枸杞多糖提取分离技术的研究进展*

李俊杰，雷 婷

(1 大理大学药学院，云南 大理 671000；2 云南省滇西抗病原植物资源筛选研究重点实验室(培育)，云南 大理 671000)

枸杞多糖(Lycium barbarum polysaccharides，LBP)是从枸杞中提取得到的一种生物活性物质，属于一种淡黄色的纤维状固体，可以添加到药物中起到免疫调节或者延缓衰老、抗氧化等作用[1-2]。枸杞多糖具有增强免疫[3]、降低血糖、保护神经、抗癌等多种药理作用[4]。本文就近15年来有关枸杞多糖的提取工艺进行归纳总结，以期加快对枸杞多糖的高效提取，以为枸杞多糖的进一步开发利用提供一定的理论依据。

1 提取方法

1.1 水提法

1.1.1 热水提法

水提法是目前我国枸杞多糖常用的提取方法之一，其提取过程简单，但提取物质亦偏低，其中影响产率的主要因素之一便是对温度的把控[5]。因此，有研究学者通过响应面分析法进一步优化了热水提法的提取工艺，确定了按照料液比在(1∶20)～(1∶30)的情况下，把温度控制在55～75 ℃，浸提1.5～2.5 h，的情况下进行浸提，经过洗涤、抽滤、沉淀、干燥后称重得枸杞多糖的提取率在0.475 g/g[6]。同时，另有研究学者发现，在热水提法的方法下，把温度控制在60 ℃，按照1∶20的料液比，酸碱度为8时，提取2 h，所得枸杞多糖的提取量影响显著[7]。

1.1.2 碱液提取法

碱液提取法是通过正交试验对传统水提法优化而形成的提取工艺，在多糖提取方面应用较为广泛[8]。有学者研究发现，在每次水浴前添加氨水调节pH值至10，在料液比按照1∶10，1∶20的条件下，把温度控制在90 ℃，浸提1.5～2.5 h，之后经过沉淀、抽滤、干燥的过程下，枸杞多糖得率为80.71%[9]。

1.2 酶提法

1.2.1 酶提法

酶提法是目前中药提取中常用的一种生物工程技术，在提取过程中，以混合酶的提取效果最好，得率最高。但是，酶提法的提取成本较大，在提取过程中具有一定的限制性。因此，就如何高效的使用酶提法进行提取，有研究学者通过在pH为5，添加混合酶的料液比在1∶20的情况下，把提取温度调控在40 ℃，提取2 h，最终最高得率为6.73%[10]。另有学者通过使用果胶酶辅助提取青海海西黑枸杞多糖，并在料液比为1∶35的情况下，通过添加0.02 g的果胶酶量，把温度控制在30 ℃的情况下酶解1 h，其最终的提取率为26.6%[11]。同时，酶可与超声联合，使提取率可进一步提升[12]。

1.2.2 超滤辅助复合酶法

超滤辅助复合酶法是利用单因素和正交试验优化复合酶法提取枸杞多糖的工艺，通过实验，最终确定最佳复合酶法提取条件：复合酶(纤维素酶和木瓜蛋白酶)1∶1.5(g/g)、pH 4、料液比1∶30(g/mL)，提取温度50 ℃。此条件下，多糖提取率为7.28%±0.12%。最佳超滤工艺条件为超滤时间60 min，枸杞多糖质量浓度3 g/L，操作压力0.25 MPa，此条件下所得多糖的3个级分分别占粗多糖含量的52.46%、29.25%和16.50%[13]。另有学者通过实验得出超高压辅助复合酶提取枸杞多糖的最优的工艺参数组合为提取压力200 MPa、提取温度25.0 ℃、保压时间5.6 min和复合酶质量分数1.3%，在此条件下枸杞多糖得率为6.58%±0.11%[14]。

1.3 水煮醇沉法

水煮醇沉法是大规模提取枸杞多糖的常用方法，但是该法中的影响因素较多，对提取率的影响较大。因此，水煮醇沉法对于枸杞原料的粉碎、酸碱度、温度等方面具有一定的要求。有研究学者以宁夏枸杞为原料进一步优化了枸杞多糖的提取工艺，按照料液比为1∶3，温度控制在90 ℃，pH值在11的情况下，通过液固萃取法浸提3 h，如此反复进行2次，进而合并提取液，最后按照3倍提取液体积9%乙醇进行添加，沉淀6 h，最终提取率为18.6%[15]。

1.4 微波辅助提取法

除了上述的水提法、酶提法等常见的枸杞多糖提取方法外，近年来，枸杞多糖的提取技术日益完善，现代许多枸杞多糖的提取技术逐渐发展出新型的提取工艺。微波辅助提取法便是其中之一[16]。其原理所在便是通过使用高频电磁波使细胞破裂，进而使细胞中的有效成分快速析出，这体现了微波辅助提取法的快速高效的优点[17]。有研究学者在微波辅助提取法的基础上通过响应面优化法对提取枸杞多糖的工艺进行了优化，最终经优化后提取的枸杞多糖的提取率为10.14%[18]。在提取工艺中，有学者通过微波-超声协同萃取法进行提取，其工艺参数在超声波功率为0 W的条件下，将温度控制在70 ℃，把微波功率调至为300 W，料液比按照1∶40的比例，提取20 min，最终枸杞多糖的提取率为9.62%[19]。

1.5 超声提取法

1.5.1 超声提取法

目前，超声提取法的技术已日益完善，其最早应用超声进行提取植物的活性成分的资料可追溯到1952年。随着超声设备的完善与发展，超声提取法已成为植物提取中不可或缺的方法之一[20]。陈亮等[21]采用该法，通过称取、搅拌、离心、过滤等过程后进行提取，该过程反复进行两次后获得提取液。之后经过浓缩、除蛋白的方法，加入乙醇后冷藏沉淀过夜，进而经过洗涤脱脂和干燥后得到枸杞多糖。杨新生等[22]在超声波辅助提取法的最佳工艺条件下提取枸杞多糖，即在提取温度为70 ℃的情况下，按照料液比1∶20，提取20 min，最终枸杞多糖的得率为3.3%。

1.5.2 超声增强亚临界水提取法

有研究学者通过试验确定提取温度100 ℃，提取时间53.2 min，液固比26.16 mL/g，超声功率160 W，得到最大收率LBP为5.957%。为检验模型方程的适用性，学者选择最佳条件在修改后的最佳条件下进行3次：提取温度100 ℃，提取时间53 min，液固比 26 mL/mg，超声电功率160 W，平均实用值5.728%[23]。通过热水(HWE 100 ℃)、超声波水(UWE 30～40 ℃)、亚临界水(SWE 110 ℃)、和超声增强亚临界水萃取(USWE 110 ℃)。总LBP产率(萃取80 min，然后乙醇沉淀)在 USWE 中最高(14%，w/w)，在 HWE 中最低(7.6%)。USWE的LBP还显示出最高的蛋白质(27.9%)和酚含量(5.3%，w/w)，以及最高的抗氧化活性。它还在激活RAW264.7巨噬细胞的吞噬作用和 NO产生方面显示出最高的免疫活性。最终，USWE被证明是提取LBP的最有效方法[24]。

1.5.3 多模式超声辅助提取法

有研究学者采用超声辅助提取技术对枸杞粗多糖的提取进行了检测。通过确定最佳提取条件，并将其应用于三种提取模式，以发现最佳提取工艺。最终，学者通过采用传统单频UAE模式，最佳提取时间为30 min，提取温度为60 ℃，料液比为20 g/600 mL，功率密度为300 W/L和28 kHz的超声波频率。第二，使用先前获得的最佳提取条件在三种阿联酋模式之间进行了比较。能量聚合逆流双频UAE模式的粗多糖收率最高，为38.93%。其次是对坐双频UAE模式和能量聚合逆流单频UAE模式，粗多糖收率分别为33.60%和26.38%。因此，双频超声辅助提取法对枸杞粗多糖的提取更为有效。此外，与传统热水提取相比，双频超声提取粗多糖的得率提高了73.41%[25]。

1.6 高压脉冲电场提取法

高压脉冲电场技术是一种新兴的非热处理技术[26]，也是最先进的杀菌技术，可用于提取杀菌等多种方面的应用[27]。蔡光华等[28]通过使用该法对影响枸杞多糖的主要因素进行分析，最终结果表明：脉冲频率为1 020 Hz，温度控制在61.76 ℃，及料液比按照9.43∶1的情况下，枸杞多糖提取率最高，其所得产率为13.26%。

1.7 高速剪切技术辅助法

高速剪切技术辅助法是一种新型均质化技术[29]，在植物、动物等多种天然产物的提取、分离等方面应用广泛[30]。杜津昊等[31-32]应用该法对枸杞多糖进行提取，最终枸杞多糖的提取率可达20%以上。有学者通过对高速剪切技术辅助法进行工艺优化，最终枸杞多糖的提取率为27.86%，产品纯度为37.64%。

1.8 响应面优化法

响应面优化法是一种实验条件寻优的方法，适宜于解决非线性数据处理的相关方法。有学者通过单因素实验后，正交实验确定淀粉酶酶解提取枸杞多糖的最佳条件为：pH=5.0，温度50 ℃，时间80 min，加酶量为0.5%，枸杞多糖提取率12.1%；响应面分析确定淀粉酶酶解提取枸杞多糖的最佳条件为酶解时间140 min、酶浓度0.3%，枸杞多糖提取率为13.25%[33]。另有学者以液料比、超声时间、超声温度和超声功率为考察因素，在单因素实验的基础上，采用响应面法优化黑果枸杞多糖的超声辅助提取工艺。确定最佳提取工艺为：液料比20∶1(mL/g)、超声时间40 min、超声温度60 ℃、超声功率180 W，在此条件下，黑果枸杞多糖的提取率为9.19%[34]。响应面法对优化多糖提取工艺具有重要意义。有学者经过统计分析发现，在提取时间为 5.5 h、提取温度为 100 ℃、提取次数为5是生产枸杞多糖的最佳条件。多糖的最高收率可达23.13%[35]。在响应面优化法的基础上，通过优化酶的提取工艺，最终确定在纤维素浓度为2.0%和木瓜蛋白酶浓度为1.0%。采用基于Box Behnken Design(BBD)的响应面法(RSM)进一步优化提取条件，包括提取时间、提取温度和 pH 值。最佳条件如下：提取时间91 min，提取温度59.7 ℃和pH值5.0。在此条件下，实验收率为6.81%±0.10%[36]。

2 结 语

枸杞作为一味名贵中药材，其本身便具有解热止咳、延缓衰老等功效。临床可用于防治眼疾、内科疾病等。LBP作为枸杞中的主要药理活性成分，其药理作用较为广泛。其药理作用不仅与枸杞的临床应用密切相关，而且也科学的体现了枸杞滋补肝肾、益精明目等传统功效。现阶段情况下，关于多糖提取的技术日益完善，因此，在临床应用等方面对于枸杞多糖的要求也逐渐提高。但目前我国关于枸杞深加工的研究方面尚有欠缺，对于提取工艺等方面还有很大的研究空间。而且就当前枸杞的应用来看，枸杞的主要应用仍多定位于保健方向，常做药酒等方式的应用。虽然可发挥一定枸杞的药理作用，但就如何使其利益达到最大化，使枸杞中的有效成分得到充分地利用还需要我们进行广泛深入的研究下去。这也由此反映了目前在临床的应用中，关于枸杞多糖进行应用的相关研究也相对较少，这对于枸杞多糖与其他药物的配伍使用或者枸杞多糖的临床作用机理所反映的也不够明确。可正因为上述问题中所显现出来的，表明当前我国关于枸杞多糖的研究虽然已经发现多种药理作用，但是其研究机理等方面还只是处于初步阶段，这对于接下来的枸杞开发与研究还具有巨大的潜力。因此，用何种思路和方法可以更好更有效的的提高枸杞多糖的提取率和纯度并达到工业化最大的生产是我国目前可研究的一大方向，这对于接下来的药理作用和临床应用具有重大的意义。