葛根中多糖成分的生物活性研究進展

◎ 何宏淵

（山東理工大學 農業(yè)工程與食品科學學院，山東 淄博 255000）

葛根又名鹿藿、黃斤、雞齊根等，在我國分布廣泛，品種眾多，除西藏和新疆外，在全國各地區(qū)均有種植[1]。國內外對葛根資源的利用大多集中在葛根黃酮、葛根素以及葛根多糖等活性成分的提取和分析研究上，尤其是葛根多糖，但目前對其的研究內容整體較分散，多見于提取工藝、含量或降血糖等單個生理活性的測定，對葛根多糖研究的系統(tǒng)性歸納總結未見報道。在此基礎上，本文對現(xiàn)有關于葛根多糖的研究內容加以總結。

1 原材料對多糖含量的影響

1.1 產地

不同生長環(huán)境及氣候條件對葛根中多糖含量的影響至關重要，適宜的種植條件可以從源頭上提高葛根產量。曾明等[2]發(fā)現(xiàn)，不同種類的葛根，以及相同品種、不同產地的葛根含多糖差異很大，其中，粉葛多糖含量較高，相較于北方產地，南方產地的野葛藥用價值更大。

1.2 采收期

葛根的采收適宜在其有效成分含量最多，外觀性狀、質量等達最好的階段進行，只有這樣，才能得到優(yōu)等的藥材，收獲更高的效益。紀寶玉等[3]發(fā)現(xiàn)，不同采收期的葛根，其多糖含量呈規(guī)律變化，多年生葛根中的多糖含量明顯高于三年生葛根，且每年以8、9月份采收的葛根中的多糖含量最高。

2 提取方法

2.1 熱水提取法

傳統(tǒng)的熱回流提取法因其操作簡單、準確性高、重復性好而被許多學者應用。唐迪等[4]以多糖提取率為指標，優(yōu)化得到最優(yōu)工藝參數為浸提溫度90 ℃，料液比（g ∶mL）1 ∶15、浸提3 h、2 次，此條件下得率為13.95%。傳統(tǒng)的熱水回流提取應用較多，但加熱升溫不僅會浪費資源，而且會破壞多糖的穩(wěn)定性。

2.2 輔助提取法

2.2.1 超聲輔助法

超聲波作為在萃取領域應用最多的媒介，可以通過調節(jié)超聲波功率，加大介質對超聲波的吸收而產生熱能，使提取過程溫度升高。通常來說，這種方式引起的溫度升高是穩(wěn)定的，可以促進提取成分的有效溶解。趙鵬等[5]使用超聲波輔助法提取葛根多糖，發(fā)現(xiàn)最佳條件是提取時間41 min，提取溫度85 ℃，料液比1 ∶15（g ∶mL），此時得率為13.97%。

2.2.2 微波輔助法

微波與超聲作用類似，都是通過加熱來提高萃取效率的一種新型輔助手段，黃琨等[6]用微波協(xié)助提取葛根中多糖，以多糖提取率為指標，優(yōu)化得出在浸泡25 min，功率800 W、溫度100 ℃，料液比1 ∶20（g ∶mL）的條件下，提取效果最好，得率為57.74%。由此可見，運用微波協(xié)助提取葛根多糖是一個有待于推廣使用的新方法。

2.2.3 超微粉碎輔助法

超微粉碎對于大分子多糖類提取物至關重要，可作為重要的前處理手段，加以廣泛應用。張加梅等[7]將葛根飲片粉碎分別過300 目篩和40 目篩后，用乙醇浸泡1.5 h，回流1 h，加乙醇減壓濃縮，過濾、洗滌獲得多糖，對比得出超微粉碎處理后大分子多糖得率高于粗粉提取。

2.2.4 超高壓技術提取

近幾年超高壓技術提取作為一種新型有效植物成分提取技術，被廣大學者應用于黃芪、蛹蟲草等多種中草藥原料多糖的提取，但將其用于葛根多糖工藝的研究目前參考資料還很少。郭怡等[8]運用超高壓法來提取粉葛中多糖，通過對壓力條件的單因素和正交實驗得出在料液比1 ∶50（g ∶mL）、超高壓水平300 MPa、保壓時長3 min、浸泡時長90 min 條件下，得率最高，為23.81 mg·g-1。

2.2.5 酶聯(lián)合超聲輔助法

多法聯(lián)用也被嘗試用于多糖等有效成分的提取過程。酶法與超聲法聯(lián)用可以有效縮短提取時間，利用酶法的優(yōu)勢結合超聲提取，具有提取快速、反應過程溫和、不破壞產物活性等優(yōu)點。王崑侖等[9]運用纖維素酶輔助超聲法提取葛根多糖，得到最優(yōu)條件為添加纖維素酶6%、超聲功率280 W、超聲時間52 min，超聲溫度65 ℃，此條件下得率為4.93%±0.02%。

3 葛根多糖生物活性研究

3.1 豐富腸道菌群

健康的腸道菌群對人體至關重要。短鏈脂肪酸是指碳原子數在1 ～6 的脂肪酸，是腸道菌的最終產物之一。陳融等[10]通過動物實驗，發(fā)現(xiàn)低濃度葛根多糖能夠降低盲腸內異戊酸和異丁酸的濃度，降低腸道內致病菌屬相對豐度，提高有益菌的相對豐度，豐富腸道菌群多樣性。

3.2 抗氧化性

李化強等[11]從葛根中提取粗多糖及純化多糖，以維生素C 作對照，分別測定三者對DPPH、O2-、-OH和NO2-的影響。結果證明，在一定濃度區(qū)間內，兩種及以上的多糖具有良好的消化作用，且相同濃度對比下，粗多糖抗氧化指標效果強于純化后多糖。

3.3 抗菌、抗腫瘤活性

嚴婭娟等[12]采用氯磺酸-吡啶法修飾葛根多糖，并用硫酸酯多糖對建模H22 荷瘤小鼠灌胃，測定結果顯示小鼠經喂食修飾后的葛根多糖，體內H22 腫瘤細胞的增殖被明顯抑制，血清中IL-2、TNF-a 的含量升高，證實葛根多糖有顯著的抗氧化、抗腫瘤活性，且兩者存在明顯關聯(lián)。

3.4 降血脂、降血糖

溫泉等[13]通過體內試驗證實，葛根多糖可以明顯使體內血清中甘油三酯的含量降低，這表明葛根多糖作為中藥中重要活性成分，有望變成一種有效的降脂藥物。王秋丹等[14]通過對1 型糖尿病模型小鼠喂食不同劑量的葛根多糖，并設立對照組，灌胃8 周，再測定相關指標。結果顯示，喂食葛根多糖可以緩解大鼠體重下降的現(xiàn)象，血清中TC、MDA 等指標降低，SOD、CAT 等指標上升，說明葛根多糖可以改善1 型糖尿病大鼠的氧化水平和脂代謝水平，具有降血糖作用。

3.5 免疫調節(jié)活性

葛根多糖可以促進細胞因子的釋放，促免疫細胞、免疫器官生長，未來有望成為理想的免疫佐劑。HYUNG 等[15]對小鼠喂食葛根多糖，發(fā)現(xiàn)葛根多糖可以促進DC 細胞的表型、功能成熟，而DC 細胞的成熟是能否啟動免疫反應的關鍵因素。這也表明葛根多糖對免疫力低下人群來說，是一種潛在的功能性食品補充劑。

3.6 解酒護肝

葛根的水提物可以增加酒精中毒大鼠的肝臟中抗氧化酶的活性。王蕊霞[16]對小鼠喂食葛根多糖，測定其對小鼠血清中乙醇濃度的影響和對急性酒精性肝損傷的保護作用來探討葛根多糖的醒酒活性。喂食葛根多糖的實驗組小鼠較對照組醉酒時間延長，醒酒時間減少。由此可見，葛根多糖可以減少小鼠肝臟中MDA 含量，增加GSH 含量，抑制由酒精攝入造成的血清TG 含量的升高，降低小鼠血液中的酒精濃度，進一步證明了葛根多糖的解酒防醉活性。

3.7 其他活性

李磊等[17]向經乳酸菌發(fā)酵得到的酸乳中添加不同劑量的葛根多糖，而后測定酸乳的各項理化和微生物指標。他們發(fā)現(xiàn)葛根中多糖會使乳酸菌產酸速度加快，且產酸量隨多糖加入量增加而逐漸增多，對乳酸菌生長具有促進作用。

4 結構特征

4.1 單糖及物質組成分析

實驗室分析單糖組成的方法主要有薄層層析、紙層析、高效液相色譜、氣相色譜和毛細管電泳等方法。目前，應用于葛根多糖的組分分析中，液相色譜和氣相色譜最多，其能夠確定單糖組成和摩爾比。趙丹等[18]建立了一種離子色譜-脈沖安培檢驗法，以不同產地、種類的葛根多糖為原料，采用三氟乙酸水解測定其單糖組成和含量。他們發(fā)現(xiàn)，不同品種、產地樣品中單糖含量差異很小，且都有葡萄糖、鼠李糖和巖藻糖。

4.2 分子量

分子量是多糖的重要結構測定參數之一，通常實驗室用高效凝膠排阻色譜、凝膠滲透色譜、凝膠過濾色譜等手段來測定。陳兵兵[19]用高效凝膠尺寸排阻色譜連用多角度激光散色儀及示差折光檢測儀測定3 種多糖的分子量分別為62 kDa、159 kDa、385 kDa。

4.3 化學結構分析

高碘酸氧化能夠判定糖苷鍵的位置信息，連接鍵型等結構信息。董洲等[20]對其提取的兩種葛根多糖進行結構分析，表明GE-1 含有1 →4、1 →6 糖苷鍵，GE-2 含有1 →3、1 →4、1 →3，6 及1 →6 糖苷鍵。在此基礎上，他進一步構型小鼠巨噬細胞模型，證明了兩者具有免疫調節(jié)活性，且GE-2 活性更顯著。

5 結語

葛根多糖具有抗氧化、抗腫瘤、降血糖等多種生物活性，是一種市場潛力巨大的生物活性成分之一。本文從葛根種植、多糖提取、生物活性、結構組成等方面進行了歸納總結，發(fā)現(xiàn)目前應用于葛根多糖提取的輔助手段很少，新技術手段更是鮮有涉及，且各種方法缺少對比性；葛根多糖的生物活性作用機制有些還沒被完全掌握，因此對葛根多糖理化性質的分析還有待進一步研究，對于葛根多糖開發(fā)利用所需的理論支持還需補充。