南瓜多糖的提取、分離純化方法研究進展

蔣高華 彭興華 劉永澤 楊文坪

摘 要：南瓜多糖是一種具有重要活性的功能成分。本文對南瓜多糖的提取、分離純化的研究現(xiàn)狀進行綜述，展望了南瓜多糖的研究方向和市場前景。

關(guān)鍵詞：南瓜多糖;提取;進展

Abstract：Pumpkin polysaccharide was functional component with important activity. The research status of extraction， separation and purification of pumpkin polysaccharide was summarized， and the research direction and market prospect of pumpkin polysaccharide were prospected.

Key words：Pumpkin polyaccharide; Extraction; Progress

南瓜為葫蘆科南瓜屬蔓性草本植物[1]，它富含多種氨基酸、多糖、維生素、蛋白質(zhì)、淀粉及纖維素等營養(yǎng)成分，具有較高的食療保健作用[2-3]，是人們喜愛的保健食品。南瓜具有降血脂、降血糖、防癌等多種功效[4]，因此對南瓜多糖的提取、分離純化和研究越來越受到人們重視。

1 南瓜多糖提取方法

1.1 熱水浸提

熱水浸提法是最常用的一種提取多糖的方法，具有操作簡單，成本低、干擾少的特點。貢漢坤[5]得出熱水浸提法的最適條件為：料水比l∶3，時間30 min，溫度為70 ℃，乙醇濃度為95%。鐘俊楨等[6]發(fā)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的南瓜多糖最佳提取工藝條件為去皮南瓜丁與水之比為1∶5、90 ℃提取2 h、得率為0.3056%。陳龍勝等[7]通過水提法獲得南瓜多糖，測定不同品種南瓜多糖含量，得出中國南瓜的多糖含量最高為74.11 mg·g-1，JHX-20的多糖含量最低為13.42 mg·g-1。遲萍[8]發(fā)現(xiàn)雙水相萃取南瓜多糖的最佳提取條件為：醇鹽比3∶7，提取30 min，物料比l∶25（g∶mL）。

1.2 酸堿提取

酸堿法提取是利用細胞在酸、堿溶液中吸水溶脹破裂得到多糖成分。鞠興榮等[9]利用HCl提取多糖，發(fā)現(xiàn)最佳提取條件為：酸濃度0.28 mol·L-1、料液比43.05 mL·g-1、時間5 h、溫度71.9 ℃，多糖實際得率為4.0l%。向東等[10]等利用NaOH提取南瓜多糖，最優(yōu)工藝條件為溫度80 ℃，時間2 h，液固比5∶1，堿濃度0.4 mol·L-1。Zhang W M等[11]采用超聲輔助堿提多糖，結(jié)果表明：在最佳條件下多糖得率為36.99%。

1.3 復(fù)合酶提取

復(fù)合酶提取是根據(jù)生物酶具有的專一性特點，利用酶破壞植物細胞壁從而提取多糖的一種方法。王洪偉等[12]利用正交試驗確定復(fù)合酶添加量為纖維素酶1%，果膠酶1.5%，木瓜蛋白酶1%，最佳反應(yīng)條件為溫度40 ℃、pH=5.5、時間30 min，南瓜多糖得率為28.8%。陸武[13]利用纖維素酶提取南瓜多糖得率較高，在酶濃度為0.5%，時間120 min，pH=5.2，提取溫度為55 ℃的條件下，南瓜多糖的提取率可達4.13%。程龍[14]用木瓜蛋白酶和纖維素酶提取南瓜籽多糖，在時間43 min、溫度60 ℃、酶量2.5%與pH=6條件下，多糖得率為（3.224±0.04）%。Wu S H等[15]利用復(fù)合酶提取竹蓀多糖，在纖維素酶2.0%、木瓜蛋白酶2.0%、果膠酶1.5%、溫度52.5 ℃、時間105 min、pH=5.25條件下，多糖得率為9.77%±0.18%。

1.4 超聲輔助提取

超聲輔助提取是利用超聲波將植物細胞中的有效成分快速提取出來。

史清華等[16]采用超聲輔助法提取南瓜多糖，在預(yù)浸時間為10 min，超聲溫度為70 ℃，超聲功率為175? W，超聲時間為20 min下，南瓜多糖提取率可達43.63 mg·g-1。

苗敬芝等[17]采用超聲波協(xié)同纖維素酶法提取南瓜多糖，結(jié)果表明：在最佳工藝條件超聲功率190 W、超聲時間20 min、酶質(zhì)量分數(shù)1.5%下，多糖得率為16.44%。Guo X等[18]利用超聲輔助提取杜鵑花多糖，在最佳條件提取溫度55 ℃、液料比25∶1、提取時間2.2 h、超聲功率200 W下，多糖得率為9.428%。

1.5 微波輔助提取

微波輔助提取是利用電磁波輻射作用，使細胞內(nèi)部溫度升高，從而將被提取物質(zhì)從細胞內(nèi)浸出。李俊麗等[19]通過水提取法和微波提取法進行優(yōu)化設(shè)計和比較。結(jié)果表明，水提取工藝的最佳提取條件為1∶40的料液比，70 ℃水浴，提取3次，每次提取4 h。而微波的最佳提取條件為強度60%，時間20 min，料液比1∶30。丁宏偉等[20]采用微波輔助超聲技術(shù)提取南瓜多糖成分。結(jié)果表明：微波3 min，超聲30 min，超聲溫度70 ℃，此時南瓜多糖的提取率為3.65%，與熱水浸提法2.02%相比，提取率提高了80%，同時提取時間大大縮短。Chen C等[21]用微波輔助提取辣木葉多糖，在提取時間70 min、功率700 W、提取溫度70 ℃以及液料比35 mL·g-1時，多糖得率為2.96%±0.11%。

2 南瓜多糖分離純化方法

2.1 脫蛋白

醇沉得到的南瓜多糖要經(jīng)過脫蛋白處理，目前南瓜多糖的常用脫蛋白方法主要有Sevage法、三氯乙酸法、酶解法、鹽酸法和綜合運用法等。王吰等[22]采用Sevage溶液除去蛋白質(zhì)。在提取溫度80 ℃，提取時間4 h時，南瓜多糖的提取率達到了4.74%。梅新婭[23]分別用三氯乙酸法、NaCl法和CaCl2法脫蛋白。結(jié)果表明：與其他2種方法相比，三氯乙酸法脫蛋白效率最高。張麗華等[24]用木瓜蛋白酶法脫除化香樹果序多糖中的蛋白，最佳工藝條件為木瓜蛋白酶用量1.508%，溫度65 ℃，酶解時間92.3 min，pH=7.0，多糖蛋白脫除率為90.90%，多糖保留率為84.06%。胡會剛等[25]對鹽析法、三氯乙酸法、Sevag法、TCA-正丁醇法、TCA-Sevag法、聚酰胺法和酶法的脫蛋白效果進行對比，結(jié)果表明：TCA-正丁醇法脫蛋白效果最好，蛋白質(zhì)脫除率為81.47%，多糖保留率為85.91%。李月等[26]研究了NaCl法、CaCl2法、酶法、Sevage法、TCA法、Sevage-酶法、TCA-酶法、NaCl-酶法和CaCl2-酶法對瑪卡多糖的除蛋白效果。結(jié)果表明：瑪卡多糖最適脫蛋白工藝為Sevage-酶法，條件為酶濃度4%、酶解溫度55 ℃、酶解時間l h、pH=6，清除率56.13%，多糖保留率80.32%。

2.2 脫色素

南瓜多糖經(jīng)過脫蛋白后還需要進行脫色處理，主要方法有吸附法、氧化法和大孔樹脂法。楊申明等[27]利用正交試驗優(yōu)化活性炭脫除杜仲板皮多糖中色素的工藝。結(jié)果表明：活性炭用量0.6%（m/m）、溫度60 ℃、時間50 min與溶液pH=5.0時，平均脫色率為76.20%。譚青云等[28]通過采用活性炭、大孔樹脂、過氧化氫對鐵皮石斛粗多糖進行脫色。結(jié)果顯示：大孔樹脂D4020能有效去除多糖色素并有效保留多糖含量和生物活性，其色素去除率和多糖損失率分別為93.4%和14.7%。陸敏等[29]研究D301-G大孔樹脂對菊芋多糖色素的吸附機理。結(jié)果表明：D301-G大孔樹脂與其他樹脂相比脫色效果最好，脫色率可達到79.63%，多糖保留率為92.28%。

2.3 沉淀法

南瓜多糖純化方法還有分步沉淀法和鹽析法等。田冰梅等[30]采用水提取分級醇沉制得宣木瓜多糖。結(jié)果表明，不同乙醇濃度沉淀宣木瓜多糖時，沉淀效果的高低順序是：95%>80%>40%≥60%>20%，95%乙醇可較完全地沉淀多糖。孫文怡等[31]應(yīng)用響應(yīng)面法對猴頭菌子實體的純化工藝進行優(yōu)化。結(jié)果表明：利用硫酸銨法去除多糖中雜蛋白的條件為：pH=5.01，硫酸銨飽和度為41%，溶液濃度為4%。

2.4 膜分離法

膜分離技術(shù)具有設(shè)備簡單、損耗低、保持多糖活性以及無污染等優(yōu)點，主要有超濾和微濾。杜成興等[32]采用膜分離技術(shù)對黃柏多糖進行純化研究。結(jié)果表明：在料液濃度為1%和固定膜孔徑中，超濾膜在料液溫度為30 ℃，操作壓力為0.18 MPa，運行時間不超過40 min時多糖膜通量較為穩(wěn)定，最大膜通量為0.591 mL/（cm2·min）。運用膜分離得到UF-100、UF-50、UF-10、UF-5、NF-800、NF-400、NF-200和NF-200等8個不同分子量段的黃柏多糖，硫酸-蒽酮法測得總糖含量分別為14.59%、8.65%、12.55%、8.90%、7.94%、7.17%、10.55%和10.86%。蔡銘等[33]研究膜分離和醇沉兩種技術(shù)對猴頭菇粗多糖的分離效果。通過熱水浸提后分別用醇沉、納濾、納濾+醇沉、微濾+納濾與微濾+納濾+醇沉5種方法得到猴頭菇粗多糖，分別記為A-He P、B-He P、C-He P、D-He P和E-He P。

結(jié)果表明，微濾+納濾技術(shù)分離純化效果較好，其粗多糖得率為10.08%，純度為43.01%，提取液中80.34%的多糖得到保留。

2.5 柱層析法

南瓜多糖的純化還可以采用柱層析方法來處理，目前主要使用的是陰離子交換柱層析和凝膠柱層析等。張凡華[34]將南瓜粗多糖通過DEAE Sepharose Fast Flow離子交換層析和Sephacyls-100HR凝膠過濾層析得到南瓜低分子量多糖（LWPP-Ia）。黃瑤等[35]研究采用DEAE纖維素柱層析法對羊肚菌粗多糖進行分離純化，效果較為明顯。董雯雯等[36]研究利用離子凝膠柱層析法對北五味子多糖進一步純化，分離得到3種分子量的多糖組分（SCP-Ⅰ、SCP-Ⅱ和SCP-Ⅲ）。

3 展望

植物多糖具有較好的生物活性和功能，將其作為保健食品越來越受到國內(nèi)外的關(guān)注。南瓜多糖具有的降脂、降糖、防癌等功能已得到一致認可。雖然人工抗氧化劑的效果較好，但是對人體還是具有一定的毒副作用。南瓜多糖具有的抗氧化活性使它受到了廣泛關(guān)注，將其作為功能性食品有望得到開發(fā)和利用。隨著對南瓜多糖的研究得深入，利用南瓜多糖來開發(fā)的保健食品的市場前景被人們看好。

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