植物多糖的提取和分析方法

鲁瑞娟

(天津市药品检验所，天津 300070)



植物多糖的提取和分析方法

鲁瑞娟

(天津市药品检验所，天津 300070)

多糖是由很多单糖分子通过糖苷链相连而形成的天然高分子化合物，多糖结构复杂，种类繁多，并且常与脂质和蛋白质结合成多糖复合物，提取和分析困难。植物多糖常用的提取方法有溶剂提取法、超滤法、酶解法、超声辅助提取法、超临界流体萃取法、微波辅助提取法、闪式提取法和高压蒸煮法等。多糖的检测方法可分为两大类，直接测定多糖包括高效毛细管电泳法、气相色谱法、高效液相色谱法和酶法等，利用单糖的性质进行测定，其中利用单糖缩合反应而建立的方法最多，如滴定法，比色法。本文重点介绍植物多糖的提取方法和分析方法，旨在促进植物多糖的开发利用。

植物多糖，提取方法，分析方法

多糖是由单糖聚合成的天然生物大分子，结构复杂，分子量大，极性大。随着人们对多糖研究的深入，越来越多的多糖被分离出来，并且发现这些多糖具有很多的生物学活性和潜在的应用价值[1，2]。但多糖结构复杂，种类繁多，并且常与脂质和蛋白质结合成多糖复合物，这给植物多糖的提取和分析带来不少困难。本文对植物多糖的提取方法和分析方法进行简要综述。

1 提取方法

植物多糖常用的提取方法有溶剂提取法、超滤法、酶解法、超声辅助提取法、超临界流体萃取法、微波辅助提取法、闪式提取法和高压蒸煮法等[3-10]。

1.1 溶剂提取法 溶剂提取法是提取多糖的最常用的方法。常用的粗多糖的提取方法有水提取、碱提取和酸提取。水提法是多糖传统的提取方法，因为酸法和碱法提取中，易破坏多糖的结构，增加多糖损失。李艳红[11]提取山楂多糖采用传统热水法的最佳条件为：提取时间6 h，温度80 ℃，液固比15∶1，山楂多糖的提取率为1.67%。Ai等[12]用水在70 ℃提取3 h得到水溶性苹婆籽多糖，残渣再使用0.05 mol/L NaOH溶液采用40 ℃提取2 h，得到碱溶性多糖，碱提取的浓度不应太高，太高会破坏多糖的结构增加多糖的损失。Yaich 等[13]在提取石莼聚糖时，当pH 2.0时多糖提取率为32.67%，但酸度过高则会使糖苷键断裂，破坏多糖的结构。因此，采用稀酸提取的时间要短，温度也不应过高。

1.2 酶提取法 酶技术是在温水中加入一定量的酶，利用酶反应的高度专一性分解植物组织，加速多糖的释放和提取。酶提取常用的酶有纤维素酶、蛋白酶、果胶酶等。魏俊青等[14]采用酶提取法对黑豆多糖进行了研究。

1.3 超声提取法 超声提取是使用超声波技术产生极大的压力造成生物体破碎，同时，振动作用加强了多糖的释放，提高提取率。超声提取会产生极大压力、节约溶剂、缩短破碎时间。夏陈等[15]提取人参渣中的多糖采用超声辅助法，结果表明，最佳工艺条件为料液比1∶20；提取温度70 ℃，超声功率300 W，提取时间40 min。王丰等[16]采用超声波法提取杭白菊中的多糖，并考查了超声温度、超声时间、液料比和超声功率对提取结果的影响，结果表明超声温度是最主要的影响因素。超声波提取方法时间不要太长，功率不要太高，否则会使多糖提取率下降，此外，超声会导致多糖活性降低或丧失。

1.4 微波法 微波法是通过微波的热效应使细胞内极性物质吸收能量产生大量的热量能使细胞内压力升高，细胞破裂，有效成分从内部溶出。王美珠等[17]提取香菇多糖采用正交试验比较热水浸提法与微波提取法，热水浸提法提取率可以达到3.24%；微波提取法的工艺条件为料液比1∶10，微波处理时间60 s，微波功率560 W，提取率4.771%，较热水浸提法有所提高。

1.5 超高压提取技术 超高压提取技术操作简单，提取时间短，提取率高，其原理是利用超高的压力作用于物料，使细胞壁承受较大压力而破裂，释放出多糖。该技术在密闭环境中进行，不会造成环境污染。凌庆枝等[18]采用超高压法提取桑叶多糖，最佳工艺条件为pH值9.0，料液比1∶46，压力300 MPa，处理时间45min，多糖提取率可以达到2.23%。

1.6 膜分离技术 膜分离技术是一项用于天然产物分离的新兴技术，该技术具有提取效率高、操作方便、无污染、低耗、无相变等特点。其原理是利用具有选择透过性的天然或人工合成的薄膜作为分离介质，以化学位差或外界能量作为推动力，在分离物质过程中不涉及相变，薄膜同时具有富集和提纯的功能。杨祖金等[19]提纯灵芝多糖采用超滤膜技术，采用卷式超滤膜，结果膜截留分子量6 000 D，超滤压力0.6 MPa，超滤温度45～50 ℃，时间45 min，达到的提纯率为73.5%。

1.7 多种技术联合使用 根据实际被提取物质性质的多样性和复杂性，有时候需将多种方法结合起来，加速多糖溶出，达到最好的提取效果。多种方法结合使用能够弥补各种方法间的不足，达到理想效果。

2 分析方法

多糖的检测方法可分为两大类：一是直接测定多糖，如高效毛细管电泳法、气相色谱法、高效液相色谱法和酶法等；二是利用单糖的性质进行测定，其中利用单糖缩合反应而建立的方法最多，如滴定法，比色法。

2.1 分光光度法 比色法是将多糖从植物中分离出来,然后显色、比色测定，此方法被广泛使用。其中最常用的方法有蒽酮-硫酸法和苯酚-硫酸法。

李玥[20]采用苯酚-硫酸法对不同产地龙眼肉多糖含量进行测定，结果福建莆田、福州和泉州、江西九江和广东产地的龙眼肉多糖含量分别为20.32%、24.57%、 26.32%、 15.78%和16.78%。王华洋等[21]采用苯酚-硫酸显色，紫外-可见分光光度法测定莲威阿那奇处方水提浸膏中多糖的含量。结果样品在485 nm处有最大吸收，浸膏中多糖的平均含量为46.12%。刘玉明等[22]以半乳糖醛酸为对照品，采用咔唑-硫酸比色法测定方格星虫多糖中糖醛酸含量，结果3批方格星虫多糖中糖醛酸含量分别为23.68%、25.08%和22.87%。张晓静[23]采用硫酸-蒽酮法测定半夏多糖的含量，结果测得不同产地半夏中多糖的含量不同，安徽、河南、江苏、浙江、贵阳和四川的半夏多糖含量分别为(7.67±0.72) %、( 8.36±0.52 )%、(8.29±1.25)%、(7.11±1.04)%、(10.44±0.92)%和(11.31±0.82)%。

2.2 气相色谱法 气相色谱是多糖结构分析的重要手段，可以与质谱联用。多糖为大分子物质，因此需将多糖降解为结构简单的单糖或寡糖，衍生成衍生物，这些衍生物具有易挥发和对热稳定的特点，适合气相测定。气相色谱法测定多糖，具有样品用量少、选择性好、灵敏度高、分析快和可定量定性分析等优点。

窦佩娟等[24]对茶树菇多糖进行气相色谱测定，研究表明，J-ACP的单糖组成为木糖、鼠李糖、甘露糖、半乳糖和葡萄糖；S-ACP的单糖组成为甘露糖、木糖、半乳糖和葡萄糖。周宝珍等[25]应用气相色谱(GC)分析绞股蓝多糖，研究表明该多糖是由阿拉伯糖、鼠李糖、甘露糖、木糖、葡萄糖和半乳糖组成，其中半乳糖的含量最高。姚丹等[26]用毛细管气相色谱法测定黄芪多糖，研究表明，黄芪多糖中含有果糖、阿拉伯糖、葡萄糖和甘露糖。

2.3 高效液相色谱法 HPLC已经成为糖类研究方法中最主要的方法，该方法具有快速﹑方便﹑分离效果好和不破坏样品的优点。近年来，蒸发光散射检测器作为一种新的检测器，弥补了荧光、紫外、示差折光等检测器的不足，也可以用于多糖的检测。

周威[27]采用高效液相色谱法对板蓝根多糖进行考查发现，板蓝根多糖主要由L-鼠李糖、D-葡萄糖和D-半乳糖组成。马耀宏[28]采用柱前PMP衍生化高效液相色谱法考查了真菌多糖的单糖组成，研究发现真菌具有产糖的特点。梁军等[29]采用柱前PMP衍生高效液相色谱法考查了6种中性糖和2种糖醛酸和麻黄纯多糖ESP-B1单糖组成，研究表明，麻黄纯多糖ESP-B1是由葡萄糖、甘露糖、半乳糖、阿拉伯糖组成。

2.4 纸色谱分析方法 王晋等[30]采用纸色谱法(PC)鉴别叶棘豆中多糖，该试验展开剂为丙酮、水、正丁醇(1∶4∶5)，显色剂为苯胺-邻苯二甲酸，对照为葡萄糖标准品，研究发现，样品和对照均显棕色或桃红色，表明结果为阳性。

2.5 薄层色谱分析方法 于立芹等[31]采用薄层色谱法结合酸水解，对红薯叶多糖进行了成分分析。试验采用葡萄糖、木糖、甘露糖、半乳糖、鼠李糖、果糖作为标准单糖对照，展开剂为乙酸乙酯-异丙醇-水(26∶14∶7)，结果发现，红薯叶多糖中的单糖含有木糖、葡萄糖，还可能含有半乳糖和甘露糖。

2.6 高效毛细管电泳分析法 高效毛细管电泳分析多糖可与气相色谱法和高效液相色谱法相媲美，并在多糖分析中有较大的发展空间。

菅丽君等[32]采用柱前PMP衍生化高效毛细管电泳法测定刺糖多糖中单糖的组成，结果发现，刺糖多糖中葡萄糖的含量达到35.65%，刺糖多糖中葡萄糖、阿拉伯糖、鼠李糖、半乳糖、甘露糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸的摩尔比为38．61∶2.80∶ 5.28∶ 3.76∶1.91∶ 3.82 ∶ 2.45。

3 前景展望

随着对多糖研究的深入，发现多糖不仅具有药用价值，还具有营养保健的功能，在医药、食品、农业、工业等方面有着很大的应用价值。但是对其化学结构研究有限，应将结构和药理活性相结合，从构效关系上认识多糖。多糖的分析方法灵敏度低，化学分析方法不能测定各种糖的含量，其分析方法仍有很大空间。但随着分析手段的多样化，具有良好疗效的植物多糖将会离人们的生活越来越近。

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