沙棘多糖的研究进展

武美馥，周鸿立

(吉林化工学院 化学与制药工程学院，吉林 吉林 132022)

沙棘(Hippophae rhamnoides)属落叶灌木或小乔木，是胡颓子科(Elaeagnaceae)植物[1]，树身具刺，果橙色，一般生长在干燥、寒冷的贫瘠山区，别名醋柳、黑刺、酸刺、其察日嘎纳(蒙名)、达普(藏名)吉汗(维吾尔名)[2,3].沙棘的果、叶及种子的提取物均具有一定的生物活性，经研究发现沙棘油籽中存在的ω-3和ω-6脂肪酸、生育酚、植物甾醇和β-胡萝卜素的组合可能起到促进心血管健康的作用[4]；从沙棘叶黄酮苷能抑制脂肪形成，增加能量消耗[5].沙棘果实中含有多种维生素、脂肪酸、微量元素、黄酮等活性物质和人体所需的各种氨基酸.沙棘成分研究较多的是黄酮，维生素，沙棘油等[6-8]，沙棘多糖是其主要活性成分之一，由Ara、Gal、Man和Glc组成的中性杂多糖并具有多种药理活性[9-11]，如免疫调节、抗肿瘤、抗氧化等作用，但目前对于沙棘多糖的研究仍处于初级阶段.自20世纪中期以来，多糖作为生物反应调节剂已经受到营养和生化科学家越来越多的关注，多糖具有毒副作用小、无残留、不产生耐药性等优点，备受研究人员的重视[12].

沙棘多糖具有很高的药用价值和生物活性，可开发为功能性食品、保健品、药品、日化产品等，具有广阔的开发前景.

1 沙棘多糖的提取、分离及纯化

1.1 提取

多糖的提取方法有多种，如：溶剂浸提法、酶辅助提取法、微波辅助提取法、超声波辅助提取法、酸碱提取法、超临界流体萃取法、闪式提取法，近年来一些联用方法不仅能够减少多糖的提取时间，还能增加提取率，如超声波-酶辅助法和微波-超声辅助法等[13-16].

杨宏志[17]等采用热水提取法(10.24%)、微波辅助法(1.90%)、超声波法(8.81%)、酶法(6.59%)和酶法-超声波协同萃取法(8.15%)对沙棘多糖的提取工艺进行优化.结果热水提取法的提取率最高，但操作时间长且重复过程多.超声波辅助提取破碎原料细胞壁，促进多糖的溶出，提高得率，简单便捷，引起关注.微波辅助提取法利用微波穿透能力强和加热迅速的特点，促进多糖的溶出.酶辅助提取法是利用酶反应的高度专一性将植物细胞壁降解，使得多糖释放.但超声波频率接近人的声音频率，对人体有一定的伤害，此外，超声仪器的容积及输出功率有限，难以满足规模化的工业生产.微波可能导致多糖活性降低或丧失、被降解、结构变化等.酶辅助提取法对条件要求高，需要考虑最适温度、pH、作用时间、酶浓度等因素；此外，多糖提取液中的酶不易清除净[18].因此，如何克服上述问题是多糖提取研究的一个重要课题[19].

1.2 纯化及分离

在提取多糖中往往含有蛋白质、色素以及小分子化合物等非多糖组分，为了获取纯度较高的多糖则需要进行除杂.常见方法有除蛋白、脱色、透析等.提取、除杂后所得纯化多糖通常是混合多糖，若要获得均一多糖，还需进一步分离纯化，方法有沉淀法、凝胶色谱法、纤维素阴离子交换剂柱色谱法、大孔树脂柱分离法、超滤法和膜分离技术[20]等.

1.2.1 除蛋白

多糖除蛋白的方法有Sevag法、酶法、酶法和Sevag法联用、三氯乙酸法、三氟三氯乙烷法和反复冻融法[21]等.

刘延吉等[22]考察了三氯乙酸法、Sevag法、酶法、酶法和Sevag法联用四种方法对沙棘多糖除蛋白的效果.结果酶法与Sevag法联用最佳，脱蛋白2次，酶加量5 mg/mL，温度60 ℃，pH 6，清除率73.58%.

酶法和Sevag法联用与传统Sevag法比较多糖的损失率小且蛋白清除率高，但是存在操作复杂、不易控制、成本较高、易引入新蛋白质、反应条件难把握等缺点.

1.2.2 脱色

植物常见脱色方法有活性炭吸附法、氧化剂氧化法、离子交换法、超临界CO2法以及静态混合器在多糖脱色中的应用[23]等.

金婷[24]将沙棘粗多糖用氨水调至pH8-9后，加入H2O2于低温放置两天后，直至多糖溶液红褐色褪去.钟运翠等[25]在对比五种树脂对沙棘果渣多糖纯化效果中发现，表明AB-8对多糖的脱色效果明显.过氧化氢法对沙棘多糖的多糖损失率过大；大孔树脂脱色效果明显损失率少，价格合理，适合工业化应用.现阶段沙棘多糖的脱色技术较为单一，需进一步探讨.

1.2.3 透析

小分子杂质如低聚寡糖、无机盐、单(双)糖的残留往往影响生物活性，除去方法有透析法和超滤法.宋亮等[26]将脱色后的沙棘多糖溶液自来水流水透析72 h后，蒸馏水透析48 h.膜技术中超滤工艺可在常温进行，节能环保且分离效率高可操作性强[27]，具有很多优点，但沙棘多糖方面很少应用，可能是膜的造价过高且大部分多糖有粘度也会导致在除杂方面存在一定的局限性.

1.2.4 大孔树脂柱分离法

钟运翠等[25]利用AB-8、A 845、D 4020、D 315、D 301R、XAD-7HP 6种大孔树脂色谱法探究沙棘果渣多糖的纯化效果，结果AB-8的吸附率和洗脱率最高且多糖纯度达到71.45%.AB-8对有机大分子有很好的解析能力，耐污染性能好，价格适中，被广泛运用在多糖分离纯化中.

1.2.5 凝胶色谱法

凝胶色谱法利用凝胶的分子筛作用，具有设备简单、操作方便、不需要有机溶剂并且对高分子物质分离效果好等优点[28,29].常用的凝胶有葡聚糖凝胶(Sephadex)和琼脂糖凝胶(Sepharose).

宋亮等[26]将沙棘多糖经Sephadex G-150柱层析，洗脱冻干、水复溶，再经Sephadex G-100柱层析，得到两个沙棘多糖HRP I a和HRP I b，得率分别是31.3%和5.8%.

2 化学组成

由以上分析可得出，不同部位的沙棘多糖组分存在差异，但主要为阿拉伯糖、葡萄糖、半乳糖3种糖，其中葡萄糖含量较多.目前对沙棘多糖化学结构的研究较少，应进行深入的构效关系和量效关系的研究，为沙棘的进一步开发利用奠定基础.

3 沙棘多糖生物活性的研究

沙棘多糖是一种具有多种生物活性的植物多糖，主要作用有抗氧化、免疫调节、抗病毒、降血脂[33]、降血糖、抗突变等作用[34].

3.1 抗氧化作用

杜晶晶[11]等测定的还原能力、超氧阴离子的清除能力、羟基自由基的清除能力和DPPH·的清除能力探究沙棘多糖抗氧化活性.实验采用30%、50%、70%和中性乙醇分级多糖与Vc对比.结果:1)50%乙醇分级的多糖还原力较其他级分的要强，但低于Vc；2)70%乙醇分级的多糖对O2-·的清除能力明显高于Vc 3倍，说明沙棘多糖对O2-·表现出较强的清除作用；3)70%乙醇分级的多糖对羟自由基的清除能力较弱于Vc；4)70%乙醇分级的多糖和Vc对DPPH·的清除率为95.51%和 96.16%，两者对DPPH·的清除能力相近.综上，50%和70%乙醇级分多糖是沙棘具有高效抗氧化的组分.

3.2 免疫调节作用

宋亮等[26]将小鼠巨噬细胞株RAW264.7培养于含10%胎牛血清的 DMEM培养基中，通过MTT法检测，在一定细胞数范围内，随着多糖浓度的增加，活细胞的数量亦增加，MTT 结晶形成的量与细胞数成正比，说明沙棘多糖具有免疫调节作用.

3.3 抗肿瘤作用

Hailiang Wang等[35]采用小鼠肺癌模型判断沙棘多糖的抗肿瘤活性.结果在第16 d时，200 mg/kg的沙棘多糖具有显著的肿瘤生长抑制作用，且同环磷酰胺(CTX)作用相当.免疫活性结果表明，沙棘多糖诱导抗肿瘤作用可能是通过免疫学活动进行的.

3.4 降血脂、血糖作用

黄晓青等[33]研究了沙棘多糖对小鼠高脂血症的影响，结果多糖能有效降低肝脏TC和LDL-C水平，但对TG 和HDL-C没有显著作用，也可降低由于高脂饮食所引起的血糖升高，说明沙棘多糖在降血脂、血糖方面具有一定的活性.

4 结 论

随着人们对健康的重视程度不断加深，很多学者在寻找开发毒副作用低、无污染、安全有效的天然产品.大量研究表明：沙棘多糖在提高免疫力、降血糖血脂、抗氧化、抗肿瘤等方面都具有重要的开发价值.提高沙棘多糖提取率和纯度，明确具有功能性成分的化学结构以及使用剂量将会是今后研究的重点.为开发利用沙棘食品、保健品、药品及日化产品等，推动沙棘产品种类多样化，让沙棘产品造福人类.

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