金银花多糖提取工艺及药理活性的研究进展.pdf

收稿日期：2022-03-18通讯作者：田光辉基金项目：陕西省科技厅社会发展科技攻关项目（2021SF-328）；陕西省教育厅科研项目（21JK0565和21JS003）金银花多糖提取工艺及药理活性的研究进展郝梦超，安超娜，刘存芳，刘洋，刘二奴，田光辉渊陕西理工大学化学与环境科学学院袁陕西 汉中 723000冤摘要：金银花作为我国一种传统的药食同源植物袁具有多种活性成分袁例如有机酸类尧总黄酮尧多糖类等遥 多糖作为金银花中的一种活性成分袁具有效果极佳的药理作用袁在养生型饮品与治疗药物开发方面有非常好的前景遥 因此袁探究金银花多糖的提取工艺以及药理活性具有重要意义遥该文介绍了金银花多糖的结构特性与提取的工艺方法袁阐述了金银花多糖的药理活性袁为金银花多糖的深加工应用和金银花的高效综合利用提供参考遥关键词：金银花曰多糖曰提取曰活性doi:10.13752/j.issn.1007-2217.2022.04.001第 52 卷第 4 期2022 年 12 月Vol.52 No.4Dec.2022杭州化工HANGZHOU CHEMICAL INDUSTRY金银花（Lonicera japonica），拉丁名为忍冬，在我国其他地区又称为金银藤、银藤和二色花藤等。金银花全草皆有药用价值，是一种用于消炎降暑、发热抗毒的药食同源中草药，已被广泛用于各种疾病的治疗，例如类风湿性关节炎、上呼吸道疾病、呼吸道感染、喉咙发炎、伤口感染、肝炎、痢疾、发烧和麻疹等病症。药理学研究表明，金银花的提取物及其纯化物还有消炎、抗菌、解热、抗氧化、抗病毒、降脂、保肝以及保护细胞等作用。目前，人们已围绕金银花开发出了金银花颗粒、胶囊、片剂、口服液以及饮料、凉茶、金银花酒等产品1。其中，金银花饮料大多都有下火消炎、养血安神、促进血液、保护肝脏、减少人体中的脂肪和糖及增强免疫系统等辅助功效，金银花作为现代健康饮品的主要原料，人们将其研制成了金银花苦瓜饮料、金银花罗汉果饮料、银杏叶金银花保健饮料、梨金银花速溶茶珍、金银花绿豆原汁复合饮料、决明子枸杞金银花复合饮料以及鱼腥草金银花复合保健凉茶饮料等功能性饮品2-3，金银花在饮料工业中的应用有着很大的潜力和前景。金银花中的活性成分丰富多样，如多糖、有机酸类、黄酮类、蛋白质和氨基酸、微量元素及挥发油等，多糖是金银花中主要药理活性成分之一。本文对金银花中的多糖提取工艺和药理活性进行了总结，为金银花在饮料工业中的深加工高效利用提供参考。1金银花中的多糖结构刘红萍等用 HPLC 法对金银花中相对分子质量约为 6 000 的中性多糖（LJP-N）的组成进行测定，确定其主要由葡萄糖（Glc）（43.7%）、半乳糖（Gal）（25.1%）和阿拉伯糖（Ara）（31.2%）构成；而相对分子质量约为 40伊104的酸性多糖（LJP-A）主要由 GalA（82.1%）、Gal（7.1%）和 Ara（10.8%）构成。红外光谱显示-Gal羟基变角振动特征峰在 1 070 cm-1处，-Ara 羟基变角振动特征峰在 1 049 cm-1处，-Glc 特征吸收峰在920 cm-1和 833 cm-1处，1 101 cm-1和 1 019 cm-1处有糖醛酸的特征吸收峰，LJP-N 中有淀粉样葡聚糖和阿拉伯半乳聚糖的存在，LJP-A 中有聚半乳糖醛酸4。何金莲等用柱前衍生化高效液相色谱（HPLC）法确定金银花多糖主要由甘露糖、鼠李糖、半乳糖醛酸、葡萄糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖 7 种单糖及少量岩藻糖组成。不同花期单糖组成比例也不同，在大白期时，葡萄糖含量趋于平稳，阿拉伯糖含量开始下降；在白花期时，半乳糖醛酸含量增加明显，半乳糖含量平稳，木糖含量最高，岩藻糖含量始终最低，甘露糖和鼠李糖无明显增加。在金银花的不同部位中其多糖含量也存在不同，其多糖含量由高到低排序为茎跃叶花，人们对金银花多糖的结构、组成及其构效关系还在不断地进行研究5。2金银花多糖的提取随着科技的进步，金银花多糖的提取方式逐渐多第 52 卷杭州化工样化。金银花中多糖的提取方法有很多种，例如酶提取法、超声辅助提取法和水提醇沉法等，形式多样。可根据现实条件、提取要求和提取环境等来确定所使用的提取方法，不同的提取方法其效果有着较大的差别。2.1酶提取法选用合适的酶对中药材预处理能破坏细胞壁的结构，加快多糖成分溶出细胞的速率，提高提取效率，缩短提取时间。吕欣等将酶提取法与超声波辅助结合通过单因素实验提取金银花中的多糖，最佳工艺：料液比 148（g/mL），超声温度、时间和功率分别为温度 50.8 益、60 min 和 200 W，酶用量2.56%、酶解 pH 为 5，提取率 54.275%6。李建凤等用纤维素酶法提取金银花多糖，最佳提取条件：酶加入量 0.30%，料液比 135（g/mL），温度 60 益，时间 50 min，提取率 4.41%7。周立等用复合酶进行提取，最佳条件：复合酶由（2.0%纤维素酶、2.0%果胶酶和 0.5%木瓜蛋白酶）组成；液料比 125（g/mL），pH 为 4.5，温度 50 益，酶解时间 60 min，提取率12.36%8。周小楠等用纤维素酶设计正交试验提取金银花多糖，最佳条件：温度 50 益，纤维素酶 1.5%，pH 为 5.0，时间 50 min，提取率是 9.369。Wu 等用聚乙二醇体系超声波辅助酶法通过 Box-Behnken试验提取金银花叶中的多糖，最佳提取条件：时间33 min，聚乙二醇浓度 30%，超声功率 191 W，提取率 14.76%10。2.2超声提取法在水溶液的作用下，利用超声波的高能剧烈振动，使金银花中的多糖成分快速地溶入水溶液中，具有高效、快速、操作简便和设备价廉等优点，采用超声辅助提取金银花多糖的研究相对较多。赵鹏等在超声波辅助下设计响应面法优化金银花多糖得到最佳工艺：在额定功率下，温度 75 益、时间 43 min、液料比 123（g/mL）、提取 2 次，提取率 3.263%11。向佳兰等通过响应曲面法得到最佳条件：功率 200 W、时间 40 min、液料比 130（g/mL）、pH 为 4，提取率1.92%12。李振等通过响应面法优化超声提取，最佳条件：在温度 70 益下，料液比 130（g/mL）、时间40 min、超声功率 210 W，其多糖得率 8.46%13。王莹等通过超声辅助得到最佳工艺：设定功率 200 W，时间 30 min、温度 60 益、料液比 130（g/mL），提取率 20.74%14。胡玉涛等用响应面法优化超声辅助提取金银花多糖的最佳条件：额定功率下，温度 75 益提取 1 h、料液比 140（g/mL）、乙醇体积分数 45%，多糖提取率为 7.02%15。2.3水提醇沉法水提醇沉法是将乙醇倒入在金银花提取液中，得到多种含有乙醇的浓缩液，其中一些活性成分溶解在乙醇溶液中，进而将不需要的大分子亲水性杂质除去。魏晓梅等采用水提醇沉法确定金银花最佳提取工艺：温度 100 益浸提 3 h，氯仿萃取 2 次，70%乙醇沉淀，提取率 3.05%16。李尔春等通过此方法得到最佳工艺：温度 40 益下浸提 2 次，每次 2 h，料液比 120（g/mL），提取量为 0.373 0 g17。刘光海等通过热提醇沉法来提取金银花中的多糖，最佳工艺为：在温度 100 益煮沸 30 min，料液比 112（g/mL），提取 5 次，加入 4 倍量无水乙醇沉淀，在温度 50 益下干燥 24 h，提取率为 25.19%18。还有科研组通过将金银花在 85%乙醇、95%乙醇、无水乙醇、丙酮反复洗涤，最佳工艺：在温度 90 益下，料液比为 110（g/mL），浸提 2 次，单次 60 min，提取率为 24%。2.4其他方法李建凤等采用内部沸腾法对金银花多糖进行提取，其最佳工艺：乙醇体积分数 20%，温度 95 益、时间 5 min，料水比 130（g/mL），提取率 12.89%19。赵惠茹等运用配伍法初步筛选微乳处方，采用正交试验法提取多糖，最佳工艺：以油酸乙酯-吐温 80-无水乙醇（质量比为 4279）为溶剂，料液比 150（g/mL），时间 180 min，微乳加水稀释 25 倍回流提取，提取率 10.06%20。谢三都采用微波提取法，通过单因素试验优化金银花多糖的提取工艺，89mL 料液比为 132（g/mL）的金银花溶液，微波功率285 W 下处理 33 s，提取率 2.54%21。杨凡等将传统水煎煮法与超声波预处理结合，通过单因素试验得到最佳提取工艺：超声预处理时间 9 min，料液比 11.5（g/mL），温度 90 益，提取时间 45 min，提取率为 27.2%22。金银花多糖的提取方法多种多样，不同的方法具有不同的优缺点。对于酶法提取来说，条件温和，常温常压，催化速率高，时间较短，但是在提取中，酶的成本较高且容易失活，并且受温度与 pH 的影响较大；超声提取法周期短、自动化程度高且提取率高，但是，超声提取法对样品颗粒度和提取容器有较高要求，科研人员开发出了超声辅助酶提取法、超声波辅助水煎煮法，提取率相比超声提取法有所提高；水提醇沉法作为天然产物传统提取方法的优势在于不存在化学污染，并且可以高效地去除杂质，减少用药量，但是，此方法在温度、乙醇用量以及浓2窑窑度上有很大的要求；对于其他提取方法，例如内部沸腾法、微乳提取法，提取率均高于 10%，在金银花多糖提取中是一类高效的提取方法。3金银花多糖的药理活性3.1抗氧化黄远圳等通过实验发现，金银花多糖在 FeSO4量浓度为 1.23 mmol/L 时，对氮中心自由基（DPPH 自由基）和介体物质（ABTS）+自由基的半清除率浓度IC50分别为 0.7 mg/mL 和 0.8 mg/mL23。刘蕾等通过检测金银花多糖对 DPPH 自由基的清除率来判断其抗氧化活性，当多糖质量浓度为 1.0 mg/mL 时，LJP 对DPPH 自由基的清除率为（89.21依0.46）%24。还有其他科研小组通过检测，金银花中性与酸性多糖组分对 DPPH、羟基自由基及 ABTS 自由基的清除率半最大效应浓度（EC50）分别为 0.58、2.23 和 3.61 mg/mL，LJP-A 和 LJP-N 对 H2O2诱导红细胞氧化性溶血的抑制率 EC50分别为 0.1 mg/mL 和 0.25 mg/mL，并且均呈现一定的浓度依赖性。3.2抗病毒王剑将 MTT 染色法检测细胞活性和 CPE 法结合研究得出，金银花多糖对单纯疱疹病毒（HSV-1）、柯萨奇病毒 B5（COX-B5）、柯萨奇病毒 B3（COX-B3）和肠道病毒 71 型（EV71）的治疗指数分别为 4.84、63.85、4.77 和 51.2525。贾伟等通过将小鼠分为正常组、模型组、利巴韦林组和多糖含量高与多糖含量低组，用流感病毒 FM1 株滴鼻感染小鼠，通过比较，金银花多糖对感染病毒小鼠的肺指数抑制率达到 36.23%，肺病变减轻率达到 25.71%，死亡率降至8.33%26。3.3保护免疫性肝损伤李志浩等将小鼠分为正常组、溴甲酚绿（BCG）+脂多糖（LPS）免疫性肝损伤小鼠组（模型组）、对照组（联苯双酯）及 FLP-3 低、中、高剂量组。与正常组比较，模型组小鼠肝组织 Bax、血清 IL-10、IL-12 表达上升（P0.01），Bcl-2 表达降低（P0.01）；与模型组比较，FLP-3 各剂量组 Bax、IL-10、IL-12 水平下降表达下降（P0.01），B 淋巴细胞瘤-2 基因（Bcl-2）表达上升（P0.01）；与对照组比较，除 FLP-3 高剂量组血清 IL-12 水平差异无统计学意义外，其余剂量组血清 IL-10、IL-12 水平均降低（P0.05）27。3.4其他作用ZHOU 等研究了金银花中 6 种类型的单糖组成对硫酸葡聚糖硫酸钠诱导的结肠炎溃疡小鼠模型肠道菌群和免疫功能的影响，实验组与金银花高含量组的脾淋巴细胞凋亡率相比降至 28%，大肠杆菌与肠球菌下降 14.15%与 17.73%，双歧杆菌与乳杆菌同实验组相比上升 18.65%与 32.85%28。LIU等通过慢性不可预测的刺激试验建立小鼠抑郁模型，设计对照组，流感组以及金银花多糖干预组观测出小鼠体内 3 种蛋白，在 30 mg 的金银花多糖组干预下，炎症小体（NLRP3）、激动剂（IL-1）和含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶（caspase-1）相对蛋白表达分别是 1.5、1.4 和 1.729。BAI 等通过卵白蛋白诱发小鼠变应性鼻炎并将实验组分为对照组、实验组及金银花多糖组，在金银花多糖的干预下，同实验组相比，血清 IgE 由实验组的 1 000800 ng/mL降至 200400 ng/mL，炎症因子（TNF-）和 IL-1由实验组的 400300 pg/mL 降至 200100 pg/mL，白细胞介素 17（IL-17）由实验组的 8060 pg/mL 降至 4020 pg/mL，且实验组的 OVA 组 IL-4，IL-5、IL-6、IL-17、IL-23、转录因子（ROR-t）和转录激活因子 3（STAT3）的 mRNA 表达水平升高，而细胞因子信号转导抑制因子 3（SOCS3）降低30。TIAN等通过从金银花中纯化了一种多糖并评估了此多糖对由氯化吡咯引起的小鼠耳朵过敏性接触性皮炎的抗过敏作用，在金银花多糖的干预下，IgE 由实验组的 800600 ng/mL 降低至 400200 ng/mL，组胺血清由实验组的 80 ng/mL 降低至 4020 ng/mL，组织 TNF-由实验组的 1 5001 000 pg/mg 降低至 500 pg/mg 以下，金银花多糖能有效预防由氯化吡咯引起的小鼠耳朵过敏性接触性皮炎31。在疫情大环境下，在攻克疫情这一方向上，传统中草药已经体现出明确的优势，金银花为主要成分的药物可缓解轻型或普通型新冠肺炎患者症状32。4结论与展望金银花多糖是一种生物活性显著、副作用小且具有抗菌、抗氧化、增强机体免疫力的天然化合物，随着金银花多糖的提取纯化、结构分析、药理活性以及构效关系的深入研究，为金银花多糖在饮料、药品、化妆品、食品添加剂等领域的应用提供着科学依据。金银花多糖资源丰富、药理保健效果好，在植物功能饮料加工中出现配方各异的金银花凉茶、金银花酸奶、金银花固体饮料、金银花黄酒等保健新产品，金银花在饮料工业中会有更大的开发空间和应用潜力。目前，对金银花多糖中单糖组成及相对分子质量、提取方法的研究较多，而对于金银花多糖的碳键第 4 期郝梦超，等：金银花多糖提取工艺及药理活性的研究进展3窑窑连接和二维结构的研究还是较少。虽然对金银花多糖在药理活性上的表现进行了大量的测试和探讨，但多糖结构复杂、多糖相对分子质量缺乏准确测定，这便增加了金银花多糖高级结构确定的难度，使得其结构与药理物活性之间的关系还有很大的研究空间，金银花多糖药理活性研究主要集中在抗氧化、抗病毒以及其作用机制方面，其他活性机制还有待深入研究。并且在未来的时间中，对金银花活性成分的开发也在持续研究，也明确了解到金银花的药力作用方面还有无限大的潜力。本文仅对金银花多糖的提取方法以及部分药理活性进行综述，可对金银花多糖深加工利用以及金银花综合应用提供参考。参考文献：1王章凤，薛君学，钟伟航，等.白茅根金银花抗疲劳凉茶饮料的研制J.饮料工业，2020，23（5）：34-36.2李宗磊，赵琪，王明力.鱼腥草金银花凉茶饮料的研制J.中国酿造，2014，33（7）：148-152.3孙军涛，肖付刚，王思琦.决明子枸杞金银花复合饮料的研制J.食品研究与开发，2017，38（9）：108-111.4刘红萍，赵琳，龙源元，等.金银花多糖的组成成分与抗氧化活性J.贵州农业科学，2019，47（6）：107-112.5何金莲.党参和金银花的活性组分分析D.重庆：重庆医科大学，2020.6吕欣，谭春玲，麦名娜，等.超声辅助酶法提取金银花多糖的工艺优化J.湖南农业科学，2021（4）：90-95.7李建凤，赵金玉，廖立敏.D-最优设计用于酶法提取金银花多糖研究J.食品工业，2017，38（4）：144-147.8周立，刘裕红，贾俊.复合酶法提取金银花多糖及其抗氧化性J.山东农业大学学报（自然科学版），2014，45（5）：646-650.9周小楠，董群.正交试验优化酶法提取金银花多糖工艺J.食品科学，2012，33（22）：119-122.10WU W，HUANG T，XIANG F.Polyethylene glycol-basedultrasonic-assisted enzymatic extraction，characterization，and antioxidant activity in vitro and in vivo of polysaccha原rides from Lonicerae japonica leavesJ.Food 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