賈宇涵，吳澎，郗良卿，李曉彤

(山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品學(xué)院 山東省高校食品加工技術(shù)與質(zhì)量控制重點實驗室，山東 泰安 271018)

黃精屬于百合科黃精屬草本植物，又名雞頭黃精、老虎姜、黃雞菜、筆管菜、雞爪參，中國藥典收載的品種主要包括黃精、滇黃精和多花黃精[1]。而不同基原與產(chǎn)地黃精的生物活性物質(zhì)質(zhì)量存在較大的差異，其中野生多花黃精的多糖含量最高，且分布最廣，資源最豐富[2，3]。黃精性味甜且具有多種有益于人體健康的功能作用，將黃精多糖提取出來作為添加劑加入到食品中，可起到既調(diào)節(jié)食品風(fēng)味又增加食品營養(yǎng)功能的作用。

1 黃精多糖的研究現(xiàn)狀

現(xiàn)代研究表明，黃精中起主要作用的功能成分是黃精多糖[4]，在抗氧化、降血糖、抗菌、提高免疫功能及改善記憶力等方面有較好的功效[5-7]。目前，黃精多糖的研究方向主要有以下3個方面：化學(xué)組成測定、提取工藝優(yōu)化以及黃精多糖的功能作用和營養(yǎng)價值分析。

1.1 黃精多糖的組成

黃精多糖的測定方法主要是硫酸蒽酮法和硫酸苯酚法，得出的測量結(jié)果均是黃精粗多糖的含量，將粗多糖分離純化后即可進行黃精多糖的組分分析[8]。方園等[9]經(jīng)DEAE-cellulose、Sephacryl-S400、Sephadex G-100柱層析，分離得到黃精多糖PSP I，其主鏈由β-(1→2)鍵相連的果糖構(gòu)成。王聰[10]從多花黃精中分離得到PCPs-1、PCPs-2、PCPs-3等多糖成分，其中PCPs-1、PCPs-2主要是葡萄糖和半乳糖2種組分，PCPs-3主要含有半乳糖。張庭廷等[11]在對黃精多糖的研究中發(fā)現(xiàn)九華山多花黃精多糖為雜多糖，相對分子量是8912，組成為果糖∶葡萄糖為8.7∶1。

1.2 黃精多糖的提取工藝研究

1.2.1 水提醇沉法

李麗等[12]選取料液比、提取時間、提取溫度、提取pH為影響因子，進行4因素3水平正交試驗。試驗結(jié)果得出提取黃精多糖的最優(yōu)工藝是在料液比為1∶20，提取溫度80 ℃，提取pH 7的條件下提取2 h，此時黃精多糖的得率為8.925%。分析試驗數(shù)據(jù)顯示，料液比對黃精多糖提取效果的影響作用最高，pH值的影響作用最低。徐兵兵等[13]考察了料液比、提取溫度、提取時間對黃精多糖提取效果的影響，并設(shè)計了正交試驗，得到以水為溶劑提取黃精多糖的最優(yōu)工藝條件是：料液比1∶20，提取溫度80 ℃，提取時間2 h，黃精多糖提取率為27.43%。王笑月等[14]設(shè)計單因素及正交試驗，確定最佳的多糖提取工藝，在溫度為50 ℃，時間為2.5 h，料液比為1∶90(g/mL)時，多糖含量為(3.90±0.01)mg/g。在這種以熱水為溶劑的提取方法中，料液比對提取結(jié)果的影響作用極顯著。

1.2.2 堿水提取法

堿提法是利用堿液可解除細胞壁分子之間相互作用，從而破壞細胞壁，使有效成分溶出細胞，達到提取多糖的效果。趙瑞萌等[15]采用堿提法對黃精多糖的提取工藝進行優(yōu)化，得出最佳工藝條件為：藥材粒度60目，堿液3%，固液比1∶15，黃精多糖的提取率是11.89%。堿法提取過程簡便，易取得純度較高的樣品，但稀堿液易破壞多糖中的糖苷鍵，使多糖水解。

1.2.3 酶解法

酶解法是利用相對應(yīng)的酶破壞細胞壁結(jié)構(gòu)，從而使有效成分更易溶出細胞。李智慧等[16]在提取黃精多糖實驗中添加纖維素酶，得到的最優(yōu)提取工藝為纖維素酶用量∶黃精質(zhì)量1∶200，酶解時間120 min，酶解溫度49 ℃，酶解pH 4.6，在此條件下黃精多糖得率為(16.3±0.5)%。楊德等[17]采用Box-Behnken設(shè)計方法，將酶解溫度、酶添加量、酶解時間和料液比作為影響提取效果的考察因素，設(shè)計4因素3水平響應(yīng)面試驗，最終結(jié)果表明酶法提取黃精多糖最優(yōu)工藝為酶解溫度54.8 ℃、酶添加量3%、酶解時間99 min、料液比1∶22.4(g/mL)。苑璐等[18]采用復(fù)合酶解法優(yōu)化黃精多糖提取工藝，得到最優(yōu)酶用量配比為纖維素酶∶木瓜蛋白酶為3∶7，酶解最佳條件為pH值5.0、酶解溫度50 ℃、料液比1∶20、加酶量為1.5 g/dL，酶解2 h，沸水浸提2 h，在此工藝條件下，黃精多糖提取率可達21.55%。根據(jù)實驗結(jié)果，復(fù)合酶法的提取率優(yōu)于單一酶法，利用酶法提取多糖，復(fù)合酶可提取出更高多糖量，但不同的酶類有不同的最適溫度和最適pH，不同的加酶方法可能會對實驗結(jié)果產(chǎn)生不同的影響。酶解法可提高提取效率，縮短提取時間。

1.2.4 閃式提取法

閃式提取法具有提高工作效率，保護提取過程中的有效成分，強化提取等優(yōu)點[19]。徐蔚等[20]探究了將閃式提取法應(yīng)用于黃精多糖提取的最佳提取工藝，采用L9(34)正交試驗法，試驗結(jié)果顯示，物料粒度對提取效果的影響作用最為顯著，料液比次之，提取時間的影響最低，最佳提取條件為物料粒度40目、料液比1∶10、提取時間1 min。陳艷等[21]探究了料液比、提取電壓和提取時間對閃式提取法提取黃精多糖的影響，優(yōu)化得到了最佳的提取條件為料液比1∶18(g/mL)、提取電壓50 V、提取時間40 s。結(jié)果表明提取1次時，其提取率可達14.99%。閃式提取法是一種高效制備黃精多糖的方法，具有一定的應(yīng)用價值。

1.2.5 超聲波輔助提取法

超聲波輔助提取法較之傳統(tǒng)提取方法可以有效縮短提取時間，提高提取效率，減少溶劑用量，增加有效成分得率等[22]，且超聲提取在通常情況下可在常溫條件進行，能避免高溫時可能存在對有效成分的破壞[23]。駱文燦[24]采用超聲波輔助進行長梗黃精多糖提取，采用響應(yīng)面法優(yōu)化提取工藝，實驗得出最佳提取工藝條件為超聲功率150 W，超聲時間60 min，液料比18∶1，提取溫度73 ℃，結(jié)果表明長梗黃精多糖的實際得率為16.59%。陶濤等[25]在探究黃精多糖的提取實驗中利用超聲波與纖維素酶協(xié)同作用，并將料液比、提取時間、超聲溫度、超聲功率、pH值作為影響提取結(jié)果的考察因素，實驗結(jié)果得出最優(yōu)提取工藝為纖維素酶與底物質(zhì)量比1%，pH值5.0，超聲功率300 W，提取時間40 min，超聲溫度55 ℃，在此條件下多糖得率是39.36%。

1.2.6 微波輔助提取法

微波輔助提取技術(shù)通過微波破壞植物細胞的細胞膜和細胞壁，從而使有效成分加快溶出。李志濤等[26]采用L9(34)正交試驗優(yōu)化微波輔助提取黃精多糖，最佳提取條件為物料粒度0.150 mm，料液比1∶30(g/mL)，微波輻照功率350 W，微波輻照時間2 min，此條件下多糖得率為10.57%。胡芳等[27]以黃精多糖含量為指標(biāo)，使用單因素和正交試驗優(yōu)化多糖提取工藝，將固液比、微波功率、提取時間作為考察對象，得出最佳工藝：黃精除雜后的粉末浸泡60 min后，以50∶1的固液比、微波功率450 W處理5 min，提取率為11.82%(n=5)。而且該工藝具有穩(wěn)定性好、操作簡單、省時、低耗等特點。

1.2.7 超聲波-微波協(xié)同法提取法

超聲波-微波協(xié)同法提取法將超聲波和微波2種技術(shù)相結(jié)合，充分利用超聲波及微波優(yōu)點，實現(xiàn)了在一般實驗環(huán)境下對黃精多糖快速、高效的提取，且對提取過程中多糖的破壞程度小。周桃英等[28]通過單因素與正交試驗優(yōu)化其提取工藝，主要考察了微波功率、提取時間以及料液比等影響因素，得到超聲波-微波協(xié)同法提取黃精的最佳工藝條件為超聲功率50 W、超聲頻率40 kHz、料液比1∶32、微波功率300 W、提取時間80 s，該條件下黃精多糖提取率為11.19%。

1.3 黃精多糖的功能作用

1.3.1 降血糖作用

Xie等[29]通過實驗表明黃精多糖對α-葡萄糖苷酶具有很強的抑制作用，降糖作用良好。張忠英等[30]在觀察黃精多糖對糖尿病、心肌病、大鼠心肌纖維化影響的實驗中發(fā)現(xiàn)黃精多糖對大鼠糖尿病心肌損傷具有一定的保護作用。王藝等[31]發(fā)現(xiàn)黃精多糖對由鏈脲佐菌素(STZ)誘導(dǎo)的糖尿病大鼠存在保護作用，可抑制胰島細胞凋亡，從而顯著降低血糖，減少糖尿病并發(fā)癥的發(fā)生。賈璐等[32]利用高脂飼料建立了小鼠高血糖模型，通過黃精多糖對該模型的干預(yù)，顯示黃精多糖可以降低高血糖小鼠空腹血糖值、空腹胰島素水平，同時提高胰島素受體的表達，并對高血糖環(huán)境下的高氧化應(yīng)激狀態(tài)有一定的抑制作用。

1.3.2 抗氧化、延緩衰老作用

駱文燦[33]對果蠅繁殖能力、體內(nèi)脂褐素(LT)含量、過氧化氫酶(CAT)的酶活進行了考察，檢驗長梗黃精多糖的抗氧化能力。實驗結(jié)果顯示，1.6%的長梗黃精多糖可降低果蠅體內(nèi)的LT含量，并提高CAT活性，增強果蠅的抗氧化能力。楊華杰等[34]在對不同黃精炮制品的研究中發(fā)現(xiàn)，黃精各炮制品提取液均可提高小鼠體內(nèi)超氧化物歧化酶(SOD)水平，降低丙二醛(MDA)水平。薛學(xué)彬等[35]進行體外抗氧化實驗，結(jié)果證明黃精多糖可抑制羥自由基的產(chǎn)生及對紅細胞的破壞，并且減緩肝勻漿脂質(zhì)過氧化過程。馬懷芬等[36]在黃精多糖對心臟重塑小鼠心臟組織中ICAM-1、VCAM-1蛋白表達的影響實驗中，發(fā)現(xiàn)黃精多糖可增強血清中的SOD活性，減少MDA含量，表明黃精多糖具有抗氧化的作用。

1.3.3 抗菌作用

研究表明黃精多糖可抑制大腸桿菌、金黃色葡萄球菌和藤黃球菌的生長，且效果顯著。胡驕陽等[37]發(fā)現(xiàn)多花黃精的石油醚提取物對水果采后4種不同病原菌存在抑制效果，在濃度為5.0 g/L時對蘋果炭疽病菌抑制效果最佳。鄭春艷等[38]在黃精多糖的抑菌效果研究中發(fā)現(xiàn)，黃精多糖可抑制大多數(shù)細菌、放線菌和單細胞真菌的生長作用，且高濃度時抑菌效果與多糖濃度呈正相關(guān)作用。

1.3.4 免疫調(diào)節(jié)作用

研究表明黃精多糖對由環(huán)磷酰胺所致免疫抑制小鼠可提高免疫功能[39]。傅圣斌等[40]探究了黃精多糖對免疫抑制小鼠免疫功能的影響作用，建立環(huán)磷酰胺小鼠實驗?zāi)Ｐ停瑢嶒灲Y(jié)果顯示黃精多糖可顯著提高溶血素的含量，顯著提高小鼠腹腔巨噬細胞吞噬雞血細胞的效果，改善實驗小鼠的免疫功能。卜紅南[41]考察了黃精多糖的免疫調(diào)節(jié)作用，設(shè)計了小鼠腹腔巨噬細胞吞噬實驗和小鼠胸腺、脾臟指數(shù)實驗，結(jié)果表明黃精多糖具有明顯的免疫增強作用。

1.4 黃精多糖在食品中的應(yīng)用

由于黃精多糖具有多種功能性作用，因此黃精多糖在食品方面的應(yīng)用受到了廣泛的關(guān)注，梁安怡[42]以黃精和糯米為主要材料設(shè)計了一款發(fā)酵型黃精米酒產(chǎn)品，增加了米酒的口感及營養(yǎng)價值，豐富了米酒的種類，其抗氧化能力是浸提型的2倍。李錦松等[43]研制了一款黃精黃酒，在實驗中優(yōu)化了制作工藝，結(jié)果證明加入黃精有助于增加產(chǎn)酒率，并提升黃酒的抗氧化能力。隨人們生活質(zhì)量的提高，健康食品的發(fā)展市場越來越大，黃精的抗氧化、降糖降脂、提高免疫力等作用與人們密切聯(lián)系。朱建平等[44,45]將黃精制作成酸奶并進行了配方篩選，探究了其降脂作用，實驗結(jié)果顯示食用黃精酸奶的降脂作用優(yōu)于單純食用黃精藥液。于向榮等[46]以赤霞珠為主要原料，輔以黃精、枸杞等生產(chǎn)了一款干紅葡萄酒，研制的葡萄酒在保持口感上佳的基礎(chǔ)上又增加了營養(yǎng)功能。李安等[47]采用Box-Behnken響應(yīng)面法優(yōu)化制作工藝和配方篩選，研發(fā)了一款黃精發(fā)酵功能飲料。在黃精食品的加工中一般是將黃精制作成浸提液或者干燥打粉，再加入到食品中，可較便利地將黃精多糖添加到食品中，以增加食品的營養(yǎng)性與功能性。

2 黃精多糖研究存在的問題

盡管目前對于黃精已經(jīng)開展了大量的研究，但是仍有許多問題尚未解決，有待進一步的研究。

(1)黃精多糖因種類、生存環(huán)境不同，其化學(xué)組成存在較大差異，缺少系統(tǒng)的整理分析。

(2)黃精多糖的功能作用十分廣泛，但由于多糖的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，導(dǎo)致質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)不易控制，再加上結(jié)構(gòu)測定及合成有自身的難度和特殊性等諸多因素，極大地增加了多糖的研究難度。

(3)近年來，黃精多糖提取方法的發(fā)展從較傳統(tǒng)的溶劑萃取法到酶解法，到能夠縮短提取時間、可強化提取的閃式提取法，以及到超聲波和微波輔助提取法?？傮w來說，黃精多糖的提取方法越來越高效、快速、穩(wěn)定，但是黃精多糖的得率還有待提高。

黃精多糖是黃精生理活性物質(zhì)中的重要成分，其存在的問題是影響和制約黃精開發(fā)的重要影響因素之一，提高黃精多糖的提取率，可降低其生產(chǎn)成本，有利于產(chǎn)品的開發(fā)。而繼續(xù)深入探究黃精多糖的作用機理可開發(fā)出更多不同類別黃精多糖產(chǎn)品，從而充分發(fā)掘黃精的利用價值。

3 黃精多糖研究前景展望

為解決黃精多糖研究存在的諸多問題，以及增加其綜合利用的市場價值，對黃精多糖的研究需要關(guān)注以下幾個研究方向：

(1)探究黃精的不同資源，對不同品種的黃精成分進行系統(tǒng)的研究。

(2)研究多糖與其他成分之間的協(xié)調(diào)作用，單一的多糖成分有時未必能發(fā)揮最好的作用。深入研究黃精的保健功能，明確其功能因子及作用機理，拓寬黃精多糖的用途。

(3)提高黃精多糖的產(chǎn)率，使多糖的使用向產(chǎn)業(yè)化的方向發(fā)展。

(4)增加黃精多糖的市場利用率，將黃精多糖開發(fā)成具有不同功能的營養(yǎng)產(chǎn)品。

黃精是我國藥食同源的傳統(tǒng)中藥材，含有的多糖成分是使其具有諸多保健功能的主要原因?，F(xiàn)今人們對保健越來越重視，對健康的呼聲也越來越高，且我國人口老齡化程度和患高血脂、糖尿病的人數(shù)也在持續(xù)升高，因此增加黃精多糖的產(chǎn)率，并將黃精多糖開發(fā)出適宜該人群食用的功能性食品就顯得迫在眉睫。而在食品中加入黃精來調(diào)節(jié)食品的風(fēng)味及增加食品的功能性，一方面有利于增加黃精的利用途徑，另一方面也將為日后黃精的深入研究奠定基礎(chǔ)。本文對近年來國內(nèi)外黃精多糖的相關(guān)研究論文進行了系統(tǒng)的梳理分析，加以總結(jié)概括，提出存在的問題，并指出今后的研究方向，以期為黃精進一步的深入研究提供參考。