胡政宇，周鴻立

(吉林化工學(xué)院 化學(xué)與制藥工程學(xué)院，吉林 吉林 132022)

白芷多糖提取分離及其生物活性的研究進展

胡政宇，周鴻立*

(吉林化工學(xué)院 化學(xué)與制藥工程學(xué)院，吉林 吉林 132022)

白芷多糖是一種可用于調(diào)味的白芷提取物，具有抗病毒、抗氧化、免疫調(diào)節(jié)等活性。概述了白芷多糖的提取、分離純化、化學(xué)成分及其生物活性研究進展，為白芷多糖的進一步開發(fā)提供參考。

白芷；多糖；提??；分離；生物活性

白芷為傘形科植物白芷(Angelicadahurica)或杭白芷的干燥根[1]。白芷作為香料調(diào)料，有除腥、增香、保鮮等作用[2]，其特殊香味主要為揮發(fā)油成分，烹飪多以水為主，而水提取物的主要活性成分為多糖。作為中醫(yī)常用藥，具有除濕、抗炎、鎮(zhèn)痛、抑制病原微生物、抗氧化、抗腫瘤、保肝等多種藥理活性[3-5]，臨床用于疼痛、婦科、皮膚和鼻部等疾病[6]。目前，白芷香豆素和揮發(fā)油在藥學(xué)和調(diào)味品領(lǐng)域均有所研究[7-9]，但在烹調(diào)過程中白芷多糖所發(fā)揮作用的研究仍處在模糊階段。

多糖不僅是機體貯存能量的物質(zhì)，還具有免疫調(diào)節(jié)、抗腫瘤、抗菌抗病毒、降糖等多種生物活性[10]。近年來，對多糖類化合物的研究熱度極高，研究多糖在食品、保健、醫(yī)療等領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要意義。

白芷多糖(Angelicadahuricapolysaccharide)為白芷中藥的重要成分，從目前研究發(fā)現(xiàn)白芷多糖具有很高的生物活性和藥用價值，可開發(fā)成功能性調(diào)味品、藥品、保健品和化妝品等，為白芷的進一步研究奠定了基礎(chǔ)，促進我國白芷資源的開發(fā)利用，對白芷多糖的提取、分離純化、化學(xué)成分及其生物活性進行綜述。

1 白芷多糖的提取分離及純化

1.1 提取

目前多糖的提取方法多種多樣，如：溶劑浸提法、酶法、超聲波輔助提取法、微波輔助提取法、超臨界流體萃取法、水提醇沉法、內(nèi)部沸騰法、薄膜濃縮法、酸堿法、多種技術(shù)聯(lián)合使用等[11,12]，其中水提醇沉法為最常用的方法之一。

王德才等[13]用石油醚脫脂后，以80%乙醇除單糖、寡聚糖、苷類及生物堿等醇溶成分。用水提醇沉法分離多糖，其條件為：以蒸餾水為溶劑，在95 ℃水浴中浸提3次，每次2 h。加無水乙醇至溶液含醇量達80%，靜止過夜，4000 r/min離心15 min，收集沉淀物用95%乙醇、無水乙醇、乙醚、丙酮洗滌各2次。60 ℃烘干得粗多糖，多糖提取率可達15.38%。此法多糖提取率高，簡便安全，成本較低，適合大規(guī)模生產(chǎn)。但提取取間較長，提取物成分較復(fù)雜，不易保存，易變質(zhì)。

1.2 分離純化

常用的提取方法所得的多糖含有色素和蛋白質(zhì)等物質(zhì)，要得到純度較高的多糖需進行分離純化。分離純化的方法有脫色、脫蛋白、凝膠色譜法、重結(jié)晶法、沉淀法、陰離子交換色譜法、大孔樹脂柱色譜法和膜分離技術(shù)等[14,15]。

1.2.1 脫色

李江萍等[16]對白芷多糖的活性炭脫色工藝進行了研究，影響大小為活性炭添加量>脫色溫度>脫色時間；最佳脫色工藝為溫度 60 ℃，活性碳添加量2%和脫色時間30 min的條件下，脫色率為96.20%，多糖剩余率為82.36%。使用活性炭脫色效果較好且成本低，便于操作，但活性炭的粒度對脫色時間有影響，而且不同生產(chǎn)廠家、不同加工方法生產(chǎn)的活性炭，脫色效果相差很大，因此在研究過程中還應(yīng)注意選擇食品糖類專用活性炭進行脫色。

1.2.2 脫蛋白

李江萍等[17]研究了不同脫蛋白方法，分別采用Sevag法、三氯乙酸法和酶法進行脫蛋白，其中木瓜蛋白酶法對蛋白去除率的影響為酶用量>溫度>時間>pH值，正交優(yōu)化條件為酶用量1×106U/L，溫度50 ℃，時間3 h，pH值5.0，蛋白去除率為74.65%，多糖損失率為8.02%。實驗結(jié)果表明酶法脫蛋白效果優(yōu)于Sevag法和三氯乙酸法，次數(shù)少，效率高，多糖回收率高，與傳統(tǒng)Sevag法相比存在不含有機溶劑，對環(huán)境污染少等優(yōu)點。但其成本較高，易引入新蛋白質(zhì)等，反應(yīng)條件不易控制。

1.2.3 凝膠色譜法分離純化

Xu Shifang[18]等利用高性能凝膠滲透色譜(HPGPC)對白芷粗多糖進行分離，將水提醇沉后的粗多糖，經(jīng)DEAE-Sephadex A-50柱層析(100 cm×8.0 cm)分離出4種多糖組分，白芷粗多糖產(chǎn)率為0.35%(W/W)，4種多糖組分得率分別為42.87%，7.35%,10.53%,7.05%(W/W)。

曲見松等[19]將白芷粗多糖經(jīng)Sephadex G-50柱層析(60 cm×1 cm)，分離后，凍干。水復(fù)溶，經(jīng)Sephadex G-200柱層析純化，收集洗脫液，再凍干，得純化后的白芷多糖。

凝膠色譜法為常用的分離方法之一，具有操作方便，無有機溶劑污染，設(shè)備簡單，對高分子物質(zhì)有很高的分離純化效果等優(yōu)點[20]，但其分離操作較為緩慢，難以分離分子量相差不多的物質(zhì)，成本相對較高。白芷多糖在凝膠色譜分析中沒有準(zhǔn)確地分析其分離純化前后多糖損失率等數(shù)據(jù)。因此，該方法在分離純化白芷多糖上有待改進。

1.2.4 重結(jié)晶法純化白芷多糖

大部分有機物在溶劑中的溶解度與溫度成正比，隨溫度的降低而減小。王德才等研究白芷多糖的提取分離時，取白芷150 g以水提醇沉法得到粗多糖后，再以水-乙醇重結(jié)晶純化2次，60 ℃烘干，得白色粉末狀精制杭白芷多糖9.68 g，提取率為6.45%。

2 化學(xué)成分

Xu Shifang 等采用糖腈乙酸酯衍生化法，并進行氣相色譜分析及糖醛酸含量測定，白芷多糖中呈中性糖的鼠李糖、阿拉伯糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖的摩爾組分比例為1.04∶13.36∶1.00∶39.75∶16.55，糖醛酸含量為9.72%。通過凝膠色譜分離，得出4種不同白芷多糖組分并進行含量測定，結(jié)果表明：4種不同組分ADP1，ADP2，ADP3和ADP4的糖醛酸含量分別為3.27%，7.25%，30.31%和15.23%，4種糖組份之間存在差異。

康學(xué)軍等[21,22]分別采用紫外光譜法、紅外光譜法、氣相色譜法和凝膠滲透色譜法對白芷多糖進行單糖組成和結(jié)構(gòu)表征。結(jié)果表明：白芷多糖由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖等7種單糖組成(有1種未鑒定出的單糖)，摩爾組成比例為1.19∶1.19∶0.765∶1∶8.08∶3.34，凝膠色譜峰值分子量為88538，具有多糖特征性的紫外和紅外吸收峰，且存在酰胺結(jié)構(gòu)，可能為一種氨基多糖。

周冰等[23]對不同產(chǎn)地白芷多糖類化學(xué)成分的含量差異進行比較，中性多糖以河北安國較高，浙江磐安次之；酸性多糖以河北安國較高，吉林通化野生白芷藥材次之；總多糖以河北安國較高，浙江磐安次之。若以多糖類化學(xué)成分為評價指標(biāo)，河北安國產(chǎn)白芷藥材上乘。

由以上成分研究可得出：不同產(chǎn)地的白芷多糖組分存在顯著差異，但主要為葡萄糖、鼠李糖等6種糖，其中葡萄糖所占比例較大，含量較多。在白芷多糖的研究過程中，化學(xué)成分研究較少，需進行有針對性且細(xì)致的研究，才可以更加科學(xué)化地開發(fā)利用。

3 白芷多糖的生物活性

3.1 抗腫瘤活性

曲見松等[24]根據(jù)1.2.3所述方法得到白芷多糖，采用MTT比色法分別對倉鼠肺細(xì)胞生長作用和小鼠皮膚細(xì)胞生長作用進行了實驗，白芷多糖的濃度為50，100，500 mg/mL時，對倉鼠肺細(xì)胞生長均有不同程度的促進作用，但是不同劑量組之間并沒有表現(xiàn)出很明顯的組間差異。白芷多糖對皮膚細(xì)胞的生長存在一定的劑量關(guān)系。與空白組相比，50 mg/L以上劑量組(P<0.05)，12.5 mg/L劑量組與空白組沒有差異。

3.2 抗氧化活性

王德才等[25]研究了杭白芷多糖對羥自由基的清除作用，對超氧陰離子自由基的清除作用，對肝勻漿脂質(zhì)過氧化的影響進行了測試。結(jié)果白芷多糖能清除羥自由基和超氧陰離子自由基，并抑制肝勻漿脂質(zhì)過氧化，達到50%清除率或抑制率所需藥物濃度(EC50)分別為113.2,45.8,321.8 mg/mL。

Xu Shifang等研究了白芷粗多糖中ADP1，ADP2，ADP3和ADP4 4種不同多糖組分的肝勻漿脂質(zhì)過氧化抑制活性、亞鐵螯合能力、清除羥基自由基能力。綜上可知，該4種多糖組分的糖醛酸含量不同。4種多糖均對大鼠的MDA生成有明顯的抑制作用，其中組分ADP4的脂質(zhì)過氧化抑制活性明顯高于陽性對照維生素E；白芷多糖作為脂質(zhì)過氧化保護劑與其鐵結(jié)合能力有關(guān)，其組分中ADP4和ADP3的亞鐵螯合活性顯著高于陽性對照維生素E；白芷粗多糖的4種多糖組分中ADP1清除羥基自由基能力較弱，而組分中的ADP4清除羥基自由基能力較顯著。因此，白芷粗多糖中不同組分的多糖的抗氧化活性存在差異，影響其活性的原因可能由其結(jié)構(gòu)決定，活性較好的ADP4組分中鼠李糖含量較其他3種組分高。

3.3 抗病毒活性

封海波等[26]在研究7種中藥多糖對F81細(xì)胞抵抗犬細(xì)小病毒(CPV)感染能力的影響時，通過MTT法測定細(xì)胞活性，從而考察3種不同加藥方式對川白芷多糖抗病毒能力進行了評價。結(jié)果顯示：川白芷多糖濃度62.500～3.907 mg/mL時，以先加多糖后接種病毒和先接種病毒后加多糖的方式，均顯著促進F81細(xì)胞抵抗CPV感染，且隨濃度的降低抗病毒作用逐漸增強；62.500～7.813 mg/mL時，多糖和病毒混合感染后加入也顯著促進F81抵抗CPV感染。說明川白芷多糖以此3種方式加藥均對CPV感染的細(xì)胞有預(yù)防和治療作用，白芷多糖具有抗病毒活性。

3.4 免疫調(diào)節(jié)能力

Hyung Sook Kim等[27]采用蛋白質(zhì)印跡法、混合淋巴細(xì)胞反應(yīng)(MLR)、t檢驗和方差分析軟件計算P值等方法，研究了白芷多糖對樹突狀細(xì)胞(DC)功能和DC膜受體的影響及受白芷多糖作用后的DC對T細(xì)胞、MAPKs和NF-κB的影響。結(jié)果表明：白芷多糖濃度10～100 mg/mL，對T細(xì)胞、DC及其膜受體有顯著作用(P<0.01)，并且能夠提高DC表面分子CD86和MHC-II的表達，促進DC分泌IL-12，IL-1β和TNF-α，也促進同種異基因T細(xì)胞的增殖，使樹突狀細(xì)胞吞噬能力下降?？傊?，白芷多糖對樹突狀細(xì)胞有激活作用，具有免疫調(diào)節(jié)能力。

4 問題與展望

白芷多糖在提取方法上以水提醇沉法為主，多糖的分離純化耗時，效率低，使得白芷中所含有的大量多糖不能充分提取分離出來，在提取分離和純化中仍存在不足。多糖結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜多樣，而在白芷多糖的結(jié)構(gòu)解析中主要為多糖的一級結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)沒有完全表征，且作用機制還不明確，多糖構(gòu)效關(guān)系和量效關(guān)系及生物活性需進一步探究。白芷多糖可作為調(diào)味品為人們食用，其安全性評價需進一步驗證。

白芷多糖為烹飪過程中提取出的主要成分之一，通過對白芷多糖的深入了解，可高效精確地發(fā)揮白芷多糖的作用，不但可以調(diào)味還具有藥用價值。因此，在白芷多糖的研究中，應(yīng)從優(yōu)化其提取工藝，改進其分離純化方法為基礎(chǔ)，著重研究其多糖結(jié)構(gòu)、生物活性及其應(yīng)用，利用白芷多糖開發(fā)成功能性調(diào)味品、食品、藥品、保健品和化妝品等，充分開發(fā)白芷這一寶貴資源，白芷多糖的研究對生活、社會經(jīng)濟和白芷產(chǎn)業(yè)具有重要意義。

[1]國家藥典委員會.中華人民共和國藥典(第一部)[M].北京:中國醫(yī)藥科技出版社，2015.

[2]宋永,李夢洋,張春江,等.風(fēng)干腸加工用混合香辛料揮發(fā)性化合物分析及其中兩種香辛料對豬肉的保鮮效果[J].中國調(diào)味品,2016,41(5):37-40.

[3]李永超,宋楊,齊云.白芷的藥理作用研究進展[J].國外醫(yī)藥(植物藥分冊),2007(4):161-164.

[4]朱藝欣,李寶莉,馬宏勝,等.白芷的有效成分提取、藥理作用及臨床應(yīng)用研究進展[J].中國醫(yī)藥導(dǎo)報,2014(31):159-162,166.

[5]Zheng Y M,Shen J Z,Wang Y,et al.Antioxidant and anti-cancer activities ofAngelicadahuricaextract via induction of apoptosis in colon cancer cells[J].Phytomedicine,2016,23(11):1267-1274.

[6]吳春艷,王宇.中藥白芷臨床應(yīng)用淺析[J].齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院學(xué)報,2015(11):1668-1669.

[7]薛艷萍,秦旭華,胡黃婉瑩,等.白芷總香豆素和揮發(fā)油鎮(zhèn)痛抗炎作用的比較研究[J].中國民族民間醫(yī)藥,2016(8):20-22,25.

[8]李偉,陸占國,封丹,等.頂空固相微萃取-氣質(zhì)分析白芷香氣成分研究[J].中國調(diào)味品,2012,37(5):109-112.

[9]楊柳,劉長姣,李玉邯,等.白芷香豆素的抑菌及穩(wěn)定性研究[J].中國調(diào)味品,2016,41(5):41-44.

[10]李碧嬋.多糖的結(jié)構(gòu)和生物學(xué)活性研究進展[J].中國西部科技,2008(22):31-32,40.

[11]董汝晶.多糖提取方法的研究進展[J].農(nóng)產(chǎn)品加工(學(xué)刊),2014(8):46-48,51.

[12]尹艷,高文宏,于淑娟.多糖提取技術(shù)的研究進展[J].食品工業(yè)科技,2007(2):248-250.

[13]王德才,李同德,高麗君.杭白芷多糖的提取分離及其含量測定[J].中國中醫(yī)藥科技,2008(4):283-284.

[14]李翠麗,王煒,張英,等.中藥多糖提取、分離純化方法的研究進展[J].中國藥房,2016(19):2700-2703.

[15]文喜艷,邵晶,王蘭霞,等.膜技術(shù)在中藥多糖分離純化中的研究進展[J].中國藥房,2016(28):4002-4005.

[16]李江萍,龐謝輝.正交試驗優(yōu)化白芷多糖的活性炭脫色工藝研究[J].現(xiàn)代藥物與臨床,2012(4):366-369.

[17]李江萍,龐謝輝.不同脫蛋白工藝對白芷多糖得率的影響[J].廣東職業(yè)技術(shù)教育與研究,2011(4):137-139.

[18]Xu Shifang,Ye Yiping,Li Xiaoyu,et al.Chemical composition and antioxidant activities of different polysaccharides from the roots ofAngelicadahurica[J].Chem Biodivers,2011,8(6):1121-1131.

[19]曲見松,康學(xué)軍,王林波.白芷多糖的提取純化及其對倉鼠肺細(xì)胞生長作用的研究[J].山東中醫(yī)雜志,2005(3):172-174.

[20]文喜艷,邵晶,王蘭霞,等.凝膠色譜法在中藥多糖純化及成分分析中的應(yīng)用研究進展[J].亞太傳統(tǒng)醫(yī)藥,2016(22):34-36.

[21]康學(xué)軍,曲見松,顧忠澤.白芷多糖的分析[J].分析化學(xué),2006(4):533-535.

[22]康學(xué)軍,曲見松.白芷多糖中單糖組成的氣相色譜分析[J].藥物分析雜志,2006(7):891-894.

[23]周冰,劉培,陳京,等.不同產(chǎn)地白芷藥材中香豆素類及多糖類化學(xué)成分的分析評價[J].南京中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報,2015(1):68-73.

[24]曲見松,康學(xué)軍,鄭水龍.白芷多糖的提取及其對小鼠皮膚細(xì)胞生長作用的研究[J].中國藥理學(xué)通報,2005(5):637.

[25]王德才,高麗君,高艷霞.杭白芷多糖體外抗氧化活性的研究[J].時珍國醫(yī)國藥,2009(1):173-174.

[26]封海波,宋振輝,劉娟,等.7種中藥多糖對F81細(xì)胞抵抗犬細(xì)小病毒感染能力的影響[J].中國獸醫(yī)雜志,2014(1):51-54.

[27]Hyung Sook Kim,Bo Ram Shin,Hong Kyung Lee,et al.Dendritic cell activation by polysaccharide isolated fromAngelicadahurica[J].Food Chem Toxicol,2013,55(3):241-247.

ResearchProgressonExtraction,SeparationandBiologicalActivityofPolysaccharidesfromAngelicadahurica

HU Zheng-yu, ZHOU Hong-li*

(College of Chemical and Pharmaceutical Engineering,Jilin Institute of Chemical Technology,Jilin 132022, China)

TheAngelicadahuricapolysaccharides are extracted fromAngelicadahurica,which can be used for seasoning.It has anti-virus, anti-oxidation, immune regulation and other activities.The extraction, separation and purification, chemical components and biological activity of polysaccharides fromAngelicadahuricahave been summarized,which can provide reference for the further development ofAngelicadahuricapolysaccharides.

Angelicadahurica；polysaccharide；extraction；separation；biological activity

TS207.3

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.12.038

1000-9973(2017)12-0174-04

2017-08-16 *通訊作者

胡政宇(1994-)，男，碩士，研究方向：天然產(chǎn)物的研究與開發(fā)；

周鴻立(1967-)，女，教授，博士，研究方向：天然產(chǎn)物的研究與開發(fā)。