茄科藥用植物中多糖成分提取及藥理作用的研究進(jìn)展Δ

黃越燕，潘琳琳，周吉芳（嘉興學(xué)院醫(yī)學(xué)院，浙江嘉興 314001）

通過化學(xué)合成研發(fā)新藥往往代價(jià)昂貴，且不良反應(yīng)多，因此，以中藥為代表的天然藥物資源成了新藥研發(fā)的重要補(bǔ)充手段，傳統(tǒng)中醫(yī)藥學(xué)理論也為從天然藥物中開發(fā)提取有效活性物質(zhì)指明了方向。茄科植物廣泛分布于溫?zé)釒У貐^(qū)，是藥用植物資源中歷史較早、種類較多的科屬[1]。該科常見品種包括枸杞、龍葵、顛茄、白英、天仙子、山莨菪、曼陀羅、洋金花等，均為傳統(tǒng)中藥材資源，且茄科的酸漿、旋花茄、夜來香、乳茄、紅絲線、龍珠、煙草等也可作一定藥用[2]。茄科藥用植物在清熱解毒、祛風(fēng)除濕、解痙止痛、止咳平喘等方面有一定臨床療效[3]，其化學(xué)成分包括生物堿、多糖、黃酮及其苷類、皂苷、揮發(fā)油、有機(jī)酸及其衍生物等[2]。研究表明，龍葵多糖、枸杞多糖（LBP）等多糖類成分在抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)等方面具有較好藥理活性和潛在應(yīng)用價(jià)值，正日益受到重視[4-5]。故筆者以“茄科”“枸杞”“多糖成分”“提取”“藥理作用”等為關(guān)鍵詞，組合檢索2007 年1 月－2015 年3 月中國知網(wǎng)、萬方、維普數(shù)據(jù)庫中的相關(guān)文獻(xiàn)。結(jié)果得到相關(guān)文獻(xiàn)87條，對(duì)其中45條有效文獻(xiàn)分析總結(jié)后，就茄科藥用植物中多糖類化合物在提取分離方法及藥理作用兩個(gè)方面的研究進(jìn)展作一綜述，以期為茄科植物多糖類成分進(jìn)一步研究及茄科藥用植物資源的有效開發(fā)利用提供參考。

1 提取分離方法

1.1 水提醇沉法

根據(jù)“相似相溶”原理，對(duì)多糖這類極性大分子化合物，水是較好的提取媒介，再向水提液中加入高濃度乙醇可使多糖沉淀分離。因此，水提醇沉法是植物多糖最常用的提取方法，該法簡單方便、成本低、無污染，但缺點(diǎn)是提取溫度高、耗時(shí)長、效率低。王林江等[6]采用水提醇沉法從白英中提取多糖，采用苯酚-硫酸法測(cè)定了3個(gè)產(chǎn)地白英的多糖含量。張文杰等[7]設(shè)計(jì)L9（34）正交試驗(yàn)，以提取溫度、溶劑用量、提取次數(shù)和時(shí)間為因素，以多糖含量為指標(biāo)確定天仙子多糖的最佳提取工藝為100 ℃、加水10 倍量回流提取3 次、每次1 h，此工藝下多糖含量為2.201%。常建紅等[8]先采用熱水提取LBP，工藝為溫度100 ℃、pH 11.0、料液比1∶2、提取時(shí)間2 h；再以二乙基氨基乙基-葡聚糖A-50 柱層析得到純度較高的LBP，并采用Sevag 法[氯仿-正丁醇（4∶1）]與酶法聯(lián)用純化，先加0.1%木瓜蛋白酶、pH 6.5、50 ℃下酶解2 h，后以Sevag法脫蛋白1次，醇沉烘干得脫蛋白LBP，脫蛋白率達(dá)86.8%。江培等[9]采用水提醇沉法提取洋金花多糖，以苯酚-硫酸法測(cè)定洋金花多糖含量，并進(jìn)行效能指標(biāo)認(rèn)證。結(jié)果顯示，測(cè)定平均回收率為99.41%。王萍等[10]采用水提醇沉法提取毛酸漿多糖，以提取溫度、提取時(shí)間、料液比和提取次數(shù)作為單因素考察，再通過正交試驗(yàn)得到毛酸漿多糖的最佳提取條件為提取溫度100 ℃、時(shí)間3 h、料液比1∶20，此工藝條件下毛酸漿多糖得率為5.38%。

1.2 堿提法

堿提法的原理是利用堿液破壞植物細(xì)胞壁及細(xì)胞膜的完整性，使其通透性提高，以利于酸性多糖的浸出。常用堿液有0.1～1 mol/L NaOH、KOH、CaO、Ca（OH）2等。但堿提取后的液體需中和，程序較繁瑣，僅適用于特定類型的多糖，如LBP、靈芝多糖等。楊瑞欣[11]在傳統(tǒng)水提取基礎(chǔ)上研究更優(yōu)的提取LBP 的方法，分析了浸提溫度、浸提液pH、液料比和提取時(shí)間等因素對(duì)LBP得率的影響。確定了堿液提取最優(yōu)工藝為液料比70∶1、pH 10.0、溫度65 ℃、浸提時(shí)間3.5 h，此時(shí)LBP得率達(dá)7.46%，比傳統(tǒng)水提工藝提高了1.59%。堿提法提取效率高，但堿液濃度對(duì)多糖穩(wěn)定性有影響[12]，有些多糖在堿性較強(qiáng)時(shí)會(huì)水解。因此提取過程應(yīng)控制堿液濃度不宜過高，提取液應(yīng)迅速中和或透析，常通以氮?dú)饣蚣尤肱饸浠c以防止多糖水解而造成多糖得率下降[13]。

1.3 超聲波輔助提取法

超聲波輔助提取是利用超聲波的空化作用及其次級(jí)效應(yīng)，如機(jī)械振動(dòng)、乳化、擴(kuò)散和擊碎等，在植物細(xì)胞周圍形成微流，同時(shí)在細(xì)胞內(nèi)形成胞內(nèi)環(huán)流，使細(xì)胞受到嚴(yán)重?fù)p壞，提高細(xì)胞膜和細(xì)胞壁的通透性，達(dá)到加快細(xì)胞釋放多糖、縮短提取時(shí)間和提高多糖提取率的目的[14]。超聲提取在常壓、室溫下操作，簡便安全、提取率高、有效成分損失少，缺點(diǎn)是可能導(dǎo)致可溶性多糖降解。舒俊生等[15]采用超聲輔助提取法對(duì)煙葉多糖進(jìn)行提取。結(jié)果，上中下部煙葉粗多糖含量分別為10.13%、7.36%、7.18%，并通過離子色譜法分析發(fā)現(xiàn)煙葉多糖主要由阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖和果糖組成。許春平等[16]通過單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)對(duì)低次煙葉多糖提取工藝進(jìn)行了優(yōu)化，得到最佳提取條件為超聲波功率600 W、提取時(shí)間4 min、料液比1∶25、溫度60 ℃，此工藝條件下多糖得率為2.56%。孫漢文等[17]建立以超聲波輔助水提取LBP的工藝，設(shè)計(jì)單因素和正交試驗(yàn)考察了提取溫度、時(shí)間、次數(shù)及料液比的影響。結(jié)果顯示料液比對(duì)提取率影響最大，溫度影響最小，超聲提取以室溫為宜；超聲20 min、料液比1∶3、提取4次時(shí)LBP收率可達(dá)10%。

1.4 微波輔助提取法

微波提取作為天然植物有效成分提取的新技術(shù)，其原理是利用高頻電磁波穿透萃取溶劑達(dá)到細(xì)胞內(nèi)部，由于溶劑及細(xì)胞液吸收能量，使細(xì)胞內(nèi)部溫度升高、壓力增大，從而使細(xì)胞壁破裂，位于細(xì)胞內(nèi)部的有效成分則從細(xì)胞中釋放出來，被溶劑溶解[18]。該法具有穿透力強(qiáng)、加熱效率高、升溫快而均勻、萃取時(shí)間顯著縮短、提取效率高、安全無污染等優(yōu)越性。但有研究認(rèn)為，微波提取得到的多糖在單糖組成上有一定差異性[19]。邱志敏等[20]利用響應(yīng)面法優(yōu)化LBP 的微波輔助水提取工藝。確定最佳提取工藝為微波功率300 W、微波時(shí)間1.8 min、液料比26∶1，枸杞粗多糖得率可以達(dá)到9.57%。王月囡等[21]采用單因素和正交試驗(yàn)研究LBP提取工藝，比較了料液比、微波功率、微波時(shí)間、提取次數(shù)等因素對(duì)提取率的影響。結(jié)果表明，微波提取最佳條件為微波功率料液比1∶30、微波功率480 W、微波時(shí)間20 min、提取2 次，此條件下多糖提取率接近40%，且該法提取LBP優(yōu)于熱水浸提法。于開源等[22]研究了微波功率、提取時(shí)間及料液比對(duì)脫脂酸漿籽中多糖提取率的影響，以多糖提取率為響應(yīng)值確定優(yōu)化條件為料液比1∶12、微波功率610 W、微波時(shí)間83 s，多糖提取率達(dá)5.57%。

1.5 酶解法

酶解法是利用酶水解植物纖維素，使細(xì)胞壁破裂釋放壁內(nèi)的多糖，從而實(shí)現(xiàn)快速高效提取[14]。常用的酶有蛋白酶、纖維素酶、果膠酶等。酶解法提取多糖雖選擇性高、多糖活性高、易除雜質(zhì)，但成本較高、條件苛刻、酶容易失活，因此限制了其在大規(guī)模工業(yè)化中的應(yīng)用。汪煥林等[23]以LBP得率為指標(biāo)，用單因素和正交試驗(yàn)對(duì)料液比、提取時(shí)間、提取溫度和酶質(zhì)量分?jǐn)?shù)等因素進(jìn)行考察，確定LBP 最佳提取工藝為50 ℃、料液比1∶20、提取時(shí)間20 min、酶質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.5%，此時(shí)多糖得率為2.95%。于翠芳等[24]利用復(fù)合酶法提取LBP的工藝，采用響應(yīng)曲面法分析了酶解溫度、酶解時(shí)間、加酶量對(duì)LBP的提取率的影響。結(jié)果表明，采用復(fù)合酶[蛋白酶-纖維素酶-果膠酶（1∶1∶1）]提取LBP的最佳條件為酶解溫度51 ℃、酶解時(shí)間60 min、加酶量0.32%，LBP 提取率為13.96%；與單一酶法相比提取率差異不大，但提取速度提高約50%。

1.6 復(fù)合法

將多種方法結(jié)合提取多糖，能大大加速多糖的溶出，通過工藝優(yōu)化達(dá)到最優(yōu)的提取效果。較常使用的如微波-酶法、微波-超聲聯(lián)用提取等。王啟為等[25]對(duì)微波聯(lián)合纖維素酶法提取LBP 進(jìn)行研究，確定最佳工藝條件為微波功率450 W、微波時(shí)間6 min、物料80目、液料比25∶1（ml/g）、纖維素酶用量1.5%、酶解溫度50 ℃、酶解時(shí)間60 min、體系pH 值4.8，此時(shí)LBP 得率為13.2%。周丹紅等[26]利用微波-超聲波輔助提取LBP，采用正交試驗(yàn)考察料液比、提取溫度、微波和超聲波功率、提取時(shí)間等對(duì)LBP 提取效率的影響。結(jié)果顯示，最佳提取工藝為料液比1∶10、提取溫度100 ℃、微波功率300 W、提取時(shí)間6 min、超聲處理20 min、超聲功率300 W、溫度70 ℃。任雪峰等[27]研究了酶解超聲協(xié)同提取茄蒂多糖條件，在pH 為5、50 ℃水浴溫度下用1%纖維素酶酶解30 min，采用響應(yīng)面法優(yōu)化超聲提取條件。結(jié)果表明，茄蒂多糖最佳提取條件為料液比1∶36（g/ml）、超聲時(shí)間22 min、超聲溫度68 ℃，此條件下多糖得率為5.49%。

1.7 閃式提取法

閃式提取是利用高速機(jī)械剪切力和攪拌力，迅速破壞植物細(xì)胞組織，使細(xì)胞內(nèi)部的有效成分與溶劑充分接觸而快速溶解轉(zhuǎn)移，從而實(shí)現(xiàn)有效成分的高效提取，具有提取快速、不需要加熱、有效成分損失小的特點(diǎn)[28]。黃越燕等[28]采用總多糖提取量和浸膏得率為綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用L9（34）正交試驗(yàn)考察提取電壓、提取時(shí)間、提取次數(shù)、料液比等因素。結(jié)果表明，龍葵總多糖的閃式提取最佳工藝為加30倍量水、電壓80 V、提取2 次、每次2 min，總多糖提取量為4.585 mg/g。李嬌等[29]比較研究了水提法、超聲法和閃式法提取鐵皮石斛多糖的效果，并用正交試驗(yàn)對(duì)工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化。結(jié)果顯示，閃式提取最優(yōu)條件為固液比1∶15、閃提時(shí)間2 min、轉(zhuǎn)速4 000 r/min，此時(shí)多糖提取率為24.05%，耗時(shí)僅為2 min。與傳統(tǒng)水提法和超聲法比較，閃式提取具有明顯優(yōu)越性。

2 藥理作用

近年來茄科藥用植物在臨床應(yīng)用廣泛，其多糖類化合物藥理作用的研究主要有抗腫瘤、免疫調(diào)節(jié)、抗氧化和抗衰老、降糖、生殖保護(hù)等幾個(gè)方面。

2.1 抗腫瘤和免疫調(diào)節(jié)作用

李健等[30]研究了龍葵多糖對(duì)U14 荷瘤模型小鼠生長的抑制及對(duì)荷瘤小鼠的免疫調(diào)節(jié)作用。采取MTT法檢測(cè)龍葵多糖體外對(duì)U14細(xì)胞增殖的影響；建立U14宮頸癌腹水瘤模型，觀察給藥對(duì)腫瘤的抑制作用和對(duì)荷瘤小鼠存活時(shí)間的影響；用酶聯(lián)接免疫吸附法檢測(cè)荷瘤小鼠血清的細(xì)胞因子水平。結(jié)果表明，180 mg/kg 的龍葵多糖對(duì)宮頸癌U14 生長抑制率達(dá)53.68%，并能顯著延長荷瘤小鼠生命周期，可增加荷瘤小鼠血清γ干擾素水平，降低白細(xì)胞介素（IL）44 水平，推測(cè)該多糖可能通過激活機(jī)體內(nèi)免疫系統(tǒng)的活動(dòng)，調(diào)節(jié)細(xì)胞因子分泌而發(fā)揮抗腫瘤作用。張杰等[31]采用不同濃度的白毛藤多糖作用于胰腺癌細(xì)胞，檢測(cè)腫瘤細(xì)胞凋亡率及半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3（Caspase-3）的表達(dá)。結(jié)果表明，白毛藤中多糖成分可以抑制胰腺癌細(xì)胞增殖，其抗癌機(jī)制可能是通過活化Caspase-3 途徑來誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡。LBP被認(rèn)為是茄科植物枸杞的重要活性成分，其抗腫瘤作用及免疫調(diào)節(jié)作用得到較多研究的證實(shí)，其對(duì)于肝癌、宮頸癌、前列腺癌、卵巢癌、大腸癌、食管癌、血癌、肺癌等方面均具有一定的抗腫瘤活性[32]。LBP能作用于免疫活性細(xì)胞如T 細(xì)胞、B 細(xì)胞等，發(fā)揮細(xì)胞和體液的免疫功能，或降低腫瘤免疫抑制因子血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）、轉(zhuǎn)化生長因子61（TGF-61）的分泌，達(dá)到抑制腫瘤的作用[33]。

2.2 保肝作用

章培軍等[34]研究了LBP 對(duì)四氯化碳（CCl4）所致小鼠急性肝損傷、小鼠血清中IL-6和IL-8水平的影響，并采集肝組織病理樣品進(jìn)行病理學(xué)觀察。結(jié)果顯示，LBP 能顯著防止CCl4引起的小鼠血清中丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（ALT）的升高，且藥物存在量效關(guān)系，還可降低CCl4引起的小鼠血清IL-6、IL-8水平升高；病理學(xué)鏡檢結(jié)果表明，LBP 可明顯減輕CCl4對(duì)肝組織的損傷。實(shí)驗(yàn)證實(shí)了LBP 具有良好護(hù)肝作用，其機(jī)制可能與降低小鼠血清ALT、IL-6、IL-8 的水平有關(guān)。秦樹森等[35]采用CCl4誘導(dǎo)大鼠急性肝損傷模型，觀察了紅絲線多糖對(duì)模型大鼠血清中ALT、天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（AST）、丙二醛（MDA）及超氧化物歧化酶（SOD）水平的影響。結(jié)果表明，紅絲線多糖可抑制急性肝損傷大鼠血清中ALT、AST 的活性，降低MDA 的水平，升高SOD的水平。可見，紅絲線多糖對(duì)CCl4致大鼠急性肝損傷具有較好的保護(hù)作用。

2.3 抗氧化和抗衰老作用

茄科植物多糖的抗氧化和抗衰老作用被廣泛研究，其中對(duì)LBP的研究較多。邵鴻娥等[36]通過小鼠游泳耐疲勞實(shí)驗(yàn)研究了LBP 對(duì)小鼠耐力和血清中SOD 活性、MDA 含量的影響，進(jìn)而探討LBP 的抗衰老作用機(jī)制。結(jié)果顯示，50、100 mg/kg劑量的LBP 均可顯著延長小鼠力竭游泳時(shí)間（分別提高12.32%、1.23%），提高抗疲勞能力，小鼠血清中SOD活性明顯升高、MDA 含量明顯降低。龔濤等[37]研究了枸杞粗多糖在小鼠體內(nèi)的抗氧化作用，發(fā)現(xiàn)100、200、400 mg/kg劑量的枸杞粗多糖能顯著提高D-半乳糖衰老模型小鼠血清、肝臟及腦組織中SOD 活性，降低MDA 含量，能顯著提高正常小鼠常壓耐缺氧能力和游泳抗疲勞能力，小鼠的脾指數(shù)和胸腺指數(shù)也得到顯著提高。結(jié)果表明，枸杞粗多糖能促進(jìn)提高小鼠的機(jī)體免疫水平，具有顯著的抗氧化、抗衰老作用。許春平等[16]研究了低次煙葉多糖的生物活性，發(fā)現(xiàn)其具有較強(qiáng)的抗氧化活性和自由基清除能力。劉鵬舉等[38]從酸漿中提取水溶性粗多糖，經(jīng)體外實(shí)驗(yàn)表明酸漿多糖對(duì)羥基自由基及超氧陰離子自由基均具有清除功能。

2.4 降血糖作用

李曉冰等[39]探討了LBP對(duì)糖尿病大鼠血糖水平及機(jī)體免疫功能的影響。通過尾iv給予鏈脲佐菌素復(fù)制糖尿病大鼠模型，經(jīng)給藥干預(yù)比較大鼠血糖水平、脾臟指數(shù)、胸腺指數(shù)、脾淋巴細(xì)胞刺激指數(shù)及外周血T淋巴細(xì)胞亞群水平。結(jié)果顯示，第2、4 周多糖組大鼠血糖水平均較模型組降低，胸腺指數(shù)、脾淋巴細(xì)胞刺激指數(shù)及CD3、CD4 及CD4/ CD8 值均較模型組升高，CD8 值較模型組降低，表明LBP 能較好地調(diào)節(jié)血糖水平，其作用與改善糖尿病大鼠免疫功能低下有關(guān)。宗燦華等[40]觀察了LBP對(duì)2型糖尿?。?-DM）大鼠胰島素抵抗及腎周脂肪組織脂聯(lián)素基因mRNA表達(dá)的影響。實(shí)驗(yàn)選用高脂飼料加小劑量鏈尿佐菌素建立2-DM 大鼠模型，ig 給藥8 周后，采用逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(yīng)法檢測(cè)腎周白色脂肪組織脂聯(lián)素基因mRNA水平，并測(cè)定空腹血糖（FBG）、血清胰島素（FINS）和血脂的含量，計(jì)算胰島素抵抗指數(shù)（IRI）。結(jié)果，LBP組2-DM大鼠腎周脂肪組織脂聯(lián)素基因mRNA 表達(dá)明顯升高，F(xiàn)BG、FINS、IRI、總膽固醇、三酰甘油、低密度脂蛋白水平明顯降低。這表明LBP可通過增加脂聯(lián)素基因mRNA表達(dá)，改善2-DM大鼠脂代謝紊亂，降低胰島素抵抗，從而實(shí)現(xiàn)降血糖作用。

2.5 生殖保護(hù)作用

曹池等[41]研究了早期低劑量接觸氯化甲基汞（MMC）對(duì)大鼠生殖生長發(fā)育的影響及LBP的早期干預(yù)作用。實(shí)驗(yàn)將健康7 日齡大鼠經(jīng)頸部sc 給予MMC，自然觀察大鼠體質(zhì)量、發(fā)育、生殖繁育能力及子代仔鼠早期生長發(fā)育和存活狀況，并將已孕母鼠哺乳期仔鼠染毒，觀察母鼠產(chǎn)仔情況。結(jié)果顯示，MMC染毒大鼠毛色萎縮、精神狀態(tài)倦怠、食欲不振、生長較緩慢，未產(chǎn)仔或產(chǎn)仔的產(chǎn)死率高、或產(chǎn)畸胎，仔鼠出生體質(zhì)量異常，染毒仔鼠影響其已孕母鼠再次生育；而使用LBP 干預(yù)可抑制MMC對(duì)大鼠引起的生殖發(fā)育毒性。

2.6 其他作用

現(xiàn)代藥理研究表明龍葵多糖具有抗炎、抗過敏、抗菌、解熱鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜、殺蟲活性等藥理作用[42-43]。LBP還具有明目、防治青光眼、防治白內(nèi)障、抗?jié)兊茸饔肹44-45]。

3 結(jié)語

茄科植物多糖成分的提取方法在傳統(tǒng)熱水提取、堿水提取、酶法提取的基礎(chǔ)上，逐漸應(yīng)用到超聲波、微波輔助、閃式提取等新方法，大大提高了多糖的提取效率，節(jié)約了操作時(shí)間。茄科植物多糖的藥理作用廣泛，體現(xiàn)在抗腫瘤和免疫調(diào)節(jié)、保肝、抗氧化抗衰老、降血糖、生殖保護(hù)等諸多方面。

目前對(duì)茄科植物多糖的研究面臨的問題主要有：（1）對(duì)茄科植物多糖的研究，主要集中在對(duì)枸杞、龍葵、酸漿和煙葉多糖的研究，而其他茄科植物如天仙子、白英、刺天茄、顛茄等含生物堿、莨菪堿成分高，對(duì)于此類植物多糖的研究還不多。此外，旋花茄、夜來香、乳茄、龍珠多糖成分仍有待進(jìn)一步研究。（2）提取得到的多糖多為粗品，大多數(shù)多糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)尚未明確，在提取成分中分離出選擇性高、廣譜的化合物仍是研究的重要內(nèi)容。

因此，在今后的研究開發(fā)中，應(yīng)更加注重對(duì)茄科植物中天仙子、白英、刺天茄、顛茄、旋花茄、夜來香、乳茄、龍珠等多糖成分的研究；并加強(qiáng)茄科植物多糖的分離純化，用均一的單一組分多糖進(jìn)行藥理活性和作用機(jī)理研究；深入研究單體成分的作用機(jī)制，加強(qiáng)多糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)研究。茄科植物種類繁多、分布廣泛、多糖含量高、資源豐富，對(duì)茄科植物多糖進(jìn)行廣泛深入研究，闡明其生物活性及構(gòu)效關(guān)系，對(duì)尋找新藥先導(dǎo)化合物，具有醫(yī)學(xué)和經(jīng)濟(jì)意義。

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