（[1]西北民族大學生命科學與工程學院，甘肅 蘭州 730030）
摘要：枸杞是中醫中常用的滋補藥材，枸杞多糖是枸杞中*主要的活性成分，也是其發揮藥效的主要成分，具有多種生物活性，因此開發枸杞多糖具有良好的市場前景。文章綜述了近年來關于枸杞多糖的提取、純化、結構鑒定、藥理作用及生產中的應用等相關研究，可為枸杞多糖的深入研究和相關產品的開發提供理論依據和借鑒。
關鍵詞：枸杞；枸杞多糖；制備；藥理作用
中圖分類號：R285
Research Progress on Extraction, Purification, Structure Identification and Pharmacological Action of Lycium barbarum Polysaccharides
WANG Ming-jin, LONG Ling*
(Life Science and Engineering College of Northwest Minzu University, Lanzhou Gansu 730030, China)
Abstract：Lycium barbarum L. is a common tonic medicine in traditional Chinese medicine and Lycium barbarum polysaccharides (LBP) is the most important active component and material basis for effectiveness, It has a variety of biological activities. Therefore, the development of the LBP industry has a good market. In this paper, the extraction, purification, structural identification, pharmacological effects and application in production of LBP were reviewed. It can provide a theoretical basis and reference for the in-depth study of LBP and the development of related products.
Key words: Lycium barbarum L; Lycium barbarum polysaccharide; preparation; pharmacological action
枸杞是茄科枸杞屬枸杞( Lycium barbarum L.)的果實，是我國中醫中常用的滋補類藥材，也是我國重要的藥食同源植物和經濟作物，廣泛分布于我國西北寧夏、青海、甘肅、新疆等地區?，F代植物化學及營養學實驗證明，枸杞中含有花色苷類[1]、多酚類[2]、黃酮類[3]、多糖[4]、生物堿[5]、脂肪酸[6]、類胡蘿卜素[7]及各種微量元素[8]等活性成分,還含有氨基酸、維生素等營養物質。其中枸杞多糖（Lycium barbarum Polysaccharides，LBP）含量*為豐富，是枸杞中主要的功能成分之一。研究表明LBP具有抗氧化、抗衰老、抗腫瘤、抗疲勞、防輻射、護肝、免疫調節等作用。文章就LBP的提取、純化、結構鑒定、藥理作用及實際應用等進行綜述，旨在為枸杞及LBP的深入開發利用提供借鑒和科學依據。
目前關于LBP的提取方法主要有水浸提法[9-11]、超聲輔助提取法[12-13]、微波輔助提取法[14-15]、酶法提取[16-17]等。近些年來，也有高速剪切技術[18]、*壓輔助復合酶法[19]等新方法用以提取LBP。
水浸提法操作簡單、成本低、受干擾小，但耗時長、提取純度和效率較低。超聲輔助法提取效率高、條件要求及能耗低。微波法是通過高頻電磁波使細胞破裂，便于胞內的有效成分快速溶出而達到提取目的，具有快速、低能耗、污染小的特點。酶法提取LBP反應條件溫和，但提取成本較高，不宜于廣泛推廣。YANG等[11]采用亞臨界水提法提取LBP，110℃、5 MPa下提取80 min后發現LBP的提取率由水浸提法的7.63%提高到10.67%。在采用超聲波強化亞臨界水提法后，提取率更是提高近一倍。杜津昊等[18]采用高速剪切法使LBP提取率達到27.86 %。
Tab.1 LBP process parameters and yield of different extraction methods
序號 | 提取方法 | 優化方法 | 工藝參數 | 多糖提取率（%） | 參考文獻 |
1 | 熱水浸提法 | 單因素和正交實驗 | 料液比1:25、溫度60℃、水浴時間2 h、pH 8 | 9.96 | [9] |
2 | 熱水浸提法 | 響應面 | 提取時間3.9 h、料液比1:36.6、溫度93.2℃ | 4.28 | [10] |
3 | 水提法 | 超聲波強化 | 溫度110℃、壓強5 MPa、提取時間80 min | 14.12 | [11] |
4 | 超聲浸提 | 單因素實驗和響應面 | 提取時間80 min、超聲功率185 W、料液比1:38、溫度73℃ | 12.54 | [12] |
5 | 超聲波法 | 單因素和正交實驗 | 料液比1:20、提取時間20 min、溫度65℃ | 27.19 | [13] |
6
| 微波法
| 單因素和正交實驗 | 料液比1:20、溫度85℃、微波時間45 min、微波功率200 W | 7.22 | [14] |
7 | 微波法 | 響應面 | 料液比1:10、微波時間5 min、微波功率320 W | 10.14 | [15] |
8 | 淀粉酶提取 | 單因素和正交實驗 | pH 5、提取時間80 min、加酶量0.5% | 12.1 | [16] |
響應面 | 酶解溫度49.56℃、酶解時間140 min、加酶量0.3% | 13.25 | |||
9 | 木瓜蛋白酶提取 | 均勻設計 | 加酶量0.2%、pH 4.2、溫度40℃、酶解時間1 h | 8.5 | [17] |
10 | 高速剪切 | 單因素和正交實驗 | 溫度60℃、剪切時間2 min、剪切速率12000 r/min、料液比1:12、提取時間2 h | 27.86 | [18] |
11 | *壓輔助復合酶提取 | 單因素實驗和遺傳算法 | 壓力200 MPa、溫度25℃、保壓時間5.6 min、復合酶質量分數1.3% | 6.58 | [19] |
經過初步提取后得到枸杞粗多糖，其中含有單糖、多糖、色素、蛋白質等多種雜質。為了得到組分均一、性質穩定的多糖，就要對其進行進一步純化。在純化之前，先要對LBP進行脫色和去蛋白處理。賈文聰等[20]采用正交實驗，證明在加入1.0 %過氧化氫、處理時間2.0 h、處理溫度45 ℃時,LBP脫色率達到62.34 %。LONG等[21]采用單因素和Sevag法對枸杞渣多糖脫蛋白工藝進行了優化，結果表明枸杞殘渣中*多糖產率為0.49 %，*小殘留蛋白質含量為0.087 %。凝膠滲透色譜分析表明，去蛋白的LBP分子變得更加均勻。X射線衍射表明脫蛋白枸杞多糖的氫鍵作用減弱。
在對LBP進行脫色和脫蛋白處理后，經純化處理得到純度更高的多糖。文沛瑤等[22]采用叔丁醇-(NH4)2SO4-水提液三相萃取法純化LBP，發現三相萃取在純化LBP的同時還可以在一定程度上分離枸杞中蛋白質和黃酮。魏達鳳等[23]采用大孔吸附樹脂純化LBP，多糖保留率為87.47 %，大孔吸附樹脂還可多次使用。王博等[24]采用高速離心和膜技術結合來純化LBP，采用膜技術純化LBP操作簡便、耗能低、效果好、適合廣泛推廣。
LBP的生物活性與其結構密切相關，解析LBP結構才能正確分析其構效關系。而LBP的結構則與其平均分子量、單糖組成及摩爾比等有關。傳統的解析多糖結構方法有氣相色譜（GC）、*液相色譜（HPLC）、核磁共振（NMR）、紅外光譜（IR）、*凝膠排阻層析（HPSEC）及氣相色譜-質譜聯用儀（GC-MS）[25]等。近年來，有熒光基團標記的糖電泳技術、*陰離子交換色譜-脈沖安培檢測（HPAEC-PAD）技術[26]、PMP柱前衍生*液相色譜（PMP-HPLC）技術[26]等新方法也用于LBP的結構分析。
Tab.2 LBP monosaccharide composition and structure
序號 | 方法 | 單糖組成 | 摩爾比 | 參考文獻 | |
1 | 4.92 | PMP柱前衍生*液相色譜法 | 甘露糖、鼠李糖、葡萄糖、D-半乳糖胺、D-木糖 | 5.52：5.11： 28.06： 1：1.70 | [27] |
2 | 56.2 | 氣相色譜法 | 鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖 | 0.65：10.71： 0.33：0.67： 1：10.41 | [28] |
3 | 17.8 | 核磁共振 | 鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露 糖、葡萄糖、半乳糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸 | 3.68：34.88： 2.46：1.03： 6.89：37.64： 0.73：12.6 | [29] |
有多項實驗證明，LBP具有良好的抗衰老、抗氧化活性。唐瑞[30]發現枸杞粗多糖可以提高果蠅的壽命，增加果蠅的攝食量和果蠅體內總超氧化物歧化酶（T-SOD）、銅鋅超氧化物歧化酶（CuZn-SOD）和過氧化氫酶（CAT）的活力，還可降低丙二醛（MDA）含量和急性氧化損傷誘發的致死率。YI等[31]證明LBP能提高血液中超氧化物歧化酶（SOD）、CAT和谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-px）的水平，降低MDA的水平，還可以提高皮膚SOD活性，降低皮膚MDA含量，增加羥脯氨酸（Hyp）含量,表明LBP具有延緩衰老的潛力。張春麗等[32]發現LBP對DPPH自由基具有良好的清除作用，說明LBP具有良好的抗氧化活性。
孫云龍等[33]發現LBP可以抑制人肝癌細胞HepG2、胃癌細胞SGC-7901及白血病細胞K562的增殖，表明LBP可以通過抑制腫瘤細胞生長來發揮抗腫瘤作用。DENG等[34]通過體外實驗證明LBP對小鼠肝癌H22細胞具有良好的抑制作用，其中枸杞多糖組分-3（LBP-3）可以誘導H22細胞凋亡、線粒體膜電位破壞和在S期阻滯其生長；體內實驗還證明，LBP-3可降低H22荷瘤小鼠的腫瘤重量。ZENG等[35]發現LBP可以提高移植裸鼠的存活率，減少腫瘤的體積和重量，還可通過抑制自噬來誘導人皮膚鱗狀細胞癌A431細胞凋亡，并在體內抑制腫瘤的生長。
魏芬芬等[36]通過小鼠疲勞模型灌胃LBP發現，小鼠體內MDA含量降低，自由基和脂質過氧化物清除速率加快，從而緩解了小鼠體力疲勞。周秀蓉[37]發現超聲增強亞臨界水萃取（USWE）法提取的LBP對小鼠血漿中MDA抑制*強，LBP還可降低血乳酸（BLA）的生成，加快代謝廢物的清除，延緩疲勞。
張磊等[38]發現LBP可以降低輻射損傷小鼠小腸上皮細胞（IECs）中MDA活性，提高SOD的含量，增強抗凋亡蛋白Bcl-2的表達，抑制促凋亡蛋白Bax的表達，說明LBP具有較好的防輻射功效。楊美等[39]建立小鼠放射損傷模型，灌胃LBP后發現，高劑量LBP可以提高骨髓組織中有核細胞和DNA含量，降低腫瘤壞死因子-α（TNF-α）含量，說明LBP對小鼠造血系統放射性損傷具有保護作用。關素珍等[40]建立輻射損傷脊髓神經（SCN）細胞模型，發現經LBP處理后，SCN細胞存活率均得到提高，說明LBP具有一定的防輻射作用。
張煒等[41]研究發現高、中、低濃度的LBP皆可促進未成熟樹突狀細胞DC2.4吞噬抗原性能，還可抑制脂多糖（LPS）誘導促進DC2.4成熟，說明LBP具有一定的免疫調節功能。王瑩[42]發現LBP可改善環磷酰胺（CTX）導致的小鼠免疫器官萎縮，也可改善某些與免疫通路激活有關的菌群的豐度，還可降低某些與結腸炎、結腸癌等相關的潛在的致病菌的含量。陳艷平等[43]發現以分子量為40～350 kDa的LBP可促進樹突狀細胞（DCs）成熟，進而誘導T細胞產生特異性免疫應答反應。
李梅林等[44]建立CCl4肝損傷模型，LBP給藥后發現中、高劑量LBP均可提高大鼠體內血清白蛋白（ALB）和總蛋白（TP）水平,降低谷丙轉氨酶（ALT）、谷草轉氨酶（AST）和γ-谷氨酰轉肽酶（γ-GT）的活性,說明LBP具有較好的肝損傷修護作用。魏芬芬等[45]發現小鼠酒精性肝損傷模型給藥LBP后，小鼠醒酒時間縮短，肝臟中MDA水平降低，還原型谷胱甘肽（GSH）、SOD含量升高，說明LBP對酒精性肝損傷具有保護作用，其機制可能是清除體內自由基代謝產物、增強抗氧化水平以及減緩炎癥反應。CHIANG等[46]發現LBP可降低CCl4誘導的大鼠肝纖維化體內TNF-α水平，增加肝白細胞介素-10（IL-10）水平和IL-10 /TNF-α的比值，說明LBP可改善肝臟細胞炎癥和纖維化指標，有良好的護肝作用。
XIA等[47]證明LBP能促進上皮細胞免疫從促炎微環境向*微環境轉變。通過對LBP處理的小鼠糞便DNA的16S測序發現，潛在致病菌明顯減少，且LBP處理富集了木聚糖-纖維降解菌和短鏈脂肪（SCFAs）產生菌，這些結果表明LBP可以增強腸道微環境并調節小鼠腸道菌群。YAO等[48]發現LBP阻礙了晶狀體白內障的發展并改善視網膜功能，通過上調Sirt1和Bcl-2，抑制細胞死亡相關基因來預防動物糖尿病性白內障。ZHANG等[49]發現LBP可促進成骨細胞MC3T3-E1細胞增殖，還可增強細胞核增殖抗原（PCNA）、Ki67等與MC3T3-E1細胞增殖相關的關鍵蛋白的表達，說明LBP對骨病有潛在的*作用。
LBP因其強大的藥理活性而得到廣泛應用。LIU等[50]以LBP作為穩定劑和封端劑來制備硒納米顆粒（SeNPs），發現LBP1-SeNPs可通過增加糖原儲備、增強抗氧化酶水平和調節代謝機制從而緩解疲勞，表明LBP1-SeNPs可作為一種潛在的抗疲勞營養補充劑進行開發。邸多隆等[51]發明了一種以LBP和海地瓜多肽為主要活性成分且具有降血糖功效的藥物，對鏈脲佐菌素引起的Ⅱ型糖尿病大鼠具有保護作用。WANG等[52]設計了一種5-氨基水楊酸修飾的LBP與鉑化合物連接的多糖-鉑結合物，用來構建*金屬藥物遞送系統，發現LBP作為藥物載體可以減少副作用，多糖-鉑結合物在體外表現出顯著的抗腫瘤活性。
LBP添加到畜禽日糧中，可以改善畜禽生長性能。趙倍瑩等[53]在獺兔飼料中添加LBP，發現獺兔肉品質得到提高，營養物質表觀消化率和屠宰性能有所改善。孫甜甜等[54]在肉仔雞日糧中添加枸杞粗多糖，發現可提升肝臟抗氧化水平和抗氧化酶活性，并促進相關基因的表達。
LBP是枸杞中*主要的活性成分，因其強大的藥理活性而得到廣泛的開發和應用。我國枸杞資源分布廣、品質優，鑒于其藥理作用，可在以LBP為主要活性物質的新藥研發、保健食品和美容產品開發等方面加大研究力度。目前發展LBP產業，仍存在提取率較低、純化方法不完善、結構表征鑒定技術應用不全面等制約因素。為了更好地促進LBP產業發展，應在不破壞LBP藥理作用的同時提高其提取率，采用新的純化和結構鑒定方法，不斷地將更多的精深加工技術應用于產品開發,使LBP研發水平得到提升，從而獲得更大的經濟效益，為推進其產業發展提供新的思路及科學依據。
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基金項目：國家自然科學基金項目（31560323）
作者簡介：汪明金（1999-），男，土族，本科生。研究方向：植物多糖提取技術。E-mail:1937985886@qq.cpm
*通訊作者：龍玲（1978-），女，博士，教授。研究方向：天然產物抗腫瘤。E-mail：393934482@qq.com
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