馬齒莧多糖的提取及生物活性研究進(jìn)展

張黎君 朱冰 杜嘉蕊

摘 要：馬齒莧是集藥用與食用于一體的野生植物，自然界來源廣泛。馬齒莧多糖是其中的活性成分之一，生理活性廣泛。本文總結(jié)了近年來馬齒莧多糖的提取方法和生理活性方面的研究情況進(jìn)程，為其在以后藥品、食品、化妝品行業(yè)的應(yīng)用發(fā)展提供借鑒。

關(guān)鍵詞：馬齒莧多糖;提取方法;生物活性

1 引言

馬齒莧是馬齒莧科一年生草本植物，《本草綱目》中記載“馬齒莧處處原野生之”，馬齒莧在我國分布區(qū)域較廣，主要在熱帶、亞熱帶、溫帶地區(qū)，生長環(huán)境多變，適應(yīng)能力較強(qiáng)，產(chǎn)量豐厚?！秶宜幨惩茨夸洝肥珍浻旭R齒莧功效，在我國具有非常長的藥用和食用歷史。近年來，對(duì)于馬齒莧的藥用價(jià)值和生理活性多有研究，這也提高了馬齒莧的利用價(jià)值[1]多方實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，馬齒莧中含有多種成分，如：生物堿類、黃酮類、多糖類、三萜醇類、有機(jī)酸類，醇、酯類，香豆素類、維生素類、微量元素及無機(jī)鹽等，綜合來講，馬齒莧具有散熱解毒、利血去腫，抑菌抗炎，降血糖血脂血壓，抑瘤抗氧化等多重功效，是以對(duì)馬齒莧的藥用價(jià)值研究較多[2][3]。近年來，人們對(duì)于食品、藥品、化妝品的成分安全愈來愈重視，提取天然植物成分加入配方的選擇也備受青睞。

2 馬齒莧多糖的提取方法研究

2.1 溶劑提取法

提取植物多糖采用水為基礎(chǔ)溶劑是最傳統(tǒng)也是最常用的方法，可用熱水、冷水、稀堿、酸、稀鹽等溶液提取。其中熱水提取是較為傳統(tǒng)的做法，溫度升高可增加它的溶解性。不同分子量的多糖可選擇性的采取不同溶液進(jìn)行提取。高莉等提取馬齒莧多糖時(shí)發(fā)現(xiàn)，采用熱水浸提法考察提取的溫度、時(shí)間、料液比和次數(shù)這幾個(gè)因素外，多糖的提取率也受到乙醇提濃度的影響。確定最佳工藝條件為：提取溫度100℃、提取時(shí)間9h、浸提次數(shù)3次和固液比4：1時(shí)，可得馬齒莧粗多糖提取率26.8%[4]。吳光杰等提取馬齒莧多糖，利用響應(yīng)曲面法優(yōu)化反應(yīng)條件，最終選擇的提取條件為：提溫度100℃、時(shí)間90min、料液比20：1、反復(fù)回流3次，馬齒莧多糖的得率可達(dá)24.25%[5]。

2.2 酶提取法

酶提取法是利用酶解反應(yīng)，破解細(xì)胞壁，使多糖成分釋放出來，加快目標(biāo)成分溶于提取劑。這種方法反應(yīng)迅速、效率高、反應(yīng)平和、易掌控等優(yōu)點(diǎn)。常用的提取酶有蛋白酶、纖維素酶、果膠酶，常采用三種酶的協(xié)同作用使酶的功效最大化。錢志偉等提取馬齒莧多糖，采用纖維素酶，先進(jìn)行預(yù)試驗(yàn)，然后采用正交法優(yōu)化提取法的條件，實(shí)驗(yàn)用酶量、反應(yīng)溫度、pH、酶反應(yīng)時(shí)間對(duì)粗多糖得率的影響，最終確定最佳提取工藝：酶用量2.0%、溫度40℃、pH：6.0、酶反應(yīng)時(shí)間1h50min，可得馬齒莧多糖提取率達(dá)9.7%[6]。陳阿梅等比較了三種典型的方法提取馬齒莧粗多糖，測定其含量，實(shí)驗(yàn)得出，酶提取法的提取效果較熱水法和低級(jí)醇法效果要好，提取率可達(dá)10%[7];采取酶提取法時(shí)，為了使酶發(fā)揮很好的活性，常常要考慮酶反應(yīng)時(shí)的溫度、pH值，所以有一定的使用限制性。

2.3 微波輔助提取法

微波提取法是利用微波和水提取法的結(jié)合，細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)接收微波，導(dǎo)致細(xì)胞溫度上升，壓力變大，細(xì)胞壁瓦解，使目標(biāo)成分從細(xì)胞中溶解出來緊接著被溶劑吸收，從而能有效提取的方法。紀(jì)麗麗分析微波溫度、微波時(shí)間、固液比三種因素對(duì)多糖提取率的影響，確定最優(yōu)條件為：反應(yīng)溫度60℃，固液比1g：30mL，反應(yīng)時(shí)間10min，可得多糖得率為13.87%[8]。錢志偉等利用微波輔助法提取馬齒莧多糖，研究了四種因素（微波功率、提取時(shí)間、溫度、固液比）對(duì)粗多糖提取率的影響，最終確定適宜的條件為：功率400瓦、提取時(shí)間270s、溫度70℃、固液比1∶10，可得馬齒莧多糖的得率為10.8%[9]。微波提取法不適用于熱穩(wěn)定性較差的產(chǎn)物，在使用上具有一定的局限性。

2.4 超聲提取法

超聲提取法是超聲波輔助水浸提的方法，主要原理利用了超聲波輻射的作用，在細(xì)胞液內(nèi)部產(chǎn)生高溫高壓的環(huán)境，從而增加多糖溶出速度。余蕾采用超聲波法提取馬齒莧多糖，在預(yù)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上，采用正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化超聲波功率、時(shí)間、溫度這些工藝條件歸對(duì)得率的影響。確定馬齒莧多糖的最佳提取工藝條件為：功率130W，時(shí)間55min，溫度75℃，固液比45∶1，得到多糖得率為13.28%[10]。曲曉蘭等提取馬齒莧多糖，利用正交法優(yōu)化超聲法提取的工藝條件，確定適宜的提取工藝：提取溫度60℃料液比：1：10，提取時(shí)間：45 min，反復(fù)提取2次。與水提法比較，超聲法提取率高，時(shí)間短。超聲波法的局限在于超聲時(shí)間長易導(dǎo)致產(chǎn)物結(jié)構(gòu)破壞，從而導(dǎo)致產(chǎn)率降低[11]。

2.5 超高壓技術(shù)提取法

超高壓法是利用超高壓在一定的溫度下，破壞細(xì)胞膜，在壓力作用下，是目標(biāo)產(chǎn)物可以從細(xì)胞中釋放出來。徐鶴等利用響應(yīng)曲面法優(yōu)化超高壓法的提取工藝來提取馬齒莧多糖，在常溫條件下，確定馬齒莧多糖的最適宜條件為：壓力300MPa，液料比1：20（g/mL），提取時(shí)間5min，得到馬齒莧多糖的提取率為22.21%[12]。超高壓法對(duì)設(shè)備的要求較高，且易使蛋白質(zhì)凝固，阻礙目標(biāo)產(chǎn)物的溶出速度。

3 馬齒莧多糖生物活性研究進(jìn)展

3.1 抗腫瘤活性

研究表明，馬齒莧多糖可以提高體內(nèi)的細(xì)胞免疫功能，從而具有較好的體內(nèi)外抗腫瘤作用。崔旻等研究了馬齒莧多糖體外的抑瘤活性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，馬齒莧多糖具有抑瘤效果與劑量呈正比例關(guān)系[13]。陳美琴研究POP-A對(duì)人肝癌細(xì)胞株HepG2的影響及抗腫瘤作用，研究結(jié)果表明，POP-A處理肝癌細(xì)胞24h和48h，可以明顯抑制HepG2細(xì)胞的增殖[14]。

3.2 降血糖活性

目前，對(duì)于馬齒莧多糖降低血糖的作用原理上沒有一致的定論。皮小芳在研究馬齒莧多糖的抗糖尿病的機(jī)制時(shí)發(fā)現(xiàn)，其可有效促進(jìn)胰島細(xì)胞的增殖、提高細(xì)胞內(nèi)ATP含量、促使胰島素分泌、提高超氧化歧化酶的活性，同時(shí)可抑制四氧嘧啶誘導(dǎo)的細(xì)胞內(nèi)Ca2+水平升高和線粒體膜電位的下降[15]。范玉生等在研究馬齒莧多糖對(duì)小白鼠的降糖作用時(shí)，建立四氧嘧啶糖尿病模型，發(fā)現(xiàn)馬齒莧多糖可顯著提高兩種情況下小白鼠的糖耐量，并對(duì)肝臟等免疫器起到保護(hù)作用[16]。

3.3 抗氧化活性

葉丹蕾等在研究馬齒莧多糖的抗氧化活性時(shí)，結(jié)果表明在馬齒莧多糖質(zhì)量濃度為5mg/mL時(shí)，對(duì)二苯代苦味肼基自由基的清除率可達(dá)（58.92±1.14）%，說明馬齒莧多糖可以作為優(yōu)質(zhì)抗氧化添加劑添加到食品、化妝品中。蔣企洲等研究馬齒莧多糖對(duì)DPPH自由基、OH自由基和O2-自由基的清除能力時(shí)發(fā)現(xiàn)，其對(duì)三種自由基都具有良好的清除作用，清除率隨多糖濃度增加呈線性增加趨勢[17]。

3.4 抗衰老作用

梁彥等在研究馬齒莧多糖對(duì)D-半乳糖誘導(dǎo)亞急性衰老小鼠模型的抗衰老作用時(shí)，馬齒莧多糖能明顯改善D-半乳糖致亞急性衰老小鼠的學(xué)習(xí)記憶障礙，提高胸腺、脾臟系數(shù)、超氧化物歧化酶和谷胱甘肽過氧化酶活性，降低MDA含量。說明馬齒莧多糖具有抗衰老作用[18]。目前，一些具有抗衰老的植物多糖已應(yīng)用到化妝品中，這也為馬齒莧多糖的應(yīng)用提供了一種新的思路。

3.5 抗炎作用

《實(shí)用中藥辭典》中記載馬齒莧多糖主治痢下濃血，張海艷等研究馬齒莧多糖提取液對(duì)痢疾桿菌、大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌作用。實(shí)驗(yàn)表明，馬齒莧多糖對(duì)以上三種菌類都有一定的抑菌作用。其中，馬齒莧多糖對(duì)痢疾桿菌的抑菌作用效果最好。從體外抗菌試驗(yàn)證明了馬齒莧多糖對(duì)一定的菌類具有抗菌作用[19]。

4 結(jié)語

馬齒莧多糖是藥食同源的野生植物，它的使用在中國已有上千年的歷史，目前，對(duì)于馬齒莧多糖提取和生理活性的研究備受關(guān)注，但對(duì)于藥理方面的研究還處于初級(jí)階段，馬齒莧的來源廣泛，低毒性，生理活性極具開發(fā)的潛力，對(duì)馬齒莧多糖的研究可進(jìn)一步拓展其在藥品、食品、化妝品行業(yè)的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

[1]任奕.馬齒莧多糖的研究進(jìn)展[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備，2017（11）：61-62+65.

[2]楊春燕，祝曉麗，吳小淵等.馬齒莧提取物的制備及質(zhì)量研究[J].山東化工.2019（48）：29-30.

[3]秦月雯，侯金麗，王萍等.馬齒莧“成分-活性-中藥功效-疾病”研究進(jìn)展及關(guān)聯(lián)分析[J].中草藥.2020（7）：1924-1938.

[4]高莉，劉捷，田義靜，等.馬齒莧多糖提取、純化工藝的初步研究[J].食品研究與開發(fā)，2006，27（4）：59-62.

[5]吳光杰等.響應(yīng)曲面法優(yōu)化馬齒莧多糖提取工藝[J].食品與機(jī)械，2010，26（10）：129-133.

[6]錢志偉，王會(huì)曉，楊海蛟，等.酶法提取馬齒莧多糖[J].中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2011，27（05）：475-478.

[7]陳阿梅，寧偉，于瑞洪，等.沈農(nóng)一號(hào)馬齒莧的多糖提取方法研究[J].氨基酸和生物資源，2006，28（1）：10-11.

[8]紀(jì)麗麗.馬齒莧多糖微波提取條件的優(yōu)化[J].生物技術(shù)世界，2014（1）：58.

[9]錢志偉，畢素梅等.微波輔助提取馬齒莧多糖的研究[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010（9）：149-150.

[10]余蕾.超聲波輔助法萃取馬齒莧多糖的研究[J].北方園藝，2011（5）：36-38.

[11]曲曉蘭，高紅莉，段瑞，蘇雪慧等.超聲法提取馬齒莧多糖的研究[J].泰山醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2009（2）：119-121.

[12]徐鶴，張海悅.超高壓方法提取馬齒莧多糖的工藝研究[J].食品科技，2011（2）：148-153.

[13]崔旻，尹苗，安利國.馬齒莧多糖的抗腫瘤活性[J].山東師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2002，17（1）：73-76.

[14]陳美琴.馬齒莧多糖的結(jié)構(gòu)解析及抗腫瘤活性研究[D].南昌：江西科技師范大學(xué)，2016.

[15]皮小芳.天然馬齒莧多糖的制備及其抗糖尿病機(jī)理的研究[D].南昌：江西科技師范大學(xué)，2012.

[16]范玉生，李青旺，高大威，等.馬齒莧多糖對(duì)四氧嘧啶糖尿病小白鼠的降糖作用[J].黑龍江畜牧獸醫(yī)，2008（9）：86-88.

[17]蔣企洲，趙文鋒，張遠(yuǎn)榮.分光光度法檢測馬齒莧多糖的抗氧化活性[J].淮海醫(yī)藥，2009，27（4）：335-336.

[18]梁彥，呂艷榮.馬齒莧多糖的抗衰老作用[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2014（4）：270-272.

[19]張海艷，鄭玲等.馬齒莧多糖的提取及體外抗菌活性[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015（5）：40-41+46.

作者簡介

張黎君（1989-），女，漢族，河南省輝縣，本科，助教，研究方向：精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)。

朱冰（1979-），男，漢族，河南省安陽，碩士研究生，副教授，研究方向：高分子材料。

杜嘉蕊（1997-），女，漢，河南焦作，本科，研究方向：化學(xué)工程與工藝。