植物多糖的提取分离和应用

前言

多糖和蛋白质、基因是生命科学的三大领域，后两项的研究在２０世纪已取得巨大成果，而作为能使生命焕发异彩的多糖已成为２１世纪生命科学研究前沿领域，对其开发利用已引起世界各国的广泛关注。 多糖类又称多聚糖（Ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ），分子量在数万或数百万，植物多糖包括淀粉、纤维素、葡聚糖（如香菇多糖）、果聚糖、树胶、粘液质、粘胶脂（如琼脂）等，其中有些免疫激活多糖是癌细胞抑制剂，但特异性

较差。２０世纪８０年代，德国的Ｆｒａｎｚ　Ｇ等研究组最为活跃，证明许多植物多糖、真菌多糖有抗肿瘤活性。这包括已用于临床的香菇多糖（Ｌｅｎｔｉｎａｎ）、云芝多糖（Ｐｓ－Ｋ，Ｋｒｅｓｔｉｎ）、猪苓多糖等。

多糖与免疫功能的调节、细胞与细胞的识别。细胞间物质的运输、癌症的诊断与治疗等有着密切的关系。多糖在医药上还是一种很好的佐剂。近年来又发现多糖的糖链在分子生物学中具有决定性作用。此外它还能控制细胞的分裂和分化，调节细胞的生长和衰老。多糖在食品工业、发酵工业及石油工业上也有着广泛的应用。人类利用植物中的非淀粉多糖物质，进行食品加工生产，已有十分漫长的历史。近半个世纪

收稿日期：２００４－０９－０５

植物多糖的提取分离和应用

严金龙，吕志敏

（盐城工学院化学与生物工程学院　江苏　盐城　２２４００３）

摘要：对近年来植物多糖的提取分离技术进行了综述，并展望了植物多糖在食品、医药学等方面应用前景。

关键词：植物多糖；提取；分离；应用

中图分类号：Ｏ９４６．３ 文献标识码：　Ｂ 文章编号：１００９－４７２５（２００４）１１－００４１－０４

Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ，Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ　ｆｒｏｍ　Ｐｌａｎｔｓ

ＹＡＮ　Ｊｉｎ－ｌｏｎｇ，　ＬＶ　Ｚｈｉ－ｍｉｎ

（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｏｆ　Ｙａｎｃｈｅｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ

Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｙａｎｃｈｅｎｇ ２２４００３　Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ｔｈｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｉｓｏｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ　ｆｒｏｍ　ｐｌａｎｔｓ　ｉｎ　ｒｅｃｅｎｔ　ｙｅａｒｓ　ｗａｓ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ　ｉｎ　ｔｈｉｓｐａｐｅｒ．　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｉｔｓ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ａｎｄ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ａｌｓｏ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｓｕｃｈ　ａｓ　ｏｎ　ｆｏｏｄ　ａｎｄ　ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌｉｎｄｕｓｔｒｙ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：　ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ；　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ；　ｉｓｏｌａｔｉｏｎ；　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ

以来，科技进步不仅完全改变了传统食品的加工模式，而且随着人们对食物原料组成分离、提取技术的逐步掌握，以及对其功效价值认识的深入，食物原料的开发和利用已进入了一个全新的局面。越来越多的植物多糖成分获得了新的开发，其在食品领域中的应用价值得到了发展和证实，为食品工业的快速发展注入了新鲜的活力。植物多糖是由许多相同或不同的单糖以Ａ２或Ｂ２糖苷键所组成的化合物，普遍存在于自然界植物体中，其分子量一般为数万甚至数百万，是构成生命活动的四大基本物质之一，同维持生命功能密切相关。近年来，随着人们对多糖及糖结合物在生命科学中作用的认识，以及多糖研究技术的迅速发展和改进，多糖研究异军突起，国际科学界视多糖的研究为生命科学的前沿领域，甚至提出２１世纪是多糖的世纪［１］。许多植物多糖具有免疫调节活性，能够增强机体巨噬细胞、淋巴细胞等免疫系统的功能及激活或促进抗体、补体的生成和干扰素的诱生；多糖也可以用于糖尿病的防治，促进胃溃疡愈合和修复，具有抗辐射、降血脂等多种功效［２，３］。因此，多糖及其衍生物作为生物效应调节剂而成为近年来天然药物的研究热点之一。通过对草本植物有效功效部位生物活性化提取，将传统提取的多糖混合物转化成具有生物活性的多糖分子ＧＰＳ。经国家权威机构药理、药效研究证明：这种活性多糖具有激活、增强和调节人体免疫能力，抵制肿瘤、抗炎、抗病毒、修复自身免疫性疾病的功效。

因此，开展多糖资源的开发、多糖结构的分析、多糖药理作用等的研究具有极其重要的现实意义。

１　植物多糖的提取分离纯化研究

多糖广泛存在于植物、微生物（细菌和真菌）和海藻中，来源很广。其中研究得较早且最多的，是从细菌中得到的各种荚膜多糖，它在医药上主要用于疫苗；１９８４年，前苏联在荷兰召开的第十二次国际碳水化合物讨论会上报道了用全合成特定结构的荚膜多糖作疫苗，引起与会者的极大兴趣。尔后，有关真菌多糖的研究既深又广，如酵母菌多糖、食用菌多糖，特别是食用菌多糖的研究，报道的频率是相当的高，其中以香菇多糖研究得较清楚。另外，植物多糖的开发也备受人们的青睐，由于我国是中药的起源之地，而糖类是中药材中普遍存在的成分，在对各种中药材的化学成分研究的过程中，人们都少不了对其中多糖的关注。植物多糖研究得比较深入是稻草多糖、麦秸多糖、竹多糖、黄芪多糖、刺五茄多糖，海藻多糖虽然研究得不多，但其前途也是很光明的。白首乌粗多糖具有促进Ｔ细胞增殖、提高机体免疫力的作用，且提取甾体酯苷后的白首乌药渣中仍含有大量的多糖类成分，是一种不可多得的药源［４，５］。

海南多环保健品有限公司是国内较早进行魔芋及魔芋葡甘露聚糖开发的企业，在魔芋的应用及保健功效的研究开发方面走在了同行前列。近年，该公司致力于植物多糖的开发，又陆续推出枸杞多糖、水溶性茯苓多糖等产品。天津药业生物技术有限公司与南开大学生命科学院、天津医科大学、天津肿瘤医院的科研人员研制的天然植物多糖提取技术——从多种中草药材中提取活性多糖的纯度已达９８％以上，这是我国在生命科学的重要领域“活性多糖”的分离、纯化，分子结构确定及量效关系控制方面取得的重大突破，步入生命科学前沿并达到世界领先水平［６］。

动植物中存在的多糖或微生物胞内多糖，因其细胞或组织外大多有脂质包围，要使多糖释放出来，第一步就是去除表面脂质，常用醇或醚回流脱脂。第二步将脱脂后的残渣以用水为主体的溶液提多糖　（即冷水，热水，热或冷的０．１～１．０ｍｏｌ／Ｌ　ＮａＯＨ，热或冷的１％醋酸或１％苯酚等），这样提取得到的多糖提取液含有许多杂质，主要是无机盐，低分子量的有机物质及高分子量的蛋白质、木质素等。第三步则要除去这些杂质，对于无机盐及低分子量的有机物质可用透析法、离子交换树脂或凝胶过滤法除去；对于大分子杂质可用酶消化（如蛋白酶、木质素酶），乙醇或丙酮等溶剂沉淀法或金属络合物法。多糖提取液中除去蛋白质是一个很重要的步骤，常用的方法有Ｓｅｖａｇ法、三氟三氯乙烷法、三氯乙酸法，后者较为剧烈，对于含呋喃糖残基的多糖由于连接键不稳定，所以不宜使用。但该法效率较高，操作简便，植物来源的多糖常采用该法。上述三种方法均不适合于糖肽，因为糖肽也会像蛋白质那样沉淀出来。除去蛋白质后，应再透析一次，选用不同规格的超滤膜和透析袋进行超滤和透析，可以将不同分子大小的多糖进行分离和纯化，该法在除去小分子物质十分实用，同