白芷多糖提取分離及其生物活性的研究進展

胡政宇，周鴻立

(吉林化工學院 化學與制藥工程學院，吉林 吉林 132022)

白芷多糖提取分離及其生物活性的研究進展

胡政宇，周鴻立*

(吉林化工學院 化學與制藥工程學院，吉林 吉林 132022)

白芷多糖是一種可用于調味的白芷提取物，具有抗病毒、抗氧化、免疫調節等活性。概述了白芷多糖的提取、分離純化、化學成分及其生物活性研究進展，為白芷多糖的進一步開發提供參考。

白芷；多糖；提取；分離；生物活性

白芷為傘形科植物白芷(Angelicadahurica)或杭白芷的干燥根[1]。白芷作為香料調料，有除腥、增香、保鮮等作用[2]，其特殊香味主要為揮發油成分，烹飪多以水為主，而水提取物的主要活性成分為多糖。作為中醫常用藥，具有除濕、抗炎、鎮痛、抑制病原微生物、抗氧化、抗腫瘤、保肝等多種藥理活性[3-5]，臨床用于疼痛、婦科、皮膚和鼻部等疾病[6]。目前，白芷香豆素和揮發油在藥學和調味品領域均有所研究[7-9]，但在烹調過程中白芷多糖所發揮作用的研究仍處在模糊階段。

多糖不僅是機體貯存能量的物質，還具有免疫調節、抗腫瘤、抗菌抗病毒、降糖等多種生物活性[10]。近年來，對多糖類化合物的研究熱度極高，研究多糖在食品、保健、醫療等領域的應用具有重要意義。

白芷多糖(Angelicadahuricapolysaccharide)為白芷中藥的重要成分，從目前研究發現白芷多糖具有很高的生物活性和藥用價值，可開發成功能性調味品、藥品、保健品和化妝品等，為白芷的進一步研究奠定了基礎，促進我國白芷資源的開發利用，對白芷多糖的提取、分離純化、化學成分及其生物活性進行綜述。

1 白芷多糖的提取分離及純化

1.1 提取

目前多糖的提取方法多種多樣，如：溶劑浸提法、酶法、超聲波輔助提取法、微波輔助提取法、超臨界流體萃取法、水提醇沉法、內部沸騰法、薄膜濃縮法、酸堿法、多種技術聯合使用等[11,12]，其中水提醇沉法為最常用的方法之一。

王德才等[13]用石油醚脫脂后，以80%乙醇除單糖、寡聚糖、苷類及生物堿等醇溶成分。用水提醇沉法分離多糖，其條件為：以蒸餾水為溶劑，在95 ℃水浴中浸提3次，每次2 h。加無水乙醇至溶液含醇量達80%，靜止過夜，4000 r/min離心15 min，收集沉淀物用95%乙醇、無水乙醇、乙醚、丙酮洗滌各2次。60 ℃烘干得粗多糖，多糖提取率可達15.38%。此法多糖提取率高，簡便安全，成本較低，適合大規模生產。但提取取間較長，提取物成分較復雜，不易保存，易變質。

1.2 分離純化

常用的提取方法所得的多糖含有色素和蛋白質等物質，要得到純度較高的多糖需進行分離純化。分離純化的方法有脫色、脫蛋白、凝膠色譜法、重結晶法、沉淀法、陰離子交換色譜法、大孔樹脂柱色譜法和膜分離技術等[14,15]。

1.2.1 脫色

李江萍等[16]對白芷多糖的活性炭脫色工藝進行了研究，影響大小為活性炭添加量>脫色溫度>脫色時間；最佳脫色工藝為溫度 60 ℃，活性碳添加量2%和脫色時間30 min的條件下，脫色率為96.20%，多糖剩余率為82.36%。使用活性炭脫色效果較好且成本低，便于操作，但活性炭的粒度對脫色時間有影響，而且不同生產廠家、不同加工方法生產的活性炭，脫色效果相差很大，因此在研究過程中還應注意選擇食品糖類專用活性炭進行脫色。

1.2.2 脫蛋白

李江萍等[17]研究了不同脫蛋白方法，分別采用Sevag法、三氯乙酸法和酶法進行脫蛋白，其中木瓜蛋白酶法對蛋白去除率的影響為酶用量>溫度>時間>pH值，正交優化條件為酶用量1×106U/L，溫度50 ℃，時間3 h，pH值5.0，蛋白去除率為74.65%，多糖損失率為8.02%。實驗結果表明酶法脫蛋白效果優于Sevag法和三氯乙酸法，次數少，效率高，多糖回收率高，與傳統Sevag法相比存在不含有機溶劑，對環境污染少等優點。但其成本較高，易引入新蛋白質等，反應條件不易控制。

1.2.3 凝膠色譜法分離純化

Xu Shifang[18]等利用高性能凝膠滲透色譜(HPGPC)對白芷粗多糖進行分離，將水提醇沉后的粗多糖，經DEAE-Sephadex A-50柱層析(100 cm×8.0 cm)分離出4種多糖組分，白芷粗多糖產率為0.35%(W/W)，4種多糖組分得率分別為42.87%，7.35%,10.53%,7.05%(W/W)。

曲見松等[19]將白芷粗多糖經Sephadex G-50柱層析(60 cm×1 cm)，分離后，凍干。水復溶，經Sephadex G-200柱層析純化，收集洗脫液，再凍干，得純化后的白芷多糖。

凝膠色譜法為常用的分離方法之一，具有操作方便，無有機溶劑污染，設備簡單，對高分子物質有很高的分離純化效果等優點[20]，但其分離操作較為緩慢，難以分離分子量相差不多的物質，成本相對較高。白芷多糖在凝膠色譜分析中沒有準確地分析其分離純化前后多糖損失率等數據。因此，該方法在分離純化白芷多糖上有待改進。

1.2.4 重結晶法純化白芷多糖

大部分有機物在溶劑中的溶解度與溫度成正比，隨溫度的降低而減小。王德才等研究白芷多糖的提取分離時，取白芷150 g以水提醇沉法得到粗多糖后，再以水-乙醇重結晶純化2次，60 ℃烘干，得白色粉末狀精制杭白芷多糖9.68 g，提取率為6.45%。

2 化學成分

Xu Shifang 等采用糖腈乙酸酯衍生化法，并進行氣相色譜分析及糖醛酸含量測定，白芷多糖中呈中性糖的鼠李糖、阿拉伯糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖的摩爾組分比例為1.04∶13.36∶1.00∶39.75∶16.55，糖醛酸含量為9.72%。通過凝膠色譜分離，得出4種不同白芷多糖組分并進行含量測定，結果表明：4種不同組分ADP1，ADP2，ADP3和ADP4的糖醛酸含量分別為3.27%，7.25%，30.31%和15.23%，4種糖組份之間存在差異。

康學軍等[21,22]分別采用紫外光譜法、紅外光譜法、氣相色譜法和凝膠滲透色譜法對白芷多糖進行單糖組成和結構表征。結果表明：白芷多糖由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖等7種單糖組成(有1種未鑒定出的單糖)，摩爾組成比例為1.19∶1.19∶0.765∶1∶8.08∶3.34，凝膠色譜峰值分子量為88538，具有多糖特征性的紫外和紅外吸收峰，且存在酰胺結構，可能為一種氨基多糖。

周冰等[23]對不同產地白芷多糖類化學成分的含量差異進行比較，中性多糖以河北安國較高，浙江磐安次之；酸性多糖以河北安國較高，吉林通化野生白芷藥材次之；總多糖以河北安國較高，浙江磐安次之。若以多糖類化學成分為評價指標，河北安國產白芷藥材上乘。

由以上成分研究可得出：不同產地的白芷多糖組分存在顯著差異，但主要為葡萄糖、鼠李糖等6種糖，其中葡萄糖所占比例較大，含量較多。在白芷多糖的研究過程中，化學成分研究較少，需進行有針對性且細致的研究，才可以更加科學化地開發利用。

3 白芷多糖的生物活性

3.1 抗腫瘤活性

曲見松等[24]根據1.2.3所述方法得到白芷多糖，采用MTT比色法分別對倉鼠肺細胞生長作用和小鼠皮膚細胞生長作用進行了實驗，白芷多糖的濃度為50，100，500 mg/mL時，對倉鼠肺細胞生長均有不同程度的促進作用，但是不同劑量組之間并沒有表現出很明顯的組間差異。白芷多糖對皮膚細胞的生長存在一定的劑量關系。與空白組相比，50 mg/L以上劑量組(P<0.05)，12.5 mg/L劑量組與空白組沒有差異。

3.2 抗氧化活性

王德才等[25]研究了杭白芷多糖對羥自由基的清除作用，對超氧陰離子自由基的清除作用，對肝勻漿脂質過氧化的影響進行了測試。結果白芷多糖能清除羥自由基和超氧陰離子自由基，并抑制肝勻漿脂質過氧化，達到50%清除率或抑制率所需藥物濃度(EC50)分別為113.2,45.8,321.8 mg/mL。

Xu Shifang等研究了白芷粗多糖中ADP1，ADP2，ADP3和ADP4 4種不同多糖組分的肝勻漿脂質過氧化抑制活性、亞鐵螯合能力、清除羥基自由基能力。綜上可知，該4種多糖組分的糖醛酸含量不同。4種多糖均對大鼠的MDA生成有明顯的抑制作用，其中組分ADP4的脂質過氧化抑制活性明顯高于陽性對照維生素E；白芷多糖作為脂質過氧化保護劑與其鐵結合能力有關，其組分中ADP4和ADP3的亞鐵螯合活性顯著高于陽性對照維生素E；白芷粗多糖的4種多糖組分中ADP1清除羥基自由基能力較弱，而組分中的ADP4清除羥基自由基能力較顯著。因此，白芷粗多糖中不同組分的多糖的抗氧化活性存在差異，影響其活性的原因可能由其結構決定，活性較好的ADP4組分中鼠李糖含量較其他3種組分高。

3.3 抗病毒活性

封海波等[26]在研究7種中藥多糖對F81細胞抵抗犬細小病毒(CPV)感染能力的影響時，通過MTT法測定細胞活性，從而考察3種不同加藥方式對川白芷多糖抗病毒能力進行了評價。結果顯示：川白芷多糖濃度62.500～3.907 mg/mL時，以先加多糖后接種病毒和先接種病毒后加多糖的方式，均顯著促進F81細胞抵抗CPV感染，且隨濃度的降低抗病毒作用逐漸增強；62.500～7.813 mg/mL時，多糖和病毒混合感染后加入也顯著促進F81抵抗CPV感染。說明川白芷多糖以此3種方式加藥均對CPV感染的細胞有預防和治療作用，白芷多糖具有抗病毒活性。

3.4 免疫調節能力

Hyung Sook Kim等[27]采用蛋白質印跡法、混合淋巴細胞反應(MLR)、t檢驗和方差分析軟件計算P值等方法，研究了白芷多糖對樹突狀細胞(DC)功能和DC膜受體的影響及受白芷多糖作用后的DC對T細胞、MAPKs和NF-κB的影響。結果表明：白芷多糖濃度10～100 mg/mL，對T細胞、DC及其膜受體有顯著作用(P<0.01)，并且能夠提高DC表面分子CD86和MHC-II的表達，促進DC分泌IL-12，IL-1β和TNF-α，也促進同種異基因T細胞的增殖，使樹突狀細胞吞噬能力下降。總之，白芷多糖對樹突狀細胞有激活作用，具有免疫調節能力。

4 問題與展望

白芷多糖在提取方法上以水提醇沉法為主，多糖的分離純化耗時，效率低，使得白芷中所含有的大量多糖不能充分提取分離出來，在提取分離和純化中仍存在不足。多糖結構極為復雜多樣，而在白芷多糖的結構解析中主要為多糖的一級結構，結構沒有完全表征，且作用機制還不明確，多糖構效關系和量效關系及生物活性需進一步探究。白芷多糖可作為調味品為人們食用，其安全性評價需進一步驗證。

白芷多糖為烹飪過程中提取出的主要成分之一，通過對白芷多糖的深入了解，可高效精確地發揮白芷多糖的作用，不但可以調味還具有藥用價值。因此，在白芷多糖的研究中，應從優化其提取工藝，改進其分離純化方法為基礎，著重研究其多糖結構、生物活性及其應用，利用白芷多糖開發成功能性調味品、食品、藥品、保健品和化妝品等，充分開發白芷這一寶貴資源，白芷多糖的研究對生活、社會經濟和白芷產業具有重要意義。

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ResearchProgressonExtraction,SeparationandBiologicalActivityofPolysaccharidesfromAngelicadahurica

HU Zheng-yu, ZHOU Hong-li*

(College of Chemical and Pharmaceutical Engineering,Jilin Institute of Chemical Technology,Jilin 132022, China)

TheAngelicadahuricapolysaccharides are extracted fromAngelicadahurica,which can be used for seasoning.It has anti-virus, anti-oxidation, immune regulation and other activities.The extraction, separation and purification, chemical components and biological activity of polysaccharides fromAngelicadahuricahave been summarized,which can provide reference for the further development ofAngelicadahuricapolysaccharides.

Angelicadahurica；polysaccharide；extraction；separation；biological activity

TS207.3

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2017.12.038

1000-9973(2017)12-0174-04

2017-08-16 *通訊作者

胡政宇(1994-)，男，碩士，研究方向：天然產物的研究與開發；

周鴻立(1967-)，女，教授，博士，研究方向：天然產物的研究與開發。