无花果多糖的提取工艺、结构特征及生物活性

房致远，倪孟祥

(中国药科大学，江苏 南京 210000)

无花果为榕属落叶灌木，原产于阿拉伯南部，从汉代开始引入我国，主要分布在新疆、山东、江苏、广西等地，是目前我国栽培面积最小的果树种类之一。《本草纲目》记载无花果根具有清热解毒、活血化瘀的功效，可治疗因肺内郁热、肺气失宣而导致的咳嗽、咽喉痛、筋骨痛、痔病、脓疱疮、颈淋巴结结核；无花果叶具有清除体内湿热、消退肿胀、缓解疼痛的功效；无花果果实味香浓厚，甘甜润喉，富含多糖、植物纤维、维生素、蛋白酶、矿物质、水解酶、有机酸、类黄酮、酚类等物质，除鲜食外，还可加工成酒、罐头、饮料、果干、果茶和果酱；在传统医学中，无花果被用作天然泻药和消炎药，可治疗多种疾病，如胃肠道绞痛、消化不良、便秘、食欲不振、呼吸困难、心血管疾病等。无花果多糖是无花果提取物中的关键药效成分之一，作者在此对无花果多糖的几种提取工艺进行分析比较，对无花果多糖结构及生物活性的研究进展进行综述，以期为无花果资源的深入开发利用提供帮助。

1 无花果多糖的提取工艺

无花果多糖无味，易溶于水，难溶于有机溶剂。因此，早期采用水提醇沉法提取无花果多糖：先将无花果植物研碎，热水浴一段时间后离心，获得水提取液，再用高浓度乙醇沉淀，经脱水、冻干，获得无花果粗多糖。但水提醇沉法的提取率易受物料研磨程度、提取温度、提取时间、提取次数等因素的影响，为此，王振斌等[1]以料液比、提取温度、提取次数、提取时间为变量，采用正交实验对水提醇沉法提取无花果多糖的工艺条件进行了优化，结果发现，在料液比为1∶12(g∶mL)、100 ℃下提取2次，每次3 h，提取率可达8.52%。李文婕等[2]、张秀丽等[3]采用水提醇沉法提取无花果多糖，脱去蛋白和小分子后，提取率仅为4.1%。由此可以看出，水提醇沉法提取无花果多糖的时间较长，效率低，但对仪器设备的要求较低，操作简单，目前仍在科研及教育机构中广泛使用。

随着微波技术的不断推广和使用，开发了另一种新的提取方法——微波萃取法，该法是在水提醇沉法的基础上结合了微波技术，通过微波技术释放电磁波破坏植物细胞壁，促使细胞内容物溶出并溶解到萃取剂中，具有省时、提取率高、重现性好的优点，唯一不足之处是对仪器设备的要求较高。赵群等[4]在料液比为1∶50(g∶mL)、热水浸泡60 min后，采用640 W微波辅助提取3 min，无花果多糖提取率达到4.65%。

除以上2种传统多糖提取方法外，还开发了其它新方法，如超声波辅助提取法和酶提取法。超声波的频率高，穿透能力强，可破坏细胞壁促进细胞内容物溶出，具有方便、高效的优点；但超声波作用力较强，易使杂质与细胞内容物一起溶入溶剂中，导致提取物纯度降低，也可能断裂多糖链，影响提取物的生物活性。张俊艳等[5]采用超声波结合水提醇沉法提取无花果多糖，通过正交实验优化提取工艺，采用苯酚-硫酸法测定无花果多糖含量，提取率达到8.53%。叶文斌[6]采用酶法提取无花果多糖，通过正交实验优化提取工艺，在复合酶用量为0.06 g、pH值为4.73、温度为50.36 ℃的条件下，提取率可达34.13%。酶法提取无花果多糖虽具有效率高、成本低等优点，但目前尚未工业化应用。

2 无花果多糖的结构特征

多糖是由一种或多种单糖聚合而成的高分子化合物，与单糖、二糖和低聚糖相比，其化学结构与组成有巨大差异。多糖的结构对多糖的活性及构效关系至关重要，因此要了解无花果多糖的构效关系，须对其结构进行深入研究。但对无花果多糖结构的研究难度较大，无花果的种类、提取方法、纯化方法的不同都可能造成研究结果的不同。无花果多糖多为酸性和中性多糖，故常用阴离子层析进行纯化。表1为近年来无花果多糖结构的研究成果。

表1 近年来无花果多糖结构的研究成果

从表1可知，无花果多糖的分子量分布较广，在21～6 890 kDa之间，主要由鼠李糖、阿拉伯糖、甘露糖等组成。

3 无花果多糖的生物活性

近年来无花果多糖的生物活性研究多集中于免疫调节、降血糖、抗氧化、抗炎、抗肿瘤等方面。

3.1 免疫调节

巨噬细胞是评价生物活性成分免疫调节功能的重要指标之一，它可以产生NO、IL和TNF-α等炎症因子清除病原体。研究表明，多糖对巨噬细胞调控机制的影响主要涉及巨噬细胞膜特异性受体，如Toll样受体(TLRs)、清除率受体(SR)等，这些受体触发相关的信号通路(如MAPK和NF-κB)，最终介导基因的转录。Du等[10]从无花果中提取得到的FCPW80-2可诱导巨噬细胞的活化，增强吞噬能力，分泌TNF-α、IL-6和NO来发挥其免疫调节活性，表明无花果多糖可作为治疗免疫功能低下和免疫缺陷疾病的功能性食品补充剂。采用MTT法考察无花果多糖的免疫调节活性时发现，无花果多糖浓度在2.5～80.0 μg·mL-1范围内无巨噬细胞毒性作用，且可增强巨噬细胞吞噬能力，对脾细胞和巨噬细胞的增殖均有一定促进作用。

在水产养殖中，为了加强鱼类的免疫防御，一般通过膳食补充剂刺激鱼类的免疫反应。Yang等[11]以草鱼为研究对象，在鱼饲料中添加无花果多糖，以探究无花果多糖对草鱼免疫应答和抗病能力的影响，结果表明，无花果多糖可显著提高鱼血清中溶菌酶活性，溶解细菌、激活补体系统和吞噬细胞，上调IL-1b、TNF-α的表达，下调HSP70的表达，促进机体的体液免疫反应。Wang等[12]发现无花果多糖用作饲料添加剂可显著增强鱼类的先天免疫应答和抗病能力，其中包括白细胞吞噬活性、血清杀菌活性、溶菌酶活性、补体C3和超氧化物歧化酶活性以及抗嗜水气单胞菌感染。

Tian等[13]首先发现无花果多糖通过dectin-1/Syk途径部分激活小鼠骨髓来源树突细胞(BMDC)，促进树突细胞的增殖与成熟并诱导多种细胞因子(如CD40、CD80、CD86、MHCII)的表达，此外无花果多糖可以显著增强树突细胞的免疫应答能力，从而促进炎症因子的产生，增强T细胞反应。因此，无花果多糖有望成为低毒性的免疫增强剂。

3.2 降血糖

无花果叶煎剂在20世纪就被民间用作治疗糖尿病。叶文斌[6]在大鼠腹腔中注射3%的四氧嘧啶(ALX)溶液破坏小鼠胰岛β细胞，减少胰岛素的产生，诱导建立糖尿病大鼠模型，每天2次灌胃不同浓度的无花果多糖溶液，连续7 d，观察其降血糖、降血脂的效果。结果表明，无花果多糖高、中、低剂量治疗组的血糖值均降至正常水平，其降血糖效果显著，与格列本脲的降糖作用相当。无花果多糖还能刺激大鼠胰岛细胞，促进胰岛素的分泌，改善糖代谢，降低血糖。

Stalin等[14]验证了无花果甲醇提取物对胰岛素缺乏性糖尿病大鼠具有显著的抗糖尿病作用，因此认为，无花果多糖可以用作治疗糖尿病及其并发症的替代药物。国外对2型糖尿病大鼠模型进行28 d的无花果叶粗提物的灌胃治疗[15]，发现糖尿病大鼠体重恢复至正常值，血糖、胰岛素、胆固醇和甘油三酯水平均恢复正常，糖代谢关键酶活性发生了显著改变，通过刺激胰腺再生细胞产生胰岛素，减少糖异生和增加糖酵解作用，从而积极改善糖尿病大鼠的糖代谢紊乱，最终降低血糖。

3.3 抗氧化

体外测定抗氧化活性的方法有：脂质过氧化分析检测法、自由基清除能力检测法、氧化还原法。体内主要通过比较给药前后相关代谢酶的含量来评价药物的抗氧化活性。无花果的果实及叶的水、醇提取物中均含有较高浓度的黄酮、超氧化物歧化酶等活性物质，其抗氧化作用呈现剂量依赖性[16]。

张泽俊等[17]研究发现，根据提取溶剂的不同，无花果提取物清除自由基的能力大小依次为：水提物>醇提物>乙酸乙酯提取物。郭润妮等[18]通过抗氧化能力测试，发现无花果多糖对羟基自由基、DPPH自由基、超氧阴离子自由基的清除率分别为71.88%、54.44%、54.60%，表明无花果多糖具有较强的抗氧化活性。邱松山等[19]采用邻苯三酚自氧化法测定无花果多糖的抗氧化活性，发现粗多糖浓度为100 μg·mL-1时，其对超氧阴离子自由基的清除率接近VC，同时能抑制脂质过氧化。李文婕等[2]研究发现，无花果多糖可以抑制自由基转移电子，提高其稳定性，阻断链式反应，其抑制能力存在剂量依赖性。

3.4 抗炎

据报道，无花果水提物可减轻由葡聚糖硫酸钠(DSS)诱导小鼠的胃肠道运动抑制、粪便异常、水分减少和氧化应激反应，无花果多糖还能抑制炎症反应，修复肠道黏膜，维持肠道菌群多样性。

由于溃疡性结肠炎对胃肠运动有明显抑制作用，Rtibi等[20]连续灌胃7 d 5%DSS诱导大鼠急性结肠炎，再连续给予7 d的无花果提取物治疗，采用酚红比色法研究无花果提取物对胃排空过程的影响，结果表明，口服无花果提取物后显著提高了胃肠道转运比和胃排空水平，无花果提取物治疗组因结肠炎引起的便秘严重程度显著降低。Zou等[21]通过口服5周的无花果多糖，发现无花果多糖改善了小鼠结肠长度，抑制了肠道炎症细胞的浸润，显著预防小鼠结肠炎，并保护杯状细胞，提高了回肠上皮细胞紧密连接蛋白的表达，降低了炎症细胞因子水平，改变了肠道微生物组，提高了S24-7、拟杆菌和粪球菌的丰度，降低了大肠杆菌和梭状芽孢杆菌的丰度，证实无花果多糖可通过重塑肠道菌群来缓解溃疡性结肠炎。

3.5 抗肿瘤

近年来，国内外较多文献报道了无花果的叶、果实、乳汁提取物中含有丰富的抗肿瘤活性物质，可抑制肉瘤、乳腺肿瘤生长，品系、部位和成熟期对其抗肿瘤作用和免疫功能均有影响。

从无花果提取物中鉴定出的抗肿瘤成分主要有芳香类化合物、糖苷化合物、香柠檬内酯、苯甲醛、补骨脂素。其中糖苷化合物对BGC-823和HCT细胞的生长具有一定抑制作用[22]。目前关于无花果多糖抗肿瘤活性的研究较少，郭润妮等[18]从无花果中分离出3种多糖成分，体外实验发现，3种多糖对人肝癌HepG-2细胞、结肠癌SW1116细胞、胃癌7901细胞的增殖均有抑制作用，且呈剂量-效应依赖关系。姜宏伟[23]发现无花果多糖可显著降低S180小鼠的瘤重，当剂量为400 mg·kg-1时，抑瘤率达到最高，为51.82%，除此之外，无花果多糖还能修复因肿瘤造成的胸腺和脾脏损伤，促进免疫细胞的增殖，说明无花果多糖主要通过免疫调节而非细胞毒性来发挥抗肿瘤作用。

4 展望

近几十年来，无花果多糖的构效研究不断更新，无花果多糖具有的多种生物活性在疾病预防、保健食品、添加剂等方面具有极高价值。然而，无花果多糖结构尚未完全明确，其构效关系、最佳给药剂量和途径仍有待深入研究。相信随着提取工艺的改进与构效关系的深入解析，无花果多糖必将在防衰老、保健等方面作出贡献。