無花果多糖提取的研究進展

何粉霞

（威海海洋職業(yè)學(xué)院，山東 榮成 264300）

植物多糖因其具有諸多生物活性，且具有低毒安全、高效節(jié)能等優(yōu)點，目前已成為醫(yī)學(xué)、化妝品、保健食品等領(lǐng)域的研究熱點。無花果多糖是無花果和無花果葉中的重要活性因子，具有抗氧化、抗腫瘤、降血糖、降血脂和增強免疫力等功效。目前，國內(nèi)外對無花果多糖的研究主要側(cè)重于其分離純化、活性研究及應(yīng)用。主要總結(jié)歸納了近年來國內(nèi)外關(guān)于無花果多糖提取研究的進展。首次總結(jié)了無花果多糖提取的技術(shù)及效果比較，分析了無花果多糖提取中存在的問題及解決措施，以期為無花果多糖的進一步綜合開發(fā)利用提供參考。

1 無花果多糖的提取

無花果多糖的提取原料主要是無花果果干和無花果葉。目前已知的提取無花果多糖的方法有傳統(tǒng)浸提法、物理輔助提取法、酶解提取法亞臨界水萃取法等。

1.1 傳統(tǒng)浸提法

傳統(tǒng)的無花果多糖的浸提方法一般是采用丙酮、乙醚或者石油醚等有機溶劑脫脂后，選用熱水、冷熱水、氯化鈉水溶液或者堿性水溶液作為溶劑進行提取。一般最常用的是熱水浸提法。王振斌等人[1]以無花果取汁后的殘渣為原料，采用響應(yīng)面法優(yōu)化了無花果多糖的傳統(tǒng)水提法的提取條件，在溫度100 ℃，料液比1∶12，浸提2 次，浸提時間為3 h條件下，水溶性的無花果多糖提取率可達到8.52%。王振斌等人[2]又以新鮮無花果為原料，采用水提醇沉的提取方法和響應(yīng)面法優(yōu)化了無花果提取工藝，得到最佳的條件為提取溫度為90 ℃，料液比1∶49，提取時間21 min，提取次數(shù)2 次，此條件下的無花果多糖提取率和得率分別為3.86%和94.63%，經(jīng)過超聲改性、分離純化后，分析其水解后的單糖組成為L -鼠李糖、D -葡萄糖和D -半乳糖等。李靜等人[3]以無花果干為原料，采用響應(yīng)面法優(yōu)化了無花果多糖的水提最佳條件為提取時間43 min，pH 值8.1，料液比1∶18，提取溫度81 ℃，多糖的實際提取率為10.45%。

由于無花果中的多糖有的以糖蛋白的形式結(jié)合，所以會造成該方法提取效率較低；另外，無花果中的纖維素、淀粉、蛋白質(zhì)、果膠等雜質(zhì)在溫度較高時，會影響提取液的黏度和澄清度，導(dǎo)致多糖純度較低，且長時間在較高溫度下提取也會降低多糖的活性。但該方法由于易于操作、設(shè)備簡單、工藝簡單，因而應(yīng)用較多。

1.2 物理輔助浸提法

近年來，超聲波和微波常被作為輔助手段廣泛應(yīng)用于植物有效成分的提取。超聲提取時超聲可以產(chǎn)生穿透力極強的機械波，導(dǎo)致細胞破碎而加快活性成分快速流出，從而可以縮短提取時間和提高提取率。微波提取時微波產(chǎn)生的電磁輻射可以引起細胞分裂，使溶劑快速產(chǎn)生熱量，從而提高活性成分溶出率。

姜宏偉[4]以無花果葉為原料，比較了熱水浸提、超聲波輔助提取、微波輔助提取和超聲波-微波協(xié)同提取4 種方法對無花果多糖的提取效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，超聲波-微波協(xié)同提取法提取無花果粗多糖的最佳條件為料液比1∶31（g∶mL），微波功率540 W，提取時間15 min。在此條件下，多糖得率為4.524%。無花果多糖提取率明顯優(yōu)于其他3 種提取方法，而且超聲波-微波協(xié)同提取的提取時間為15 min，比傳統(tǒng)熱水浸提法的提取時間縮短了83%。王婷婷等人[5]以無花果葉為原料，通過超聲協(xié)同沸水提取無花果多糖，并與傳統(tǒng)熱水浸提法進行了比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)優(yōu)化條件下無花果多糖的提取率達到2.81%，是傳統(tǒng)熱水浸提法的1.18 倍。余希成等人[6]以市售的無花果干為原料，采用微波手段對水溶性無花果多糖的提取工藝進行優(yōu)化，結(jié)果表明，在料液比為1∶10.2（g∶mL），提取時間20.1 min，微波功率556 W，pH值為8.2 條件下水溶性無花果多糖的最大提取率可達到28.7%。其中，對提取率影響最大的因素為提取時間，其次為微波功率。該研究證實了微波提取無花果多糖可以顯著縮短提取時間，增加提取率。李樂等人[7]研究了微波輔助提取無花果果實多糖的方法，通過微波輔助浸提、醇沉、Sevage 法脫蛋白等步驟對無花果多糖進行提取，結(jié)果表明，在微波功率為600 W，料液比1∶40（g∶mL），溫度為70 ℃和浸提時間為40 min 條件下，多糖得率達到12.17%，通過驗證試驗，多糖得率為12.05%。Gharibzahedi S 等人[8]采用超聲-微波結(jié)合提取法對無花果果皮進行多糖提取，提取率達13.97%。

微波和超聲輔助提取法相比于傳統(tǒng)的溶劑提取法具有提取效率高、提取時間短、無污染等優(yōu)點，被稱為“綠色提取工藝”，但是該方法設(shè)備成本高，不適用于大規(guī)模生產(chǎn)。

1.3 酶法提取法

無花果中含有淀粉、蛋白質(zhì)、果膠等成分，這些成分會影響提取溶液的黏度和澄清度，從而影響多糖的提取率和提取純度。酶法提取無花果多糖可以利用酶的特異性催化作用，有針對性地選擇并降解無花果的某些成分（如果膠、糖蛋白、纖維素等）的細胞壁和細胞膜，降低有效成分溶出的阻力；另外，酶也可以使部分多糖降解為更小分子的片段，使其更易通過細胞膜釋放出來[9]。

目前，國內(nèi)采用酶法提取多糖主要有單酶法提取、復(fù)合酶法提取、分段酶法提取和物理輔助酶法提取三大類。

1.3.1 單酶法提取

單酶法提取主要采用單一的酶來降解原料來提高多糖提取率或者純度。常用的酶包括木瓜蛋白酶、胰蛋白酶、果膠酶、纖維素酶等。纖維素酶可以通過針對性地切斷纖維素的β -葡萄糖糖苷鍵來破壞植物的細胞壁，從而加速有效成分的溶出。木瓜蛋白酶和胰蛋白酶等可以水解植物中游離的蛋白質(zhì)，降低蛋白質(zhì)對原料的結(jié)合力，還能夠降解糖蛋白，從而釋放出更多的多糖，有效增加多糖得率和純度。果膠酶可以降解果膠，提高提取液的澄清度和降低提取液黏度，有利于減輕果膠對多糖的提取產(chǎn)生影響。但單酶法與傳統(tǒng)浸提法相比，多糖提取率相當(dāng)，無明顯優(yōu)勢，且酶解時間較長，因而不適用于多糖提取，可以作為預(yù)試驗觀察單一酶的最佳提取條件，為復(fù)合酶法提取多糖提供參考依據(jù)。

1.3.2 復(fù)合酶法提取

復(fù)合酶法提取就是選用2 種或2 種以上的酶，并按照一定的比例進行復(fù)配后，用于降解原料中特定的組分，從而達到提高提取效率或者增加提取物純度的效果。Chen 等人[10]采用復(fù)合酶法對無花果干多糖進行提取優(yōu)化研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)果膠酶、木瓜蛋白酶、纖維素酶質(zhì)量分數(shù)分別為1.5%，1.5%，0.5%，料液比1∶40.3（g∶mL），提取時間54.1 min，提取溫度34.15 ℃，pH 值3.8 條件下，多糖提取率可達到7.98%±0.17%。經(jīng)提取的多糖主要組成為鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖。

葉文斌[11]以紫皮無花果鮮果為原料，采用復(fù)合酶（纖維素酶≥40 萬U/mL，木聚糖酶≥260 萬U/mL，果膠酶≥2 萬U/mL，三者比為3∶1∶2） 提取無花果多糖，經(jīng)Sevag 法除蛋白后進行醇沉，得到無花果多糖，通過優(yōu)化工藝提取率可達34 .13%。多糖提取率與傳統(tǒng)提取法相比明顯提高，但是在試驗中提取時間達到24 h 左右，耗時較長。

1.3.3 分段酶法提取

分段酶法提取是將選用的酶按照一定的添加順序加入過提取液中，同時各酶在不同時段使用時均采用其最佳條件，其最佳條件是在前期單酶提取法中得到。分段酶法提取多糖時，每種酶的添加順序及酶解時間對提取效果均有一定影響。目前，尚未發(fā)現(xiàn)利用分段酶法提取無花果多糖。對于其他多糖提取報道也不是很多，程文俊等人[12]首先通過預(yù)試驗優(yōu)化了纖維素酶、果膠酶、木瓜蛋白酶3 種酶各自的最佳酶解工藝參數(shù)；然后采用分段酶法技術(shù)依次用纖維素酶、果膠酶和木瓜蛋白酶酶解同一批次香菇子實體提取香菇多糖，并與傳統(tǒng)的熱水浸提法作對照。結(jié)果表明，分步酶法提取的香菇粗多糖得率可達14.17%，是對照試驗的2.28 倍；而且得到的多糖經(jīng)提純后純度明顯比熱水浸提法提取的多糖高，質(zhì)量更好。王文文等人[13]以香菇為原料，首先采用高壓熱水浸提香菇多糖，然后再采用分段酶法，分別用纖維素酶、果膠酶、菠蘿蛋白酶對香菇進行酶解處理，最后香菇多糖的得率為4.16%，與單純采用高壓熱水浸提相比，香菇多糖的得率提高了21.64%；與單一采用纖維素酶酶解提取法相比，香菇多糖得率17.85%。通過比較不同文獻，多糖得率差別較大的原因可能與采用酶的活力和原料的差別造成。魏玉等人[14]以白芨為原料，分別采用纖維素酶、果膠酶、木瓜蛋白酶對白芨進行酶解提取白及多糖，以尋找單一酶的最佳提取條件，然后在此基礎(chǔ)上進行分段酶法提取白芨多糖，并以傳統(tǒng)水提法、超聲波提取法、堿水提取法、復(fù)合酶法進行對照試驗，結(jié)果表明，分步酶法提取白芨多糖的提取率明顯高于其他幾種方法。

分段酶法提取多糖時可以使每一種酶在最佳酶解條件進行提取，避免了由于各種酶的酶解條件不同而造成不能最大發(fā)揮各種酶的酶解效率，從而影響多糖提取率，因而分段酶法與復(fù)合酶法相比，提取率明顯優(yōu)于后者。但是該方法步驟繁瑣，前期需要考查每一類酶的最佳作用條件，而且相對耗時較長，目前應(yīng)用并不廣泛。

1.4 酶法提取與其他技術(shù)的聯(lián)用

近年來，酶法提取技術(shù)同其他技術(shù)聯(lián)用提取植物多糖的報道越來越多，比如超聲輔助酶法、微波輔助酶法提取多糖、高壓脈沖電場（HIPEF） 法協(xié)同酶法提取多糖、高壓熱水發(fā)協(xié)同酶法提取多糖等。

馬麗媛等人[15]以新鮮蘆薈凝膠為原料，利用超聲輔助復(fù)合酶法提取蘆薈多糖，并與復(fù)合酶法提取蘆薈多糖進行對比。結(jié)果表明，在優(yōu)化條件下蘆薈多糖的提取率達到8.42%，是復(fù)合酶法提取多糖的1.4倍，而且前者得到的蘆薈多糖的抗氧化能力較強。超聲技術(shù)與酶法提取技術(shù)結(jié)合提取多糖具有操作簡便、縮短提取時間等優(yōu)點，而酶輔助提取具有雜質(zhì)少、能耗低、重現(xiàn)性好等優(yōu)點，將兩種方法進行結(jié)合可起到互相促進的作用。該方法目前在無花果多糖提取中的工藝研究尚未見報道。

楊樺等人[16]以桑葚為原料，采用酶法提取技術(shù)和微波提取相結(jié)合提取桑葚多糖，在優(yōu)化條件下桑葚多糖的提取率為3.01%，與傳統(tǒng)酶解和微波輔助水提工藝相比，多糖提取率提高了72%。周小偉等人[17]以猴頭菇子實體為原料，比較了微波協(xié)同復(fù)合酶法和復(fù)合酶法提取猴頭菇多糖得率。在微波協(xié)同復(fù)合酶法的最佳工藝條件（微波功率119 W，微波時間150 s，料液比1∶15（g∶mL）） 下猴菇多糖得率為19.13%。而在單獨使用復(fù)合酶最佳工藝條件（酶添加量2%，酶解時間150 min，酶解pH 值4.5，酶解溫度50 ℃）下猴菇多糖得率為15.62%，微波輔助可以使多糖提取率提高18.35%。微波法聯(lián)合酶法技術(shù)可以減少微波的作用時間，減少微波對多糖結(jié)構(gòu)的破壞，也可以減少酶解時間，提高提取效率和多糖純度。該方法目前在無花果多糖提取領(lǐng)域尚未見報道，具有一定的研究意義。

高壓脈沖電場是一種非熱處理技術(shù)，具有處理時間短、溫升小、能耗低等特點，成為近年來國內(nèi)外研究的熱點之一。因具有電穿孔技術(shù)，具有較強的破除細胞屏障的能力，可以減少對熱敏物質(zhì)的破壞，保護生物活性物質(zhì)，目前已被應(yīng)用于多糖提取領(lǐng)域。

有研究表明，采用高壓脈沖電場耦合復(fù)合酶法研究了莼菜多糖的最佳提取條件，發(fā)現(xiàn)在最佳高壓脈沖電場參數(shù)為料液比1∶30（g∶mL），提取時間40 min，電場強度25 kV/cm，脈沖數(shù)6 的條件下莼菜多糖提取率為10.75%。在高壓脈沖電場提取后，再耦合復(fù)合酶法提取，在最佳酶解工藝參數(shù)為復(fù)合酶（木瓜蛋白酶∶纖維素酶∶果膠酶為1∶1∶1，質(zhì)量比） 添加量2.5%，酶解pH 值4.5，酶解時間60 min，酶解溫度40 ℃條件下莼菜多糖提取率為12.27%。與單一的高壓脈沖電場提取相比，高壓脈沖電場耦合復(fù)合酶法提取莼菜多糖的提取率明顯提高。

1.5 其他高新技術(shù)

劉煥燕等人[18]首次以無花果為原料，采用亞臨界水提取技術(shù)提取無花果多糖。結(jié)果表明，在優(yōu)化提取工藝條件下，即提取時間17 min，提取溫度150 ℃，料液比1∶30（g∶mL），提取壓力1.5 MPa，多糖提取率達56.48%，明顯高于傳統(tǒng)提取工藝的提取率。

亞臨界水萃取技術(shù)用純水作溶劑，無溶劑殘留,是一種綠色環(huán)保、高效節(jié)能的新興提取分離技術(shù)，目前已被廣泛應(yīng)用于天然多糖的提取[19]。亞臨界水也被稱為過熱水、高壓熱水或熱液態(tài)水，與普通水相比，其在高溫高壓下具有強烈的溶解能力和分解能力，因而可以提高多糖的提取率，縮短提取時間，還可以保留多糖的生物活性。亞臨界水提取技術(shù)還可以與超聲波、微波或者酶法聯(lián)合，未來在無花果多糖提取領(lǐng)域中有廣闊的應(yīng)用前景。

2 結(jié)語

無花果多糖因其諸多活性，一直是藥食同源開發(fā)的熱點。但是，就目前無花果多糖的提取來說，雖然報道較多，但大都側(cè)重于傳統(tǒng)的浸提方法，提取率相對較低。有些提取手段不能進行規(guī)模化生產(chǎn)，未來仍需要結(jié)合新技術(shù)進行進一步研究。例如，高壓脈沖電場技術(shù)與酶法的結(jié)合、超臨界亞萃取技術(shù)和超聲、微波或者酶解技術(shù)聯(lián)用在無花果多糖提取研究方面尚未見報道，將成為未來無花果多糖提取的一個研究方向。此外，無花果多糖的提取技術(shù)在現(xiàn)有條件下如何保護或者提高其生物活性，結(jié)合有效多糖組分的產(chǎn)率，對提取工藝進行優(yōu)化、提高提取效率和節(jié)約資源。具有更高純度、更高生物活性、可以批量生產(chǎn)，將是未來無花果多糖提取領(lǐng)域的研究需要努力的方向。