無(wú)花果多糖提取的研究進(jìn)展

何粉霞

（威海海洋職業(yè)學(xué)院，山東 榮成 264300）

植物多糖因其具有諸多生物活性，且具有低毒安全、高效節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，目前已成為醫(yī)學(xué)、化妝品、保健食品等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。無(wú)花果多糖是無(wú)花果和無(wú)花果葉中的重要活性因子，具有抗氧化、抗腫瘤、降血糖、降血脂和增強(qiáng)免疫力等功效。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)無(wú)花果多糖的研究主要側(cè)重于其分離純化、活性研究及應(yīng)用。主要總結(jié)歸納了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外關(guān)于無(wú)花果多糖提取研究的進(jìn)展。首次總結(jié)了無(wú)花果多糖提取的技術(shù)及效果比較，分析了無(wú)花果多糖提取中存在的問(wèn)題及解決措施，以期為無(wú)花果多糖的進(jìn)一步綜合開(kāi)發(fā)利用提供參考。

1 無(wú)花果多糖的提取

無(wú)花果多糖的提取原料主要是無(wú)花果果干和無(wú)花果葉。目前已知的提取無(wú)花果多糖的方法有傳統(tǒng)浸提法、物理輔助提取法、酶解提取法亞臨界水萃取法等。

1.1 傳統(tǒng)浸提法

傳統(tǒng)的無(wú)花果多糖的浸提方法一般是采用丙酮、乙醚或者石油醚等有機(jī)溶劑脫脂后，選用熱水、冷熱水、氯化鈉水溶液或者堿性水溶液作為溶劑進(jìn)行提取。一般最常用的是熱水浸提法。王振斌等人[1]以無(wú)花果取汁后的殘?jiān)鼮樵?，采用響?yīng)面法優(yōu)化了無(wú)花果多糖的傳統(tǒng)水提法的提取條件，在溫度100 ℃，料液比1∶12，浸提2 次，浸提時(shí)間為3 h條件下，水溶性的無(wú)花果多糖提取率可達(dá)到8.52%。王振斌等人[2]又以新鮮無(wú)花果為原料，采用水提醇沉的提取方法和響應(yīng)面法優(yōu)化了無(wú)花果提取工藝，得到最佳的條件為提取溫度為90 ℃，料液比1∶49，提取時(shí)間21 min，提取次數(shù)2 次，此條件下的無(wú)花果多糖提取率和得率分別為3.86%和94.63%，經(jīng)過(guò)超聲改性、分離純化后，分析其水解后的單糖組成為L(zhǎng) -鼠李糖、D -葡萄糖和D -半乳糖等。李靜等人[3]以無(wú)花果干為原料，采用響應(yīng)面法優(yōu)化了無(wú)花果多糖的水提最佳條件為提取時(shí)間43 min，pH 值8.1，料液比1∶18，提取溫度81 ℃，多糖的實(shí)際提取率為10.45%。

由于無(wú)花果中的多糖有的以糖蛋白的形式結(jié)合，所以會(huì)造成該方法提取效率較低；另外，無(wú)花果中的纖維素、淀粉、蛋白質(zhì)、果膠等雜質(zhì)在溫度較高時(shí)，會(huì)影響提取液的黏度和澄清度，導(dǎo)致多糖純度較低，且長(zhǎng)時(shí)間在較高溫度下提取也會(huì)降低多糖的活性。但該方法由于易于操作、設(shè)備簡(jiǎn)單、工藝簡(jiǎn)單，因而應(yīng)用較多。

1.2 物理輔助浸提法

近年來(lái)，超聲波和微波常被作為輔助手段廣泛應(yīng)用于植物有效成分的提取。超聲提取時(shí)超聲可以產(chǎn)生穿透力極強(qiáng)的機(jī)械波，導(dǎo)致細(xì)胞破碎而加快活性成分快速流出，從而可以縮短提取時(shí)間和提高提取率。微波提取時(shí)微波產(chǎn)生的電磁輻射可以引起細(xì)胞分裂，使溶劑快速產(chǎn)生熱量，從而提高活性成分溶出率。

姜宏偉[4]以無(wú)花果葉為原料，比較了熱水浸提、超聲波輔助提取、微波輔助提取和超聲波-微波協(xié)同提取4 種方法對(duì)無(wú)花果多糖的提取效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，超聲波-微波協(xié)同提取法提取無(wú)花果粗多糖的最佳條件為料液比1∶31（g∶mL），微波功率540 W，提取時(shí)間15 min。在此條件下，多糖得率為4.524%。無(wú)花果多糖提取率明顯優(yōu)于其他3 種提取方法，而且超聲波-微波協(xié)同提取的提取時(shí)間為15 min，比傳統(tǒng)熱水浸提法的提取時(shí)間縮短了83%。王婷婷等人[5]以無(wú)花果葉為原料，通過(guò)超聲協(xié)同沸水提取無(wú)花果多糖，并與傳統(tǒng)熱水浸提法進(jìn)行了比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)優(yōu)化條件下無(wú)花果多糖的提取率達(dá)到2.81%，是傳統(tǒng)熱水浸提法的1.18 倍。余希成等人[6]以市售的無(wú)花果干為原料，采用微波手段對(duì)水溶性無(wú)花果多糖的提取工藝進(jìn)行優(yōu)化，結(jié)果表明，在料液比為1∶10.2（g∶mL），提取時(shí)間20.1 min，微波功率556 W，pH值為8.2 條件下水溶性無(wú)花果多糖的最大提取率可達(dá)到28.7%。其中，對(duì)提取率影響最大的因素為提取時(shí)間，其次為微波功率。該研究證實(shí)了微波提取無(wú)花果多糖可以顯著縮短提取時(shí)間，增加提取率。李樂(lè)等人[7]研究了微波輔助提取無(wú)花果果實(shí)多糖的方法，通過(guò)微波輔助浸提、醇沉、Sevage 法脫蛋白等步驟對(duì)無(wú)花果多糖進(jìn)行提取，結(jié)果表明，在微波功率為600 W，料液比1∶40（g∶mL），溫度為70 ℃和浸提時(shí)間為40 min 條件下，多糖得率達(dá)到12.17%，通過(guò)驗(yàn)證試驗(yàn)，多糖得率為12.05%。Gharibzahedi S 等人[8]采用超聲-微波結(jié)合提取法對(duì)無(wú)花果果皮進(jìn)行多糖提取，提取率達(dá)13.97%。

微波和超聲輔助提取法相比于傳統(tǒng)的溶劑提取法具有提取效率高、提取時(shí)間短、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，被稱為“綠色提取工藝”，但是該方法設(shè)備成本高，不適用于大規(guī)模生產(chǎn)。

1.3 酶法提取法

無(wú)花果中含有淀粉、蛋白質(zhì)、果膠等成分，這些成分會(huì)影響提取溶液的黏度和澄清度，從而影響多糖的提取率和提取純度。酶法提取無(wú)花果多糖可以利用酶的特異性催化作用，有針對(duì)性地選擇并降解無(wú)花果的某些成分（如果膠、糖蛋白、纖維素等）的細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，降低有效成分溶出的阻力；另外，酶也可以使部分多糖降解為更小分子的片段，使其更易通過(guò)細(xì)胞膜釋放出來(lái)[9]。

目前，國(guó)內(nèi)采用酶法提取多糖主要有單酶法提取、復(fù)合酶法提取、分段酶法提取和物理輔助酶法提取三大類。

1.3.1 單酶法提取

單酶法提取主要采用單一的酶來(lái)降解原料來(lái)提高多糖提取率或者純度。常用的酶包括木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、果膠酶、纖維素酶等。纖維素酶可以通過(guò)針對(duì)性地切斷纖維素的β -葡萄糖糖苷鍵來(lái)破壞植物的細(xì)胞壁，從而加速有效成分的溶出。木瓜蛋白酶和胰蛋白酶等可以水解植物中游離的蛋白質(zhì)，降低蛋白質(zhì)對(duì)原料的結(jié)合力，還能夠降解糖蛋白，從而釋放出更多的多糖，有效增加多糖得率和純度。果膠酶可以降解果膠，提高提取液的澄清度和降低提取液黏度，有利于減輕果膠對(duì)多糖的提取產(chǎn)生影響。但單酶法與傳統(tǒng)浸提法相比，多糖提取率相當(dāng)，無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)，且酶解時(shí)間較長(zhǎng)，因而不適用于多糖提取，可以作為預(yù)試驗(yàn)觀察單一酶的最佳提取條件，為復(fù)合酶法提取多糖提供參考依據(jù)。

1.3.2 復(fù)合酶法提取

復(fù)合酶法提取就是選用2 種或2 種以上的酶，并按照一定的比例進(jìn)行復(fù)配后，用于降解原料中特定的組分，從而達(dá)到提高提取效率或者增加提取物純度的效果。Chen 等人[10]采用復(fù)合酶法對(duì)無(wú)花果干多糖進(jìn)行提取優(yōu)化研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)果膠酶、木瓜蛋白酶、纖維素酶質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1.5%，1.5%，0.5%，料液比1∶40.3（g∶mL），提取時(shí)間54.1 min，提取溫度34.15 ℃，pH 值3.8 條件下，多糖提取率可達(dá)到7.98%±0.17%。經(jīng)提取的多糖主要組成為鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖。

葉文斌[11]以紫皮無(wú)花果鮮果為原料，采用復(fù)合酶（纖維素酶≥40 萬(wàn)U/mL，木聚糖酶≥260 萬(wàn)U/mL，果膠酶≥2 萬(wàn)U/mL，三者比為3∶1∶2） 提取無(wú)花果多糖，經(jīng)Sevag 法除蛋白后進(jìn)行醇沉，得到無(wú)花果多糖，通過(guò)優(yōu)化工藝提取率可達(dá)34 .13%。多糖提取率與傳統(tǒng)提取法相比明顯提高，但是在試驗(yàn)中提取時(shí)間達(dá)到24 h 左右，耗時(shí)較長(zhǎng)。

1.3.3 分段酶法提取

分段酶法提取是將選用的酶按照一定的添加順序加入過(guò)提取液中，同時(shí)各酶在不同時(shí)段使用時(shí)均采用其最佳條件，其最佳條件是在前期單酶提取法中得到。分段酶法提取多糖時(shí)，每種酶的添加順序及酶解時(shí)間對(duì)提取效果均有一定影響。目前，尚未發(fā)現(xiàn)利用分段酶法提取無(wú)花果多糖。對(duì)于其他多糖提取報(bào)道也不是很多，程文俊等人[12]首先通過(guò)預(yù)試驗(yàn)優(yōu)化了纖維素酶、果膠酶、木瓜蛋白酶3 種酶各自的最佳酶解工藝參數(shù)；然后采用分段酶法技術(shù)依次用纖維素酶、果膠酶和木瓜蛋白酶酶解同一批次香菇子實(shí)體提取香菇多糖，并與傳統(tǒng)的熱水浸提法作對(duì)照。結(jié)果表明，分步酶法提取的香菇粗多糖得率可達(dá)14.17%，是對(duì)照試驗(yàn)的2.28 倍；而且得到的多糖經(jīng)提純后純度明顯比熱水浸提法提取的多糖高，質(zhì)量更好。王文文等人[13]以香菇為原料，首先采用高壓熱水浸提香菇多糖，然后再采用分段酶法，分別用纖維素酶、果膠酶、菠蘿蛋白酶對(duì)香菇進(jìn)行酶解處理，最后香菇多糖的得率為4.16%，與單純采用高壓熱水浸提相比，香菇多糖的得率提高了21.64%；與單一采用纖維素酶酶解提取法相比，香菇多糖得率17.85%。通過(guò)比較不同文獻(xiàn)，多糖得率差別較大的原因可能與采用酶的活力和原料的差別造成。魏玉等人[14]以白芨為原料，分別采用纖維素酶、果膠酶、木瓜蛋白酶對(duì)白芨進(jìn)行酶解提取白及多糖，以尋找單一酶的最佳提取條件，然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行分段酶法提取白芨多糖，并以傳統(tǒng)水提法、超聲波提取法、堿水提取法、復(fù)合酶法進(jìn)行對(duì)照試驗(yàn)，結(jié)果表明，分步酶法提取白芨多糖的提取率明顯高于其他幾種方法。

分段酶法提取多糖時(shí)可以使每一種酶在最佳酶解條件進(jìn)行提取，避免了由于各種酶的酶解條件不同而造成不能最大發(fā)揮各種酶的酶解效率，從而影響多糖提取率，因而分段酶法與復(fù)合酶法相比，提取率明顯優(yōu)于后者。但是該方法步驟繁瑣，前期需要考查每一類酶的最佳作用條件，而且相對(duì)耗時(shí)較長(zhǎng)，目前應(yīng)用并不廣泛。

1.4 酶法提取與其他技術(shù)的聯(lián)用

近年來(lái)，酶法提取技術(shù)同其他技術(shù)聯(lián)用提取植物多糖的報(bào)道越來(lái)越多，比如超聲輔助酶法、微波輔助酶法提取多糖、高壓脈沖電場(chǎng)（HIPEF） 法協(xié)同酶法提取多糖、高壓熱水發(fā)協(xié)同酶法提取多糖等。

馬麗媛等人[15]以新鮮蘆薈凝膠為原料，利用超聲輔助復(fù)合酶法提取蘆薈多糖，并與復(fù)合酶法提取蘆薈多糖進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明，在優(yōu)化條件下蘆薈多糖的提取率達(dá)到8.42%，是復(fù)合酶法提取多糖的1.4倍，而且前者得到的蘆薈多糖的抗氧化能力較強(qiáng)。超聲技術(shù)與酶法提取技術(shù)結(jié)合提取多糖具有操作簡(jiǎn)便、縮短提取時(shí)間等優(yōu)點(diǎn)，而酶輔助提取具有雜質(zhì)少、能耗低、重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn)，將兩種方法進(jìn)行結(jié)合可起到互相促進(jìn)的作用。該方法目前在無(wú)花果多糖提取中的工藝研究尚未見(jiàn)報(bào)道。

楊樺等人[16]以桑葚為原料，采用酶法提取技術(shù)和微波提取相結(jié)合提取桑葚多糖，在優(yōu)化條件下桑葚多糖的提取率為3.01%，與傳統(tǒng)酶解和微波輔助水提工藝相比，多糖提取率提高了72%。周小偉等人[17]以猴頭菇子實(shí)體為原料，比較了微波協(xié)同復(fù)合酶法和復(fù)合酶法提取猴頭菇多糖得率。在微波協(xié)同復(fù)合酶法的最佳工藝條件（微波功率119 W，微波時(shí)間150 s，料液比1∶15（g∶mL）） 下猴菇多糖得率為19.13%。而在單獨(dú)使用復(fù)合酶最佳工藝條件（酶添加量2%，酶解時(shí)間150 min，酶解pH 值4.5，酶解溫度50 ℃）下猴菇多糖得率為15.62%，微波輔助可以使多糖提取率提高18.35%。微波法聯(lián)合酶法技術(shù)可以減少微波的作用時(shí)間，減少微波對(duì)多糖結(jié)構(gòu)的破壞，也可以減少酶解時(shí)間，提高提取效率和多糖純度。該方法目前在無(wú)花果多糖提取領(lǐng)域尚未見(jiàn)報(bào)道，具有一定的研究意義。

高壓脈沖電場(chǎng)是一種非熱處理技術(shù)，具有處理時(shí)間短、溫升小、能耗低等特點(diǎn)，成為近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)之一。因具有電穿孔技術(shù)，具有較強(qiáng)的破除細(xì)胞屏障的能力，可以減少對(duì)熱敏物質(zhì)的破壞，保護(hù)生物活性物質(zhì)，目前已被應(yīng)用于多糖提取領(lǐng)域。

有研究表明，采用高壓脈沖電場(chǎng)耦合復(fù)合酶法研究了莼菜多糖的最佳提取條件，發(fā)現(xiàn)在最佳高壓脈沖電場(chǎng)參數(shù)為料液比1∶30（g∶mL），提取時(shí)間40 min，電場(chǎng)強(qiáng)度25 kV/cm，脈沖數(shù)6 的條件下莼菜多糖提取率為10.75%。在高壓脈沖電場(chǎng)提取后，再耦合復(fù)合酶法提取，在最佳酶解工藝參數(shù)為復(fù)合酶（木瓜蛋白酶∶纖維素酶∶果膠酶為1∶1∶1，質(zhì)量比） 添加量2.5%，酶解pH 值4.5，酶解時(shí)間60 min，酶解溫度40 ℃條件下莼菜多糖提取率為12.27%。與單一的高壓脈沖電場(chǎng)提取相比，高壓脈沖電場(chǎng)耦合復(fù)合酶法提取莼菜多糖的提取率明顯提高。

1.5 其他高新技術(shù)

劉煥燕等人[18]首次以無(wú)花果為原料，采用亞臨界水提取技術(shù)提取無(wú)花果多糖。結(jié)果表明，在優(yōu)化提取工藝條件下，即提取時(shí)間17 min，提取溫度150 ℃，料液比1∶30（g∶mL），提取壓力1.5 MPa，多糖提取率達(dá)56.48%，明顯高于傳統(tǒng)提取工藝的提取率。

亞臨界水萃取技術(shù)用純水作溶劑，無(wú)溶劑殘留,是一種綠色環(huán)保、高效節(jié)能的新興提取分離技術(shù)，目前已被廣泛應(yīng)用于天然多糖的提取[19]。亞臨界水也被稱為過(guò)熱水、高壓熱水或熱液態(tài)水，與普通水相比，其在高溫高壓下具有強(qiáng)烈的溶解能力和分解能力，因而可以提高多糖的提取率，縮短提取時(shí)間，還可以保留多糖的生物活性。亞臨界水提取技術(shù)還可以與超聲波、微波或者酶法聯(lián)合，未來(lái)在無(wú)花果多糖提取領(lǐng)域中有廣闊的應(yīng)用前景。

2 結(jié)語(yǔ)

無(wú)花果多糖因其諸多活性，一直是藥食同源開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。但是，就目前無(wú)花果多糖的提取來(lái)說(shuō)，雖然報(bào)道較多，但大都側(cè)重于傳統(tǒng)的浸提方法，提取率相對(duì)較低。有些提取手段不能進(jìn)行規(guī)模化生產(chǎn)，未來(lái)仍需要結(jié)合新技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步研究。例如，高壓脈沖電場(chǎng)技術(shù)與酶法的結(jié)合、超臨界亞萃取技術(shù)和超聲、微波或者酶解技術(shù)聯(lián)用在無(wú)花果多糖提取研究方面尚未見(jiàn)報(bào)道，將成為未來(lái)無(wú)花果多糖提取的一個(gè)研究方向。此外，無(wú)花果多糖的提取技術(shù)在現(xiàn)有條件下如何保護(hù)或者提高其生物活性，結(jié)合有效多糖組分的產(chǎn)率，對(duì)提取工藝進(jìn)行優(yōu)化、提高提取效率和節(jié)約資源。具有更高純度、更高生物活性、可以批量生產(chǎn)，將是未來(lái)無(wú)花果多糖提取領(lǐng)域的研究需要努力的方向。