多糖提取技术的研究进展_尹艳

ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＦｏｏｄＩｎｄｕｓｔｒｙ

２００７年第０２期

食品工业科技

多糖提取技术的研究进展

尹艳，高文宏，于淑娟

（华南理工大学轻工与食品学院，广东广州５１０６４０）

摘要：多糖具有多种生物活性，是一种天然的功能性成分。它在

食品中的应用十分广泛，可以用于抑制脂类氧化和稳定酸性饮料中的蛋白质，并可以作为食品中的乳化成分。文章综述了多糖提取的研究进展，着重描述了包括溶剂浸提法、酶法、超声波辅助提取法、微波辅助提取法和超临界流体萃取法在内的五种提取技术，其中，溶剂浸提是这些提取方法的基础，微波提取法能够得到比较高的萃取率，而超临界流体萃取技术可以得到比较高纯度的多糖。关键词：多糖，提取，功能性成分

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓａｒｅｎａｔｕｒａｌｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ

ｗｈｉｃｈｈａｄｓｅｖｅｒａｌｕｎｐａｒａｌｌｅｌｅｄｂｉｏａｃｔｉｖｉｔｉｅｓ．Ｔｈｅｙｃａｎａｌｓｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｆｏｏｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ，ｓｕｃｈａｓｔｈｅｉｎｈｉｂｉｔｏｒｙｅｆｆｅｃｔｓｏｎｔｈｅｏｘｉｄａｔｉｏｎｏｆｌｉｐｉｄｓ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｎｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｍｉｌｋｐｒｏｔｅｉｎｕｎｄｅｒａｃｉｄｉｃｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ａｎｄｅｍｕｌｓｉｆｙｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ．Ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｃａｎｂｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｔｈｅｆｏｏｄｉｎｄｕｓｔｒｙａｓａｆｏｏｄａｄｄｉｔｉｖｅｂｅｃａｕｓｅｏｆｔｈｏｓｅｆａｖｏｒａｂｌｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｒｅｖｉｅｗｅｄａｄｖａｎｃｅｓｉｎｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｆｏｒｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ，ｗｈｉｃｈｉｎｃｌｕｄｅｓｏｌｖｅｎｔｅｘａｃｔｉｏｎ，ｅｎｚｙｍｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ，ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ－ａｓｓｉｓｔｅｄｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ，ｍｉｃｒｏｗａｖｅ－ａｓｓｉｓｔｅｄｅｘｔｒａｃｔｉｏｎａｎｄｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌｆｌｕｉｄｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｌａｔｔｅｒｆｏｕｒｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓａｒｅｍｏｒｅｓｏｐｈｉｓｔｉｃａｔｅｄｔｈａｎｓｏｌｖｅｎｔｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｗｈｉｃｈｉｓｔｈｅｂａｓｉｃａｍｏｎｇａｌｌｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ．Ａｎｄｔｈｅｅｘｔｒａｃｔｉｎｇｒａｔｅｓｏｆｔｈｏｓｅｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓａｒｅｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｓｏｌｖｅｎｔｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｍｏｒｅｏｒｌｅｓｓ．Ｔｈｅｍｉｃｒｏｗａｖｅ－ａｓｓｉｓｔｅｄｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｉｓｂｒｏｕｇｈｔｉｎｔｏｐｒｏｍｉｎｅｎｃｅｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓｈｉｇｈｅｒｅｘｔｒａｃｔｉｎｇｒａｔｅ．Ａｎｄｔｈｅｓｕｐｅｒｃｒｉｔｉｃａｌｆｌｕｉｄｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｓｔａｎｄｓｏｕｔｆｏｒｔｈｅｐｕｒｅｒｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓａｃｑｕｉｒｉｎｇ．Ｂｕｔｔｈｅｅｘｔｒａｃｔｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｉｓｔｈｅｓａｍｅｔｈａｔｗａｔｅｒｓｏｌｕｂｌｅｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｃｏｕｌｄｄｉｓｓｏｌｖｅｉｎｗａｔｅｒ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ；ｅｘｔｒａｃｔｉｎｇ；ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ中图分类号：ＴＳ２０１．１文献标识码：Ａ文章编号：１００２－０３０６（２００７）０２－０２４８－０３

收稿日期：２００６－０６－１４

作者简介：尹艳（１９８２－），女，在读硕士生，主要从事生物活性多糖的

研究。

基金项目：广东省自然科学基金博士科研启动基金（４３００４５６）和教育

部留学回国人员科研启动基金资助项目。

多糖具有多种生物活性，具有提高免疫，降血

糖，抗肿瘤，抗病毒等功能，被认为是构成生命的四

大基本物质之一。由于其独特功能和较低的毒性，多糖类化合物在抗衰老、抗病毒和肿瘤治疗、糖尿病治疗等方面有良好的应用前景。另外，多糖可以改善食品的食用品质、加工特性和外观特性，可用于抑制脂质氧化［１］，稳定酸性饮料［２］，也可作为乳化剂［３］等，在食品中的用途十分广泛。从而，多糖的提取变得尤为关键，是其广泛应用的基础，本文对多糖的提取技术的研究进展进行综述。

１预处理过程

多糖的来源物可能含有杂质，加工性能较差，因此，在提取多糖之前要进行清洗、粉碎等预处理工艺。清洗的目的是去除原料中的泥土等杂质；粉碎是为了增大原料在萃取过程中与萃取溶剂的接触面积，从而得到良好的萃取效果。在预处理过程中，根据需要，还可以增加一些脱色、

脱脂的工艺。莫开菊等人［４］在提取葛仙米多糖时，采用工业酒精对清洗好的葛仙米进行脱色，然后采用甲醇进行脱脂。

脱色的方法还有活性炭吸附法、离子交换法和氧化脱色法等。活性炭吸附法脱色比较彻底，但是可能会造成多糖的损失。离子交换法是用弱碱性树脂

ＤＥＡＥ纤维素或ＤｕｏｌｉｔｅＡ７吸附色素，然而，它仅仅

对游离的阴离子色素具有吸附作用，而对与多糖结合的色素的吸附效果不太理想。氧化脱色法，即用少量Ｈ２Ｏ２溶液氧化脱除色素，这种氧化脱色是暂时的，色素物质仍然存在于多糖溶液中，一旦有还原剂的加入，就会显现出原来的颜色［５］。

另外，多糖在浸提前还可根据需要进行一些处理，如微波加热处理、酶法处理、超声波处理、酸碱处理等。由于酸碱处理易破坏多糖的空间结构及活性，目前，大多采用酶法、超声波或微波等方法破碎细胞，加入乙醇等有机溶剂除去材料中的脂类物质后，再提取多糖。程超［６］在平菇水溶性多糖提取中发现酶法处理更容易去除杂质，多糖回收率更高（见表１）。

２多糖的提取方法

综述

２４８

２００７年第０２期

Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．０２，２００７

食品工业科技

２．１溶剂浸提法

多糖的提取一般采用热水、酸、碱、乙醇等作为溶剂，并且多数采用热水浸提法进行粗提。聂凌鸿［７］采用热水浸提广东淮山水溶性多糖，在固液比１∶８，浸提温度４５℃，浸提时间２ｈ的最佳工艺条件下，提取率为０．２８１６％。而在固液比１∶８，ＮａＯＨ浓度为

０．３ｍｏｌ／Ｌ，浸提时间为１ｈ的最佳碱提工艺条件下，广

东淮山水溶性多糖的提取率为０．２５２９％。

在广东淮山水溶性多糖的最佳提取工艺中，碱提具有相对较快的速度，而热水浸提能够得到相对较高的提取率。另外，也可以两种溶剂结合使用，Ｚ．Ｈｒｏｍáｄｋｏｖá等人［８］是用热水和稀碱分离出多糖细胞壁成分。水提取的缺点是提取温度高，耗时长且效率低，成本高，安全性低，而酸碱提取易破坏多糖的空间结构及活性。

２．２酶法

酶法是通过酶反应将原料组织分解，

加速有效

成分的释放和提取，选择适宜条件将影响提取的杂质分解去除，促进某些极性低的脂溶性成分转化成糖苷类易溶于水的成分，

降低提取的难度。Ｏｕｒｄｉａ

Ｂｏｕｚｉｄ等人［９］用酶能够专一地水解酚类化合物和多

糖之间的酯键。ＨａｕｋｅＨｉｌｚ等人［１０］应用酶分离得到更多的果胶多糖。这种方法具有条件温和、易去除杂质、回收率高和节约能耗等优点，因此，酶法提取的应用前景十分广阔。由于酶具有专一性和选择性的特点，应用时多采用复合酶。需要注意的是一组酶之间的协同关系、底物、抑制剂和酶的浓度，还要注意酶解设备与工艺参数，如粉碎、粉碎设备、ｐＨ、温度和时间等。

２．３超声辅助提取法

超声的机械化学作用通过破坏细胞壁和加强细胞内的传质作用，提高了植物中有机化合物的提取速度［１１］。超声波在液体内传播时，液体介质不断受到压缩和拉伸，在拉力作用下，液体断裂形成暂时的近似真空的空洞，压缩时，这些空洞就会发生崩溃，出

现局部高温以及放电现象，产生空化作用［５］。超声波空化可以从稳态空化转化成瞬态空化，空化泡瞬间长大破裂，吸收的能量在极短的时间和极小的空间内释放出来，形成高温高压的环境，同时伴随有一定强度的冲击波和微声流，从而破坏细胞壁结构，使其在瞬间破裂，释放细胞内的有效成分，大大提高了提取率。从药草和颉草属植物中得到乙醇溶液萃取物的过程中，超声方法比传统方法更有效率［１２］。与传统萃取相比，超声萃取可以从不溶于乙醇的植物残基中获得更多的水溶性多糖，

其提取率从９％增加到

１０％，提高了１１％［８］。超声可能会导致可溶性多糖发

生降解，并溶解在乙醇溶液中，这些是超声的不足之处。然而，超声并不影响水溶性多糖的生物性能［１３］。因此，超声辅助提取法是一种高效实用的多糖提取方法。

２．４微波辅助提取法

微波提取过程中，微波辐射导致植物细胞内的极性物质，尤其是水分子，产生大量热量，使得细胞内的温度迅速上升，液态水汽化产生的压力将细胞膜和细胞壁冲破，形成微小的孔洞，进一步加热，导致细胞内部和细胞壁水分减小，细胞收缩，表面出现裂纹。由于孔洞和裂纹的存在，胞外溶剂容易进入细胞内，溶解并释放胞内多糖。微波的频率很高，能深入渗透物体，对细胞的结构有较大作用。微波加热的热效率高，温度升高快速而均匀，因此，应用微波加热提取手段，能够显著缩短萃取时间，较大程度地提高多糖的萃取效率。

ＪｏｎＬｕｎｄｑｖｉｓｔ等人［１４］应用微波加热从云杉碎片

中提取得到水溶性半纤维素多糖。聂金媛等人［１５］将微波辅助提取新技术应用于茯苓水溶性多糖的提取过程，在微波占空比４２％，时间１８ｍｉｎ，固液比１∶５０时提取率为２．７９２％。表２是水溶性多糖微波辅助提取法与其他方法的对比，与传统回流法中提取率最高的一组相比，时间大大缩短，提取率是传统法的两倍；与超声提取相比，只用不到一半的时间，提取率提高６３．５％。另外，与酶法［１６］相比，提取时间明显缩短，提取率也略高。微波法不论在节能、高效，还是在操作方面都具有优越性。

２．５超临界流体萃取法

在超临界状态下，超临界流体与目标物接触，使其依次把极性、沸点和分子量大小不同的成分萃取出来，当恢复到常压和常温时，溶解在流体中的成分

表１预处理对多糖得率的影响［６］预处理

多糖得率（％）

热水浸提（对照）

８．８３冷水浸泡３ｈ＋微波处理６ｍｉｎ８．１５微波处理６ｍｉｎ＋热水浸提

９．７０干粉微波处理

９．１８酶处理

９．６３酶处理＋热水浸提１５．７

传统回流法

超声提取法

酶法

微波辅助法

最佳提取时间（ｍｉｎ）

６０４０１００１８与微波辅助法相比所用时间的倍数

３．３３２．２２５．５５１．００水溶性多糖提取率（％）１．３５１．７１２．４０２．７９微波辅助法提高的百分率（％）

１０６．５６３．５１６．３０

表２水溶性多糖的微波辅助法与其他方法提取效率的比较［１５］

综述

２４９