植物多糖提取技术的研究与展望

谭美亭

摘要：多糖是自然界和生物体中广泛存在的物质，它是生体内除了蛋白质与核酸以外的又一类重要的信息分子。它具有多种生物活性，并且与生物机能的维持，有着密切关系，同时与蛋白质、脂类形成的糖蛋白、脂多糖在细胞的识别与分泌，以及在蛋白质的加工、转移方面也起着至关重要的作用。近些年来，海洋生物、植物及菌类等来源的糖，已经作为生物活性天然产物中的一种重要类型，出现在日常的生活中。不同种类的多糖具有的免疫、抗肿瘤、降血糖、抗凝血等等功能，已相继被发现。由于植物多糖具有的功能和低毒性，作为新药品发展的方向和应用前景，也被相关科学人员所重视。

关键词：植物；多糖提取技术；研究；展望

中图分类号：A715文献标识码： A

前言：

随着我国科学技术的不断发展和壮大，植物多糖提取技术相对过去，有明显提高，现如今，多糖提取的方法有很多种，其中包括酸提法、微波法、酶解法、超声法、碱提法水提取法等。一般情况下，多采用混合或者辅助手段等来提高提取的效率，降低溶剂的用量。

一、植物多糖的结构

植物多糖是由多种相同或者不同的单糖，以α-或 β-糖苷键所组成的化(聚)合物。普遍存在于自然界植物的物体中，包括淀粉、纤维素、果聚糖、果胶等。多糖有复杂的四级结构：一级结构，是指糖基的组成、排列顺序、相邻糖基的连接方式、一头碳结构及糖链有分支或无分支的位置，及长短等；二级结构指多糖主链间以氢键为主要次级键，所形成的规则现象；三四级结构，是指以二级结构为基础，糖单位之间的非共价相互作用，致使二级结构在有序的空间内，所产生的规则构象。植物多糖的主链与支链形成了特殊的构型（凹形槽，凹形槽是一级结构与构象的体现。凹形槽的支链与活性关系：支链度越大，凹形槽越多，生物活性就越大）。

二、植物多糖的提取技术方法

植物多糖的种类繁多，存在于植物中的部位也不尽相同。一般的植物细胞壁比较牢固，其提取前需要进行专门的破细胞造作，包括机械破碎（研磨法、超声波法、组织捣碎法、压榨法、冻融法）、溶胀和自胀、化学处理和生物酶降解。为此，植物多糖体取得研究中，采用了不同的方法。

（一）酶解法

酶技术技术，是近些年来应用最为广泛的一项生物技术，在多糖提取的过程中，使用酶可降低提取条件，在比较温和的条件中分解植物组织，加速多糖的释放或提取。另外，使用酶还可分解提取液中淀粉、果胶和蛋白质等非目的产物，厂用电酶有蛋白酶、纤维素酶、果胶酶等。

（二）溶剂提取法

溶剂提取技术，是从植物中提取多糖的常用方法，溶剂提取技术一般应该遵循相似相溶的原则。多糖是极性大分子化合物，在所有溶剂中，水、乙醇是典型的强极性溶剂，对植物组织的穿透力强，提取效率高，在生产上使用比较安全，溶剂提取为常用的传统方法之一，有着自身的优点。

（三）碱提法

在植物多糖提取中，有部分多糖在碱液中有更高的提取率，尤其是提取含有糖醛酸的多糖及酸性多糖。采用稀碱提取对位氢氧化钠、氢氧化钾，为防止多糖降解，常常以氮气或加入硼氢化钠或硼氢化钾，碱提法优势也是因为多糖类的不同而异。与酸性提取法，碱提法中，碱的浓度也需要得到有效的控制，因为有些多糖在碱性较强时会分解。另外，稀酸、稀碱提取液应该迅速中和，或者迅速透析，浓缩与醇析而获得多糖沉淀。

（四）超声提取法

超声提取技术，是应用超声波，强化植物多糖的方法。当超声波振动时，能够产生传递强大的能量，引起媒质以大的速度，加速进入振动状态。使媒质的结构，发生变化，促使其有效成分，进入溶剂中，另外，超声波在液体中，还会产生空化作用。空化泡在瞬间涨大并破裂时，所吸收的声场能量，能过在极短的时间或极小的空间，被释放出来，形成高温与高压的环境，并伴有强大的冲击波与微声波，从而破坏了细胞壁的结构，在瞬间使其破裂，植物细胞内的有效成份才得以释放，直接进入溶剂，并且充分的混合，同时提高了提取的效率。另外，超声波还会产生许多次级的效应，如热效应、凝聚效应、生物效应、化学效应等，也能够加速植物有效成份在溶剂中的扩散释放，易于提取。与常规提取技术方法相比较，超神波提取可缩短提取时间，提高提取效率，因此超声波提取技术在植物多糖的提取中得到广泛应用。

（五）微波提取

微波频率介大约于“300MHZ---300GHZ”间的电磁波，微波提取技术的原理，是微射线辐射于溶剂中，可以透过细胞壁来到达细胞的内部，因为溶剂和细胞液同时吸收微波能量，使得细胞内部的温度升高，压力也随之增大，一旦压力超过细胞壁承受能力时，细胞壁就会破裂，位于细胞内部的有效成份，就会从细胞中，被释放出来，传递并转移到溶剂的周围，在被溶剂溶解。这种提取技术，时间比较短，提取的效率也很高，是强化固液进行提取的过程中，最具发展潜力的一项新型的辅助提取方法。

（六）复合法

现如今，植物多糖提取不仅局限于单一技术上的利用，为达到更好的提取效果，可以将几种提取技术的方法，配合使用，并建立利用水-酶结合法、水-超声波结合法、水-微波结合法、超声波-酶结合法、微波-酶结合法、微波-超声波结合法、微波-碱法、复合酶法等技术，在多糖的提取中得到了广泛的应用，其提取的效率，也高于单一方法的提取．

三、植物多糖应用与多糖提取技术的发展前景

现如今，植物多糖研究的层次和水平，远远落后于蛋白质与核酸，是因为多糖本身在其质量标准和表征鉴定等方面，自身研究还存在难度与特殊性；其次，多糖结构和功能的关系，以及体内代谢的过程与作用机制没有阐明。在植物多糖提取的技术方法中，超声波法和微波法属于比较新型的提取技术，比先前的提取技术效率要高，也是未来提取技术要发展的方向。但在提取过程中，不同的提取工艺对其多糖结构和组成，以及生理活性等方面还有很多不同的负面影响，所以优化植物多糖的提取技术方法，还有待进一步的研究和提高。植物多糖，作为一种重要的自然活性物质，其最大优点就是毒副的作用小，来源广泛，丰富的植物资源是我国在植物多糖的研发方面，具有得天独厚的优势植物多糖类除营养作用外，还具有特殊的药理特性。至今已相继报道了100多种多糖药物，有的已用于临床。多糖类化合物作为一种新药物，它具有毒副作用小、安全性高、疗效好等优点，所以在临床应用中显示越来越广阔的强劲，并且研究显示，大枣多糖、竹叶多糖、猴头菇多糖等等植物多糖，均有提高机体免疫力的功能；灰树花多糖能明显抑制肿瘤生长。还有很多植物多糖有其他疗效，植物多糖广泛的生物活性已经被人们利用。其应用领域也逐步在拓宽，由于多糖本身结构比较复杂，种类繁多，结构测定和分离钝化有一定的难度，这给未来研究和应用带来很大的挑战。

此外，由于多糖具有优越的吸附性和保水性及黏结性，部分科研人员，将植物多糖用于环境治理，也是多糖领域的新的研究方向。同时，因为低廉的原料成本为多糖提取的工业化、产业化提供了较大的发展空间，植物多糖也将具有更广阔的发展前景。

结束语：

随着人们生活水平的不断提高，其健康保健意识也在逐渐增强由于我国多糖资源丰富，相关科研人员通过对多糖构效和量效关系的研究，会利用我国这些丰富的多糖资源。生产出高附加值的以多糖为主要成份的保健食品，以提高人民身体素质、增进健康、提高生活质量。同时开发疗效好、无污染、具有竞争力的天然绿色药品是一项紧迫又具有很大的开发前景的特殊工作，需要我国人民共同努力，造福于人类。

参考文献：

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