藥食同源植物多糖提取方法、結(jié)構(gòu)解析和生物活性研究進(jìn)展

許夢(mèng)粵，曾長(zhǎng)立，王紅波*

（1.江漢大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院食品營(yíng)養(yǎng)與安全研究中心，湖北武漢 430056；2.湖北省漢江流域特色生物資源保護(hù)利用與開(kāi)發(fā)工程技術(shù)研究中心，湖北武漢 430056）

多糖是一類(lèi)由10 個(gè)及10 個(gè)以上單糖或單糖衍生物通過(guò)糖苷鍵縮合形成的天然高分子化合物[3]，是藥食同源植物中最重要的活性成分之一。藥食同源植物多糖在植物的根、莖、葉和果實(shí)中均有分布[4]，具有抗菌、緩解抑郁癥、免疫調(diào)節(jié)和調(diào)節(jié)腸道菌群等多種活性，可作為功能活性成分和治療藥物用于疾病的預(yù)防和治療。不同的藥食同源植物來(lái)源和制備方法都會(huì)影響多糖的結(jié)構(gòu)特征，生物活性也會(huì)表現(xiàn)出差異[5]?，F(xiàn)有的研究表明，多糖的結(jié)構(gòu)（包括化學(xué)組成、單糖組成和分子量）會(huì)影響其生物活性，但多糖的結(jié)構(gòu)與生物活性之間的具體關(guān)系還未明確[6]。本文對(duì)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外有關(guān)藥食同源植物多糖提取、結(jié)構(gòu)解析和生物活性等方面進(jìn)行全面綜述，以期為今后藥食同源植物多糖的開(kāi)發(fā)和利用提供新思路。藥食同源植物多糖的提取、結(jié)構(gòu)解析和生物活性研究思路和方法如圖1所示。

1 藥食同源植物多糖提取和分離純化方法

1.1 多糖的提取方法

1.1.1 熱水浸提法

熱水浸提法是一種傳統(tǒng)的藥食同源植物多糖的提取方法。樣品粉碎后，經(jīng)60～100 ℃的熱水浸提，加入一定比例的無(wú)水乙醇使多糖析出。王自凡等[7]發(fā)現(xiàn)，白芨多糖的最佳提取條件為料液比1 ∶59.77（g/mL）、提取溫度67.79 ℃、提取時(shí)間1.42 h，提取率達(dá)40.99%?；暨_(dá)等[8]發(fā)現(xiàn)，玉竹多糖的最佳提取條件為料液比1 ∶40.23（g/mL）、提取溫度71 ℃、提取時(shí)間1.14 h，提取率達(dá)（5.61±0.12）%。料液比、提取溫度、提取時(shí)間等因素均會(huì)影響藥食同源植物多糖的提取率。采用熱水浸提法提取藥食同源植物多糖無(wú)需復(fù)雜昂貴的設(shè)備，操作簡(jiǎn)單，能在工業(yè)上大規(guī)模推廣應(yīng)用，但過(guò)高的溫度可能會(huì)破壞多糖的結(jié)構(gòu)[9]，且提取時(shí)間較長(zhǎng)、耗水量大。

1.1.2 酶解提取法

酶解提取法是利用一種或多種酶分解植物組織，使植物多糖分子在較溫和的環(huán)境中加速提取的方法。常用的酶有纖維素酶、木瓜蛋白酶、風(fēng)味蛋白酶和果膠酶等。李衛(wèi)等[10]發(fā)現(xiàn)，桔梗多糖的最佳提取條件為纖維素酶、果膠酶、木瓜蛋白酶的添加量均為2%、酶解時(shí)間90 min、料液比1 ∶30（g/mL）、酶解溫度50 ℃，此時(shí)多糖提取率可達(dá)（9.01±0.07）%。蔣德旗等[11]發(fā)現(xiàn)，決明子多糖的最佳提取條件為纖維素酶用量1.4%、酶解時(shí)間50 min、料液比1 ∶24（g/mL）、pH5.4、酶解溫度48 ℃，此時(shí)決明子多糖得率可達(dá)11.67%。酶的種類(lèi)及酶解條件會(huì)直接影響酶解提取法的提取效果。酶解提取法的作用條件溫和、提取率高，但操作較為復(fù)雜，需要滅活酶和除去酶等操作，不便于大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用。

1.1.3 亞臨界萃取法

強(qiáng)化小型農(nóng)田水利建設(shè)新機(jī)制的監(jiān)督管理力度，有利于促進(jìn)水利工程的建設(shè)效率。因此，應(yīng)對(duì)水利建設(shè)工程進(jìn)行仔細(xì)而謹(jǐn)慎的規(guī)劃，由此而使得水利工程項(xiàng)目的建設(shè)達(dá)到施工有質(zhì)、管理有度的效果，同時(shí)，不斷改進(jìn)完善監(jiān)管制度，用制度來(lái)管理。相關(guān)監(jiān)督部門(mén)以及工作人員應(yīng)充分發(fā)揮自己的監(jiān)督作用，由此保障水利工程的建設(shè)效率以及工程質(zhì)量。

亞臨界萃取法是利用亞臨界水作為提取劑，通過(guò)控制溫度和壓力，改變亞臨界溶劑性質(zhì)，加快水的傳質(zhì)效率，用于提取天然產(chǎn)物的一種新技術(shù)[12]。Zhang 等[5]分別采用亞臨界水、水和乙醇提取人參多糖，發(fā)現(xiàn)當(dāng)提取溫度為200 ℃時(shí)，亞臨界水萃取法的提取率為67.87%，顯著高于水提法和乙醇溶液提取法。Lee 等[13]發(fā)現(xiàn)，采用亞臨界水萃取法提取紅參多糖的提取率高于熱水浸提法，且提取的多糖的抗氧化活性更強(qiáng)。亞臨界水萃取法作為一種低成本、溫和、高效、溶劑環(huán)保的新型萃取技術(shù)，未來(lái)可在藥食同源植物多糖的提取中發(fā)揮重要的作用。亞臨界水提取法也存在一些局限性，比如難以精準(zhǔn)控制提取溫度與壓力，并且此方法目前僅在實(shí)驗(yàn)室運(yùn)用，缺少能大規(guī)模應(yīng)用的亞臨界水提取設(shè)備。此外，亞臨界水高溫高壓環(huán)境可能會(huì)破壞多糖的結(jié)構(gòu)。因此，需要加強(qiáng)對(duì)亞臨界水提取多糖的條件控制方面的研究。

1.1.4 低共熔溶劑提取法

低共熔溶劑提取法是近年來(lái)出現(xiàn)的提取植物多糖的新方法之一。它采用新型介質(zhì)，將氫鍵的受體和供體按照一定比例混合，通過(guò)二者氫鍵的結(jié)合，能夠提供或接受外部電子或質(zhì)子形成氫鍵，從而可以溶解多種物質(zhì)[14]。低共熔溶劑提取法已經(jīng)在花青素、多酚和生物堿等多種生物活性物質(zhì)的提取中得到應(yīng)用，但在多糖的提取中應(yīng)用較少。謝苗等[15]利用5 種低共熔溶劑提取靈芝多糖，得率比熱水浸提法提高了83.33%，且1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-diphenyl-2-trinitrophenylhydrazine，DPPH）自由基清除率提高了20.50%。何瑞陽(yáng)等[14]利用尿素-氯化膽堿提取玉竹多糖，提取率達(dá)（29.03±0.54）%，是熱水浸提法的4.67 倍。低共熔溶劑提取法不僅成本低、易合成、溶解度高、微毒甚至無(wú)毒，且對(duì)多糖結(jié)構(gòu)破壞較少。低共熔溶劑提取法作為藥食同源植物多糖新型提取方法之一，研究其提取規(guī)律，優(yōu)化其提取條件，可為高效高質(zhì)提取藥食同源植物多糖提供理論依據(jù)。

除了以上4 種提取方法外，藥食同源植物多糖提取方法還有酸堿提取法、超聲波輔助提取法、微波輔助提取法等方法，其優(yōu)缺點(diǎn)如表1所示。

表1 藥食同源植物多糖提取方法的優(yōu)缺點(diǎn)Table 1 Advantages and disadvantages of polysaccharides from medicinal and edible homologous plants

藥食同源植物多糖提取方法的差異對(duì)其得率和結(jié)構(gòu)影響顯著，為了提高效率，確保多糖質(zhì)量，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了多種方法組合使用的提取工藝，例如微波和超聲等方式是提取工藝中最常見(jiàn)的輔助手段。但是微波和超聲等方法可能會(huì)使多糖的化學(xué)鍵斷裂，導(dǎo)致多糖降解，從而改變藥食同源植物多糖的理化性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和生物活性[16]。孫悅等[17]采用超聲-低共熔溶劑提取法提取甘草多糖，發(fā)現(xiàn)當(dāng)超聲波功率過(guò)高時(shí)糖苷鍵斷裂使多糖降解，提取率下降。鐘麗霞等[18]采用微波輔助熱水浸提法提取山楂多糖，發(fā)現(xiàn)當(dāng)功率大于500 W 時(shí)瞬間溫度上升，導(dǎo)致部分多糖降解，提取率降低。微波和超聲方式用于擴(kuò)大生產(chǎn)上還存在一些問(wèn)題，比如作用機(jī)理不明確、降解穩(wěn)定性不一致和設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化未統(tǒng)一等。因此，需要加深對(duì)微波和超聲方式的作用條件的研究，探索微波和超聲等破壞藥食同源植物多糖結(jié)構(gòu)的機(jī)理。藥食同源植物多糖的提取應(yīng)綜合考慮提取的得率和質(zhì)量、設(shè)備條件、成本、環(huán)保等多方面的因素。

1.2 多糖的分離純化方法

藥食同源植物的化學(xué)成分復(fù)雜，提取的粗多糖中一般含有蛋白質(zhì)、色素和脂肪等多種雜質(zhì)。粗多糖經(jīng)分離純化后能獲得單一的多糖組分，更能滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。魏晨業(yè)等[24]發(fā)現(xiàn)，純化后沙棘多糖抗氧化活性高于粗多糖。朱家慶等[25]發(fā)現(xiàn)，純化后葛根多糖的糖醛酸含量增高，羥自由基清除能力明顯增強(qiáng)。表2 總結(jié)了不同藥食同源植物多糖的分離純化方法。

表2 藥食同源植物多糖的來(lái)源、純化方法、結(jié)構(gòu)特征和生物活性Table 2 Sources，purification methods，structural features and bioactivity of polysaccharides from medicinal and edible homologous plants

粗多糖常采用Sevag 法進(jìn)行脫蛋白，脫蛋白質(zhì)的方法還包括等電點(diǎn)法、TCA 法和酶解法等。Sevag 法是根據(jù)蛋白質(zhì)有機(jī)溶劑中變性的特點(diǎn)除去蛋白質(zhì)。TCA法是利用蛋白質(zhì)在有機(jī)酸的作用下形成不可逆沉淀，離心后除去蛋白質(zhì)。王筱瑜等[42]比較銀杏落葉脫蛋白方法，發(fā)現(xiàn)除蛋白率為Sevag 法（72.02%）＞酶解法（67.54%）＞TCA 法（59.11%）＞等電點(diǎn)法（49.85%），但多糖損失率為等電點(diǎn)法（9.51%）＜酶解法（14.29%）＜TCA法（15.44%）＜Sevag 法（26.95%）。Sevag 法和TCA 法中均含有毒溶劑，醇沉過(guò)程中可能殘留，安全性相對(duì)較低，而酶解法不僅清除蛋白效果相對(duì)較好且安全性較高。因此，需要對(duì)Sevag 法和TCA 法潛在的毒副作用進(jìn)行評(píng)價(jià)，探索除蛋白率高、對(duì)多糖破壞小、無(wú)毒副作用的除蛋白方法。

根據(jù)純化機(jī)理和工藝的不同，多糖的純化方法可分為化學(xué)沉淀法、色譜分離法、物理分離法。藥食同源植物多糖常用的脫色素方法有活性炭吸附法、纖維素離子交換柱、大孔樹(shù)脂吸附法等。常見(jiàn)的分級(jí)方法有超濾、透析、纖維素柱層析、離子交換層析和凝膠過(guò)濾層析等。藥食同源植物粗多糖經(jīng)過(guò)脫蛋白、脫色、純化、分離后，再通過(guò)濃縮、透析和冷凍干燥制備藥食同源植物多糖的純化組分，最后，測(cè)定總糖、蛋白質(zhì)以及糖醛酸的含量。多糖含量的測(cè)定方法有苯酚-硫酸法、3，5-二硝基水楊酸比色法、蒽酮-硫酸法、斐林滴定法等?！吨腥A人民共和國(guó)藥典》（2020年）中，中藥材的多糖含量測(cè)定方法為苯酚-硫酸法和蒽酮-硫酸法，也是目前認(rèn)可度較高的多糖含量測(cè)定方法[43]。在實(shí)際應(yīng)用中，需將多種方法結(jié)合使用，才能使多糖分離純化達(dá)到理想的效果。因此，藥食同源植物多糖分離純化技術(shù)的研究還需進(jìn)一步深入，尋找適合工業(yè)生產(chǎn)的簡(jiǎn)單且高效的方法。

2 藥食同源植物多糖的結(jié)構(gòu)解析

藥食同源植物多糖的種類(lèi)較多，來(lái)源廣泛，大部分為雜多糖。多糖復(fù)雜的化學(xué)結(jié)構(gòu)決定了其不同的功能活性[44]，多糖結(jié)構(gòu)的差異和不確定性使得揭示其作用機(jī)理和開(kāi)發(fā)的過(guò)程更加復(fù)雜。如表2所示，不同種類(lèi)的藥食同源植物多糖分子量、單糖組成均不同。分子量是影響多糖生物活性的重要因素。Yang 等[6]發(fā)現(xiàn)，從酸棗多糖中分離出了4 個(gè)多糖組分，分子量低的多糖，抗氧化活性更高。Pei 等[38]發(fā)現(xiàn)，分子量較低的金銀花多糖的降糖生物活性較高。但有研究表明，分子量高的多糖黏度高，能與蛋白質(zhì)結(jié)合形成復(fù)雜的糖蛋白結(jié)構(gòu)，與膽汁酸結(jié)合能力高[45]。藥食同源植物多糖單糖的種類(lèi)和比例，也與其生物活性密切相關(guān)，單糖組成越復(fù)雜，其生物活性越好。由表2 可知，大部分具有降血糖活性的藥食同源植物多糖均含有Gal、Glu、Ara、Man，少部分含有GalA、Rha 和Fuc。

多糖結(jié)構(gòu)與生物活性之間的關(guān)系還未明確，為了更好地發(fā)揮藥食同源植物多糖的生理作用，需要明確多糖分子結(jié)構(gòu)與生物活性之間的關(guān)系。多糖的結(jié)構(gòu)可分為初級(jí)結(jié)構(gòu)和高級(jí)結(jié)構(gòu)。初級(jí)結(jié)構(gòu)是指多糖的一級(jí)結(jié)構(gòu)，包括分子量、糖苷鍵的種類(lèi)及鏈接方式、單糖組成及摩爾比、重復(fù)結(jié)構(gòu)單元等。高級(jí)結(jié)構(gòu)包括了二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu)，主要是多糖的構(gòu)象。

2.1 初級(jí)結(jié)構(gòu)解析

2.1.1 分子量分布測(cè)定方法

常用于測(cè)定藥食同源植物多糖分子量的方法有凝膠滲透色譜（gel permeation chromatography ，GPC）法、HPGPC 和分子排阻色譜與示差檢測(cè)器和多角度激光光散射儀聯(lián)用（size exclusion chromatography-multi angle laser light scattering-refractive index detector ，SECMALLS-RI）法等。分子量大小常用數(shù)均分子量（Mn）、重均分子量（Mw）、粘均分子量（Mv）、質(zhì)均分子量（Mz）表示，以Mw/Mn 為分散系數(shù)，分散系數(shù)越接近1，表明藥食同源植物多糖的均一性較高[6，40]。GPC 是利用高分子物質(zhì)在凝膠柱內(nèi)的滲透能力差異進(jìn)行分離的方法，操作便捷，但樣品黏度不宜太高，含有顆粒時(shí)易造成堵塞[40]。HPGPC 是HPLC 和GPC 結(jié)合的一種方法，以標(biāo)準(zhǔn)品的相對(duì)分子質(zhì)量的對(duì)數(shù)值為縱坐標(biāo)，以相應(yīng)色譜峰保留時(shí)間為橫坐標(biāo)，根據(jù)回歸方程求得Mv、Mw和Mn，用時(shí)短，重復(fù)性好，可信度高，但對(duì)儀器設(shè)備要求較高[46]。HPSEC-MALLS-RI 聯(lián)用法的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)需進(jìn)行任何色譜柱標(biāo)定和標(biāo)準(zhǔn)品參考，特別適合于難以獲得標(biāo)準(zhǔn)品的果膠大分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定[47]。目前，HPGPC 是藥食同源植物多糖分子量檢測(cè)應(yīng)用最廣泛的方法。

2.1.2 單糖組成測(cè)定方法

單糖組成分析是研究藥食同源植物多糖結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和構(gòu)效關(guān)系的基礎(chǔ)[44]。由于單糖不具有紫外與熒光吸收，需要經(jīng)過(guò)酸水解破壞糖苷鍵、中和、衍生化等一系列處理后再利用儀器分析測(cè)定。目前，藥食同源植物多糖常用的單糖組成分析方法為高效液相色譜法和高效毛細(xì)管電泳法。高效液相色譜法操作簡(jiǎn)單，無(wú)異構(gòu)峰產(chǎn)生，分析速度快[39]，也是藥食同源植物多糖單糖組成分析中應(yīng)用最廣泛的方法。高效毛細(xì)管電泳法靈敏度高，但對(duì)儀器設(shè)備要求較高，操作復(fù)雜。

2.1.3 糖苷鍵的類(lèi)型和鏈接方式的分析方法

糖苷鍵是一種特定類(lèi)型的化學(xué)鍵，其常見(jiàn)的分析方法除了紅外光譜（infrared radiation，IR）法和核磁共振波譜（NMR）法，還需結(jié)合化學(xué)分析手段測(cè)定其連接位點(diǎn)、連接方式以及不同糖苷鍵的構(gòu)成比例等。IR 可對(duì)官能團(tuán)定性分析和結(jié)構(gòu)分析，根據(jù)紅外光譜圖上特征峰的位置差異，區(qū)分多糖的各種官能團(tuán)和糖苷鍵構(gòu)型[27]。藥食同源植物多糖不能通過(guò)NMR 準(zhǔn)確地分析糖苷鍵連接順序，需采用高碘酸氧化、Smith 降解、逐步酸水解等方式來(lái)判斷糖苷鍵的連接位置、連接方式以及聚合度等結(jié)構(gòu)信息。NMR 可以對(duì)不同有機(jī)或無(wú)機(jī)物成分、結(jié)構(gòu)進(jìn)行定性分析，一維NMR 測(cè)試包括1HNMR、13C NMR 和DEPT-135[48]。運(yùn)用NMR 能準(zhǔn)確反映出多糖分子的真實(shí)結(jié)構(gòu)，且不會(huì)破壞多糖結(jié)構(gòu)，還能進(jìn)行回收，具有高度的復(fù)現(xiàn)性。

2.2 高級(jí)結(jié)構(gòu)解析方法

藥食同源植物多糖高級(jí)結(jié)構(gòu)的研究方法有圓二色譜法、原子力顯微鏡法和利用計(jì)算機(jī)模擬多糖分子模型等。圓二色譜法是用于糖類(lèi)和蛋白質(zhì)等化合物空間結(jié)構(gòu)分析的一種常規(guī)方法，可根據(jù)化合物分子中生色團(tuán)的極化性和取向性來(lái)分析多糖的空間結(jié)構(gòu)及構(gòu)象轉(zhuǎn)變[49]。原子力顯微鏡法是研究大分子在誘導(dǎo)條件下結(jié)構(gòu)和動(dòng)力學(xué)方面的構(gòu)象轉(zhuǎn)變，分析表面分子的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，觀察分子結(jié)構(gòu)取向和空間分布的結(jié)構(gòu)分析方法。分子模型的構(gòu)建是通過(guò)分子動(dòng)力學(xué)模擬、分子對(duì)接、自由能計(jì)算等方法，模擬大分子的空間構(gòu)象及分子間的相互作用關(guān)系，達(dá)到結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)以及探討機(jī)理的目的[50]。

3 藥食同源植物多糖的生物活性

多糖作為藥食同源植物中常用的活性成分，具有顯著的藥理活性和保健作用。近年來(lái)，隨著對(duì)藥食同源植物多糖研究的深入，對(duì)其活性有了更多的了解。藥食同源植物多糖的生物活性主要包括抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、降血糖、抗腫瘤和調(diào)節(jié)腸道菌群等活性功能。

3.1 抗氧化活性

抗氧化是植物多糖主要的生物活性之一。當(dāng)人體正常有氧代謝過(guò)程產(chǎn)生的自由基化合物的積累超出機(jī)體防御系統(tǒng)的清除能力時(shí)，會(huì)極大危害人體健康，引發(fā)各種疾病，包括心血管、癌癥、高血壓等慢性疾病[6]。天然或人工合成抗氧化劑均能保護(hù)生物體減少過(guò)量自由基和活性氧引起的氧化損傷，但人工合成抗氧化劑可能存在未知的副作用[51]。因此，尋找天然抗氧化劑替代是很有意義的，藥食同源植物多糖是一種潛在的抗氧化劑。藥食同源植物多糖的抗氧化能力通常用體外DPPH 自由基清除能力、羥自由基清除能力、2，2′-聯(lián)氨-雙-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸（2，2'-hydrazine-di-3-ethylbenzothiazolin-6-sulfonic acid，ABTS）陽(yáng)離子自由基清除能力和超氧陰離子自由基清除能力等來(lái)評(píng)價(jià)。如表2所示，從桔梗、甘草、黃芪、蒲公英、靈芝、葛根和砂仁等藥食同源植物中提取的多糖均具有良好的抗氧化活性。

3.2 免疫調(diào)節(jié)活性

免疫調(diào)節(jié)在多種疾病的預(yù)防和治療中至關(guān)重要。天然的藥食同源植物多糖作為一種激活免疫細(xì)胞，是提高機(jī)體免疫力的免疫調(diào)節(jié)劑，特別是對(duì)巨噬細(xì)胞的調(diào)節(jié)作用，并且不會(huì)損害正常的細(xì)胞。巨噬細(xì)胞是先天免疫和適應(yīng)性免疫的主要組成部分，作為人體抵御病原體的第一線防御[52]，其表面的多種受體可以與多糖分子結(jié)合，促進(jìn)巨噬細(xì)胞的活化，產(chǎn)生一氧化氮、腫瘤壞死因子、白細(xì)胞介素等多種生物活性分子，這些細(xì)胞因子能參與細(xì)胞內(nèi)炎性反應(yīng)，清除相關(guān)病原體。梔子多糖是酸性雜多糖，能增強(qiáng)巨噬細(xì)胞活力，具有良好的體外免疫調(diào)節(jié)活性[35]。龍眼多糖能促進(jìn)巨噬細(xì)胞吞噬，誘導(dǎo)其分泌腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis facto-α，TNF-α）、白細(xì)胞介素-1 β（interleukin-1β，IL-1β）和白細(xì)胞介素-6（interleukin-6，IL-6）[40]。佛手多糖對(duì)RAW264.7巨噬細(xì)胞無(wú)明顯毒性作用，還能促進(jìn)NO 分泌，提高吞噬活性[53]。

3.3 降血糖活性

糖尿病是一種以高血糖為特征的代謝紊亂疾病，其死亡率僅次于心腦血管疾病和癌癥，是人類(lèi)三大致死疾病之一。缺乏運(yùn)動(dòng)、肥胖、超重、不健康飲食和社會(huì)心理壓力大等都會(huì)增加2 型糖尿病的患病風(fēng)險(xiǎn)[54]?；颊呖赏ㄟ^(guò)口服降糖藥物，如雙胍類(lèi)和噻唑烷二酮等藥物治療糖尿病，但長(zhǎng)期服用會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生毒副作用和強(qiáng)依賴性，導(dǎo)致低血糖、內(nèi)分泌失調(diào)，甚至?xí)T發(fā)癌變。藥食同源植物多糖具有天然、安全的優(yōu)點(diǎn)，可成為降血糖產(chǎn)品領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。根據(jù)表2 可知，蒲公英、覆盆子、山藥和百合等來(lái)源的藥食同源植物多糖均具有良好的降糖活性。杏仁多糖對(duì)α-葡萄糖苷酶的強(qiáng)抑制能力可能與結(jié)構(gòu)中包含α-（1→4）糖苷鍵有關(guān)[47]。葛根可以通過(guò)改善1 型糖尿病大鼠脂氧化應(yīng)激水平和代謝水平從而起到降血糖的作用[37]。

3.4 抗腫瘤活性

目前，植物多糖抗腫瘤活性的研究主要集中于肝癌、胃癌、肺癌和宮頸癌等癌癥，其抗腫瘤機(jī)制有抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)、抑制腫瘤細(xì)胞侵襲和轉(zhuǎn)移、增強(qiáng)免疫調(diào)節(jié)作用等[55]。藥食同源植物多糖具有低毒性、高效、多途徑、副作用小等優(yōu)點(diǎn)，與藥物聯(lián)用后有協(xié)同效應(yīng)，可成為潛在的抗癌劑。Yu 等[56]從黃芪多糖分離出（1→2，6）-α-D-Glcp 含量較高的APS4，體外抗腫瘤活性較強(qiáng)。李瑩等[36]研究發(fā)現(xiàn)，超聲輔助提取的昆布多糖對(duì)人肺癌細(xì)胞A549 的抑制作用最強(qiáng)，而復(fù)合酶法制備的昆布多糖對(duì)人乳腺癌細(xì)胞MCF-7 的抑制效果最佳。劉子坤等[41]從紫蘇多糖中分離出的PFSP-2 具有激活或調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞因子的能力，并通過(guò)免疫機(jī)制引起腫瘤細(xì)胞凋亡。

3.5 調(diào)節(jié)腸道菌群

腸道菌群指參與機(jī)體的物質(zhì)代謝，維持人體正常生理活動(dòng)的存在于胃腸道中復(fù)雜的微生物群落，是飲食與人體健康之間的重要紐帶[57]，腸道菌群失衡可導(dǎo)致腸炎、慢性腹瀉、腸癌等多種疾病。研究發(fā)現(xiàn)，甘草多糖能有效預(yù)防脂多糖（lipopolysaccharide，lps）誘導(dǎo)的急性結(jié)腸炎，對(duì)腸道健康有益[28]。松花粉多糖可有效緩解結(jié)腸縮短和腸道損傷的疾病進(jìn)展，降低有害細(xì)菌的比例[34]。鐵皮石斛多糖可通過(guò)調(diào)節(jié)腸道菌群間接影響免疫系統(tǒng)[58]。

綜上所述，藥食同源植物多糖具有多種生物活性，且安全無(wú)毒，能作為潛在的抗氧化劑、降血糖制劑、抗癌劑等。研究發(fā)現(xiàn)，百合多糖對(duì)胰脂肪酶的抑制率為85.78%，有較好的降血脂效果[22]。靈芝多糖可能通過(guò)激活自噬來(lái)降低活性氧（reactive oxygen species，ROS）水平，從而抑制線粒體功能障礙和細(xì)胞衰老[32]。紫蘇籽多糖能緩解高脂飲食導(dǎo)致的小鼠脂代謝異常和氧化應(yīng)激[59]。藥食同源植物多糖抗氧化、免疫調(diào)節(jié)和降血糖研究較為深入，但尚不明確其結(jié)構(gòu)與功能活性之間的關(guān)系，還需要進(jìn)行大量研究來(lái)證實(shí)。明確多糖的構(gòu)效關(guān)系對(duì)藥食同源植物的開(kāi)發(fā)和利用非常重要。不同的來(lái)源和不同的提取方式都會(huì)影響其結(jié)構(gòu)和生理功能，還可利用生物轉(zhuǎn)化、物理改性和化學(xué)修飾等方式提高藥食同源植物多糖的活性，制備藥食同源植物多糖衍生物，從而開(kāi)發(fā)其更多的應(yīng)用領(lǐng)域。

4 展望

本文系統(tǒng)總結(jié)了藥食同源植物功能多糖的提取方法、結(jié)構(gòu)解析和生物活性等方面的研究進(jìn)展。雖然藥食同源植物多糖的研究已取得階段性的成果，但有部分問(wèn)題還有待進(jìn)一步研究。首先，現(xiàn)有的藥食同源植物多糖的提取純化技術(shù)效率偏低、不適合工業(yè)化生產(chǎn)。其次，藥食同源植物多糖結(jié)構(gòu)與生物活性之間的關(guān)系以及生物活性的作用機(jī)制尚未闡明。多糖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難用一種或幾種常規(guī)方法準(zhǔn)確解析其結(jié)構(gòu)，需要結(jié)合多種化學(xué)分析方法和儀器分析方法進(jìn)行綜合解析，過(guò)程復(fù)雜繁瑣，針對(duì)多糖結(jié)構(gòu)解析的公認(rèn)方法尚未完全建立。藥食同源植物功能多糖的生物學(xué)作用與其結(jié)構(gòu)特征密不可分。藥食同源植物功能多糖的結(jié)構(gòu)與療效之間的關(guān)系，對(duì)于提高藥食同源植物功能多糖的性能和開(kāi)發(fā)功能食品和藥物具有重要意義。此外，藥食同源植物多糖及其衍生物的安全性和潛在風(fēng)險(xiǎn)，還需進(jìn)行全面毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。