大枣多糖的生物活性研究进展

2022-03-09 12:18杨玥吕德鹏
中国食品 2022年5期
关键词:溶剂大枣多糖

杨玥 吕德鹏

红枣也被称为大枣,枣树原产于我国,已有3000多年的历史,由于地理区位等优势,我国大枣资源丰富,在国际红枣贸易中一直处于重要地位。红枣味道甜美、营养丰富,既可食用,又可药用,具有养血安神、补气益气、保健等功能。红枣具有较强的抗肿瘤、降血糖、清除自由基、降血脂等多种生物活性,具有较强的药理功效以及应用价值。

当前针对大枣多糖的研究工作不断推进,已经形成了多项系统性的研究体系,为促进大枣应用价值的研究提供了新的研究视角与研究方向。本文分析了大枣多糖的构成组分,研究了大枣多糖的生物活性及其提取方法,以期充分发挥大枣多糖的应用价值。

一、大枣多糖的组成研究

红枣中具有多种糖类物质,与具体的枣类品种相结合,使得红枣中的糖含量存在一定的差异,其中干枣的总体糖含量为51.40%-66.50%。多糖是一种研究价值较大的成分,具有较高的生理活性和较为复杂的分子结构,大枣多糖的主要构成成分是酸性多糖、中性多糖,均为葡萄糖的构成要素之一。

张恒瑞、王思凝、李金凤采用高效液相色谱法对大枣多糖成分进行测量,结果显示,红枣中的单糖构成成分包括D-半乳糖、L-阿拉伯糖、D-葡萄糖;中性多糖平均分子量为23100;酸性多糖的构成成分存在一定的差异,主要构成成分包括D-甘露糖、L-阿拉伯糖、半乳糖醛酸、L-鼠李糖、D-半乳糖等。

二、大枣多糖的生物活性研究

1.抗氧化活性。人体在正常状态下会代谢出各种活性氧自由基,必须及时予以清除,否则容易打破人体内部的自由基平衡状态,对机体组织产生损伤,从而引发一些疾病。当机体处于病理状态下,人体内部自由基含量明显增加,显著加剧了人体的衰老速度,对机体健康产生了一定的威胁,而红枣在自由基清除方面具有显著的应用优势。

苑妞妞、王义翠、温梅兰选取小鼠为研究对象,检测注射大枣多糖粗品与正常喂养小鼠体内过氧化氢酶(CAT)活性、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)含量等的差异性。研究结果显示,注射大枣多糖粗品能够显著提升小鼠内部血液、脑组织以及血液中的过氧化氢酶(CAT)活性以及超氧化物歧化酶(SOD),并降低小鼠内部肝脏、血液以及脑组织中的丙二醛(MDA)含量,说明大枣多糖具有较强的抗氧化作用。

王思凝、李宁、李敬双针对小鼠多糖构建运动疲劳模型,通过游泳训练得出小鼠体内自由基代谢情况、疲惫情况以及对糖代谢的影响。通过小鼠的具体表现可见,大枣多糖能够提升小鼠的运动能力,有效延緩疲劳,部分小鼠的部分组织抗氧化酶活性出现了良性变化,说明大枣多糖能够有效提升机体的抗氧化能力,对组织细胞起到明显的保护效果。

2.抗补体活性。补体系统是人体重要的防御系统,在被激活之后能够起到一定的免疫媒介效果,但若激活不正常,则容易引起人体免疫系统的过度反应,在一定程度上损伤人体正常组织。比如,老年痴呆、急性心肌梗塞、类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮、呼吸窘迫等疾病的发生,就与机体过度激活之间有一定的联系。大枣多糖是一种抗补体活用资源,具有重要的应用价值。

针对鼠腹腔细胞增殖、鼠脾开展实验研究,结果发现,与正常对照组相比,在0-200μg/mL剂量范围内能够更好地促进鼠脾淋巴细胞增殖(P<0.01),存在剂量活性关系(R2=0.9489)。针对金丝小枣多糖进行研究,结果发现,金丝小枣多糖能够更好地促进腹腔巨噬细胞增殖,在200μg/mL剂量范围内,对照组与金丝小枣多糖组相比差异显著(P<0.05),说明金丝小枣多糖具有显著的应用优势,抗补体活性优势较为显著。

3.降血糖、降血脂活性。高血脂症是由于机体脂代谢失调而引发的一种心血管疾病,在患者胆固醇含量升高的情况下,容易引发一些并发症,最终对机体正常的生理功能造成一定损伤。如果人体血糖居高不下,容易引发糖尿病,并在一定程度上损伤肾功能,为了有效缓解高血糖症状,患者需要控制饮食,并使用一些辅助药物。

为了研究大枣多糖降血糖、降血脂的效果,王思凝、李敬双、李贤分析了大枣多糖对血清胰岛素水平、糖尿病小鼠血糖的影响和作用,并构建了肾上腺素高血糖动物模型与四氧嘧啶糖尿病动物模型,将小鼠分为两个对比小组,包括阳性药物组与不同剂量组,对小鼠进行灌胃给药。先给予小鼠等体积的水,进行14天的灌胃处理之后,再测量各小组小鼠在空腹状态下的胰岛素、血糖指标,结果显示糖尿病小鼠大剂量组具有一定的降糖作用,并提升了血清胰岛素水平。针对大枣多糖粗品对小鼠总胆固醇(TC)、动脉硬化指数(AI)、血清甘油三酯(TG)等数值进行分析,结果显示,大枣多糖粗品能够抑制高密度脂蛋白胆固醇(HDL),降血脂效果良好。

4.抗肿瘤活性。自然界中有多种丰富的抗肿瘤资源,大枣多糖就是重要构成之一,通过增加多糖的摄入量,能够显著降低肿瘤发病率。多糖在作用过程中能够诱发肿瘤细胞分化与凋亡,抑制肿瘤蛋白合成和肿瘤血管形成,促进肿瘤细胞DNA断裂,使其在运行过程中起到抗肿瘤作用,因此运行过程中能够显著增强机体免疫能力。

杨燕敏研究了丹皮酚胂衍生物与大枣多糖提取物(JPS),采用MTT法检测JPS与R2单独运用对人肝癌细胞株HepG-2增殖及活力的影响情况,由此研究细胞凋亡情况及其变化周期,并构建S180荷瘤鼠模型,从而分析抗肿瘤效应情况。结果发现大枣多糖提取物能够显著抑制人体肝癌细胞增殖,从而诱导人体癌症细胞凋亡,显示出良好的抗肿瘤活性效果。

三、大枣生物多糖的提取方法

1.微波提取法。微波提取法是一种物理强化提取方法,使用较为便捷,具有较强的安全性与系统性,被应用于各个领域。在微波辐射过程中产生的高频电磁波能够穿透萃取介质而达到细胞内部位置,最终使得细胞壁膨胀破裂,从而促进萃取的有效物质不断向着细胞边界运动,由此提升提取率。这种提取方法被广泛应用于天然产物的提取过程之中,显示出良好的应用价值。

陈莉、李亚童、李欢欢等选取新疆巴州出产的沙枣,综合运用微波辅助提取法、传统热水提取法、超声波辅助提取法等不同方法来提取沙枣中的多糖。结果发现,微波辅助提取法具有较强的综合应用效果,在条件最佳的情况下对多糖物质的提取率达到8.9%。宋俊梅、方慧、高玉荣采用响应面分析方法进行研究,结合实验需求分别设置3种不同的工艺条件,最终对多糖的提取率超过27.3%。

与其他的提取方法相比,微波提取技术能够达到较高的提取率,所需要的操作时间相对较短,作业过程中的能耗相对较低,最终的提取物品质较优,提取环节绿色无污染。但是在作业过程中容易出现微波局部快速升温的现象,给作业的开展带来了一定的局限性,因此,微波提取技术在过敏性物质提取方面的应用优势并不明显。

2.超声波提取。超声波提取指的是利用超声波增大萃取物质的运动频率以及运动速度,在作业中不断增强溶剂的穿透能力,最終提升提取物质的溶出速度以及溶出次数。在工艺运用过程中,萃取溶剂与样品之间容易产生空化作用,在溶液内部形成气泡,产生爆破压缩,此时样品与萃取溶剂之间的接触面积有所增大,由此显著提升了目标产物从固相至液相的转移速度。

朱玮、孙兰针对大枣多糖的超声波提取工艺设立正交实验进行研究,在最佳实验中的相关参数为:料液比1:10g/mL、提取温度70℃、超声波频率28kHz、提取时间2.5h,在此种最佳条件之下多糖提取率为7.49%。

超声波提取红枣在运用过程中显著缩短了提取时间,对溶剂的消耗较少,明显提升了提取率,但是在运用过程中依然存在着一定的局限性,主要表现为产品纯度不高,整体经济效益较为有限,因此当前主要用于实验研究层面。

3.溶剂浸提法。大枣多糖具有较大的分子量,且很多分子属于水溶性物质,其中往往具有多种酸性多糖以及糖醛酸,能够溶解于碱性溶液之中,因此在大枣多糖提取过程中可以采用溶剂浸提法。为了增强提取效果,在提取过程中可以加入氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钠等物质。

基于经济因素考量,当前针对大枣多糖的提取多以水为主要溶剂,但提取率可能难以达到预期数值。Saeedeh Sharafi、Shima Yousefi等人研究了热水浸提法提取大枣多糖时应当设定的相关参数,在进行2次浸提之后,大枣多糖提取率达到2.97%。将提取溶剂设置为0.5mol/L的碳酸钠溶液,提取温度设置为80℃,料液比设置为1:20g/mL,通过3h提取之后,大枣多糖提取率达到12.7%,有了显著提升。

以水为提取溶剂,在运用过程中成本较低,无污染,具有一定的优势。如果加入碱性化合物,虽然能够提升提取率,但是所需要的提取时间相对较长,所需的溶剂用量较大,因此在工业化生产过程中应当进一步探索与完善。

综上所述,红枣具有较高的营养价值,也具有一定的保健功能。其中的重要表现特征之一就是大枣多糖,其增加了红枣应用的生理功能,因此当前红枣在医药应用领域与食品食用领域都具有较强的应用价值。为了充分发挥红枣的应用价值,当前我国不断研究针对大枣多糖的提取技术,不断开发出新的提取工艺。随着人们对大枣多糖认知的不断加强,对大枣多糖的相关研究也不断深化,这有利于更好地发挥红枣的营养价值。

作者简介:杨(1994-),女,汉族,辽宁丹东人,大学本科,初级工程师,研究方向为活性物质提取分离纯化。

通信作者:吕德鹏(1993-),男,汉族,河北衡水人,大学本科,初级工程师,研究方向为活性物质提取分离纯化。

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