黄花菜多糖的提取方法及药理活性研究进展

◎ 张 磊，王佳玮，费 鹏，赵文静，李 欣

（山西大同大学，山西 大同 037009）

黄花菜（Hemerocallis citrinaBaroni）属百合目阿福花科萱草属植物，又名金针菜、健脑菜。黄花菜花可食用，为我国特产蔬菜，在南北各地均有栽培。黄花菜全株均可入药，具有清热利尿、凉血止血、解热消毒的功效，主治尿血、便血、月经不调等病症[1]。黄花菜营养丰富，含有多糖、蛋白质、类胡萝卜素、类黄酮和维生素等多种功效成分[2-7]，具有抗氧化[8-10]、抗抑郁[11-13]、抗肿瘤[14-15]、神经保护[16-17]等作用。

近年来，黄花菜中的活性成分黄花菜多糖因具有广阔的开发应用前景已成为研究的热点。黄花菜多糖的提取与其他植物多糖的提取方法相似，主要为水提醇沉法、超声波辅助提取法、微波辅助提取法及超声协同电场提取法。同时，黄花菜多糖具有抗肿瘤、抗氧化、抑菌及清除自由基等多种药理活性。本文就黄花菜多糖的提取方法及药理活性研究进展进行综述，为黄花菜多糖进一步的研究开发及应用提供理论支持。

1 黄花菜多糖的提取

黄花菜多糖是从黄花菜中提取的天然活性物质，根据文献报道，其基本提取工艺可总结为黄花菜→干燥→粉碎→预处理→提取操作→黄花菜粗多糖→后处理→黄花菜精制多糖。其中，干燥、粉碎的过程是将黄花菜研磨成细小的颗粒，从而提高提取率；预处理过程大多采用石油醚脱脂、80%乙醇脱单糖及低聚糖等方法；对于后处理过程，不是所有的黄花菜多糖制备都需要经过此步骤，有些文献操作只制备粗多糖，主要是除蛋白、脱色和柱层析纯化处理等步骤；提取操作方法研究主要是考查提取工艺参数的优劣，从而确定最优提取条件，该部分往往采用正交实验法或响应面曲线法。现将黄花菜多糖的提取工艺按不同提取方法总结如下。

1.1 水提醇沉法

采用水提醇沉法提取黄花菜多糖时，通常以水为提取溶剂，将温度、时间、料液比、提取次数作为考查条件进行单因素及多因素实验从而得到最佳提取工艺。

综合相关文献[18-21]，优化后的实验数据中，黄花菜多糖最佳提取温度均较高，在75～90 ℃，时间大致相同（2～3 h），料液比在1 ∶20 和1 ∶30 之间，提取次数1～3 次不等，提取率大致相当（约20%）。不同产地的黄花菜中多糖含量差异较大，但蛋白含量均不高，其中杜秉健[18]没有采用醇沉工艺，而是将提取液直接冻干，得到黄花菜粗多糖。周纪东等[21]将提取的黄花菜粗多糖采用中性酶-Sevag 法和H2O2氧化法进行除蛋白质和脱色处理，透析纯化后，得到黄花菜精制多糖，经分析其单糖组成主要由L-鼠李糖、D-木糖、L-阿拉伯糖、D-甘露糖、D-葡萄糖和D-半乳糖构成，且该多糖具有α-型吡喃糖苷结构。

1.2 超声波辅助提取法

超声波辅助提取法是通过高频率机械波破坏细胞壁，加快植物中的多糖溶出，已经被广泛应用于植物多糖的提取中[22-23]。由于提取效率容易受到超声功率、超声时间、料液比以及超声温度等因素的影响，实验人员采用正交试验的方法对黄花菜多糖的提取参数进行优化，得到最佳提取工艺。丁常泽等[24]采用超声波提取、醇析、Sevag 法脱蛋白，得到多糖含量为8.12%的黄花菜多糖。白雪松等[25]对脱脂脱糖后的黄花菜粉进行超声波萃取，确定最佳超声工艺参数，除蛋白后得到含量为9.67%的黄花菜多糖。周纪东等[26]考察不同因素对提取结果的影响，并确定了最佳提取工艺。

1.3 微波辅助提取法

微波辅助提取法以溶剂浸提法原理为基础，利用电磁波穿透细胞使之破碎，并且加快溶剂扩散速度，促进胞内成分溶解，很好地改善了传统提取方法的不足[27]。微波辅助提取法萃取黄花菜多糖的影响因素主要有微波辐射量、水用量、萃取时间、提取次数等。李盈蕾等[28]采用响应面曲线法优化微波提取工艺参数，得到多糖提取率为11.15%的最佳提取工艺。周纪东等[29]在传统水提法的基础上加入微波提取，缩短了提取时间，得到的黄花菜多糖提取率为31.65%。

1.4 超声协同电场提取法

超声协同电场是提取植物多糖的新兴领域，由于电场的加入可以影响溶液中水分子的结构，能够使水分子的排列更加有序，从而改变水溶液的性质[30]。杨日福等[31]的研究表明超声与静电场存在协同作用，超声-静电场耦合相较单一超声波提取具有均匀提取和缩短提取时间的优点。采用多种方法协同操作提取黄花菜多糖时，可以提高提取效率，得到较为理想的提取结果。陆海勤等[32]采用超声协同高压矩形脉冲电场进行黄花菜多糖的提取，通过单因素试验和响应面分析法对工艺参数进行优化，得到提取率为10.03%的黄花菜多糖。不同提取方法的最佳提取工艺及提取结果如表1 所示。

表1 黄花菜多糖最佳提取工艺及结果表

2 黄花菜多糖的药理活性研究

2.1 抗肿瘤

近年来，研究发现黄花菜多糖具有一定的抗肿瘤活性，可将其作为放疗、化疗的辅助治疗产品进行开发利用。欧丽兰等[19]通过实验发现，在高剂量黄花菜多糖组中，对小鼠S180移植瘤的抑制率达到38.54%，并可提高荷瘤小鼠血清中白细胞介素-2（Interleukin-2，IL-2）、肿瘤坏死因子-α（Tumor Necrosis Factor-α，TNF-α）含量，从而增强机体免疫功能，发挥抗肿瘤功效。李格等[33]以湖南祁东、山西大同、甘肃庆阳、宁夏盐池、陕西大荔五产区的黄花菜为研究对象，采用水提醇沉法提取黄花菜精制多糖，采用MTT 法研究五产区黄花菜精制多糖对人宫颈癌细胞（HeLa）、人永生化表皮细胞（HaCaT）、人肝癌细胞（HepG2）和人结肠癌细胞（Caco-2）的生长抑制情况。结果表明，五大产区的黄花菜精制多糖对试验细胞均有抑制作用，且呈浓度依赖性。其中，庆阳产区对HeLa、Caco-2 和HaCaT 的抑制作用最佳，祁东产区对HepG2 的抑制作用最佳。

2.2 抗氧化

研究发现，植物多糖可以表现抗氧化的生物活性，通过直接或间接的方式作用于自由基，维持体内自由基的平衡，从而减少和避免疾病的发生[34]。周纪东等[35]分别提取得到黄花菜花、根、叶多糖，抗氧化活性结果表明黄花菜花多糖对·OH 的清除效果最好为90.68%。根多糖对超氧阴离子自由基的清除效果最好，为95.62%。叶多糖对自由基的清除效果并不显著。刘艺珠等[36]采用酸提醇沉法提取黄花菜多糖，经过实验发现该黄花菜多糖具有较强的2,2'-联氮-双-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸自由基（ABTS+·）清除能力和铁离子还原能力。范蕾等[37]研究了五产区黄花菜精制多糖对羟基自由基的清除能力。研究结果显示，庆阳和盐池两地的黄花菜多糖表现出较佳的抗氧化能力。张宁等[38]采用梯度乙醇分级沉淀得到黄花菜多糖，并进行抗氧化性研究。结果表明，80%乙醇沉淀的黄花菜多糖对羟基自由基的清除率最高，达到了84.582%。

2.3 抑菌活性

周纪东等[21]采用牛津杯法研究黄花菜多糖的抑菌活性，结果表明黄花菜多糖溶液的抑菌活性由强到弱依次为金黄色葡萄球菌＞铜绿假单胞菌＞大肠杆菌，且黄花菜多糖溶液浓度与3 种细菌的抑菌效果呈正相关，多糖溶液对白假丝酵母抑菌效果较弱，对黑曲霉没有抑菌效果。范蕾等[37]考察5 个产区的黄花菜多糖对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌效果。结果表明，5 个产区对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌能力存在显著差异，大荔产区的黄花菜精制多糖抑菌能力最好。

2.4 抗炎

炎症是生物组织受到损伤因子的刺激所发生的一种以防御反应为主的病理过程，炎症的出现有时会对人体自身的组织进行攻击，对机体产生危害。李格等[33]采用小鼠单核巨噬细胞白血病细胞（RAW264.7）的炎症模型，通过测定NO 和IL-6 炎症因子的浓度表征不同产区黄花菜多糖的抗炎活性。结果发现，庆阳和盐池黄花菜多糖可显著抑制IL-6 的产生，大同黄花菜多糖可以对NO 的产生表现出抑制作用。

3 结语

黄花菜是我国特有的一种蔬菜，具有极高的营养价值。黄花菜多糖作为黄花菜中兼具营养价值和生物活性的重要组成成分，近年来其研究和应用受到广泛关注。从目前的文献汇总情况来看，针对黄花菜多糖的提取工艺研究比较充分，但有关分离、纯化以及黄花菜多糖结构确证方面的研究相对较少。黄花菜多糖的结构信息仅限于紫外、红外等光谱及单糖组成，对其纯化产物的分子量分布情况以及碳谱、氢谱等信息缺乏了解，需要进一步研究。同时，黄花菜多糖具有抗肿瘤、抗氧化、抑菌和抗炎等作用，但现阶段对于黄花菜多糖结构与功能的关系还未明确，其所具有的保健功能及发挥作用的具体成分，以及相关的作用机制还有待探索。

我国幅员辽阔，种植黄花菜的地域较多，现已形成几个主要产区，并逐步成为当地经济发展的支柱性产业之一。然而，目前黄花菜的利用价值偏低，大多作为蔬菜直接食用，并未开发出饮料、功能性食品及保健品等深加工产品，这一现状对黄花菜产业的进一步发展造成一定影响。近期授权的专利将黄花菜醇提剩余物作为原料，仅以水和食用乙醇为溶剂进行提取操作，再经过柱层析、透析等工艺步骤，得到黄花菜多糖[39]。生产过程无污染，食用安全可靠，还具有高纯度、低蛋白含量，以及较好的抗氧化特性等优点，给黄花菜多糖的大规模生产应用提供了一些思路。