中藥多糖提取物脫色工藝研究進展

李自霖 陳貴元，2*

（1大理大學基礎醫(yī)學院，云南大理 671000；2云南省昆蟲生物醫(yī)藥研發(fā)重點實驗室，云南大理 671000）

隨著人們對健康的重視，在食品和保健品領域，越來越多的關注被放在了中藥提取成分上。其中，中藥多糖作為一種具有廣闊前景的功能性成分，備受矚目，如靈芝多糖、枸杞多糖、地參多糖、蟲草多糖、蒲公英多糖等[1]。多糖是由多個單糖通過糖苷鍵連接而成的大分子，廣泛存在于植物和微生物細胞壁中[2]，毒性小、安全性高、功能多樣，具有免疫調節(jié)、抗腫瘤、抗炎、抗病毒、抗氧化、降血糖、抗老年癡呆等獨特的生物活性[3-4]，可雙向調節(jié)人體生理機能，被廣泛應用于醫(yī)藥及功能食品的開發(fā)[5-6]。然而，中藥多糖的特殊結構使其通常呈現(xiàn)黏稠的性狀。多糖的提取常伴隨有色物質的產生，如黃酮、酚酸、脲酸等[7]，這些色素物質會影響多糖的外觀、口感、穩(wěn)定性、生物活性及安全性等，不僅給中藥多糖提取分離造成了影響，而且在進一步對多糖進行定量、定性分析及結構測定中造成很大困難[8]。因此，如何高效地進行中藥多糖脫色成為了這個領域的研究熱點。本文對中藥多糖脫色技術的最新研究進展進行了詳細闡述，并對未來中藥多糖脫色除雜工藝進行了展望，以期為中藥多糖的分離純化研究提供參考。

1 中藥多糖的脫色方法

中藥多糖的脫色過程一般經(jīng)歷溶液的凈化、顏色的破壞、色素的去除等階段。針對不同脫色機制，研究者們開發(fā)出了多種方法，包括生物法、化學法、物理法等。其中，生物法是指利用微生物的某些代謝過程或特定酶類來脫色多糖。化學法主要是應用氧化、還原、螯合等化學反應，利用某些化學物質的作用來脫色多糖。而物理法則是基于對多糖分子的吸附和分離，例如超濾、離子交換等方法。

2 中藥多糖脫色技術的現(xiàn)狀

2.1 生物法

生物法多糖脫色是指采用酶解、微生物處理或其他生物方法對多糖進行脫色的技術。在酶解法中，常使用酶類如葡萄糖氧化酶、木聚糖酶等，在適當?shù)臈l件下與多糖反應，去除其中的色素分子。在微生物處理中，利用某些細菌或真菌對多糖中的色素分子的特異性的降解能力，加速其分解和去除。陳潔蘭等[9]利用果膠酶澄清甘薯果脯液，單因素和正交試驗最佳條件為果膠酶用量0.035%，pH 3.0，溫度40 ℃，澄清時間80 min 的效果最好，可達96.4%。值得一提的是，生物法多糖脫色不僅具有脫色效果好、工藝簡單等優(yōu)點，還可以避免化學物質對多糖結構的影響，有利于多糖產品的保健功能維護。但需要注意的是，生物法多糖脫色處理過程中受到溫度、pH 等因素的影響，且處理時間較長，可能會導致多糖質量損失，因此需根據(jù)實際情況進行技術優(yōu)化和控制，以達到最佳的脫色效果和多糖質量。

2.2 活性炭吸附法

活性炭吸附法是一種常見的多糖脫色方法，其主要原理是利用活性炭高比表面積、孔隙結構和親水性等特點，將多糖中的色素分子吸附在活性炭表面，從而實現(xiàn)脫色?？捎糜谖蕉嗵侵械纳睾碗s質，被廣泛用于植物多糖的脫色。張米帥等[10]采用活性炭對戴氏蟲草多糖脫色，正交試驗優(yōu)化的最佳條件分別為活性炭用量1.5 g/100 mL，脫色時間10 min，脫色溫度50 ℃，脫色pH為4.0，此時多糖脫色率和保留率分別為（92.12±0.45）%和（73.46±0.33）%。相比于氧化法，活性炭更利于水溶性色素的去除，具有安全、無毒、易除去、不破壞多糖理化性質等特點，但由于活性炭顆粒較小，具有較大表面積，也同樣會吸附多糖，造成多糖的損失，在實際生產中應充分考慮活性炭用量對多糖脫色率和多糖保留率的影響。

2.3 過氧化氫脫色法

過氧化氫（H2O2）脫色法是利用過氧化氫的水溶液能夠電離出活性氧離子，活性氧離子能夠與多糖中的色素分子發(fā)生氧化反應，使水溶性色素負離子達到脫色效果。然而，過氧化氫脫色反應過程較為劇烈，過氧化氫用量和pH 是影響脫色效果的關鍵，溫度是保證脫色后多糖保留率的關鍵，溫度過高會引起多糖降解。此法脫色迅速簡便，脫色后易與多糖分離。趙浩晨等[11]以過氧化氫為脫色劑，多糖脫色率和保留率為指標，考察研究過氧化氫對銀杏果多糖最佳脫色條件。結果顯示，脫色溫度為60 ℃，脫色時間為1 h，pH為8.0，過氧化氫加入量為8%（體積比）時脫色效果最佳，但脫色后多糖的抗氧化活性略有下降?？赡茉驗檫^氧化氫濃度過高或處理時間過長引起多糖的結構破壞或質量損失，影響其生物活性和功能性。因此，在具體應用中需根據(jù)多糖的特性和需求綜合考慮，選擇合適的處理條件進行處理，以達到最佳的脫色效果。

2.4 樹脂脫色法

樹脂可以通過靜電作用、氫鍵作用等多種方式與多糖中的色素分子發(fā)生相互作用和吸附。不同種類的樹脂對多糖中的色素分子具有不同的選擇性吸附能力，因此可根據(jù)需求選擇合適的樹脂進行處理。此外，由于多糖分子間具有的空間結構和化學官能團等特征，也可利用預處理方法如酸解、酶解等方式改變多糖的空間結構或表面化學性質，進一步提高樹脂脫色效果。需要注意的是，樹脂脫色法處理多糖時其使用條件例如溫度、pH、流速等因素會影響樹脂的吸附效果，同時使用過程中需注意避免多糖和樹脂直接接觸，以免影響多糖的品質和功能。因此，在具體應用中需根據(jù)處理對象和需求綜合考慮，選擇適當?shù)奶幚項l件和樹脂進行處理，以達到最佳的脫色效果。劉偉等[12]用不同吸附樹脂對草莓多糖進行脫色，選擇效率最高的吸附樹脂。結果表明，NKA-9大孔樹脂效率最高，其最優(yōu)脫色參數(shù)為樣品初始濃度30 mg/mL，脫色時間60 min，溫度50 ℃，pH 8.0。草莓多糖脫色率和多糖保留率分別為（91.24±1.32）%和（78.86±1.21）%。與傳統(tǒng)脫色方法比較，吸附樹脂最大優(yōu)點是在脫去色素的同時還能進一步除去蛋白質，起到脫色除雜的效果。該法操作簡單，重復性好且工藝穩(wěn)定。

2.5 納米脫色法

納米脫色法是一種利用納米技術對物質中的色素分子進行去除和降解的脫色方法。相比傳統(tǒng)脫色方法，它具有效率高、工藝簡單、無污染等優(yōu)點。納米脫色法主要基于以下原理：①納米材料吸附。利用納米材料對物質中的色素分子具有高效的吸附作用，從而實現(xiàn)脫色；②光催化降解。利用納米光催化材料對物質中的色素分子進行光催化降解，從而實現(xiàn)脫色；③納濾膜脫色。通過納濾膜將顆粒物和色素分子分離，從而實現(xiàn)脫色效果。李大為等[13]在單因素試驗基礎上，得出質量濃度為30%、pH 為6.0、溫度為80 ℃時脫色效果最好，在此條件下，30 g 納米纖維可以將60 g 的赤砂糖處理為精制白砂糖，將360 g的白砂糖處理為優(yōu)良白砂糖。要注意的是，納米脫色法還存在一些問題和挑戰(zhàn)，如納米材料的毒性和環(huán)境安全問題、大規(guī)模生產和應用的成本等，需要進一步研究和解決。

2.6 聚酰胺法

聚酰胺是一類新型吸附材料，含有大量酰胺化學鍵（CONH），具有性質穩(wěn)定、吸附性強、反應條件溫和、可反復利用等優(yōu)點。通過帶正電的酰胺基靜電引力吸附多糖溶液中的陰離子，故可對物理吸附難以去除的多酚類、黃酮類、醌類色素起到脫色效果。宮江寧等[14]在單因素試驗基礎上，研究聚酰胺對龍膽草的脫色效果，響應面法優(yōu)化最佳反應參數(shù)為上樣體積5 BV，流速2 BV/h，濃度3.5 mg/mL，此條件下多糖脫色率和保留率分別為（80.6±0.91）%、（86.28±0.67）%，且聚酰胺重復使用5次后，脫色率為（76.85±0.59）%，多糖保留率提高到（98.32±0.37）%，表明了聚酰胺用于多糖脫色的方法可靠、效果好。

2.7 反膠束法

反膠束法的原理是利用表面活性劑如十二烷基硫酸鈉（SDS）、十二烷基芐基氫氧化鈉（OBS）等的膠束作用，將有色雜質從多糖溶液中吸附脫離，脫色后的多糖溶液可通過離心、超濾等方法去除表面活性劑和膠束結構，將具有較高純度的多糖回收，同時保留多糖本身的結構和性質。文靜熊等[15]在單因素試驗基礎上，研究反膠束法脫色川紫菀多糖效果，正交試驗法最佳參數(shù)為氯化鈉濃度為150 mmol/L，正己醇與異辛烷體積比為1∶4，十六烷基三甲基溴化銨濃度為100 mmol/L，反膠束溶液與多糖溶液體積比為1∶5，此時多糖脫色率為（89.2±0.1）%，多糖保留率為（85.9±0.1）%。反膠束法脫色多糖效果顯著，可有效去除多糖中的有色雜質。不破壞多糖本身的結構和性質，有利于保持多糖的生物活性。反應條件相對溫和，易于操作控制。然而，該方法也有一定局限性，如選用表面活性劑有一定難度，可能對多糖溶液產生不良影響。去除表面活性劑的步驟相對復雜，可能影響多糖的回收率。

2.8 其他方法

超濾法：利用超濾技術將物質中的色素分子通過微孔隔離，從而實現(xiàn)糖類物質的脫色效果。何惠歡等[16]采用卷式超濾膜對精制糖生產過程的濾汁進行超濾脫色處理，在濾汁錘度50° Bx、回收率70%、超濾壓力2.3 MPa 的條件下，脫色率、純度差、膜通量的平均值分別為60.12%、1.09%、5.46 L/h·m2。這表明超濾膜具有良好的脫色提純效果，為探索濾汁脫色新工藝提供依據(jù)。

Al2O3脫色：Al2O3脫色法是利用氧化鋁具有較多內部孔隙，質輕而軟吸附的特性吸附去除多糖中的色素和雜質[17]。對海帶多糖進行脫色中，Al2O3脫色效果優(yōu)于活性炭法，經(jīng)Al2O3層析柱處理后的海帶多糖脫色率達到99.09%。

3 結語

中藥植物多糖是一類重要的生物大分子，具有廣泛的應用價值[18]。然而，其顏色較深且易受到環(huán)境因素的影響，影響了其應用。因此，多糖脫色技術的研究和應用具有重要的意義[19]。本文綜述了近年來中藥多糖脫色技術的研究進展。在各種多糖脫色方法中，活性炭脫色法是一種常用的方法，具有高效、簡單、環(huán)保等優(yōu)點。此外，還有過氧化氫、離子交換樹脂、超濾、納米材料等方法，也取得了一定的研究進展。在多糖脫色技術的應用方面，中藥多糖的脫色可以提高其應用價值[20]。例如，脫色后的多糖可以應用于食品、醫(yī)藥、化妝品等領域[21-23]。多糖脫色技術還可以用于生產高純度的多糖以及提高多糖的穩(wěn)定性和儲存性。然而，當前多糖脫色技術還存在一些問題。例如，某些脫色方法對多糖的分子量和結構有一定的限制，某些脫色劑對環(huán)境的影響較大，需要進行改進和優(yōu)化。因此，未來的研究應該繼續(xù)探索新的多糖脫色方法，并進一步優(yōu)化現(xiàn)有的脫色技術，以滿足不同領域的需求。綜上所述，中藥多糖脫色技術已經(jīng)取得了一定的研究進展，并在許多領域得到了應用。未來的研究應該繼續(xù)深入探索，以進一步提高多糖脫色技術的效率和可持續(xù)性。