王潔瓊，閔 清*

(1.湖北科技學(xué)院醫(yī)學(xué)部藥學(xué)院，湖北 咸寧 437100;2.鄂南特色中藥湖北省工程研究中心)

黃精又名雞頭黃精，為黃精屬植物，是中國(guó)傳統(tǒng)的藥食同源大宗藥材。2020年版《中華人民共和國(guó)藥典》中標(biāo)明黃精主要是黃精、多花黃精和滇黃精干燥根莖制成[1]。黃精在我國(guó)是傳統(tǒng)藥材和功能性食品，其具有甘甜的香氣和味道，同時(shí)還具有許多藥理應(yīng)用和生物活性，如降低血液中葡萄糖的含量、抗氧化活性、刺激免疫系統(tǒng)、預(yù)防骨質(zhì)疏松、抗炎等功效，在疲勞虛弱、消化不良、心血管系統(tǒng)疾病中具有良好的效果。黃精中有許多活性成分，這些成分使得黃精具有豐富的生物活性，例如黃精多糖、生物堿、甾體皂苷、木質(zhì)素等。其中黃精多糖被認(rèn)為是黃精最重要的活性化合物之一，以其低毒性而著稱(chēng)，適合長(zhǎng)期給藥以獲得各種活性和效果[2]。本文總結(jié)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)黃精多糖藥理作用的開(kāi)發(fā)及提取工藝，為其進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)利用提供必要的科學(xué)依據(jù)。

1 黃精多糖的提取

通常植物多糖的提取主要分為三個(gè)步驟：去除藥材中雜質(zhì)、破壞植物細(xì)胞壁和植物多糖的提取。2020年版《中華人民共和國(guó)藥典》中提到[1]，黃精以根部入藥，故對(duì)于黃精多糖的提取需要對(duì)黃精的根部進(jìn)行預(yù)處理。首先將其洗凈切片，再進(jìn)行干燥粉碎。同時(shí)因黃精根部含有脂肪及皂苷，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行處理后再進(jìn)行黃精多糖的提取，同時(shí)，要除去其中的有機(jī)溶劑，防止影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

植物細(xì)胞的細(xì)胞壁對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)有維持作用，其主要由果膠質(zhì)、蛋白質(zhì)和半纖維素組成。對(duì)細(xì)胞壁進(jìn)行處理可以從胞漿提取出多糖[3]，如熱水提取法、酶解法、水提醇沉法、微波或超聲波輔助提取法等。

1.1 熱水提取法

熱水提取法是采用煎煮的方式，將藥材與水一起煮沸，通過(guò)水的高溫使植物細(xì)胞壁軟化，有助于多糖的釋放，從而完成多糖的提取。熱水提取法安全環(huán)保、操作簡(jiǎn)便、提取率高、應(yīng)用范圍廣，雖然是一種較為傳統(tǒng)的提取方法，但是目前依舊比較方便有效。

王毅等[4]通過(guò)正交試驗(yàn)對(duì)液料比例、提取時(shí)長(zhǎng)及溫度和pH進(jìn)行篩選，得出相對(duì)其他影響因素，料液比及提取溫度較為重要。實(shí)驗(yàn)表明，提取條件為料液比為1∶20(g/mL)，提取時(shí)間為2h，提取溫度為80℃，黃精莖葉中多糖的提取率最大可達(dá)到17.13%。相對(duì)于酸性環(huán)境，堿性環(huán)境對(duì)于多糖提取更加有利，但是在堿性環(huán)境中，多糖中的糖苷鍵容易發(fā)生水解，反而使提取率下降，故對(duì)于pH的選擇至關(guān)重要。趙瑞萌等[5]采用三因子三水平正交實(shí)驗(yàn)法對(duì)黃精多糖提取的影響因素進(jìn)行分析，得到提取條件對(duì)多糖收率影響大小為：藥材粒度>堿液濃度>固液比，故最佳提取組合為藥材粒度60目，堿液為3%NaOH溶液，固液比1∶15，在此條件下提取率為11.89%。陳鋼等[6]首先篩選提取溫度、時(shí)間及料液比，通過(guò)中心復(fù)合設(shè)計(jì)法進(jìn)行多元回歸擬合，得到影響順序如下：提取溫度>提取時(shí)間>料液比，最佳提取條件為1∶21.5(g/mL)，提取溫度為73.5℃，提取2.64h時(shí)有最大提取率為12.25%。

綜上，結(jié)合不同的文獻(xiàn)對(duì)于提取率、提取溫度和投料比的選擇，可以看出提取溫度大約在70℃～80℃，提取時(shí)間約2h，可有效提取黃精多糖。當(dāng)提取溫度超過(guò)80℃，多糖發(fā)生損失，提取率反而下降。

1.2 水提醇沉法

水提醇沉法步驟簡(jiǎn)單、成本低，相比熱水提取法，可以減少多糖在熱水中的水解，擴(kuò)大提取率。王月茹等[7]通過(guò)星點(diǎn)設(shè)計(jì)-效應(yīng)面法多指標(biāo)篩選黃精多糖的提取手段，得到加13倍量的體積分?jǐn)?shù)為63%的乙醇，提取2h的條件，其實(shí)測(cè)值與預(yù)計(jì)值偏差小于4%，可進(jìn)一步研究。張梓原等[8]基于正交試驗(yàn)，得到了水提醇沉法最佳的實(shí)驗(yàn)條件為料液比為1∶25(g/mL)，pH值為6，溫度為80℃，提取時(shí)間為2h，乙醇的體積分?jǐn)?shù)為70%，在該條件下，多糖的提取率為8.84%。李詩(shī)萌等[9]基于L9(34)正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化提取工藝，并進(jìn)行除蛋白和脫色純化處理，若提前將黃精進(jìn)行浸泡處理30min，以1∶15的比例進(jìn)行投放，在80℃條件下，提取2h，重復(fù)以上操作3次，可以得到53.39%的提取率。

1.3 酶解法

苑璐等[10]使用復(fù)合酶解法，選用木瓜蛋白酶及纖維素酶，通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定當(dāng)黃精與液體比例為1∶20(g/mL)，溫度設(shè)為50℃，pH調(diào)整為5.0，加入1.5g/dL酶時(shí)，可以得到21.55%的黃精多糖提取率，較水提法高2.75倍，該提取法主要受pH值影響較大。方如銀等[11]選用甘露聚糖酶、纖維素酶、果膠酶進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，等量加入，其占總量5.5%，同時(shí)加入溶媒25倍，pH調(diào)為4.5，在45℃下反應(yīng)300min，可以得到2.34%的提取率。

1.4 輔助提取法

將水提法與其他提取法相結(jié)合，得到新的輔助提取法，提高細(xì)胞壁破壞效率，以提高產(chǎn)率，同時(shí)可以減少時(shí)間的消耗以及溫度的提升。

1.4.1 超聲波輔助提取法

借助超聲波輔助提取法進(jìn)行提取，利用震動(dòng)破壞細(xì)胞壁的原理，提高黃精多糖的提取率。雍潘[12]使用Box-Beknken響應(yīng)面設(shè)計(jì)篩選了針對(duì)超聲輔助提取法所需參數(shù)的最佳值及最佳條件。運(yùn)用Design Expert 10.0分析數(shù)據(jù)，確定實(shí)驗(yàn)條件為：料液比1∶53、溫度63.8℃、36.9min、超聲功率是225W，黃精多糖的最高提取率為24.61%。

1.4.2 微波輔助提取法

利用微波的穿透能力，使得溶劑分子較快進(jìn)入細(xì)胞壁，增大細(xì)胞內(nèi)壓力，升高溫度，當(dāng)達(dá)到一定承受范圍時(shí)，細(xì)胞壁破裂，細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)被釋放，這就是微波輔助提取法[14]。胡芳等[15]借助微波輔助對(duì)黃精多糖提取工藝進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)以料液比1∶50、微波功率450W的條件下反應(yīng)5min可以得到提取率為11.82%，其影響最重要的因素為料液比。

1.4.3 其他

除上述方法外，現(xiàn)階段還可以將兩種提取方法聯(lián)用，如離子液體-微波輔助法，提取率為12.79%，其中主要的影響因素為微波功率[16]。施伽等[17]采用超聲波協(xié)同酶法，提高了酶解速率，促進(jìn)有效成分的析出。超聲波輔助酶法相對(duì)于單獨(dú)的方法提取率上升明顯，可達(dá)到27%[14]。

2 黃精多糖的藥理作用

2.1 調(diào)節(jié)血糖血脂

徐茂紅等[18]對(duì)黃精多糖治療糖尿病的機(jī)制進(jìn)行了研究，首先，黃精多糖降低了四氧嘧啶(ALX)誘導(dǎo)的糖尿病小鼠的血糖值，增加了肝、脾指數(shù)。同時(shí)，黃精多糖可以降低丙二醛含量，提高ALX誘導(dǎo)的糖尿病小鼠血清中超氧化物歧化酶和谷胱甘肽光氧化物酶值，對(duì)于肝組織功能有增進(jìn)效果。故黃精多糖對(duì)于ALX誘導(dǎo)的糖尿病小鼠保護(hù)的作用機(jī)制可能與其抗氧化活性相關(guān)。其次，黃精多糖還可以降低鏈脲佐菌素(STZ)誘導(dǎo)的糖尿病小鼠的凋亡細(xì)胞比例，其作用機(jī)制可能與抑制胰島細(xì)胞凋亡以及Caspase-3的減少有關(guān)。同時(shí)，黃精多糖還可以有效降低小鼠空腹血糖，機(jī)制可能與其提高胰島素受體的表達(dá)有關(guān)[19]。

2.2 預(yù)防阿茲海默癥

神經(jīng)變性是腦細(xì)胞的一種病理狀態(tài)[20]。在一項(xiàng)研究[21]中假設(shè)淀粉樣蛋白β-肽(Aβ)誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激導(dǎo)致阿茲海默癥大鼠大腦中的神經(jīng)退行性變，體外研究表明，經(jīng)過(guò)黃精多糖預(yù)處理的大鼠，PC12細(xì)胞凋亡率顯著降低，Bax/Bcl-2比值略有提高。此外，經(jīng)過(guò)黃精多糖給藥后，Aβ25-35誘導(dǎo)的Caspase-3活化被抑制，并且在PC12細(xì)胞中磷酸化Akt的蛋白質(zhì)水平得到增強(qiáng)。因此，黃精多糖對(duì)Aβ25-35誘導(dǎo)的PC12細(xì)胞凋亡的保護(hù)作用可能與P13K/Akt信號(hào)通路的增強(qiáng)有關(guān)[22]?？偹苤?，阿茲海默癥的主要誘導(dǎo)原因是Aβ誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性，通過(guò)實(shí)驗(yàn)明確表明黃精多糖可以減弱PC12細(xì)胞中Aβ誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性。根據(jù)這些研究，PSP可用于預(yù)防和治療阿爾茨海默病。

2.3 抗腫瘤作用

現(xiàn)目前的研究中，黃精多糖可有效抑制腫瘤的生長(zhǎng)。李超彥等[23]建立了H22肝癌模型小鼠，之后以黃精多糖與順鉑聯(lián)合給藥，計(jì)算肝臟系數(shù)，測(cè)定其肝勻漿中SOD及MDA的含量發(fā)現(xiàn)，這個(gè)配比對(duì)于H22肝癌移植瘤有明顯的抑制作用。龍婷婷[24]建立Lewis肺癌荷瘤小鼠模型，黃精多糖給藥后發(fā)現(xiàn)，免疫器官指數(shù)均有提高，CD4+/CD8+T淋巴細(xì)胞比例以及血清中NO和細(xì)胞因子水平,差異顯著。故黃精多糖對(duì)Lewis肺癌荷瘤小鼠體內(nèi)瘤體生長(zhǎng)有抑制作用。

3 結(jié)果與展望

黃精作為藥食兩用的藥材，近年來(lái)受到的關(guān)注日益增多。而多糖的提取工藝也在逐步提升，由單一到復(fù)雜，提取率逐漸升高，原料利用率也逐步加強(qiáng)。其中，熱水提取法方法最為簡(jiǎn)單，且應(yīng)用廣泛，但是原料利用率較低，不適合工業(yè)中的大量生產(chǎn)。超聲/微波輔助法相對(duì)于傳統(tǒng)水提法效率提升許多，但操作上稍微繁瑣，儀器設(shè)備比較昂貴，而且處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，有可能導(dǎo)致可溶性多糖產(chǎn)生降解反應(yīng)。在將來(lái)可能需要進(jìn)一步探索兩種方法的結(jié)合或者尋找更加穩(wěn)定、提取率更高的提取工藝。

黃精的主要化學(xué)成分是黃精多糖，作為具有廣闊發(fā)展前景的中藥，近年來(lái)越來(lái)越受到人們的歡迎。黃精多糖有調(diào)節(jié)血糖血脂、防治糖尿病以及預(yù)防肝損傷等功能，其主要的機(jī)制還是與清除自由基，抑制脂質(zhì)過(guò)氧化反應(yīng)，抗炎，提高酶活性相關(guān)。現(xiàn)目前市面上已經(jīng)出現(xiàn)了許多黃精制劑，如黃精多糖膠囊、黃精茶等。同時(shí)由于黃精多糖具有提高免疫力、抗氧化等功效，在保健品方面也有很高的價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。