沙棘多糖的研究進(jìn)展

武美馥，周鴻立

(吉林化工學(xué)院 化學(xué)與制藥工程學(xué)院，吉林 吉林 132022)

沙棘(Hippophae rhamnoides)屬落葉灌木或小喬木，是胡頹子科(Elaeagnaceae)植物[1]，樹身具刺，果橙色，一般生長(zhǎng)在干燥、寒冷的貧瘠山區(qū)，別名醋柳、黑刺、酸刺、其察日嘎納(蒙名)、達(dá)普(藏名)吉汗(維吾爾名)[2,3].沙棘的果、葉及種子的提取物均具有一定的生物活性，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)沙棘油籽中存在的ω-3和ω-6脂肪酸、生育酚、植物甾醇和β-胡蘿卜素的組合可能起到促進(jìn)心血管健康的作用[4]；從沙棘葉黃酮苷能抑制脂肪形成，增加能量消耗[5].沙棘果實(shí)中含有多種維生素、脂肪酸、微量元素、黃酮等活性物質(zhì)和人體所需的各種氨基酸.沙棘成分研究較多的是黃酮，維生素，沙棘油等[6-8]，沙棘多糖是其主要活性成分之一，由Ara、Gal、Man和Glc組成的中性雜多糖并具有多種藥理活性[9-11]，如免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、抗氧化等作用，但目前對(duì)于沙棘多糖的研究仍處于初級(jí)階段.自20世紀(jì)中期以來(lái)，多糖作為生物反應(yīng)調(diào)節(jié)劑已經(jīng)受到營(yíng)養(yǎng)和生化科學(xué)家越來(lái)越多的關(guān)注，多糖具有毒副作用小、無(wú)殘留、不產(chǎn)生耐藥性等優(yōu)點(diǎn)，備受研究人員的重視[12].

沙棘多糖具有很高的藥用價(jià)值和生物活性，可開發(fā)為功能性食品、保健品、藥品、日化產(chǎn)品等，具有廣闊的開發(fā)前景.

1 沙棘多糖的提取、分離及純化

1.1 提取

多糖的提取方法有多種，如：溶劑浸提法、酶輔助提取法、微波輔助提取法、超聲波輔助提取法、酸堿提取法、超臨界流體萃取法、閃式提取法，近年來(lái)一些聯(lián)用方法不僅能夠減少多糖的提取時(shí)間，還能增加提取率，如超聲波-酶輔助法和微波-超聲輔助法等[13-16].

楊宏志[17]等采用熱水提取法(10.24%)、微波輔助法(1.90%)、超聲波法(8.81%)、酶法(6.59%)和酶法-超聲波協(xié)同萃取法(8.15%)對(duì)沙棘多糖的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化.結(jié)果熱水提取法的提取率最高，但操作時(shí)間長(zhǎng)且重復(fù)過(guò)程多.超聲波輔助提取破碎原料細(xì)胞壁，促進(jìn)多糖的溶出，提高得率，簡(jiǎn)單便捷，引起關(guān)注.微波輔助提取法利用微波穿透能力強(qiáng)和加熱迅速的特點(diǎn)，促進(jìn)多糖的溶出.酶輔助提取法是利用酶反應(yīng)的高度專一性將植物細(xì)胞壁降解，使得多糖釋放.但超聲波頻率接近人的聲音頻率，對(duì)人體有一定的傷害，此外，超聲儀器的容積及輸出功率有限，難以滿足規(guī)?；墓I(yè)生產(chǎn).微波可能導(dǎo)致多糖活性降低或喪失、被降解、結(jié)構(gòu)變化等.酶輔助提取法對(duì)條件要求高，需要考慮最適溫度、pH、作用時(shí)間、酶濃度等因素；此外，多糖提取液中的酶不易清除凈[18].因此，如何克服上述問(wèn)題是多糖提取研究的一個(gè)重要課題[19].

1.2 純化及分離

在提取多糖中往往含有蛋白質(zhì)、色素以及小分子化合物等非多糖組分，為了獲取純度較高的多糖則需要進(jìn)行除雜.常見方法有除蛋白、脫色、透析等.提取、除雜后所得純化多糖通常是混合多糖，若要獲得均一多糖，還需進(jìn)一步分離純化，方法有沉淀法、凝膠色譜法、纖維素陰離子交換劑柱色譜法、大孔樹脂柱分離法、超濾法和膜分離技術(shù)[20]等.

1.2.1 除蛋白

多糖除蛋白的方法有Sevag法、酶法、酶法和Sevag法聯(lián)用、三氯乙酸法、三氟三氯乙烷法和反復(fù)凍融法[21]等.

劉延吉等[22]考察了三氯乙酸法、Sevag法、酶法、酶法和Sevag法聯(lián)用四種方法對(duì)沙棘多糖除蛋白的效果.結(jié)果酶法與Sevag法聯(lián)用最佳，脫蛋白2次，酶加量5 mg/mL，溫度60 ℃，pH 6，清除率73.58%.

酶法和Sevag法聯(lián)用與傳統(tǒng)Sevag法比較多糖的損失率小且蛋白清除率高，但是存在操作復(fù)雜、不易控制、成本較高、易引入新蛋白質(zhì)、反應(yīng)條件難把握等缺點(diǎn).

1.2.2 脫色

植物常見脫色方法有活性炭吸附法、氧化劑氧化法、離子交換法、超臨界CO2法以及靜態(tài)混合器在多糖脫色中的應(yīng)用[23]等.

金婷[24]將沙棘粗多糖用氨水調(diào)至pH8-9后，加入H2O2于低溫放置兩天后，直至多糖溶液紅褐色褪去.鐘運(yùn)翠等[25]在對(duì)比五種樹脂對(duì)沙棘果渣多糖純化效果中發(fā)現(xiàn)，表明AB-8對(duì)多糖的脫色效果明顯.過(guò)氧化氫法對(duì)沙棘多糖的多糖損失率過(guò)大；大孔樹脂脫色效果明顯損失率少，價(jià)格合理，適合工業(yè)化應(yīng)用.現(xiàn)階段沙棘多糖的脫色技術(shù)較為單一，需進(jìn)一步探討.

1.2.3 透析

小分子雜質(zhì)如低聚寡糖、無(wú)機(jī)鹽、單(雙)糖的殘留往往影響生物活性，除去方法有透析法和超濾法.宋亮等[26]將脫色后的沙棘多糖溶液自來(lái)水流水透析72 h后，蒸餾水透析48 h.膜技術(shù)中超濾工藝可在常溫進(jìn)行，節(jié)能環(huán)保且分離效率高可操作性強(qiáng)[27]，具有很多優(yōu)點(diǎn)，但沙棘多糖方面很少應(yīng)用，可能是膜的造價(jià)過(guò)高且大部分多糖有粘度也會(huì)導(dǎo)致在除雜方面存在一定的局限性.

1.2.4 大孔樹脂柱分離法

鐘運(yùn)翠等[25]利用AB-8、A 845、D 4020、D 315、D 301R、XAD-7HP 6種大孔樹脂色譜法探究沙棘果渣多糖的純化效果，結(jié)果AB-8的吸附率和洗脫率最高且多糖純度達(dá)到71.45%.AB-8對(duì)有機(jī)大分子有很好的解析能力，耐污染性能好，價(jià)格適中，被廣泛運(yùn)用在多糖分離純化中.

1.2.5 凝膠色譜法

凝膠色譜法利用凝膠的分子篩作用，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、不需要有機(jī)溶劑并且對(duì)高分子物質(zhì)分離效果好等優(yōu)點(diǎn)[28,29].常用的凝膠有葡聚糖凝膠(Sephadex)和瓊脂糖凝膠(Sepharose).

宋亮等[26]將沙棘多糖經(jīng)Sephadex G-150柱層析，洗脫凍干、水復(fù)溶，再經(jīng)Sephadex G-100柱層析，得到兩個(gè)沙棘多糖HRP I a和HRP I b，得率分別是31.3%和5.8%.

2 化學(xué)組成

由以上分析可得出，不同部位的沙棘多糖組分存在差異，但主要為阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖3種糖，其中葡萄糖含量較多.目前對(duì)沙棘多糖化學(xué)結(jié)構(gòu)的研究較少，應(yīng)進(jìn)行深入的構(gòu)效關(guān)系和量效關(guān)系的研究，為沙棘的進(jìn)一步開發(fā)利用奠定基礎(chǔ).

3 沙棘多糖生物活性的研究

沙棘多糖是一種具有多種生物活性的植物多糖，主要作用有抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、抗病毒、降血脂[33]、降血糖、抗突變等作用[34].

3.1 抗氧化作用

杜晶晶[11]等測(cè)定的還原能力、超氧陰離子的清除能力、羥基自由基的清除能力和DPPH·的清除能力探究沙棘多糖抗氧化活性.實(shí)驗(yàn)采用30%、50%、70%和中性乙醇分級(jí)多糖與Vc對(duì)比.結(jié)果:1)50%乙醇分級(jí)的多糖還原力較其他級(jí)分的要強(qiáng)，但低于Vc；2)70%乙醇分級(jí)的多糖對(duì)O2-·的清除能力明顯高于Vc 3倍，說(shuō)明沙棘多糖對(duì)O2-·表現(xiàn)出較強(qiáng)的清除作用；3)70%乙醇分級(jí)的多糖對(duì)羥自由基的清除能力較弱于Vc；4)70%乙醇分級(jí)的多糖和Vc對(duì)DPPH·的清除率為95.51%和 96.16%，兩者對(duì)DPPH·的清除能力相近.綜上，50%和70%乙醇級(jí)分多糖是沙棘具有高效抗氧化的組分.

3.2 免疫調(diào)節(jié)作用

宋亮等[26]將小鼠巨噬細(xì)胞株RAW264.7培養(yǎng)于含10%胎牛血清的 DMEM培養(yǎng)基中，通過(guò)MTT法檢測(cè)，在一定細(xì)胞數(shù)范圍內(nèi)，隨著多糖濃度的增加，活細(xì)胞的數(shù)量亦增加，MTT 結(jié)晶形成的量與細(xì)胞數(shù)成正比，說(shuō)明沙棘多糖具有免疫調(diào)節(jié)作用.

3.3 抗腫瘤作用

Hailiang Wang等[35]采用小鼠肺癌模型判斷沙棘多糖的抗腫瘤活性.結(jié)果在第16 d時(shí)，200 mg/kg的沙棘多糖具有顯著的腫瘤生長(zhǎng)抑制作用，且同環(huán)磷酰胺(CTX)作用相當(dāng).免疫活性結(jié)果表明，沙棘多糖誘導(dǎo)抗腫瘤作用可能是通過(guò)免疫學(xué)活動(dòng)進(jìn)行的.

3.4 降血脂、血糖作用

黃曉青等[33]研究了沙棘多糖對(duì)小鼠高脂血癥的影響，結(jié)果多糖能有效降低肝臟TC和LDL-C水平，但對(duì)TG 和HDL-C沒(méi)有顯著作用，也可降低由于高脂飲食所引起的血糖升高，說(shuō)明沙棘多糖在降血脂、血糖方面具有一定的活性.

4 結(jié) 論

隨著人們對(duì)健康的重視程度不斷加深，很多學(xué)者在尋找開發(fā)毒副作用低、無(wú)污染、安全有效的天然產(chǎn)品.大量研究表明：沙棘多糖在提高免疫力、降血糖血脂、抗氧化、抗腫瘤等方面都具有重要的開發(fā)價(jià)值.提高沙棘多糖提取率和純度，明確具有功能性成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)以及使用劑量將會(huì)是今后研究的重點(diǎn).為開發(fā)利用沙棘食品、保健品、藥品及日化產(chǎn)品等，推動(dòng)沙棘產(chǎn)品種類多樣化，讓沙棘產(chǎn)品造福人類.

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