枸杞多糖提取纯化和生物活性研究进展

2017-04-22 21:56刘娜
农业科技与装备 2016年11期
关键词:生物活性工艺

刘娜

摘要:在查阅、收集国内枸杞多糖提取纯化工艺、生物活性文献的基础上,综述近几年枸杞多糖的提取纯化工艺、生物活性研究进展,旨在为进一步开展枸杞相关研究提供参考。

关键词:枸杞多糖;提取纯化;生物活性;工艺

中图分类号:R932 文献标识码:A 文章编号:1674-1161(2016)11-0063-02

枸杞(Lycium barbarum)是茄科属的多分支灌木植物,为药食同源的传统中药。枸杞多糖作为枸杞子的主要活性成分之一,具有增强免疫力、抗癌、抗衰老、保护视神经、防止细胞凋亡等作用。国内对枸杞多糖提取纯化和生物活性进行了大量研究,在查阅收集大量文献的基础上,综述近几年枸杞多糖的提取纯化工艺和生物活性等研究进展,旨在为进一步研究提供参考。

1 枸杞多糖的提取方法

1.1 传统提取法

枸杞多糖的传统提取方法主要有热水浸提法、水提醇沉提取法、超声波辅助提取法、微波辅助提取法和酶解辅助提取法等。

李丹丹等采用热水提取法提取枸杞多糖,确定最佳工艺条件为:料液比1︰27,提取温度81 ℃,提取时间2.5 h,得率可达5.03%。汪琢等优化的最佳水提醇沉提取枸杞多糖工艺为:料液比1︰35,温度90 ℃,pH 11,浸提3 h,提取2次,合并提取液,加3倍体积95%乙醇沉淀6 h时,提取率为18.56%。

刘腾子等的研究结果表明:影响枸杞多糖提取因素的主次顺序为超声时间>超声温度>料液比;最佳工艺为超声温度70℃、超声时间50 min、料液比1︰30,多糖提取率5.02%。

王月囡等优化的微波提取最佳条件为:微波功率480 W,微波时间20 min,料液比1:30,提取2次,微波法提取多糖提取率提高近40%。王杉杉等以枸杞多糖得率为评价指标,采用(脂肪酶/蛋白酶/纤维素酶/果胶酶=1︰1︰1︰1)通过正交试验确定最佳提取条件为:料液比1︰40,提取温度50 ℃,超声时间50 min,复合酶添加量0.5%,枸杞多糖平均得率58.910%。

1.2 现代提取方法

除以上常用的提取枸杞多糖方法外,还相继出现了其它提取技术,例如超声强化亚临界水、高压脉冲电场、微波-纤维素酶、微波复合酶、超声微波协同萃取、超声波辅助复合酶等辅助提取技术,均获得了较好的提取率。

赵超的研究结果显示:提取温度、提取时间、提取压力与液料比对亚临界水提取法(SWE)和超声强化亚临界水提取法(USWE)提取枸杞多糖的提取得率都有影响,且在相同的条件下,USWE提取法的得率明显高于SWE法。USWE法的最佳工藝条件为:提取温度100 ℃,提取时间53 min,压力5 MPa,超声功率160 W,液料比26︰1 mL/g,枸杞多糖的提取得率5.73%;4种提取方法在类似条件下提取枸杞多糖的结果为:USWE>SWE>UE>HWE。

蔡光华等采用高压脉冲电场破壁法,对影响枸杞多糖提取率(Y)的pH值(X1)、电场强度(X2)、脉冲频率(X3)、温度(X4)、液料比(X5)5个主要因素进行单因素和多因素分析,用SAS 9.1统计软件对星点设计方案进行完全二次响应曲面的回归模型拟合与模型岭嵴分析,结果表明:X1=8.98,X2=20.49 kV/c,X3=

10 520 Hz,X4=61.76 ℃,X5=9.43︰1(mL/g)时,枸杞多糖提取率最高,为13.26%。

王启为等通过试验获得的最佳工艺条件为:微波功率450 W、微波处理时间6 min、物料80目、液料比25︰1(mL/g)、纤维素酶用量1.5%、酶解温度50 ℃、酶解时间60 min、酶解体系pH值4.8,枸杞多糖得率为13.2%。

2 枸杞多糖的纯化方法

枸杞多糖里面往往含大量的糖蛋白杂质、色素、溶剂残留杂质,故需要对其进行除蛋白和脱色,然后再进行初纯化处理。

常用的脱蛋白方法有Sevage法、十六烷基三甲基溴化铵法、三氯乙酸法、胰蛋白酶法等。目前很多研究都采用酶法脱蛋白,此法脱蛋白耗时短,操作简单,利于保持多糖的活性,无毒性物质残留。如张一芳等采用酶法去除枸杞多糖的蛋白,以pH值、温度、酶解时间、酶用量为影响因素,以脱蛋白率为考察指标,优化枸杞多糖酶法脱蛋白工艺条件为pH 6,温度45 ℃,酶解时间0.5 h,酶用量3.5%;该法与Sevag法比较,多糖损失率最低为10.53%,脱蛋白率为78.56%,优于Sevag法。

常用的脱色方法主要有双氧水脱色、离子交换脱色、吸附脱色(纤维素、活性炭等)。大量的研究表明,DATE-纤维素是目前最常用的脱色方法。如许程剑等采用单因素试验,确定大孔树脂型号为AB-8;温度是影响多糖溶液脱色的主要因素,其次为料液比和脱色时间;最佳脱色条件为温度60 ℃,料液比1:7,脱色时间3 h。

常用的纯化方法主要有化学试剂法、色谱层析法、透析和膜分离法等。如苟春林、田丽梅等采用DEAE纤维素分离和葡聚糖凝胶柱色谱;江磊等采用D101大孔树脂和DEAE-52阴离子交换柱对枸杞叶粗多糖进行纯化,纯化后的精多糖中多糖含量为92.5%。李丹丹采用超滤膜法将枸杞多糖的水解物依据分子量大小进行分离,得到四个分子量段的水解物,然后再采用DEAE-52阴离子柱对Mw<3KDa部分水解物进行纯化。

3 生物活性

枸杞多糖具有免疫调节、抗肿瘤、抗氧化、抗衰老、降血压、降血脂、降血糖、护肝、抗疲劳、耐缺氧及保护生精细胞等生物活性。

3.1 免疫调节

胡妮的研究结果表明,LBP及LBP+CXCL10可通过提升荷瘤小鼠的脾脏、胸腺等免疫器官指数,提高机体整体的免疫功能;LBP及LBP+CXCL10可以促进Th1型细胞因子分泌及恢复Th1/Th2平衡,提高DC细胞数量及其功能,干预荷瘤机体免疫抑制状态,提高机体抗瘤免疫功能。

单铁英等研究枸杞多糖对C6脑胶质瘤细胞株诱导的脑胶质瘤大鼠免疫功能影响,发现枸杞多糖可使脑胶质瘤大鼠免疫功能降低,而LBP可增强实验性脑胶质瘤大鼠免疫功能,从而达到抗肿瘤的目的。

3.2 抗肿瘤活性

彭天元等研究发现乙酰化修饰可显著提高LBP的抗氧化及抗肿瘤活性。LBPa可显著抑制H22肿瘤细胞增殖,提高免疫器官指数,提高血清IL-2及TNF-α含量;除IL-2含量外,对其他指标的影响均有剂量依赖性;LBPa抗肿瘤活性明显优于LBP。

3.3 抗氧化活性

于宁等的研究发现,枸杞多糖可以通过调控PI3K/Akt/eNOS通路改善去卵巢大鼠心脏变化防治绝经后的心血管病变。彭天元等的研究结果表明,LBPa可以显著提高正常小鼠肝组织CAT活力及T-AOC,降低小鼠血清及肝脏MDA含量,其抗氧化效果优于维生素C及LBP,LBPa及LBP抗氧化活性均与剂量具有正相关性。

4 结语

枸杞是传统的药食两用天然植物,具有极高的营养价值和保健作用,而枸杞多糖是枸杞中的有效成分。因此,开展枸杞多糖的提取纯化及生物活性研究,对枸杞资源的进一步开发利用具有重要意义。

参考文献

[1] 赵超.超声强化亚临界水提取枸杞多糖的研究[J].广州:华南理工大学,2014.

[2] 李丹丹.枸杞多糖的提取及其水解物的研究[D].山东:齐鲁工业大学,2014.

[3] 王杉杉,馬韵升,姚刚.超声波辅助复合酶法提取枸杞多糖工艺研究[J].中国酿造,2015,34(7):134-137.

[4] 单铁英,潘秀兰,董静.枸杞多糖对实验性脑胶质瘤大鼠免疫功能的影响[J].广东医学,2015,36(23):3 601-3 603.

[5] 于宁,杨芳,冷雪.枸杞多糖通过调控PI3K/Akt/eNOS信号通路对去卵巢大鼠心肌产生抗氧化作用[J].中国病理生理杂志,2016,32(8):1370-1375.

Abstract: This article summarized the research progress on the extraction and purification technology and biological activity of lycium barbarum polysaccharide in recent years on the basis of looking up and collecting a large number of domestic documents of the extraction, purification technology and biological activity of lycium barbarum polysaccharide. The purpose is to provide reference for carrying out further correlation study of lycium barbarum.

Key words: lycium barbarum polysaccharide; extraction and purification; biological activity; technology

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