紅棗多糖提取及開發利用

余洋洋，徐玉娟，吳繼軍，溫 靖，唐道邦，余元善，鄒 波

（1.廣東省農業科學院蠶業與農產品加工研究所，農業部功能食品重點實驗室，廣東省農產品加工重點實驗室，廣東廣州 510610；2.華南農業大學食品學院，廣東廣州 510462）

紅棗為鼠李科植物棗（Zizyphus jujuba Mill.）的成熟果實，原產于我國，已有4 000多年栽培歷史，且分布廣、品種多。在我國紅棗栽培面積約200×104hm2，總產量超過600×104t[1]，主要分布在西北地區（新疆、甘肅）、黃河流域地區（寧夏、陜西、山西）和東部地區（山東、河北、河南）。紅棗屬于藥食同源，含有豐富的黃酮、酚酸、糖類、三萜類、核苷酸、胡蘿卜素、B族維生素，以及維C和維P，以及鈣、磷、鐵和環磷酸腺苷等營養成分[1-2]，具有健脾定神、化瘀活血、消炎鎮痛的功效，具有極高的營養價值、保健價值和藥用價值[3-4]。其中，紅棗多糖是從紅棗中提取出來的混合多糖的總稱，是紅棗中的主要功能營養成分，糖含量占紅棗果肉的80%以上，包括中性多糖（JDP-N） 和酸性多糖（JDP-A），由多種單糖組成，結構復雜，多為水溶性化合物，具有清除人體內氧自由基、抗衰老、增強有機體免疫力、抗癌、抗艾滋病等生理活性。

紅棗多糖結構復雜，具有重要的生理保健功能和生物活性，是國內外眾多學者研究的熱點，但大多是關于紅棗多糖的結構、生物活性方面的研究，關于紅棗多糖應用方面的研究較少；紅棗多糖采用不同的提取純化方法進行分離，具有不同物理化學性質和生物活性的結構多樣的生物大分子。通過綜述紅棗多糖的提取及純化方法、紅棗多糖的生物活性、紅棗多糖的應用，為紅棗多糖的進一步研究提供基礎理論依據。

1 紅棗多糖的提取方法

紅棗多糖是細胞的結構成分，提取的基本方法包括打破外層的細胞壁，從內層中提取條件不改變紅棗多糖的結構。目前，國內外報道的關于紅棗多糖的提取方法有多種，包括水提法、堿提法、酶提法、微波輔助提取法、超聲波輔助提取法等[5]，主要是利用了多糖及其復合物在水或稀堿、稀酸、稀鹽溶液中的溶解性質進行提取。首先，將紅棗干燥、打粉、過篩，然后浸提，濾液真空濃縮后用乙醇沉淀，沉淀物脫蛋白、脫脂后冷凍干燥，即為提取得到的粗多糖。不同的提取方法對紅棗多糖的結構和性質有重要影響。

1.1 水提法

紅棗多糖多為水溶性多糖，因此，水提法為多糖提取較為常用的方法，不僅減少了有機溶劑的使用，而且安全易實現，不改變紅棗多糖的化學結構，維持其理化性質，但是長時間高溫水提法的能耗大、效率低。Cui G等人[6]采用響應面設計，對紅棗多糖的水提法工藝優化。結果表明，液料比1∶33，提取溫度90℃，萃取時間3 h，紅棗多糖的得率為6.47%±0.26%。

1.2 超聲輔助法

超聲輔助提取法是利用超聲波產生高速、強烈的空化效應和攪拌作用，增加穿透力，縮短提取時間，提高提取率。與熱水浸提相比，超聲輔助水萃取在細胞壁的機械作用上具有明顯的優勢，可獲得性和提取性增加，而且得到的多糖成分不被破壞，具有良好的應用前景[7]。超聲提取的溫度、功率、料液比對最終的產品得率、性質都有影響。楊海濤等人[8]對超聲輔助浸提紅棗中多糖工藝進行優化。結果表明，提取溫度60℃，料液比1∶30（g∶mL），提取時間20 min，超聲功率320 W，pH值6緩沖溶液時，紅棗多糖的提取率為36.85%。

1.3 微波輔助法

樣品及溶劑中的偶極分子在高頻微波能的作用下，產生偶極渦流、離子傳導和高頻率摩擦，以及分子旋轉導致的弱氫鍵破裂、離子遷移等加速了溶劑分子對樣品基體的滲透，從而提高萃取速率。白艷林[9]以山西紅棗為原料，對微波輔助法提取紅棗多糖的條件進行優化，得出提取紅棗多糖的最佳工藝條件為提取時間5.5 min，微波功率830 W，料液比1∶37，提取次數3次，多糖的提取率為6.78%。

1.4 堿提法

對分子質量較大、含有糖醛酸的多糖和酸性多糖在熱水中溶解度較小，而采用堿水提取效率較高，焦中高等人[10]采用氫氧化鈉溶液進一步提取其中的多糖物質，獲得堿提紅棗多糖，并與熱水浸提紅棗多糖進行比較。結果顯示，與水提紅棗多糖相比，堿提紅棗多糖在低濃度時對超氧陰離子自由基的清除作用顯著提高，對-葡萄糖苷酶活性的半抑制劑量降低99%以上。

1.5 酶提法

酶提法常用酶有胃蛋白酶、胰蛋白酶、木瓜蛋白酶和復合酶提取[11]。蛋白酶水解蛋白將其分成糖蛋白的游離和蛋白聚糖，降低了與多糖的結合力，促進多糖浸出。該方法具有條件溫和、易除雜質等優點，但是酶的生產成本高、性能不穩定，限制了其在工業中的應用。石勇等人[12]以紅棗為材料，對酶法提取紅棗多糖的條件進行了優化，最佳條件為復合酶添加量1.0 g/100 g，提取溫度48℃，pH值5.2，提取時間2.2 h，此時紅棗多糖的提取率最高，為4.61 g/100 g。

2 紅棗多糖的純化

2.1 脫色

目前，在紅棗多糖純化過程中應用的主要脫色技術有活性炭脫色、雙氧水脫色、大孔樹脂法。活性炭脫色是利用活性炭多孔結構對色素物質的吸附作用；雙氧水脫色是利用雙氧水的氧化性與發色基團發生氧化還原反應，破壞發色官能團，從而達到脫色的目的；大孔樹脂是目前新興的一種高分子分離材料，大多沒有極性，主要作用是利用吸附作用脫除有機色素。

2.2 脫蛋白

提取后的紅棗多糖通常為復合物，含有小分子蛋白質、有機物等一些雜質，還有大量的低聚糖、單糖、色素等小分子雜質，可以通過透析和超濾等方法除去。然而提取液中的蛋白質會在一定的條件下發生變性（例如加入有機試劑能使其沉淀），利用其特點可以除去多糖中的蛋白質。常見的脫蛋白方法有三氯乙酸（TCA） 法、Sevag法和酶法[13]。吳海玥[14]分別用Sevag法、三氯乙酸法、酶法與Sevag法聯用對水提乙醇沉淀的紅棗粗多糖進行脫蛋白質。結果顯示，乙醇體積分數達80%時，可沉淀出絕大多數紅棗多糖，以60%和70%醇體積分數沉淀出的多糖在多糖總量中所占比例最高；酶法與Sevag法聯用可脫去91.7%的蛋白質，且多糖損失少；脫蛋白質的最佳方法是酶法與Sevag法聯用。有研究發現Sevag法的脫蛋白率很高，但試劑有毒，限制了其在食品、醫藥等方面的應用，TCA法處理后的多糖的復溶性明顯減弱。縱偉等人[15]用超濾技術對紅棗多糖提取液進行處理，結果表明，超濾純化紅棗多糖的適宜工藝條件為操作壓力0.12 MPa，溫度32℃，pH值6.5，在此條件下，膜通量達到16.4 mL/(m2·s)。超濾工藝簡單、有效,可用于紅棗多糖的純化中。

3 紅棗多糖的生物活性

3.1 抗氧化性

Wang D等人[13]從紅棗中分離得到紅棗多糖，研究了抗氧化活性及其對肝臟的保護作用。結果表明，紅棗多糖能顯著升高丙氨酸轉氨酶（ALT）、天冬氨酸轉氨酶（AST）、乳酸脫氫酶（LDH） 活性，降低丙二醛（MDA）水平。Li J等人[16]從紅棗中分離得到4種水溶性多糖（ZSP1b，ZSP2，ZSP3c，ZSP4b），分別研究了超氧陰離子、2,2-二苯基-苦乙基肼（DPPH）、羥自由基清除活性和還原能力。結果表明，與不含糖醛酸的ZSP3c和ZSP4b相比，含糖醛酸較多的ZSP3c和ZSP4b具有更強的自由基清除活性。Chang S C等人[17]采用水提法從紅棗中提取多糖，并通過乙醇沉淀、脫蛋白、透析和分餾，得到1種中性多糖和3種酸性多糖（ZJPa1，ZJPa2，ZJPa3）。酸性多糖對亞鐵離子的螯合效果更為明顯。

3.2 降血糖

紅棗多糖具有降血糖的功能。謝雨彤等人[18]探究紅棗多糖對鏈脲佐菌素（Streptozotocin，STZ） 誘導的糖尿病小鼠的降血糖作用。結果表明，紅棗多糖可以降低糖尿病小鼠血糖、血脂，促進血清胰島素分泌，提高抗氧化水平及有效保護肝臟、胰腺等組織結構。Ji X等人[19]從紅棗中分離出一種中性多糖（PZMP1），通過功能性檢驗，表明PZMP1是具有降血脂活性，是一種天然的降血脂劑。

3.3 免疫調節

紅棗多糖能夠促進淋巴細胞增殖，提高機體免疫力。Zou M等人[20]從紅棗中提取純化的2種酸性多糖HP1和HP2，并進行了體內免疫調節活性試驗。研究表明，HP1和HP2可以顯著（p＜0.05） 提高脾臟和胸腺指數，促進血清溶血素形成，提高巨噬細胞的吞噬活性，并推斷是一種有效的免疫調節劑。Wang Y等人[21]采用超聲輔助萃取法，從紅棗中提取水溶性多糖（HJP1，HJP3），并進行了體外抗腫瘤試驗。結果表明，HJP1和HJP3均能抑制腫瘤的生長。并且，HJP3對人體細胞HepG2細胞的活性強于HJP1，表明紅棗多糖HJP1和HJP3可用于肝癌的預防和治療。采用熱水提取和色譜純化，分離得到一種水溶性多糖（ZJP），分子分析表明，ZJP通過抑制MAPK和NF-κB信號通路的激活，降低炎性細胞因子水平，表現出良好的抗炎活性。

4 紅棗多糖的應用

4.1 食品中的應用

紅棗多糖具有重要的生物活性，可廣泛應用于食品和保健品行業，提高產品的營養價值。崔國庭等人[22]以紅棗多糖為研究對象，通過測定酸奶中乳酸菌活菌數、乳清析出率、持水力及感官等指標，研究紅棗多糖對乳酸菌發酵酸奶在發酵、貯藏過程中品質的影響。結果表明，紅棗多糖可促進乳酸菌的生長，提高酸奶在貯藏期間的持水力，降低乳清析出率，改善酸奶的感官品質，延長保質期。楊金枝等人[23]用紅棗多糖提取物與蜂蜜、山楂，以一定的比例進行調配，開發出一種新型的紅棗口服液，酸甜適口，且能夠清楚羥基自由基等抗氧化功能。方元[24]以棗粉為主要原料，加入棗多糖、麥芽糊精等輔料，壓片后制成硬度適中、片劑表面光滑無斑點的棗多糖咀嚼片。

4.2 化妝品中的應用

紅棗多糖具有抗氧化、延緩衰老的功效，正在逐漸應用到化妝品領域。例如，“膜法世家”利用紅棗多糖提取物與燕窩以一定的比例混合，推出了紅棗燕窩面膜，深受消費者喜愛；“沐愛空間”同樣利用紅棗多糖提取物推出了紅棗滋養睡眠面膜，具有深層補水保濕的功效。

5 結語

紅棗多糖作為一種重要保健作用的生物活性物質，具有重要的生理保健功能，其藥用價值不斷被人們所認識。目前，人們對紅棗多糖的研究主要集中在分離、純化、活性成分等方面，而對紅棗多糖加工應用方面研究較少，缺少滿足人們日常生活的暢銷產品，其應用價值未被完全開發。而對紅棗的加工多停留在傳統工藝，缺少精細化的深加工產品，產品附加值低。隨著生活水平的不斷提高，人們對健康理念的不斷重視，而紅棗多糖產品的開發不僅能提高人們健康的生活習慣，更能拓展紅棗深加工的新領域，促進紅棗產業的進一步發展。