黃精多糖研究綜述

徐兵兵，于勇杰，吳 帆，倪 穗

(寧波大學(xué) 海洋學(xué)院，浙江 寧波 315211)

黃精多糖研究綜述

徐兵兵，于勇杰，吳 帆，倪 穗*

(寧波大學(xué) 海洋學(xué)院，浙江 寧波 315211)

黃精是我國(guó)傳統(tǒng)的中草藥，屬于藥食同源性藥材。黃精多糖作為黃精的一種重要藥用成分，具有多種生理功效。本文就近期我國(guó)學(xué)者對(duì)黃精多糖的化學(xué)組成、含量測(cè)定方法、提取方法、主要功能特性等方面的研究進(jìn)行了分析總結(jié)，對(duì)黃精多糖的的研究前景進(jìn)行了展望,以期為黃精多糖的開(kāi)發(fā)利用提供參考。

黃精；多糖；組成；提??；含量；功能特性

黃精(PolygonatumsibiricumRed.)為百合科(Liliaceae)黃精屬(Polygonatum)草本植物，根莖橫走，圓柱狀，結(jié)節(jié)膨大，葉輪生，無(wú)柄，目前已知的黃精藥材種類(lèi)有3種。包括黃精(PolygonatumsibiricumRed.)，滇黃精(PolygonatumkingianumColl. et Hemsl.)和多花黃精(PolygonatumcyrtonemaHua)[1]。黃精又名雞頭黃精、黃雞菜、筆管菜、爪子參、老虎姜、雞爪參，主要分布于西伯利亞、蒙古、朝鮮以及中國(guó)大陸的山西、河北、黑龍江、浙江、寧夏等地的海拔800～ 2 800 m的地區(qū)，一般生于灌叢、林下和山坡陰處。黃精是我國(guó)傳統(tǒng)的中藥，屬于藥食同源性中草藥[2]，其始載于《名醫(yī)別錄》。黃精具有延緩衰老、增強(qiáng)免疫功能、降血糖、降血脂、抗炎、抗菌、抗病毒、抗腫瘤等功效[3]。據(jù)報(bào)道，黃精含有多糖、皂苷、蒽醌類(lèi)化合物、生物堿、強(qiáng)心苷、木脂素、維生素等多種對(duì)人體有益的活性成分。

黃精多糖是黃精中一種重要的藥用物質(zhì)。目前，黃精多糖的研究主要包括黃精多糖含量的測(cè)定、黃精多糖提取工藝、黃精多糖的藥理和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。本文將對(duì)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外與黃精多糖相關(guān)的研究論文進(jìn)行系統(tǒng)地概述，為后人的研究提供參考。

1 黃精多糖的組成研究

多糖又稱(chēng)多聚糖(Polysaccharide)是由單糖縮合成的多聚物，廣泛分布于自然界中，是一類(lèi)重要的活性物質(zhì)，據(jù)Franz等[4]報(bào)道，目前已分離提取并鑒定了近百種植物多糖。20世紀(jì)50～60年代，多糖作為廣譜免疫促進(jìn)劑而引起醫(yī)藥界的關(guān)注[5]。之后，人們開(kāi)始了對(duì)多糖的化學(xué)、物理、生物學(xué)系列研究。

黃精多糖是從黃精根莖中提取出來(lái)的具有多種生物活性且結(jié)構(gòu)復(fù)雜的植物多糖。不同種類(lèi)的黃精中多糖的組成存在著差異。張庭廷等[6]通過(guò)對(duì)九華山多花黃精多糖的分級(jí)提取及化學(xué)結(jié)構(gòu)的研究，發(fā)現(xiàn)黃精多糖為雜多糖，其相對(duì)分子量為8 912，組成為果糖 ∶葡萄糖=8.7 ∶1。張曉紅等[7]通過(guò)對(duì)內(nèi)蒙古野生黃精根莖中黃精多糖的研究，利用 Shodex GPC 色譜柱對(duì)所提取的粗多糖進(jìn)行純度、相對(duì)分子量和相對(duì)分子質(zhì)量的分布進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果表明，黃精多糖的平均相對(duì)分子量為7 073，相對(duì)分子質(zhì)量為7 247，分散系數(shù)為1.025。黃精多糖由單一的果糖組成。而吳群絨等[8]通過(guò)實(shí)驗(yàn)，從滇黃精中分離得到滇黃精多糖Ⅰ(PKPⅠ),這是首次從滇黃精中提取分離出的一種新多糖。通過(guò)以上結(jié)果表明，多花黃精，黃精，滇黃精3個(gè)品種所含的多糖的組成存在顯著差異。

黃精多糖的組成與其它多糖也存在差異。林勤保等[9]人采用高效液相色譜法，研究了大棗多糖的單糖組成結(jié)果表明，大棗中性多糖的單糖組成為L(zhǎng)-阿拉伯糖，D-半乳糖和D-葡萄糖；酸性多糖的單糖組成為L(zhǎng)-鼠李糖，L-阿拉伯糖，D-半乳糖，D-甘露糖和D-半乳糖醛酸 。而綠茶多糖相對(duì)分子質(zhì)量為91 000，由半乳糖、甘露糖、阿拉伯糖、葡萄糖、巖藻糖組成，物質(zhì)的量比為2.43 ∶1.04 ∶1.00 ∶0.62 ∶0.23；烏龍茶多糖相對(duì)分子質(zhì)量為107 000，由葡萄糖、半乳糖、巖藻糖、阿拉伯糖、木糖組成，其單糖組成比為44.20 ∶41.99 ∶6.08 ∶5.52 ∶2.21[10]；苦丁茶多糖由阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、甘露糖、木糖等5種單糖組成，各單糖物質(zhì)的量比為10.2 ∶8.0 ∶5.4 ∶1.2 ∶1.0[11]。

2 黃精多糖含量的測(cè)定方法研究

多糖含量測(cè)定的方法常采用苯酚-硫酸法、蒽酮-硫酸法、3，5-二硝基水楊酸法(DNS法)、色譜法、紅外光譜定量分析多糖法等。目前報(bào)道測(cè)定黃精多糖的方法主要有苯酚-硫酸比色法法、蒽酮-硫酸比色法、分光光度法。分光光度法和比色法這兩種方法測(cè)定黃精多糖的含量準(zhǔn)確，精密度好，方法簡(jiǎn)便可行[12]。

苯酚-硫酸法測(cè)多糖的原理是多糖在硫酸的作用下先水解成單糖，并迅速脫水生成糖醛衍生物，然后與苯酚生成橙黃色化合物，再以比色法測(cè)定，硫酸-硫酸法只局限于測(cè)定甲基化的糖、戊糖和多聚糖。根據(jù)藍(lán)松[13]的研究，以葡萄糖為對(duì)照品，在490 nm處以濃硫酸的用量、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間為考察因素，優(yōu)選最佳顯色條件。結(jié)果表明，苯酚-硫酸法測(cè)定黃精多糖的最佳顯色條件為加濃硫酸7.0 mL、反應(yīng)溫度50 ℃和反應(yīng)時(shí)間20 min，葡萄糖濃度在12.16～60.80 g·mL-1范圍內(nèi)與吸光度呈良好的線(xiàn)性關(guān)系(r=0.9994)。用該法測(cè)定黃精總多糖含量，快速準(zhǔn)確，穩(wěn)定可靠，可作為黃精總多糖含量測(cè)定方法。周斌等[14]在對(duì)九華山地區(qū)黃精多糖含量的研究中，使用蒽酮-硫酸比色法測(cè)定黃精中多糖含量。以葡萄糖為對(duì)照品，通過(guò)此方法在最大波長(zhǎng)為620 nm處測(cè)得吸光度，帶入回歸曲線(xiàn)方程，結(jié)果3批樣品中多糖含量分別為136.45、137.45、137.42 mg·g-1。測(cè)定結(jié)果表明：該法具有操作簡(jiǎn)單快速、靈敏準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。童紅等[15]采用過(guò)分光光度法測(cè)定黃精多糖的含量，通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，不同來(lái)源及產(chǎn)地的藥材其黃精多糖的含量差異較大，該方法靈敏，準(zhǔn)確，重現(xiàn)性好可用于黃精藥材的質(zhì)量的控制。

張志君等[16]聯(lián)合3，5-二硝基水楊酸法和苯酚-濃硫酸法測(cè)定黃精多糖含量，通過(guò)紫外分光光度法分別測(cè)定黃精原藥材中還原糖和總糖的含量，取兩者之差即為藥材中多糖的含量，該法樣品處理簡(jiǎn)單、方法的重復(fù)性、精密度、穩(wěn)定性及加樣回收率均符合要求，可用于評(píng)價(jià)黃精生藥材的質(zhì)量。

3 黃精多糖的提取方法研究

根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道，植物多糖存在多種提取方法，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原料及目的不同，選擇的提取方法也會(huì)不同。常用多糖提取方法主要包括溶劑法、酶解法、物理強(qiáng)化法等。溶劑法包括水提醇沉法、酸提法、堿提法。酶解法包括單一酶解法和復(fù)合酶解法。而物理強(qiáng)化法主要有微波輔助提取法、超聲波輔助提取法、高壓脈沖法等。而目前用于黃精多糖提取分離方法有水煎煮法、堿提法、酶解法、微波輔助提取法。

3.1 水煎煮法

作為多糖提取的傳統(tǒng)方法，水煎煮法(水提法、水提醇沉法)操作簡(jiǎn)單。王冬梅等[17]采用水提醇沉法通過(guò)正交試驗(yàn)對(duì)秦嶺卷葉黃精(Ploygonatumcirrhifolium)多糖提取工藝進(jìn)行研究，提取的最佳工藝為：提取時(shí)間為2 h，提取溫度為80 ℃，液料比為1 ∶25。考察滇黃精多糖的制備工藝，建立中藥多糖制備工藝共性技術(shù)，郭未艷等[18]采用水提醇沉法，通過(guò)構(gòu)建多糖提取、醇沉、脫蛋白、脫色4個(gè)步驟完整的工藝組合，測(cè)得滇黃精多糖得率為2.07%(w/w)。梁引庫(kù)[19]通過(guò)水提醇沉法提取黃精多糖，結(jié)果表明，固料比1 ∶15，提取溫度90 ℃，提取時(shí)間4 h，提取1次黃精多糖的得率可達(dá)3.2248%。

3.2 堿提法

堿液有助于解除植物細(xì)胞壁分子間的化學(xué)和物理作用。堿提法通過(guò)堿液破壞細(xì)胞壁的作用使得有效成分溶出細(xì)胞，達(dá)到提取多糖的效果。趙瑞萌等[20]通過(guò)改變藥材粒度、堿液濃度、固液比三個(gè)影響多糖提取的因素，采用堿提法優(yōu)化了黃精多糖的提取工藝，結(jié)果表明：藥材粒度為60目，堿液為3%，固液比為1 ∶15時(shí)，黃精多糖得率為11.89%。李波等[21]通過(guò)堿提法提取香菇多糖，結(jié)果表明，經(jīng)堿液作用，提取多糖的量明顯大于未加堿液提取多糖的量。此方法在傳統(tǒng)水煎煮法的基礎(chǔ)上，加入堿液，使多糖得率得到提高。

3.3 酶解法

植物細(xì)胞壁是由纖維素、半纖維素、果膠質(zhì)等物質(zhì)構(gòu)成的致密結(jié)構(gòu)。酶解法是通過(guò)相應(yīng)的酶破壞細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生局部的坍塌、溶解、疏松，減少溶劑提取時(shí)來(lái)自細(xì)胞壁和細(xì)胞間質(zhì)的阻力，加快有效成分溶出細(xì)胞的速率，提高提取效率，縮短提取時(shí)間[22]。李智慧等[23]通過(guò)添加纖維素酶提取黃精多糖，結(jié)果表明，纖維素酶用量為黃精質(zhì)量的0.50%，酶解時(shí)間120 min、酶解溫度49 ℃、酶解pH值4.6，黃精多糖提取率為(16.3±0.5)%。

3.4 微波輔助提取法

與傳統(tǒng)的水煎煮法相比，微波輔助提取法是通過(guò)微波加熱，使細(xì)胞內(nèi)部的溫度迅速上升，從而使細(xì)胞內(nèi)部的壓力超過(guò)細(xì)胞壁膨脹所能承受的的能力，結(jié)果細(xì)胞破裂，其內(nèi)的有效成分流出。微波輔助提取法優(yōu)點(diǎn)在于大大減少提取時(shí)間和增大多糖提取率，并且微波輔助提取產(chǎn)品質(zhì)量高、原料利用率高。

張瑞堂等[24]為了優(yōu)選微波提取黃精多糖的最佳工藝，以浸膏得率和多糖含量為考察指標(biāo),采用正交試驗(yàn)優(yōu)化黃精的提取工藝條件。結(jié)果表明，最佳工藝為加14倍量的水，浸泡1.5 h，溫度60 ℃，每次12 min，微波加熱提取3次，且證明與常規(guī)提取法相比，該方法高效、節(jié)能、省時(shí)。曲曉蘭等[25]采用微波輔助提取法提取黃精多糖，結(jié)果表明：微波輔助提取法具有迅速、操作簡(jiǎn)單、提取率較高等優(yōu)點(diǎn)，此方法將對(duì)黃精多糖的基礎(chǔ)研究和開(kāi)發(fā)利用起到很好的促進(jìn)作用。

周桃英等[26]采用超聲波-微波協(xié)同法提取黃精多糖，最佳工藝為：超聲功率50 W、超聲頻率40 kHz、料液比1：32、微波功率300 W、提取時(shí)間80 s，黃精多糖提取率實(shí)際值為11.19%。這是因?yàn)槌暡ň哂锌昭ㄗ饔茫乖霞?xì)胞壁易于破碎，從而有助于多糖的溶出。

4 黃精多糖的功能特性研究

黃精多糖是黃精的主要功能成分，研究表明，黃精多糖藥用價(jià)值非常高，具有抗腫瘤、抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、抑菌抗炎等活性。在功能食品。醫(yī)療保健方面具有良好的發(fā)展應(yīng)用前景[27]。

4.1 抗腫瘤作用

張峰等[28]研究了黃精多糖對(duì)H22實(shí)體瘤、S180腹水瘤的生長(zhǎng)抑制作用和對(duì)荷瘤小鼠免疫調(diào)節(jié)作用。結(jié)果顯示，給予黃精多糖灌胃的荷瘤小鼠的脾臟指數(shù)和胸腺指數(shù)顯著增加，高劑量[400 mg/(kg·d)]黃精多糖對(duì)H22實(shí)體瘤的抑瘤率分別是56.25%；高劑量[400 mg/(kg·d)]中劑量[200 mg/(kg·d)]的黃精多糖可以顯著延長(zhǎng)S180腹水型荷瘤小鼠的存活時(shí)間，表明黃精多糖有顯著的抗腫瘤作用和免疫調(diào)節(jié)活性。而江華[29]通過(guò)對(duì)黃精中的多糖進(jìn)行提取、分離、純化，得到黃精粗多糖，采用動(dòng)物在體實(shí)驗(yàn)，研究了黃精多糖對(duì)動(dòng)物移植性腫瘤Heps、Eac的抑制作用。研究表明：黃精多糖相比對(duì)照組可顯著抑制小鼠移植瘤Heps、Eac的生長(zhǎng)，抑瘤率較高，且對(duì)Heps、Eac瘤株有顯著抗瘤作用，具有很好的抗腫瘤應(yīng)用前景。

4.2 抗氧化性

植物多糖可以通過(guò)抗氧化性清除自由基[31-33]，從而減少機(jī)體的損壞，維持機(jī)體的健康。王玉勤等[34]通過(guò)觀(guān)察黃精多糖對(duì)大鼠血清和骨骼肌抗氧化指標(biāo)的影響，結(jié)果表明，黃精多糖能明顯降低大鼠血清、骨骼肌丙二醛(MDA)含量，提高大鼠血清內(nèi)源性SOD和GSH-Px的活性及骨骼肌內(nèi)源性SOD活性。夏曉凱等[35]通過(guò)研究黃精多糖體外抗氧化作用，結(jié)果表明，黃精多糖具有抑制體外脂質(zhì)過(guò)氧化和清除自由基作用。

4.3 對(duì)紅細(xì)胞免疫功能的影響

王紅玲等[36]采用花環(huán)實(shí)驗(yàn)法對(duì)哮喘患兒及健康兒童進(jìn)行紅細(xì)胞C3b受體花環(huán)率及免疫復(fù)合物(IC)花環(huán)率檢測(cè)。結(jié)果顯示，①哮喘組紅細(xì)胞C3b受體花環(huán)率明顯低于正常對(duì)照組，IC花環(huán)率明顯高于正常對(duì)照組；②體外試驗(yàn)PSP組哮喘患兒紅細(xì)胞C3b受體花環(huán)率較生理鹽水組明顯升高，而IC花環(huán)率兩組差異無(wú)顯著性；③PSP在一定濃度范圍內(nèi)均可顯著增加哮喘患兒紅細(xì)胞C3b受體花環(huán)率且呈劑量依賴(lài)關(guān)系。通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明，哮喘患兒紅細(xì)胞免疫功能明顯低下，PSP可增強(qiáng)哮喘患兒的紅細(xì)胞免疫功能。

4.4 抑菌和抗炎作用

鄭春艷等[37]實(shí)驗(yàn)表明，黃精多糖對(duì)大腸桿菌、副傷寒桿菌、白葡萄球菌以及金黃色葡萄球菌等均有較強(qiáng)的抑制作用，同時(shí)還能抑制小鼠的耳脹，具有一定的抗炎作用。蘇偉等[38]用濾紙片抑菌圈實(shí)驗(yàn)法研究了黃精多糖對(duì)常見(jiàn)的幾種細(xì)菌的抑制作用，實(shí)驗(yàn)表明，黃精多糖對(duì)金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、蠟樣芽胞桿菌、沙門(mén)氏菌等實(shí)驗(yàn)菌有明顯的抑制作用。彭成等[39]用乙醇建立家兔眼結(jié)膜、角膜炎癥模型，并選用多種急性、亞急性免疫性炎癥模型，首次觀(guān)察黃精多糖的抗炎藥理，結(jié)果表明，黃精多糖具有良好的抗炎藥理作用。

5 結(jié)論與展望

多糖作為藥物始于1943年，而50年代末對(duì)真菌多糖的抗癌效果的發(fā)現(xiàn)使人們開(kāi)始了多糖的系列化研究，日本從60年代起開(kāi)始研究擔(dān)子菌多糖的活性，并開(kāi)發(fā)出藥物。到目前為止，已有300多種[40]化合物從天然產(chǎn)物中被分離提取出來(lái)。而多糖也不再局限于藥品方面的發(fā)展，含糖類(lèi)飲品、食品、保健品等新型產(chǎn)品也逐漸進(jìn)入人們的生活，并得到人們的歡迎。

黃精是中國(guó)傳統(tǒng)的中藥材。作為黃精的主要成分，黃精多糖具有多種生物活性，且無(wú)明顯毒副作用，使得黃精成為天然的藥物和保健食品，在民間黃精一直都是一種藥食同源的植物。近幾年來(lái)隨著對(duì)黃精應(yīng)用研究的不斷深入，黃精多糖的用途大大拓寬，除藥用外，還可加工成黃精食品、黃精飲料、黃精保健品、黃精護(hù)膚品等，并可作為食品添加劑。如今，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，綠色健康的產(chǎn)品越來(lái)越受人們的青睞，再加上人口老齡化的迅速發(fā)展，老年人的保健和老年性多發(fā)病的防治，已成為全世界共同關(guān)心的問(wèn)題。而黃精多糖具有抗衰老，降血脂等多種生理活性，無(wú)疑將會(huì)成為開(kāi)發(fā)健康產(chǎn)品的最佳原料選擇，黃精多糖產(chǎn)品將會(huì)具有非常廣闊的市場(chǎng)前景。

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Research Progress ofPolygonatumsibiricumPolysaccharides

Xu Bingbing, Yu Yongjie, Wu Fan, Ni Sui*

(School of Marine Sciences, Ningbo University, Ningbo 315211, China)

PolygonatumsibiricumRed. is a traditional Chinese herb used as medicine and food.Polygonatumsibiricumpolysaccharides are critical medicinal ingredients possessing multiple physiological functions. In this paper, the recent research of Chinese scholars on the composition, methods of content determination, methods of extraction, main features ofPolygonatumsibiricumpolysaccharides and other aspects were analyzed and summarized, and the research prospect ofPolygonatumsibiricumpolysaccharides was also looked forward to. The article provided reference for the development and utilization ofPolygonatumsibiricumpolysaccharides.

PolygonatumsibiricumRed.；polysaccharide；composition；extract；content；features

2014-10-08

寧波市農(nóng)業(yè)科技攻關(guān)項(xiàng)目(2014C10059)；慈溪市農(nóng)業(yè)與社會(huì)發(fā)展項(xiàng)目(CN2014004)。

徐兵兵(1994—)，男。研究方向：食品生物技術(shù)。E-mail: 13429320302@163.com

*通訊作者：倪穗(1965—)，女，博士,教授。研究方向：經(jīng)濟(jì)植物學(xué)。E-mail: nisui@nbu.edu.cn

10.3969/j.issn.1006-9690.2015.04.009

O629.12

A

1006-9690(2015)04-0038-04