侯闖，李悅悅，馬藝，劉蕾，權(quán)靜

（南京科技職業(yè)學(xué)院 生命健康學(xué)院，江蘇 南京 210048）

洋蔥是一種常見蔬菜作物，是我國的特色農(nóng)產(chǎn)品，我國種植面積廣闊且產(chǎn)量全球最高。洋蔥營養(yǎng)成分豐富，含有豐富的多糖、硫化物、類黃酮、苯丙素酚類、甾體皂苷類等多種化學(xué)成分[1]，具有穩(wěn)定血壓、抗癌防癌、降血糖血脂等保健作用。洋蔥皮作為洋蔥加工中的副產(chǎn)物亦含有大量的洋蔥多糖等活性物質(zhì)，其多糖含量和果肉相當(dāng)，如丟棄則造成資源的嚴(yán)重浪費。洋蔥多糖由于具有較強的還原力，具有抗癌、降血脂、延緩衰老、提高免疫力等多種保健功能，是洋蔥中的一種重要的生物活性物質(zhì)。高純度的洋蔥多糖因其具備較高的抗氧化活性和抑菌能力，對羥基自由基及DPPH均表現(xiàn)出了較好的清除能力，為洋蔥的主要活性成分之一，成為近年來分離提取的研究熱點。

楊建剛[2]研究結(jié)果表明：洋蔥粗多糖具有一定的體外抗氧化能力, 其質(zhì)量濃度達到2 g/L時，對羥基自由基和DPPH自由基的清除能力均能達到90%，對超氧陰離子自由基的清除能力達到30%。基于洋蔥多糖提取研究現(xiàn)狀，為更好地研究洋蔥多糖的體外抗氧化和抗菌效果，最大限度保存洋蔥活性等各項指標(biāo)的同時保持較高的多糖得率是洋蔥多糖開發(fā)的關(guān)鍵。酶法提取洋蔥多糖條件溫和無毒，且可有效破壞細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)，加速有效成分溶出細(xì)胞，提取選擇性高。

目前評價酶法提取工藝的指標(biāo)主要為洋蔥多糖的提取率和體外抗氧化效果，本文就近年來洋蔥多糖的酶法綠色提取分離方法和工藝特點進行綜述，以期為洋蔥資源的深度開發(fā)利用和藥用價值研究提供參考借鑒。

1 洋蔥多糖的提取方法

多糖是一種由醛糖或酮糖通過糖苷鍵連接而成的具有重要生物學(xué)功能的天然高分子多聚物，具有調(diào)節(jié)免疫、抑制腫瘤、延緩衰老、降血糖等作用。目前常用的洋蔥多糖的提取方法有熱水浸提法、超聲波提取法、微波輔助提取法、酶法提取等。洋蔥多糖的結(jié)構(gòu)和純度成為評價提取效果的指標(biāo)之一，因為這關(guān)系到洋蔥多糖的抗氧化能力和對羥基自由基的清除效果。相較于酸堿提取法和熱水浸提法，酶解法溫度較為溫和，對細(xì)胞破壞較小，多糖提取率高。由于熱水法提取效率不高，而微波法提取主要是依靠射線輻射產(chǎn)生的微波能使細(xì)胞內(nèi)容物釋放出來的物理破碎過程，具有提取時間短、提取率高、成本低、溶劑用量少等優(yōu)點，但設(shè)備泄漏的微波輻射會給人體造成一定的慢性損傷。超聲波處理則可能會影響多糖的結(jié)構(gòu)和分子量，導(dǎo)致多糖的生物活性發(fā)生變化，且超聲時間過長可能會造成雜質(zhì)溶出時帶來多糖的損失。高壓脈沖電場技術(shù)近年來也被用來提取多糖，該法無需加熱且對熱敏性物質(zhì)破壞較小，能較好地破壞細(xì)胞壁，但該法在工業(yè)化應(yīng)用中還存在著較多問題，處理規(guī)模僅限于實驗室。

2 單酶提取工藝

一直以來酶制劑由于較為昂貴，一度研究受到阻滯，然而隨著上世紀(jì)80年代酶制劑技術(shù)的突飛猛進，酶制劑產(chǎn)業(yè)已形成一個富有活力的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。前期文獻報道中胰蛋白酶、纖維素酶、果膠酶均為洋蔥多糖提取的適宜酶制劑。采用酶制劑提取洋蔥多糖可有效降低多糖損失率，同時酶處理條件溫和，可避免對黃酮類物質(zhì)的破壞，其中胰蛋白酶、纖維素酶等均為有效降解多糖的酶制劑，常用來提取洋蔥多糖。

胰蛋白酶由于其工作pH 為堿性，目前大部分研究集中在時間、溫度和料液比以及加酶量的考查。曹芮等[3]采用胰蛋白酶提取洋蔥皮中的洋蔥多糖，通過正交實驗得到多糖提取的最佳條件：加酶量為5.0%，提取液的pH為8.2，提取溫度為37℃時，洋蔥多糖的提取率最高為13.1%，提取時間為165 min，較傳統(tǒng)熱水提取法的多糖提取率增加8.7%，為其商業(yè)化應(yīng)用提供了可能性。在酶解提取過程中，提取溫度、pH 值、提取時間均會對多糖提取率產(chǎn)生影響，往往通過設(shè)計正交實驗得出最佳實驗條件。

纖維素酶亦被用來提取黑木耳多糖[4]、滁菊多糖[5]等生理活性物質(zhì)，且已被證實可顯著提高洋蔥多糖提取率，破壞細(xì)胞壁的效果顯著，一般以水作為溶劑來進行提取。李晉等[6]考查了纖維素酶法提取率以及產(chǎn)物的抗氧化活性，得出多糖的最佳條件為提取溫度53℃、時間100 min、pH 值5.0、加酶量0.3%，在此條件下洋蔥多糖提取率可達到9.39%。研究認(rèn)為，纖維素酶通過酶反應(yīng)增加了細(xì)胞內(nèi)膜的滲透性，提高了多糖溶出率，此外果膠酶也可用于洋蔥多糖的提取。在多糖提取的研究中，提取率高并不一定能保證提取后活性高，然而酶法提取后的洋蔥多糖對DPPH自由基有較強的清除能力，測得清除率最高可達92.25%。周文俊等[7]采用單一果膠酶提取洋蔥干粉中的洋蔥多糖，果膠酶用量2 mL，料液比1∶15 時，洋蔥多糖提取率可達7.4%，純度達45.6%，研究表明，該法提取后的洋蔥多糖能夠較好地清除羥基自由基，具有較強的還原能力。

3 復(fù)合酶提取工藝

復(fù)合酶優(yōu)化配比提取同樣適用于洋蔥皮中的多糖。洋蔥皮多糖主要由木糖、果糖、甘露糖、阿拉伯糖、鼠李糖、葡萄糖和半乳糖組成[8]，因此復(fù)合酶的混合配比使用效果優(yōu)于單個酶的降解，可提高提取產(chǎn)物的純度，同時酶法提取原料洋蔥一般均制成凍干粉，使細(xì)胞提前得到破壞，利于后續(xù)的提取。

研究表明，廣譜多糖酶已廣泛應(yīng)用于洋蔥多糖、香菇多糖等提取工藝中[9-10]。目前較為常用的是利用纖維素酶、木瓜蛋白酶和果膠酶的混合配比來提取多糖，已廣泛用于海帶多糖、大蒜多糖、桂花葉多糖等的提取，同時復(fù)合酶的配比關(guān)系也影響到提取效果。研究表明，復(fù)合酶提取工藝同時可省略Sewage 法脫蛋白，簡化了提取工藝，且實驗重現(xiàn)性好。李建鳳等[9]先通過正交試驗確定了復(fù)合纖維素酶、木瓜蛋白酶和果膠酶的最佳配比為18∶5∶10，再通過中心組合設(shè)計對復(fù)合酶法提取洋蔥多糖工藝進行優(yōu)化，確定其最佳提取工藝。復(fù)合酶法提取的優(yōu)點在于條件溫和且對多糖的活性保留率高，提取率與理論預(yù)測率較為接近。同樣，纖維素酶、木瓜蛋白酶和中性蛋白酶組成的混合酶解也可用來提取洋蔥多糖。通過單因素試驗與正交試驗設(shè)計優(yōu)化復(fù)合酶提取洋蔥多糖的工藝，結(jié)果表明，在酶解溫度為50℃，酶解時間為75 min，料液比為1∶35（g/mL），酶解體系pH 值為6.0，復(fù)合酶用量為0.3%時，多糖收率為18.75%，純度可達62.0%。通過復(fù)合酶提取多糖工藝可使提取時間適度縮短[11]，實驗所用復(fù)合酶中纖維素酶∶木瓜蛋白酶∶中性蛋白酶的配比為2∶2∶1。

多酶協(xié)同作用能提高洋蔥的溶解率是提升混合酶組合降解效率的關(guān)鍵。Hyung 等[12]采用DS 來評價洋蔥的溶解度，其中果膠酶和戊聚糖復(fù)合酶對洋蔥的降解率高于纖維素酶，尤其是兩者混合比為1∶3 時，其降解率高于單個酶的降解效果，同時果膠酶和粘膠酶兩種酶協(xié)同降解洋蔥可使洋蔥的溶解率達到85%。實驗認(rèn)為果膠酶和粘膠酶的組合（果膠分解酶和纖維素分解酶）能夠更大地發(fā)揮其對植物細(xì)胞壁的催化活性，通過優(yōu)化溫度、pH 值和水解時間達到最大提取率[12]。適合配比的優(yōu)化復(fù)合酶組合同樣也可以進一步降低蛋白質(zhì)含量[11]。

4 酶法與其他技術(shù)聯(lián)用提取洋蔥多糖

4.1 酶法和熱水提取法聯(lián)用

為了進一步提高復(fù)合酶提取率，可采用酶法提取結(jié)合其他工藝提取組合優(yōu)化來提高細(xì)胞破碎率。陳思思等[13]采用纖維素酶和果膠酶復(fù)合提取洋蔥片并聯(lián)合熱水提取洋蔥多糖，纖維素酶濃度為0.12%，果膠酶濃度為0.06%，纖維素酶與果膠酶用量比例為2∶1，料液比為1∶35（g/mL），50℃提取1 h，二次熱水提取1 h，提取率可達16.24%。兩種工藝的組合優(yōu)化相對于單純的熱水法較為溫和，提取次數(shù)少，且提取重現(xiàn)性好，可以克服水提取法純度較低、顏色較深的缺點，為后續(xù)多糖分離純化提供便利。

4.2 超聲波輔助酶法提取

超聲波協(xié)同酶法提取多糖是近年來發(fā)展起來的新型提取多糖的技術(shù)，已廣泛應(yīng)用于提取紅棗多糖、北五味子多糖、榛蘑多糖以及仙人掌多糖等功能性物質(zhì)[14-17]。楊建剛等[18]探究了超聲波輔助酶法提取洋蔥多糖，纖維素酶用量0.3%，得出兩種技術(shù)聯(lián)用提取洋蔥多糖的最佳工藝條件：料液比1∶30（g/mL），提取溫度50℃，超聲提取時間30 min，多糖提取率可達11%左右。新型提取技術(shù)的聯(lián)用極大提高了多糖的提取效率。

經(jīng)粗提過后的洋蔥粗多糖一般還需經(jīng)過Sevag法脫蛋白、大孔樹脂脫除色素、去離子等分離純化工藝后進一步提高純度用于后續(xù)研究，純度的提高帶來相應(yīng)活性的提高，其中多糖保留率和色素清除率成為其純化產(chǎn)品的重要指標(biāo)之一。

5 總結(jié)

綜上所述，酶法提取洋蔥多糖能較好地保留多糖的生物活性諸如抗氧化能力、清除羥基自由基及DPPH能力。酶解方法的條件溫和，耗能少，對細(xì)胞破壞較小，多糖提取率相對其他方法較高?；诖?，酶法提取洋蔥多糖的穩(wěn)定性較高，實驗重復(fù)性較好，可縮短提取時間。酶解提取得到的洋蔥多糖對DPPH 自由基仍具有較強的清除能力。部分研究還對洋蔥多糖提升免疫力效果進行了探究，數(shù)據(jù)顯示洋蔥多糖可提高小鼠的免疫力[19]，目前市場上的洋蔥膠囊也被證實了其安全性及輔助降血壓血脂的功能[20]。因此洋蔥多糖無論是在今后藥物的開發(fā)、臨床應(yīng)用還是功能性食品的深加工等領(lǐng)域均有著廣闊的應(yīng)用前景，也為后續(xù)其藥用價值和保健功效機制的深入研究提供理論借鑒。