李瑤佳

摘要? ? 多糖是一種天然高分子化合物，對(duì)人體具有非常重要的生理作用，在醫(yī)藥保健品、化妝品、食品等領(lǐng)域都有廣泛應(yīng)用。多糖的分離提取是多糖應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題。本文綜述了植物多糖提取方法的研究進(jìn)展，并介紹了每種提取方法的優(yōu)缺點(diǎn)，以期為植物中多糖的研究提供參考。

關(guān)鍵詞? ? 植物多糖;提取方法;研究進(jìn)展

中圖分類號(hào)? ? TS201.4? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? ? A? ? ? ? 文章編號(hào)? ?1007-5739（2019）01-0222-02

Abstract? ? Polysaccharide is a natural polymer compound，which has a very important physiological role in the human body.It is widely used in medicine，health care products，cosmetics，food and other fields.Separation and extraction of polysaccharides is a key issue in the application of polysaccharides.This paper reviewed? the research progress of plant polysaccharide extraction methods，and introduced? the advantages and disadvantages of each extraction method，in order to provide references? for the study of polysaccharides in plants.

Key words? ? plant polysaccharide;extraction method;research progress

多糖是由10個(gè)以上的單糖分子通過(guò)糖苷鍵連接而成的天然高分子化合物[1]。一般來(lái)說(shuō)，由相同的單糖組成的多糖稱為同多糖，如淀粉、纖維素和糖原;以不同的單糖組成的多糖稱為雜多糖，如阿拉伯膠、透明質(zhì)酸等。多糖作為一種生物活性大分子物質(zhì)，在維持人體機(jī)能、提高人體免疫力[2]、抗腫瘤[3]、抗菌消炎[4]、降低血糖[5]等方面發(fā)揮著重要的作用。因此，多糖在醫(yī)藥保健品、化妝品、食品等[6]領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。多糖是植物的重要化學(xué)組成成分，如何將多糖從植物中提取出來(lái)、簡(jiǎn)化提取工藝、提高多糖得率成為植物多糖應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題[7]。本文主要綜述植物多糖提取方法的研究進(jìn)展，并且對(duì)每種提取方法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。

1? ? 溶劑提取法

多糖類物質(zhì)由于其分子中含有大量極性基團(tuán)，因而對(duì)水分子具有較大的親和力。一些分子量較小、分支程度較低的多糖在水中有一定溶解度，并且溫度越高，多糖溶解性能越好。因此，傳統(tǒng)的熱水提取法是提取植物多糖最常用的方法。但是，多糖的分子量越大，疏水性就越強(qiáng)，對(duì)于一些分子量較大、分支程度高的多糖就需要采用酸、堿或有機(jī)溶劑提取，才能將多糖提取出來(lái)。王麗波等[8]采用熱水浸提南瓜籽多糖，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，提取溫度為60 ℃、提取時(shí)間為2.5 h、液料比為40∶1（mL/g）時(shí)多糖得率為2.18%。鞠興榮等[9]采用鹽酸提取菜籽餅粕中粗多糖，當(dāng)鹽酸濃度為0.28 mol/L、提取時(shí)間5 h、提取溫度71.9 ℃、液料比43.05 mL/g時(shí)，多糖的提取率為4.01%。龐庭才等[10]在氫氧化鈉提取堿蓬多糖的研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)氫氧化鈉溶液濃度為0.17 mol/L、料液比為1∶42.5、提取溫度為83.5 ℃，提取時(shí)間為3.4 h時(shí)，多糖提取率為8.00%。董晶晶等[11]對(duì)鹿銜草中多糖不同提取方法進(jìn)行了比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，熱水浸提法多糖得率為14.56%，氫氧化鈉提取法多糖得率為16.75%，堿提法和熱水浸提法相比多糖得率較高、溶劑用量少、提取時(shí)間短。熱水提取法提取工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本較低，適合工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)，但是提取需要溫度較高、提取時(shí)間長(zhǎng)、提取液不宜長(zhǎng)時(shí)間存放。酸堿提取法提取的多糖純度較高、提取時(shí)間短、溶劑用量少，但酸堿溶劑會(huì)破壞多糖的結(jié)構(gòu)，酸堿濃度過(guò)高還會(huì)對(duì)設(shè)備造成腐蝕。

2? ? 酶解法

酶解法是近年來(lái)研究者非常關(guān)注的一種高專屬性生物提取技術(shù)。這種提取方法是利用酶的專一性特點(diǎn)，通過(guò)酶解反應(yīng)將植物細(xì)胞壁分解成易溶于提取溶劑的小分子物質(zhì)，破壞植物細(xì)胞壁，從而加速植物細(xì)胞中有效成分的溶出。由于植物細(xì)胞壁的主要成分是纖維素和果膠。因此，酶解法中常用的酶主要有纖維素酶、果膠酶、木瓜蛋白酶、中性蛋白酶等。孟? 楠等[12]采用纖維素酶法提取黃秋葵多糖的研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)加酶量為0.5%、提取時(shí)間為2.0 h、提取溫度為60 ℃、底物濃度為10%時(shí)，黃秋葵多糖得率為81.06%。韓艷麗等[13]采用果膠酶提取茶樹(shù)花多糖，結(jié)果表明，加酶量、酶解pH、酶解溫度對(duì)茶樹(shù)花多糖提取率都有一定影響，當(dāng)加酶量為1.0%、酶解為pH值5.5、酶解時(shí)間為2.5 h、酶解溫度為50 ℃時(shí)，茶樹(shù)花多糖提取率為4.82%。除了單一酶解法，復(fù)合酶解法也是目前應(yīng)用很廣的多糖提取方法。張? 宇等[14]采用質(zhì)量比為4∶3∶2的木瓜蛋白酶、纖維素酶和果膠酶組成的復(fù)合酶提取糙米中的多糖，結(jié)果表明，最佳提取工藝是酶解pH值6.0、酶解時(shí)間2.5 h、酶解溫度50 ℃、酶添加量1.5 %，此條件下多糖得率為37.58%。王元鳳等[15]比較了熱水提取法、復(fù)合酶提取法和果膠酶提取法對(duì)茶多糖的提取率發(fā)現(xiàn)，在最佳工藝條件下，復(fù)合酶提取法的茶多糖提取率為3.29%，是熱水提取法的2.7倍;果膠酶提取法的茶多糖提取率為2.21%，是熱水提取法的1.81倍。與傳統(tǒng)的溶劑提取法相比，酶解法提取效率高，專一性好，溶劑用量少，可以減少大量溶劑使用造成的環(huán)境污染，具有廣闊的應(yīng)用前景;但由于酶的活性受多種因素的影響，在提取過(guò)程中必須嚴(yán)格控制提取條件才能確保酶的活性，得到較高的提取率。

3? ? 超聲波輔助提取

超聲波提取就是利用超聲波的機(jī)械效應(yīng)、空化效應(yīng)和熱效應(yīng)來(lái)破壞植物細(xì)胞壁，加快細(xì)胞質(zhì)中成分的傳遞，從而提高植物細(xì)胞中有效成分的溶出速度[16]。超聲波在傳播過(guò)程中會(huì)使液體分子產(chǎn)生振動(dòng)，不同的液體分子之間由于振動(dòng)頻率不同會(huì)產(chǎn)生剪切作用，從而使液體分子之間相互摩擦而分解。同時(shí)，液體中的微小氣泡在超聲波的振動(dòng)作用下定向擴(kuò)散，形成空化泡，當(dāng)空化泡不斷脹大并破裂的一瞬間會(huì)釋放出巨大的能量，形成高溫高壓的環(huán)境，并伴隨有一定強(qiáng)度的沖擊波和微聲流，在植物細(xì)胞壁瞬間破裂，細(xì)胞內(nèi)的有效成分被釋放出來(lái)溶解在溶劑中[17]。此外，超聲波的熱效應(yīng)也能加速植物細(xì)胞中有效成分的溶解。廖國(guó)會(huì)等[18]用熱水作為提取溶劑，用超聲法提取松乳菇多糖，并對(duì)超聲溫度、超聲時(shí)間、料液比以及超聲次數(shù)對(duì)松乳菇多糖得率的影響進(jìn)行了單因素試驗(yàn)考察，在最佳工藝條件下松乳菇多糖得率為10.41%。吳? 瓊等[19]比較了熱水直接浸提法、超聲波輔助熱水提取法和超聲波協(xié)同果膠酶提取法對(duì)黑木耳粗多糖提取率的影響，通過(guò)正交試驗(yàn)，得到超聲波輔助提取黑木耳粗多糖的最佳工藝條件為超聲功率400 W、超聲時(shí)間7 min、料液比1∶80（g/mL）、超聲溫度90 ℃、超聲時(shí)間2 h，在此條件下得到黑木耳粗多糖提取率為19.84%，高于相同條件下熱水直接提取法（8.32%）和超聲輔助熱水提取法（16.59%）的多糖得率。超聲波提取法作為一種物理輔助提取方法，常常跟其他化學(xué)提取方法聯(lián)用，達(dá)到提高多糖得率、縮短提取時(shí)間、降低提取溫度的目的。但是由于超聲提取設(shè)備價(jià)格昂貴，導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高[20]，并且超聲時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)引起可溶性多糖發(fā)生降解[17]。

4? ? 微波輔助提取

微波是一種高頻電磁波，具有較高的能量。微波提取就是利用微波的高能量照射植物細(xì)胞，使植物細(xì)胞內(nèi)部的極性分子產(chǎn)生偶極渦流、離子傳導(dǎo)和高頻率摩擦等，從而在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量熱量，使植物細(xì)胞內(nèi)溫度升高，分子運(yùn)動(dòng)速度加快，同時(shí)液態(tài)水汽化產(chǎn)生大量水蒸汽，使細(xì)胞內(nèi)壓力變大，最終沖破細(xì)胞壁。細(xì)胞內(nèi)部的化學(xué)成分釋放出來(lái)被提取溶劑溶解。郭香鳳等[21]研究了微波輔助提取牡丹籽粕中的多糖，結(jié)果表明，微波處理時(shí)間、功率、粒度和料液比對(duì)多糖提取率的影響從大到小依次為料液比>微波處理功率>籽粕粒度>微波處理時(shí)間;最佳提取工藝條件為微波功率480 W、提取時(shí)間8 min、粒度120 目、固液比1∶25（w/v），此條件下多糖得率為9.21%。衛(wèi)? 強(qiáng)等[22]比較了微波和熱水2種方法提取紫荊花多糖的效率，并對(duì)微波提取法的提取條件進(jìn)行了優(yōu)化，在最佳工藝條件下微波提取法的紫荊花多糖得率為76.16 mg/g，熱水提取法的紫荊花多糖得率為52.17 mg/g，微波提取多糖含量較熱水提取法高出23.99 mg/g，微波提取時(shí)間較熱水提取時(shí)間節(jié)省近3 h。谷絨[23]比較了超聲提取法和微波提取法對(duì)木耳多糖的提取率，結(jié)果表明，與超聲提取法相比，用微波提取法提取的木耳多糖得率更高，提取時(shí)間更短。微波提取法作為一種節(jié)能高效的提取技術(shù)被廣泛應(yīng)用，但微波提取時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)破壞多糖的結(jié)構(gòu)，降低多糖的活性[1]，同時(shí)還要注意避免微波輻射對(duì)人體的傷害。

5? ? 超臨界流體萃取

超臨界流體萃取是一種新型的物理萃取分離技術(shù)。由于超臨界流體的溶解能力與其密度密切相關(guān)，可以通過(guò)改變壓力或溫度使超臨界流體的密度大幅改變，從而使其有選擇性地依次把極性大小、沸點(diǎn)高低和相對(duì)分子質(zhì)量大小不同的成分萃取出來(lái)[17]。趙子劍等[24]采用等溫變壓工藝二氧化碳超臨界流體萃取茯苓多糖，得出最佳提取工藝是溫度35 ℃、壓強(qiáng)20 Mpa、夾帶劑（水）用量0.4 mL/g、萃取時(shí)間4.0 h。茯苓多糖的得率為5.276%，超過(guò)了文獻(xiàn)報(bào)道的水提醇沉提取方法所得到的茯苓多糖得率[25]。超臨界流體萃取作為國(guó)際上最先進(jìn)的提取技術(shù)，具有很強(qiáng)的萃取能力，萃取條件容易控制，萃取效率高;但作為一種新興技術(shù)，還需要更多的研究，才能實(shí)現(xiàn)工業(yè)上大規(guī)模的應(yīng)用。

6? ? 其他提取方法

由于植物中多糖種類繁多，每種多糖的空間結(jié)構(gòu)、分子量、化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)等都不盡相同。因此，在多糖提取過(guò)程中，通常將幾種技術(shù)聯(lián)用來(lái)提高多糖得率。劉寶劍等[26]比較了乙醇提取法和微波-超聲波提取法對(duì)紅芪多糖得率的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，乙醇提取法提取芪多糖得率為4.19%，微波-超聲波提取法提取紅芪多糖得率為8.98%。張國(guó)財(cái)?shù)萚27]比較了超聲-微波協(xié)同提取工藝、超聲提取法和水提法對(duì)富硒蛹蟲(chóng)草硒多糖得率的影響，結(jié)果表明，超聲-微波協(xié)同提取法硒多糖得率（5.05%）比超聲提取法（4.21%）、水提法（4.87%）分別提高了19.95%、3.70%。

7? ? 結(jié)語(yǔ)

隨著時(shí)代的進(jìn)步，多糖提取技術(shù)也在不斷發(fā)展，從傳統(tǒng)的溶劑提取法到最先進(jìn)的超臨界流體萃取，多糖的提取工藝從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，多糖提取率和純度也在不斷提高[28]。在實(shí)際工作中，應(yīng)充分查閱資料，了解植物樣品的化學(xué)成分和物理性質(zhì)，通過(guò)試驗(yàn)比較，選擇最合適的多糖提取方法。隨著多糖研究的不斷深入，將會(huì)有更多和更先進(jìn)的提取方法涌現(xiàn)。探尋高效、節(jié)能、低成本、高提取率的多糖提取方法，將成為未來(lái)植物多糖提取的發(fā)展和研究方向。

8? ? 參考文獻(xiàn)

[1] 孟憲群，王知斌，梁珊珊，等.微波萃取技術(shù)在提取多糖方面的應(yīng)用[J].化學(xué)工程師，2017（11）：52-54.

[2] 白潤(rùn)江，劉振英，王鳳蓮，等.香菇多糖對(duì)機(jī)體免疫功能的影響及抑瘤作用[J] .蘭州醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，1990，16（1）：10-13.

[3] 査文良，彭彥，余薇，等.大蒜多糖對(duì)人體肝癌BEL-7402的體外抑制作用[J].時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥，2010，21（4）：851-852.

[4] 于蓮，張俊婷，馬淑霞，等.山藥多糖提取工藝優(yōu)化及其抗菌活性研究[J].中成藥，2014，36（6）：1194-1198.

[5] 尹紅力，趙鑫，佟麗麗，等.黑木耳多糖體外和體內(nèi)降血糖功能[J].食品科學(xué)，2015，36（21）：221-226.

[6] 尹艷，高文宏，于淑娟.多糖提取技術(shù)的研究進(jìn)展[J].食品工業(yè)科技，2007，28（2）：248-250.

[7] 王珊，黃勝陽(yáng).植物多糖提取液脫蛋白方法的研究進(jìn)展[J].食品科技，2012，37（9）：188-191.

[8] 王麗波，程龍，徐雅琴，等.南瓜籽多糖熱水提取工藝優(yōu)化及其抗氧化活性[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2016，32（9）：284-290.

[9] 鞠興榮，稅丹，何榮，等.響應(yīng)面分析法優(yōu)化菜籽多糖酸法提取工藝的研究[J].中國(guó)糧油學(xué)報(bào)，2012，27（3）：89-93.

[10] 龐庭才，鐘秋平，熊拯，等.響應(yīng)面分析法優(yōu)化堿蓬多糖提取工藝及其抗氧化性分析[J].南方農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2015，46（7）：1280-1286.

[11] 董晶晶，張杰，劉炯，等.鹿銜草多糖不同提取方法的比較[J].中醫(yī)學(xué)報(bào)，2015，8（30）：1173-1175.

[12] 孟楠，樊振江，高雪麗.纖維素酶法提取黃秋葵多糖的工藝優(yōu)化[J].食品工程，2017（4）：14-17.

[13] 韓艷麗，凡軍民，李靜.果膠酶-微波法提取茶樹(shù)花多糖的工藝[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，45（2）：166-168.

[14] 張宇，馬永強(qiáng)，劉曉飛，等.發(fā)芽糙米中多糖提取工藝優(yōu)化及抗氧化研究[J].食品研究與開(kāi)發(fā)，2018，39（1）：30-36.

[15] 王元鳳，金征宇.酶法提取茶多糖工藝的研究[J].江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005（3）：122-124.

[16] 王如濤，吳綿斌，林建平，等.植物多糖分離提取技術(shù)的研究進(jìn)展[J].中國(guó)生物工程雜志，2013，33（7）：118-123.

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

[18] 廖國(guó)會(huì)，龍家寰，秦立新，等.松乳菇多糖提取工藝優(yōu)化及抗氧化活性評(píng)價(jià)[J].食品工業(yè)科技，2018，39（4）：123-130.

[19] 吳瓊，于淑艷，鄒險(xiǎn)峰，等.超聲波協(xié)同果膠酶提取黑木耳粗多糖[J].食品研究與開(kāi)發(fā)，2014，35（10）：33-36.

[20] 趙芷芊，王敏，張志清.植物多糖的提取及抗氧化功效的研究進(jìn)展[J].食品工業(yè)科技，2018，39（13）：337-342.

[21] 郭香鳳，史田，馬雪情，等.微波輔助提取牡丹籽粕多糖工藝優(yōu)化及其體外抗氧化活性[J].食品工業(yè)科技，2018，39（1）：167-171.

[22] 衛(wèi)強(qiáng)，桂芹，邱鎮(zhèn)，等.紫荊花中多糖的微波提取工藝優(yōu)化及其抗氧化活性[J].食品科學(xué)，2015，36（4）：39-44.

[23] 谷絨.超聲波和微波法對(duì)木耳多糖提取量的比較[J].食品研究與開(kāi)發(fā)，2010，31（3）：23-25.

[24] 趙子劍，連琰，王國(guó)全，等.正交實(shí)驗(yàn)法優(yōu)化二氧化碳超臨界流體萃取茯苓多糖工藝參數(shù)[J].時(shí)珍國(guó)醫(yī)國(guó)藥，2008，19（7）：1628-2629.

[25] 周燕霞，唐明林，殷輝安，等.茯苓中多糖的提取及含量測(cè)定[J] 天然產(chǎn)物研究與開(kāi)發(fā)，2003，15（4）：330.

[26] 劉寶劍，郭彥生，刁鵬飛，等.微波-超聲波提取與常規(guī)法提取紅芪多糖的比較研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007，35（30）：9721-9722.

[27] 張國(guó)財(cái)，趙博，劉春延，等.響應(yīng)面法優(yōu)化超聲波-微波協(xié)同提取富硒蛹蟲(chóng)草硒多糖工藝[J].食品科學(xué)，2016，37（12）：33-39.

[28] 豆榮，戎瑜，李曉樂(lè)，等.諾麗鮮果多糖提取工藝優(yōu)化[J].食品研究與開(kāi)發(fā)，2018，39（20）：44-49.