红景天多糖提取方法与生物活性研究综述

黄　娜，李凤林，2※（.吉林农业科技学院食品工程学院，吉林320；2.吉林省酿造技术科技创新中心，吉林320）

红景天多糖提取方法与生物活性研究综述

黄娜1，李凤林1，2※
（1.吉林农业科技学院食品工程学院，吉林132101；2.吉林省酿造技术科技创新中心，吉林132101）

摘要：多糖是红景天的主要活性成分之一，近年来关于其提取方法与生物活性研究备受关注。本文综述了近年来红景天多糖采用水提法、碱提法、微波辅助法、超声波辅助法等不同提取方法的优缺点；此外，从抗氧化、抗辐射、抗衰老、抗肿瘤及免疫调节、抗疲劳、抗贫血与恢复造血功能、抗病毒、对精子保护及增殖等方面阐述了近年来红景天多糖生物活性研究取得的进展，这将为红景天多糖的进一步研究及开发利用提供理论依据。

关键词：红景天多糖；提取方法；生物活性；综述

红景天为多年生草本植物，主要生长在山坡林下或草坡高寒无污染的地方，具有较高的环境适应能力，有“高原人参”之称，目前已知的红景天品种共有96种，我国有73种。红景天的干燥根茎可入药，是我国珍稀药用植物。中医认为其具有补气清肺、益智养心、收涩止血、散瘀消肿等功效。《四部医典》记载其“性平、味涩善润肺、能补肾、理气养血，主治周身乏力、胸闷、恶心、体虚等症”。多糖是红景天的主要活性成分之一，近年来关于此方面研究逐渐增多。不同种类红景天多糖经鉴定后，其单糖组分大多由阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖、甘露糖、木糖、鼠李糖及半乳糖醛酸组成［1］。研究发现，红景天多糖具有抗氧化、抗辐射、抗衰老、抗肿瘤及免疫调节、抗疲劳、抗贫血与恢复造血功能、抗病毒、对精子保护及增殖等多种生物活性。在红景天多糖生物活性备受关注的同时，不同提取方法的建立与比较也成为研究的热点之一。目前，应用于红景天多糖提取的主要方法有水提法、碱提法、微波辅助法、超声波辅助法等。为此，本文综述了近年来红景天多糖提取方法与生物活性的相关文献，这将为红景天多糖的进一步研究及开发利用提供理论依据。

1　红景天多糖主要提取方法

1.1水提法

※为本文通讯作者

水提法是一种国内外常用的提取植物多糖经典方法。李成等［2］采用该法提取高山红景天多糖，具体工艺为：红景天粉碎，浸泡12h，然后用10倍的水，提取3次，每次1 h；过滤，提取液浓缩，80%乙醇沉淀、静置，过滤；苯酚-硫酸法测得红景天多糖的含量为5.01%。敖茂宏等［3］采用该法提取大花红景天多糖，具体工艺为：红景天粉碎，95%乙醇浸泡过夜，回流提取2次，每次1.5h；将预处理后粉末加10倍量水，提取3次，每次提取1.5h，过滤，提取液浓缩，加95%乙醇沉淀、静置，过滤；苯酚-硫酸法测得红景天多糖的含量为5.27%。水提法不需要特殊设备，具有工艺简单、成本低廉等特点，但提取时间长，提取率低。

1.2碱提法

碱提法的原理是利用碱液使植物细胞壁充分吸水胀膨而破裂，有利于多糖的释放。张生明［4］采用该法提取大花红景天多糖，具体工艺为：红景天粉碎，浸泡12h，用10倍的水，提取3次，每次1 h；过滤，提取液浓缩，加80%乙醇沉淀、静置，过滤。碱提法在提取过程中应注意控制碱液浓度，这主要是由于碱液浓度过高会导致多糖结构受到破坏，反而会降低提取率；此外，过高浓度碱液还会增加生产中的成本。

1.3微波辅助法

微波是一种超高速电磁波，具有很强的穿透作用。微波辅助法的原理是利用微波穿透力强的特点，穿透细胞壁到达细胞内部，使植物细胞中的水分迅速产生大量热量，温度上升，水分汽化形成高压，当压力超过细胞壁的承受力时，细胞膜和细胞壁被冲破，形成穿孔，位于细胞内的多糖释放出来，被溶剂溶解，达到较高的提取率。孙萍等采［5］用该法提取狭叶红景天多糖，具体工艺为：红景天粉碎，在微波反应器中（400W，20min）依次用石油醚、乙醚和80%乙醇回流提取预处理，然后水回流提取（560W，20min），过滤，提取液浓缩，脱色，加95%乙醇沉淀、静置，过滤；苯酚-硫酸法测得红景天多糖的含量为3.90%。王鲁石等［6］同样采用该法提取蔷薇红景天多糖，测得红景天多糖的含量为3.01%。微波辅助法提取红景天多糖具有时间短、耗能低、设备简单、操作简便等优点，但狭叶红景天与蔷薇红景天多糖提取率均不高，这可能与采用不同品种红景天有关，具体原因还有待分析。近年来，由于亚临界水萃取技术应用于植物多糖提取收到较好的效果，因此应用微波-亚临界水合用法提取红景天多糖受到部分学者的注意。戈延茹等［7］采用微波-亚临界水合用法提取高山红景天多糖，设定微波功率600W，料液比1:30，提取时间11min，压强1.0 MPa，测得红景天多糖的含量为14.01%。该方法简便快速，溶剂无污染，提取率高于水提法。

1.4超声波辅助法

超声波是频率高于20kHz，并且不引起听觉的弹性波。超声波辅助法是利用超声波的空化作用而形成细胞及水分子间的共振，提高细胞机械摩擦，并产生大量热量，进而极大提高细胞破碎效率，有利于多糖的释放。此外，超声波产生的乳化和击碎效应等也能加速多糖成分的扩散释放并充分与溶剂混合，提高多糖提取率。周凌云等［8］采用该法提取大花红景天多糖，具体工艺为：红景天粉碎，石油醚回流提取2次，然后残渣用80%的乙醇回流提取2次，每次1h；将预处理后粉末放入超声波清洗器中，设定料液比1:15，超声温度65℃，超声时间20min，过滤，提取液浓缩，乙醇沉淀、静置，过滤；苯酚-硫酸法测得红景天多糖的含量为15.48%。超声波辅助法提取红景天多糖具有提取率高、节能、省时、操作简便等优点，具有良好的发展前景。

2　红景天多糖的主要生物活性

2.1抗氧化作用

郭辉娟［9］采用黄嘌呤-黄嘌呤氧化酶-鲁米诺发光体系、抗坏血酸-CuSO4-酵母-H2O2系统及荧光法分别测定高山红景天多糖对超氧阴离子、羟自由基、一氧化氮（NO）的清除作用，同时采用Fe2+诱发脂蛋白过不饱和脂肪酸过氧化体系评价其抗脂质过氧化作用；结果发现，高山红景天多糖能有效清除超氧阴离子、羟自由基、NO及抑制脂质过氧化，是一种良好的天然抗氧化剂。张生明［4］研究发现，大花红景天多糖具有较好的抗氧化能力，对超氧阴离子自由基和羟自由基均具有一定的消除作用。郭萌［10］研究发现，高山红景天粗多糖和脱蛋白多糖均对羟基自由基和超氧阴离子有清除作用，且粗多糖的清除率高于脱蛋白多糖。

2.2抗辐射作用

随着环境污染的日益严重，大气污染也在日益加重。紫外线辐射可以对皮肤细胞造成强烈的氧化损伤。黄冰洋等［11］研究红景天多糖对紫外线辐射损伤的大鼠中血清与肝组织中超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽（GSH），丙二醛（MDA）及抑制羟自由基能力的影响。结果发现，高剂量红景天多糖能对紫外线辐射造成的损伤产生修复及防护效果。骆传环等［12］研究发现，红景天多糖对受8.5Gy照射的小鼠，在30d存活率上有23.3%-30%的提高；对受3.5Gy照射的小鼠，测定造血指标可发现其存在明显的保护作用，可达到盐酸胧胺水平。

2.3抗衰老作用

邓胜国等［13］采用亚急性衰老小鼠模型，灌喂不同剂量大花红景天多糖，发现其能使衰老模型小鼠神经元数、脾脏及胸腺指数，肝组织、血清及脑组织中SOD活性均明显提高，MDA含量均降低；且随多糖剂量的增加，其抗衰老作用也相应提高。吴正平等［14］观察了红景天多糖对D-半乳糖所致亚急性衰老小鼠皮肤衰老程度的影响及其延缓皮肤衰老作用，发现红景天多糖可明显提高衰老小鼠皮肤中SOD活性以及成纤维细胞数目和羟脯氨酸含量，并使MDA含量降低，具有延缓皮肤衰老作用。王建杰等［15］应用流式细胞技术、放射免疫方法检测高山红景天多糖在老年小鼠免疫功能调节方面的作用机制，结果发现，高山红景天多糖对老年小鼠T淋巴细胞亚群、外周血IL-2含量均有增强作用，能提高老年小鼠的免疫功能。

2.4抗肿瘤及免疫调节作用

T细胞及白介素-2（IL-2）都在机体自身的免疫调节方面具有重要的作用。罗文哲等［16］运用流式细胞技术、放射免疫和ELISA方法检测红景天多糖治疗对老年小鼠免疫功能T淋巴细胞亚群，免疫球蛋白G（IgG）和外周血中白介素-2（IL-2）的影响，证明红景天多糖能够对老年细胞免疫功能低下有改善作用，使老年小鼠血清中IL-2和IgG含量提高，达到正常水平，增强细胞免疫和体液免疫。张红旭等［17］利用四甲基偶氮唑盐比色法和体外细胞培养计数法，检测高山红景天多糖对体外正常人T淋巴细胞活性及抑制体外人胃癌细胞增殖的作用；发现高山红景天多糖显著加速了正常人外周血T淋巴细胞的转化和扩散，可作为免疫增强剂。

2.5抗疲劳作用

李冬青等［18］采用脉冲式电流直接刺激离体蟾蜍腓肠肌作为疲劳模型，观察加入高山红景天多糖溶液后前后肌肉收缩幅度、达最大收缩幅度所需时问以及肌肉收缩持续时间的变化；结果发现，当脉冲式电流刺激离体的蟾蜍腓肠肌时，红景天多糖对其收缩性有显著改善，可缩短肌肉收缩所耗时长，并在骨骼肌上发挥抗疲劳作用；其机制可能是通过清除自由基方式而达到抗疲劳效果。刘志伟等［19］采用不同剂量菱叶红景天多糖对正常小鼠进行灌胃7d，进行负重游泳实验；结果表明，实验组小鼠持续游泳时间显著延长，血清尿素氮（SUN）与血乳酸（BLA）显著降低，菱叶红景天多糖具有一定的抗疲劳作用。

2.6抗贫血与恢复造血功能作用

红景天多糖可用柠檬酸三钠-三氯化铁法合成多糖铁配合物，用于抗缺铁性贫血研究。黄家锟等［20］通过上述实验方法合成红景天多糖铁配合物，并采用红景天多糖铁抗缺铁性贫血实验，即向缺铁性贫血小鼠灌胃不同剂量的红景天多糖铁20d；结果显示，试验组小鼠的血红蛋白（Hb）、红细胞（RBC），血清铁（SI）含量均与模型组比较有显著差异；在脾质量、脾脏指数、体质量作用方面，试验组小鼠影响均大于模型组。红景天多糖铁有作为抗缺铁性贫血补铁剂的药理价值。李静等［21］利用辐射损伤和化学损伤造模方法建立骨髓抑制贫血模型小鼠；试验发现，红景天多糖能对进入细胞周期的G0/G1期骨髓细胞起促进作用，S期和G2/M期的细胞比例显著提升，增值指数也有显著提高；经7d注射红景天多糖的高剂量组，小鼠骨髓细胞数有明显增加；红景天多糖有使外周血象提高，促进骨髓造血细胞增值及骨髓造血功能恢复的作用。此外，试验还发现，红景天多糖对骨髓抑制小鼠凋亡蛋白表达和造血功能的恢复具有积极作用［22］，能影响Fas/FasL-caspase-3凋亡信号道路，抑制骨髓细胞凋亡，促进骨髓造血功能恢复的作用。。

2.7抗病毒作用

孙非等［23］就通过原代培养乳鼠心肌细胞，建立实验性病毒性心肌炎模型的方法，研究感染柯萨奇B3病毒小鼠模型，发现高山红景天多糖对感染SD大鼠心肌细胞内增殖的柯萨奇B3病毒（CVB3）具有一定的抑制作用。张勇等［24］也是采用CVB3病毒感染原代乳鼠心肌细胞，建立病毒性心肌炎细胞模型；研究发现，心肌细胞在经CVB3感染培养2d后发生病变，3～5d细胞病变明显增多；而添加高山红景天多糖的心肌细胞存活率明显提高，细胞病变减少；同时，高山红景天多糖具有使培养液上清的病毒含量和VERO细胞繁殖率都下降的作用。戴建华等［25］利用四甲基偶氮唑盐法检测红景天多糖对鸡传染性法氏囊病毒（IBDV）感染鸡胚成纤维细胞（CEF）的抑制作用；发现红景天多糖对IBDV的抑制率为80.3%，半数抑制浓度0.38 mg/mL，红景天多糖具有体外抑制IBDV感染CEF活性的作用。

2.8对精子的保护及增殖作用

Cao等［26］研究表明，高山红景天多糖在生殖系统保护方面具有积极作用，可作为牛精子的冷冻保护剂。席利萌等［27］利用Tris-卵黄为基础稀释液，配置冷冻稀释液，并向其中添加不同浓度的红景天多糖，冷冻-解冻后检测发现，红景天多糖能显著提高冷冻-解冻后精子活率、质膜完整率、线粒体活率和GSH浓度，降低MDA含量，对精子具有良好的冷冻保护作用。张树山等［28］研究同样发现，高山红景天多糖能明显提高猪冷冻精子品质，并能为猪精子提供较好的抗氧化作用。余东东等［29］通过将浓度为不同的高山红景天多糖加入以支持细胞为饲养层的精原干细胞（SSCs）培养液中，通过RT-PCR检测标记基因法和碱性磷酸酶染色鉴定SSCs及MTT检测红景天多糖对SSCs增值作用；结果发现，高山红景天多糖具有显著促进小鼠SSCs体外增殖的作用。

3　结语

红景天多糖高效提取方法是其规模化应用的关键一步。水提法是红景天多糖提取的经典方法，但提取时间长，效率低；碱提法由于碱液浓度过高会导致降低多糖提取率、增加生产成本而限制其使用。因此，使用微波辅助法、超声波辅助法等新型提取技术是提取红景天多糖发展的方向。红景天多糖具有多种生物活性，但目前对其研究大多局限于功效的确定，相关的作用机制及构效关系研究为数不多；随着对其功效研究越来越深入，新的生物活性及作用机制将不断被发现，未来将会在分子层次上研究其活性及机制。

参考文献：

［1］骆传环，舒 融.红景天中糖组份的分析［J］.中国医药工业杂志，1997，28（10）：463-464.

［2］李 成，杨长青，朱彩凤，等.红景天多糖提取工艺的研究［J］.时珍国医国药，2006，17（10）：1 995-1 996.

［3］敖茂宏，杨 蓉，张俊巍，等.正交试验优选红景天粗多糖提取工艺［J］.内蒙古中医药，2009（4）：42-43.

［4］张生明.碱提红景天中的多糖及抗氧化性研究［J］.安徽农业科学，2008，36（18）：7 741-7 742.

［5］孙萍，李 艳，崔琳.狭叶红景天多糖的微波提取及含量测定［J］.基层中药杂志，2002，16（6）：24-25.

［6］王鲁石，王莉，鲁建江，等.红景天叶多糖的微波提取及含量测定［J］.石河子大学学报（自然科学版），2002，6（1）：18-20.

［7］戈延茹，吉顺莉，张春燕，等.微波-亚临界水法提取红景天多糖［J］.食品研究与开发，2010，31（2）：45-48.

［8］周凌云，周建，阮文懿，等.正交试验优化超声辅助提取大花红景天多糖工艺［J］.通化师范学院学报，2014，35（5）：65-67.

［9］郭辉娟.库页红景天多糖的抗氧化作用评价［J］.南方农业学报，2013，44（3）：493-496.

［10］郭萌.红景天多糖的提取与抗氧化活性的研究［D］.福建农林大学硕士学位论文，2014.

［11］黄冰洋，魏海，周权明，等.红景天多糖对长波紫外线致大鼠氧化损伤的保护作用［J］.环境与职业医学，2012，29（1）：31-33.

［12］骆传环，高月，王作华，等.红景天多糖的抗放实验研究［J］.中华放射医学与防护杂志，1994，14（5）：340-342.

［13］邓胜国，尹爱武，田润等.大花红景天多糖的抗衰老作用［J］.中国老年学杂志，2014，34（8）:2 161-2 162.

［14］吴正平.红景天多糖对亚急性衰老模型小鼠皮肤衰老的延缓作用［J］.中国老年学杂志，2011，31（5）：821～823.

［15］王建杰，罗文哲，张雪松，等.红景天多糖对老年小鼠TLC亚群及IL-2的影响［J］.黑龙江医药科学，2008，31（4）：7-9.

［16］罗文哲，王建杰，阮 阳，等.红景天多糖对老年小鼠免疫功能的影响［J］.中国老年学杂志，2009，29（11）：1 360-1 361.

［17］张红旭，韩 枫.红景天多糖对体外正常人T淋巴细胞活性和体外人胃癌细胞增殖的影响［J］.中国药物警戒，2012，9（9）：573-576.

［18］李冬青，罗杰，朴花，等.高山红景天多糖对电刺激离体蟾蜍腓肠肌疲劳的影响［J］.新乡医学院学报，2008，25（1）：33-35.

［19］刘志伟，吴谋成.菱叶红景天多糖的抗疲劳作用研究［J］.营养学报，2004，26（4）：327-328.

［20］黄家锟，蒋开年，王凤娟，等.红景天多糖铁的合成及抗缺铁性贫血作用的研究［J］.林产化学与工艺，2009，29（3）：58～62.

［21］李静，祝彼得，陈永锋，等.红景天多糖对骨髓抑制贫血小鼠外周血及骨髓细胞周期的影响［J］.四川解剖学杂志，2006，14（3）：4-6.

［22］李静，祝彼得，黄安培.红景天多糖对骨髓抑制小鼠表达凋亡相关蛋白的影响［J］.陕西中医学院学报，2008，31（3）:52-54.

［23］孙非，于起福，孙寒，等.高山红景天多糖对病毒感染大鼠心肌细胞的抑制作用［J］.中国药理学通报，1997，13（6）：525-528.

［24］张 勇，刘小玲，刘小雷.红景天多糖体外抗CVB3病毒活性［J］.中国医院药学杂志，2009，29（20）:1 749-1 753.

［25］戴建华，乔 飞.红景天多糖体外抑制IBDV感染CEF活性试验［J］.安徽农业科学，2011，39（34）:21 059-21 060.

［26］Cao H，Sun X，Li Q，et al.Testing Rhodiola sachalinensis saccharide as cryoprotectant for bovine spermatozoa［J］.J Dairy Sci，2013，96（11）:6 965-6 972.

［27］席利萌，罗 军，王 维，等.红景天多糖对奶山羊精子冷冻保护效果研究［J］.中国畜牧杂志，2014，50（19）：32-36.

［28］张树山，戴建军，吴彩凤，等.红景天多糖对猪精子冷冻保护效果的研究［C］.上海市畜牧兽医学会学术年会论文集，2011：1-5.

［29］余冬冬，耿果霞，张成娟，等.红景天多糖对幼鼠精原干细胞体外增殖的影响［J］.家畜生态学报，2013，34（7）:54-57.

责任编辑：建德锋

中图分类号：TQ281

文献标识码：A

收稿日期：2015-12-12

基金项目：吉林省教育厅“十二五”科学技术研究项目（吉教科合字【2014】第374号）

作者简介：黄 娜（1994-），女，河北省沧县人，吉林农业科技学院2012级食品科学与工程专业学生。

The Review about the Extraction Methods and Biological Activities of Polysaccharides from Rhodiola

HUANG Na1，LI Fenglin1，2
（1.Jilin Agricultural Science and Technology University School of Food Engineering，Jilin 132101；2.Brewing Technology Innovation Center of Jilin Province，Jilin 132101）

Abstract:Polysaccharide is one of the main active ingredient of Rhodiola，and the extraction method and biological activity of polysaccharides from Rhodiola have received much attention in recent years.In this paper，the advantages and disadvantages of water extraction methods，alkali extraction methods，microwave assisted method，ultrasonic assisted method are summarized.Meanwhile，biological activities of polysaccharides from Rhodiola，such as antioxidant，anti-radiation，anti-aging，anti-tumor and immune regulation，anti-fatigue，anti-anemia and the recovery of hematopoietic function，anti-virus，protection and proliferation of sperm also are summarized.The review will provide a theoretical basis for further scientific research and utilization of the polysaccharide from Rhodiola.

Key words:polysaccharides from Rhodiola；extraction methods；biological activities；review