黃花菜多糖的提取方法及藥理活性研究進展

◎ 張 磊，王佳瑋，費 鵬，趙文靜，李 欣

（山西大同大學，山西 大同 037009）

黃花菜（Hemerocallis citrinaBaroni）屬百合目阿福花科萱草屬植物，又名金針菜、健腦菜。黃花菜花可食用，為我國特產蔬菜，在南北各地均有栽培。黃花菜全株均可入藥，具有清熱利尿、涼血止血、解熱消毒的功效，主治尿血、便血、月經不調等病癥[1]。黃花菜營養豐富，含有多糖、蛋白質、類胡蘿卜素、類黃酮和維生素等多種功效成分[2-7]，具有抗氧化[8-10]、抗抑郁[11-13]、抗腫瘤[14-15]、神經保護[16-17]等作用。

近年來，黃花菜中的活性成分黃花菜多糖因具有廣闊的開發應用前景已成為研究的熱點。黃花菜多糖的提取與其他植物多糖的提取方法相似，主要為水提醇沉法、超聲波輔助提取法、微波輔助提取法及超聲協同電場提取法。同時，黃花菜多糖具有抗腫瘤、抗氧化、抑菌及清除自由基等多種藥理活性。本文就黃花菜多糖的提取方法及藥理活性研究進展進行綜述，為黃花菜多糖進一步的研究開發及應用提供理論支持。

1 黃花菜多糖的提取

黃花菜多糖是從黃花菜中提取的天然活性物質，根據文獻報道，其基本提取工藝可總結為黃花菜→干燥→粉碎→預處理→提取操作→黃花菜粗多糖→后處理→黃花菜精制多糖。其中，干燥、粉碎的過程是將黃花菜研磨成細小的顆粒，從而提高提取率；預處理過程大多采用石油醚脫脂、80%乙醇脫單糖及低聚糖等方法；對于后處理過程，不是所有的黃花菜多糖制備都需要經過此步驟，有些文獻操作只制備粗多糖，主要是除蛋白、脫色和柱層析純化處理等步驟；提取操作方法研究主要是考查提取工藝參數的優劣，從而確定最優提取條件，該部分往往采用正交實驗法或響應面曲線法。現將黃花菜多糖的提取工藝按不同提取方法總結如下。

1.1 水提醇沉法

采用水提醇沉法提取黃花菜多糖時，通常以水為提取溶劑，將溫度、時間、料液比、提取次數作為考查條件進行單因素及多因素實驗從而得到最佳提取工藝。

綜合相關文獻[18-21]，優化后的實驗數據中，黃花菜多糖最佳提取溫度均較高，在75～90 ℃，時間大致相同（2～3 h），料液比在1 ∶20 和1 ∶30 之間，提取次數1～3 次不等，提取率大致相當（約20%）。不同產地的黃花菜中多糖含量差異較大，但蛋白含量均不高，其中杜秉健[18]沒有采用醇沉工藝，而是將提取液直接凍干，得到黃花菜粗多糖。周紀東等[21]將提取的黃花菜粗多糖采用中性酶-Sevag 法和H2O2氧化法進行除蛋白質和脫色處理，透析純化后，得到黃花菜精制多糖，經分析其單糖組成主要由L-鼠李糖、D-木糖、L-阿拉伯糖、D-甘露糖、D-葡萄糖和D-半乳糖構成，且該多糖具有α-型吡喃糖苷結構。

1.2 超聲波輔助提取法

超聲波輔助提取法是通過高頻率機械波破壞細胞壁，加快植物中的多糖溶出，已經被廣泛應用于植物多糖的提取中[22-23]。由于提取效率容易受到超聲功率、超聲時間、料液比以及超聲溫度等因素的影響，實驗人員采用正交試驗的方法對黃花菜多糖的提取參數進行優化，得到最佳提取工藝。丁常澤等[24]采用超聲波提取、醇析、Sevag 法脫蛋白，得到多糖含量為8.12%的黃花菜多糖。白雪松等[25]對脫脂脫糖后的黃花菜粉進行超聲波萃取，確定最佳超聲工藝參數，除蛋白后得到含量為9.67%的黃花菜多糖。周紀東等[26]考察不同因素對提取結果的影響，并確定了最佳提取工藝。

1.3 微波輔助提取法

微波輔助提取法以溶劑浸提法原理為基礎，利用電磁波穿透細胞使之破碎，并且加快溶劑擴散速度，促進胞內成分溶解，很好地改善了傳統提取方法的不足[27]。微波輔助提取法萃取黃花菜多糖的影響因素主要有微波輻射量、水用量、萃取時間、提取次數等。李盈蕾等[28]采用響應面曲線法優化微波提取工藝參數，得到多糖提取率為11.15%的最佳提取工藝。周紀東等[29]在傳統水提法的基礎上加入微波提取，縮短了提取時間，得到的黃花菜多糖提取率為31.65%。

1.4 超聲協同電場提取法

超聲協同電場是提取植物多糖的新興領域，由于電場的加入可以影響溶液中水分子的結構，能夠使水分子的排列更加有序，從而改變水溶液的性質[30]。楊日福等[31]的研究表明超聲與靜電場存在協同作用，超聲-靜電場耦合相較單一超聲波提取具有均勻提取和縮短提取時間的優點。采用多種方法協同操作提取黃花菜多糖時，可以提高提取效率，得到較為理想的提取結果。陸海勤等[32]采用超聲協同高壓矩形脈沖電場進行黃花菜多糖的提取，通過單因素試驗和響應面分析法對工藝參數進行優化，得到提取率為10.03%的黃花菜多糖。不同提取方法的最佳提取工藝及提取結果如表1 所示。

表1 黃花菜多糖最佳提取工藝及結果表

2 黃花菜多糖的藥理活性研究

2.1 抗腫瘤

近年來，研究發現黃花菜多糖具有一定的抗腫瘤活性，可將其作為放療、化療的輔助治療產品進行開發利用。歐麗蘭等[19]通過實驗發現，在高劑量黃花菜多糖組中，對小鼠S180移植瘤的抑制率達到38.54%，并可提高荷瘤小鼠血清中白細胞介素-2（Interleukin-2，IL-2）、腫瘤壞死因子-α（Tumor Necrosis Factor-α，TNF-α）含量，從而增強機體免疫功能，發揮抗腫瘤功效。李格等[33]以湖南祁東、山西大同、甘肅慶陽、寧夏鹽池、陜西大荔五產區的黃花菜為研究對象，采用水提醇沉法提取黃花菜精制多糖，采用MTT 法研究五產區黃花菜精制多糖對人宮頸癌細胞（HeLa）、人永生化表皮細胞（HaCaT）、人肝癌細胞（HepG2）和人結腸癌細胞（Caco-2）的生長抑制情況。結果表明，五大產區的黃花菜精制多糖對試驗細胞均有抑制作用，且呈濃度依賴性。其中，慶陽產區對HeLa、Caco-2 和HaCaT 的抑制作用最佳，祁東產區對HepG2 的抑制作用最佳。

2.2 抗氧化

研究發現，植物多糖可以表現抗氧化的生物活性，通過直接或間接的方式作用于自由基，維持體內自由基的平衡，從而減少和避免疾病的發生[34]。周紀東等[35]分別提取得到黃花菜花、根、葉多糖，抗氧化活性結果表明黃花菜花多糖對·OH 的清除效果最好為90.68%。根多糖對超氧陰離子自由基的清除效果最好，為95.62%。葉多糖對自由基的清除效果并不顯著。劉藝珠等[36]采用酸提醇沉法提取黃花菜多糖，經過實驗發現該黃花菜多糖具有較強的2,2'-聯氮-雙-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸自由基（ABTS+·）清除能力和鐵離子還原能力。范蕾等[37]研究了五產區黃花菜精制多糖對羥基自由基的清除能力。研究結果顯示，慶陽和鹽池兩地的黃花菜多糖表現出較佳的抗氧化能力。張寧等[38]采用梯度乙醇分級沉淀得到黃花菜多糖，并進行抗氧化性研究。結果表明，80%乙醇沉淀的黃花菜多糖對羥基自由基的清除率最高，達到了84.582%。

2.3 抑菌活性

周紀東等[21]采用牛津杯法研究黃花菜多糖的抑菌活性，結果表明黃花菜多糖溶液的抑菌活性由強到弱依次為金黃色葡萄球菌＞銅綠假單胞菌＞大腸桿菌，且黃花菜多糖溶液濃度與3 種細菌的抑菌效果呈正相關，多糖溶液對白假絲酵母抑菌效果較弱，對黑曲霉沒有抑菌效果。范蕾等[37]考察5 個產區的黃花菜多糖對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抑菌效果。結果表明，5 個產區對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌能力存在顯著差異，大荔產區的黃花菜精制多糖抑菌能力最好。

2.4 抗炎

炎癥是生物組織受到損傷因子的刺激所發生的一種以防御反應為主的病理過程，炎癥的出現有時會對人體自身的組織進行攻擊，對機體產生危害。李格等[33]采用小鼠單核巨噬細胞白血病細胞（RAW264.7）的炎癥模型，通過測定NO 和IL-6 炎癥因子的濃度表征不同產區黃花菜多糖的抗炎活性。結果發現，慶陽和鹽池黃花菜多糖可顯著抑制IL-6 的產生，大同黃花菜多糖可以對NO 的產生表現出抑制作用。

3 結語

黃花菜是我國特有的一種蔬菜，具有極高的營養價值。黃花菜多糖作為黃花菜中兼具營養價值和生物活性的重要組成成分，近年來其研究和應用受到廣泛關注。從目前的文獻匯總情況來看，針對黃花菜多糖的提取工藝研究比較充分，但有關分離、純化以及黃花菜多糖結構確證方面的研究相對較少。黃花菜多糖的結構信息僅限于紫外、紅外等光譜及單糖組成，對其純化產物的分子量分布情況以及碳譜、氫譜等信息缺乏了解，需要進一步研究。同時，黃花菜多糖具有抗腫瘤、抗氧化、抑菌和抗炎等作用，但現階段對于黃花菜多糖結構與功能的關系還未明確，其所具有的保健功能及發揮作用的具體成分，以及相關的作用機制還有待探索。

我國幅員遼闊，種植黃花菜的地域較多，現已形成幾個主要產區，并逐步成為當地經濟發展的支柱性產業之一。然而，目前黃花菜的利用價值偏低，大多作為蔬菜直接食用，并未開發出飲料、功能性食品及保健品等深加工產品，這一現狀對黃花菜產業的進一步發展造成一定影響。近期授權的專利將黃花菜醇提剩余物作為原料，僅以水和食用乙醇為溶劑進行提取操作，再經過柱層析、透析等工藝步驟，得到黃花菜多糖[39]。生產過程無污染，食用安全可靠，還具有高純度、低蛋白含量，以及較好的抗氧化特性等優點，給黃花菜多糖的大規模生產應用提供了一些思路。