山药多糖的研究进展

[摘要] 山药多糖是山药中重要活性成分之一。本文总结近年来的文献期刊，对山药多糖的提取纯化和药理作用做一综述，为山药的开发与利用，奠定一个良好的基础。

[关键词] 山药多糖；提取；纯化；药理活性

[中图分类号] R96 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721（2013）05（a）-0020-03

山药作为我国第一批药食同源的药物，为薯蓣科植物薯蓣（Dioscorea opposita Thunb.）的干燥根茎。山药味甘，性平，归肺、脾、肾经，具有补脾、养肺、固肾、益精之功效[1]。薯蓣最早见于我国古代的《山海经》，在汉代《神农本草经》以及宋代的《图经本草》、《求薯蓣苗》、《种山药》，明代的《本草纲目》，清代的《植物名实图考》、现代《中华本草》等都有记载。现代研究发现，山药中的主要成分为薯蓣皂苷元、黏液质、糖蛋白、甘露聚糖、植酸、尿囊素、山药素、胆碱、多巴胺、粗纤维、果胶、淀粉酶、多种微量元素等活性成分[2-3]，山药中起到药疗作用的主要成分是山药多糖，其具有很强的药理活性。本文主要在多糖类的提取纯化、药理活性两个方面做一概述。

1 提取纯化

山药多糖类成分主要有酸性多糖和中性多糖。中性多糖主要由鼠李糖、木糖、甘露糖、半乳糖组成，其组成比例为8∶16∶25∶10，酸性多糖主要由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、半乳糖组成，其组成比例为7∶3∶11∶19∶18[4]。山药多糖的提取纯化方法很多，有传统的方法如溶剂法提取、酶法提取等，也有新技术、新方法，如微波、超声提取，柱层析法、膜分离法等。以下简述山药多糖的提取纯化的方法。

1.1 提取方法

1.1.1 溶剂法提取 水提煎煮法是提取山药最常见的提取方法之一。孙锋等[5]优选出的工艺为料液比1 g∶9 mL，75%乙醇提取时间2.5 h，提取温度50℃，得出的山药粗多糖收率为0.244 9%。徐琴等[6]对淮山药的水提工艺进行优选后，得出最佳的工艺加入60倍量的水，在80℃提取6 h。溶剂法优选后对山药的收率有着明显的提高。

1.1.2 酶提取 赵希等[7]采用碱性蛋白酶法一步提取了山药中多糖成分，并确定了碱性蛋白酶提取山药多糖的优化工艺为山药粉∶10倍量的酶，酶用量为70 U/g（山药粉），提取时间1.5 h，同时pH和温度分别为9.5、45℃。在最佳提取条件下，提取物得率为13.20%，山药多糖收率为78.81%，能够较好地提出山药中的多糖成分。费玉婷等[8]使用纤维素酶提取山药中多糖成分，对影响多糖提取工艺的四个因素进行优选，并得出较佳工艺为酶用量为0.2%， 提取温度为55℃， 提取时间为3 h，pH 值为7.0。紫山药多糖的提取实验表明传统水浸提法最佳工艺参数为60倍水，提取2.4 h温度80℃，粗多糖平均收率为5.65%；纤维素酶法提取最佳工艺参数为水提温度40℃、pH 5、加酶量0.50%，粗多糖平均收率为8.51%，较从而得出结论纤维素酶法更适用于紫山药中多糖成分的提取。葛立军等[9]采用蛋白酶、纤维素酶、果胶酶复合提取山药多糖，得出酸性蛋白酶用量为2.0%、纤维素酶用量为1.5%、果胶酶用量为0.5%，酶温度50℃，酶H值5.5，酶提取时间为1 h，总糖得率为5.38%。

1.1.3 微波法 近年来，微波法由于有着高效、节能的特点，广泛应用于药材单体或生物活性成分提取中。王安良等[10]利用通过二次回归正交旋转组合设计方法研究了山药多糖提取因素的影响，建立响应曲面模型，得到的优化工艺为：微波功率为546 W、微波时间为77 s、水提温度为64.7℃、水提时间为2.3 h，山药多糖的收率率为2.60%。许本波等[11]采用微波辅助的方法对山药多糖的提取做优化工艺的选择微波功率464 W、料水比1∶20、浸提温度60℃、醇沉比4∶1，多糖收率为12%。由此可见，微波法的工艺大大的提高了山药多糖的收率。

1.1.4 超声法 陈少青等[12]就紫山药多糖的提取进行了水提和超声两种提取方式对比，最后得出水提的粗多糖平均得率为5.65%；而超声提取粗多糖平均得率为8.35%。但超声有其局限性，不适用于大批量生产。

1.2 纯化方式

山药多糖里面往往含大量的糖蛋白杂质（Sevage 法，盐酸法、三氯乙酸法、胰蛋白酶法）[13-14]、色素、溶剂残留杂质，故需要对其进行除蛋白和脱色，然后再进行初纯化处理。

1.2.1 柱层析法 吴丹[4]在其实验中从山药的分离纯化开始，脱除两种沉淀蛋白质与酒精后，采用离子交换树脂DEAE-52和Sephadex G-100对山药多糖进行分离，结果得到中性和酸性两种不同性质的多糖，通过气相色谱和高效液相色谱分析得知中性多糖和酸性多糖的两种成分和组成和分子量。 高英春[14]提出的山药多糖经除杂后，经DEAE-52纤维素层析柱，和Sephadex G-100凝胶柱，得到RDPs-Ⅰ、RDPs-Ⅱ两个组成成分，经高效液相检测后，呈单一对称峰，表明达到一定的均一纯度。王刚等[15]用葡聚糖凝胶柱层析纯化多糖，并用HPLC法测定从山药中得到两个均一多糖，相对分子量分别为62 000和7 300 Dal。

1.2.2 膜分离法 杨剑飞[16]通过复合膜来对山药多糖进行分离纯化，考查了复合膜的各个影响因素，确定纳米 SiO2-聚偏氟乙烯复合膜对山药多糖进行纯化。

2 药理活性

2.1 护肝作用

自古以来，山药多糖就具有护肝作用。孙设宗等[17]把实验小鼠均分为正常对照组、病理造模组、山药多糖保护组、镁离子保护组、镁离子山药多糖保护组5组，正常对照组腹腔注射调和油溶液，其余各组腹腔注射0.15%四氯化碳调和油溶液，眼球取血，分离血清测定ALT、AST、MDA、GSH、SOD、NOS及NO含量。结果表明镁离子保护组、山药多糖保护组能降低肝体指数及血清ALT和AST，与模型组对比差异有统计学意义（P < 0.05），同时提高GSH含量，降低 MDA、NO含量和NOS活性，证明了镁离子和山药多糖有协同效应，对四氯化碳肝损伤有保护作用。孙延鹏等[18]也同样把小鼠分为5组，即对照组、模型组、山药多糖高、中、低剂量保护组，于眼球取血，并测定血清中ALT、AST活性后，处死小鼠，测定肝组织中 MDA、GSH 含量及 SOD 和GSH-Px 活性。结果发现，与模型组相比，山药多糖各剂量组均可降低小鼠肝指数、脾脏指数及降低血清 ALT、AST 活性（P < 0.05），降低MDA的含量，增加GSH含量和GSH-Px 活性。证明了山药多糖对卡介苗与脂多糖诱导的小鼠免疫性肝损伤有保护作用。

2.2 降血糖作用

周燕平[19]将山药粗多糖用离子交换柱DEAE-52纯化后，得到MY组，对健康小鼠进行实验发现MY对糖尿病小鼠的血糖水平具有明显的降低作用。郜红利等[20]建立了糖尿病小鼠模型，以10、20、30 mg/（kg·bw）的山药多糖给实验小鼠灌胃，正常对照组和糖尿病模型组均灌胃等量的蒸馏水，连续30 d，分别测定小鼠血糖值。结果表明，模型山药多糖组、糖尿病模型组与正常对照组相比差异有统计学意义（P < 0.05），山药多糖组各剂量给药后小鼠血糖明显降低。

2.3 抗氧化作用

许多疾病如癌症、冠心病、衰老等都是由于自由基得不到及时清除引起的。王丽霞等[21]研究山药蛋白多糖在体外对氧自由基的清除作用，分别采用辣根过氧化酶法、核黄素光照法、2-脱氧-D-核糖法等生物化学方法测定了山药蛋白多糖对氧自由基的清除能力，同时用硫代巴比妥酸法和分光光度法分别测定山药蛋白多糖对小鼠肝组织脂质过氧化反应和小鼠红细胞溶血的抑制作用。实验结果表明，山药蛋白多糖时活性氧自由基具有良好的清除作用，可以减少红细胞溶血和抑制小鼠肝匀装脂质过氧化反应。梁亦龙等[22]将小鼠每天1次给予山药水溶性多糖，连续给药15 d，取小鼠血测过氧化物酶活性，取血、肝、肾测超氧化物歧化酶活性，脂质过氧化产物含量。实验结果表明山药多糖物可显著提高过氧化物酶活性及血、肝、肾的超氧化物歧化酶活性，并减少血、肝、肾组织中MDA的含量，证明了山药水溶性多糖有提高小鼠体内过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性及减少脂质过氧化产物的抗氧化作用。许效群等[23]从山药中提取多糖，用小鼠对其进行DPPH、OH及O2清除能力的比较，结果表明，抗氧化能力还原力最强，对OH 和对DPPH的清除能力次之，对O2的除能力最弱结果表明山药多糖的还原力随着浓度的提高显著增强，具有氧化作用。

2.4 抗肿瘤作用

赵国华等[24]对小鼠分别给予高、中、低3个剂量组多糖受试物1次，连续28 d，，结束后称量肿瘤组织，计算肿瘤组织抑制率，实验结果证明高、中、低3个剂量组都对肺癌有显著抑制作用。

3 总结与展望

山药多糖虽然具有药理活性，目前还没有将其开发成新药。开发新药还需要解决很多问题，如提取纯化的工业化。因此，解决山药的产业化是开发新药的首要问题。另外，还需对其药代动力学、作用机制等进行系统研究，为其将来开发成新药提供理论基础。

[参考文献]

[1] 国家药典委员会. 中华人民共和国药典一部[S]. 北京：化学工业出版社，2010：27.

[2] 廖朝晖，朱必凤，刘安玲，等. 山药主要生化成分含量的测定[J]. 韶关学院学报（自然科学版），2003，24（6）：67-69.

[3] 宋永刚，胡晓波，王震宙. 山药的活性成分研究概况[J]. 江西食品工业，2007，（4）：45-48.

[4] 吴丹. 山药多糖提取工艺优化及结构分析[D]. 浙江大学生命科学学院，2004.

[5] 孙锋，谷文英，丁霄霖. 山药粗多糖的提取工艺[J]. 食品与生物技术学报，2011，13（10）：48-51.

[6] 徐琴，徐增莱，沈振国，等. 淮山药多糖提取工艺的研究[J]. 食品工艺科技，2006，28（12）：117-121.

[7] 赵希，张黎明，王玲玲. 酶法提取山药中多种水溶性成分的工艺研究[J]. 精细化工，2009，26（1）：28-32.

[8] 费玉婷，乔建卫，蒋立勤. 纤维素酶法提取山药多糖的工艺研究[J]. 农产品加工学刊，2008，46（6）：31-33.

[9] 葛立军，朱振洪，沙跃，等. 正交实验优化复合酶法提取山药多糖工艺研究[J]. 时珍国医国药，2010，21（12）：3187-3188.

[10] 王安良，云霞，杨红. 响应曲面法优化山药中多糖的微波提取工艺[J]. 食品科技，2007，28（12）：86-89.

[11] 许本波，张世俊，江洪波. 微波辅助法提取山药多糖的研究[J]. 安徽农学通报，2007，13（12）：34-35.

[12] 陈少青，蒋旭钢，汪财生，等. 紫山药多糖超声波辅助提取工艺优化及抗氧化性能研究[J]. 江苏农业科学，2009，21（5）：231-234.

[13] 王震宙. 山药多糖的提取、分离、功能性及其功能食品工艺研究[D]. 南昌大学，2005.

[14] 高英春. 山药多糖的提取分离及活性初步研究[D]. 江苏大学，2009.

[15] 王刚，杜士明，肖淼生，等.山药多糖的提取分离及山药总多糖的含量测定[J]. 中国医院药学杂志，2007，27（10）：1414-1416.

[16] 杨剑飞. 纳米SiO2-聚偏氟乙烯复合膜分离山药多糖的研究[D]. 天津大学，2007.

[17] 孙设宗，唐微，张红梅，等. 镁离子、山药多糖对四氯化碳肝损伤的保护作用[J]. 中国现代医学杂志，2009，19（18）：2780-2783.

[18] 孙延鹏，李露露，刘震坤，等. 山药多糖对小鼠免疫性肝损伤的保护作用[J]. 华西药学杂志，2010，25（1）：26-28.

[19] 周燕平. 山药多糖的提取分离与结构初步解析[D]. 江南大学，2011.

[20] 郜红利，肖本见，梁文梅. 山药多糖对糖尿病小鼠降血糖作用[J]. 中国公共卫生，2006，22（7）：804-805.

[21] 王丽霞，刘安军，舒媛，等. 山药蛋白多搪体外抗氧化作用的研究[J]. 现代生物医学进展，2008，8（22）：242-245.

[22] 梁亦龙，阎光凡，舒坤贤，等. 山药水溶性多糖的提取及抗氧化性研究[J]. 食品研究与开发，2007，128（11）：1-3.

[23] 许效群，刘志芳，霍乃蕊，等. 山药多糖的体外抗氧化活性及对正常小鼠的免疫增强作用[J]. 中国粮油学报，2012，27（7）：42-46.

[24] 赵国华，李志孝，陈宗道. 山药多糖RDPS2I的结构分析及抗肿瘤活性[J]. 药学学报，2003，38（1）：37-41.

（收稿日期：2013-01-04 本文编辑：郭静娟）