（漯河食品職業(yè)學(xué)院食品檢測系，河南漯河462300）

瑪咖 Maca（Lepidium meyenii Walp.）是十字花科植物，根莖形似蘿卜，原產(chǎn)于秘魯中部的安第斯高山地區(qū)，有“秘魯人參”之稱，是當(dāng)?shù)夭豢扇鄙俚乃幨惩葱椭参颷1-2]，已作為食品補充劑和藥物應(yīng)用于人類和動物[3-5]。瑪咖于2003年引入我國云南麗江種植基地，并相繼在新疆、吉林、西藏等與安第斯山脈氣候相似的高海拔地區(qū)引種成功。截至2010年底，僅云南省瑪咖種植示范基地推廣面積達(dá)175 hm2，產(chǎn)量780 t[6-7]?，斂Р粌H營養(yǎng)豐富，且營養(yǎng)成分合理，含有碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪酸、氨基酸以及瑪咖烯、瑪咖酰胺等多種營養(yǎng)成分。研究表明，瑪咖具有消除疲勞、抗氧化、提高生育能力等作用[8-10]。

瑪咖多糖為雜多糖，因此各種糖的含量、結(jié)構(gòu)及活性也不相同[11]。國內(nèi)外學(xué)者通過研究發(fā)現(xiàn)瑪咖多糖具有抗衰老、提高生育能力、調(diào)節(jié)免疫力、抗氧化、抗疲勞及抗肝損傷等生理功能，且藥物毒性極小，從而成為藥物藥效物質(zhì)基礎(chǔ)研究的熱點。本文擬對瑪咖多糖的提取工藝、化學(xué)結(jié)構(gòu)和生理功能等進(jìn)行綜述，為瑪咖多糖的開發(fā)和利用提供參考。

1 瑪咖多糖的提取工藝

不同生態(tài)型的瑪咖塊根的多糖含量差異較小，但瑪咖多糖的含量與瑪咖的色澤有一定的關(guān)系，根皮顏色越深的瑪咖，其可溶性多糖含量越高，即：紫色（7.02%）＞黑色（6.93%）＞綠色（6.75%）＞黃色（6.53%）[12]。瑪咖多糖的提取率和品種有一定的關(guān)系，柳志宇[11]以8種不同品種的麗江瑪咖為原料，提取瑪咖多糖，發(fā)現(xiàn)根皮為黑紅相間顏色，根肉為白色的品種的瑪咖多糖提取得率最高，根皮顏色為黑色、根肉顏色為黃色的品種瑪咖多糖提取率最低。

當(dāng)前瑪咖多糖的提取工藝有多種，其中最常用的為熱水浸提法，使用該法提取時，存在所需溫度高（60℃～100℃之間，有時甚至高達(dá)100℃），時間長（約需1.5 h～2 h），經(jīng)濟效率和提取率均較低的缺陷，其提取效率受提取溫度的影響尤為明顯，二者呈正相關(guān)[13-17]。此外，超聲波輔助法也常用于瑪咖多糖的提取，與熱水浸提法相比，能大幅度降低提取溫度及提高提取效率。徐娟等[18]以黑瑪咖為原料，提取溫度50℃、料液比1∶40（g/mL）、超聲時間 30 min，得率為 9.03%。王全等[19]采用超聲波輔助雙水相法提取瑪咖多糖，在提取溫度60℃、料液比1∶20（質(zhì)量比）、提取時間52 min時，多糖提取率為15.732%。微波輔助法也可用于提取瑪咖多糖，有學(xué)者[20]比較了超聲波輔助法、微波輔助法及熱水浸提法對瑪咖多糖的率的影響，研究發(fā)現(xiàn)，不同提取方法對瑪咖多糖的提取效果依次為超聲波＞微波＞熱水。

2 瑪咖多糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)

瑪咖多糖是非均一性多糖，具有良好的水溶性，結(jié)構(gòu)中存在β-型糖苷鍵[21]。目前，國內(nèi)外對瑪咖多糖化學(xué)結(jié)構(gòu)的研究仍停留在其單糖組成階段，對其分子構(gòu)型、分子結(jié)構(gòu)等目前鮮有涉及，有待進(jìn)一步研究。陳燕文等[22]采用PMP（1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮）柱前衍生法對酸水解的瑪咖多糖衍生化，高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）法分析其單糖組成，確定瑪咖多糖的單糖組成及摩爾比為m（甘露糖）∶m（葡萄糖）∶m（半乳糖）∶m（阿拉伯糖）=1∶196∶6∶6。唐偉敏等[23]發(fā)現(xiàn)瑪咖多糖（分子量：793.5kDa）為富含半乳糖醛酸（GalA）的酸性多糖，其6種糖基的摩爾百分比（moL，%）為，D-GalA∶D-Glc∶L-Ara∶D-Man ∶D-Gal∶L-Rha=35.07 ∶29.98 ∶16.98 ∶13.01 ∶4.21 ∶0.75。該瑪咖多糖主要由 β-1，3-Galp/GalpA、β-1，3-Glcp 和α-1，3-Manp通過1，3糖苷鍵連接形成化學(xué)骨架。

瑪咖多糖的單糖組分非常復(fù)雜，不同品種來源的瑪咖多糖的單糖組分各不相同，見表1。

此外，瑪咖多糖提取時的醇沉濃度以及其分子量對瑪咖多糖的單糖組分也有影響。陳燕文等[24]經(jīng)氣相色譜技術(shù)分析發(fā)現(xiàn)不同體積分?jǐn)?shù)乙醇醇沉所得瑪咖多糖的單糖組成種類及比例不同，0～40%、40%～50%、50%～60%、60%～70%、70%～80%濃度梯度醇沉所得瑪咖多糖單糖組成及摩爾比分別為：L-鼠李糖-阿拉伯糖-木糖-D-甘露糖-葡萄糖-D-半乳糖（1∶6∶3∶4 ∶34 ∶5）、L-鼠李糖-阿拉伯糖-木糖-D-甘露糖-葡萄糖-D-半乳糖（2∶9∶1∶2∶39∶10）、阿拉伯糖-葡萄糖-D-半乳糖（6∶6∶5）、阿拉伯糖-葡萄糖-D-半乳糖（2∶3∶4）和阿拉伯糖-葡萄糖-D-半乳糖（2∶5∶1）。Zha等[25]也通過研究證明了醇沉?xí)r乙醇濃度對瑪咖多糖的單糖組成種類及比例有影響，他們發(fā)現(xiàn)60%、70%、80%和90%乙醇醇沉?xí)r單糖組成與摩爾比分別為鼠李糖∶阿拉伯糖∶葡萄糖∶半乳糖=1.81∶6.85∶1∶3.21、阿拉伯糖 ∶葡萄糖 ∶半乳糖=2.18∶9.47∶1∶5.21、阿拉伯糖 ∶葡萄糖 ∶半乳糖=1.49∶6.87∶1∶3.5、鼠李糖∶阿拉伯糖∶葡萄糖∶半乳糖=0.83∶2.68∶1∶1.32。Jing Li等[26]用水提法提取得到分子量分別為7.6 kDa（MPS-1）和 6.7 kDa（MPS-2）的瑪咖多糖。研究發(fā)現(xiàn)，MPS-1由木糖、阿拉伯糖、半乳糖和葡萄糖以摩爾比1∶1.7∶3.3∶30.5組成，MPS-2由阿拉伯糖、半乳糖和葡萄糖以摩爾比1∶1.3∶36.8組成。紅外光譜表明MPS-1只存在α-吡喃糖，MPS-2存在α-吡喃糖和β-吡喃糖。

表1 不同品種瑪咖的單糖摩爾比[11]Table 1 Molar rate of the monosaccharides of different varieties of maca

3 瑪咖多糖的生理功能

大量研究表明，瑪咖多糖具有廣泛的生理活性，包括：抗衰老、增強性能力、調(diào)節(jié)免疫力、抗氧化、抗疲勞及抗肝損傷等生理功能。

3.1 抗衰老

周意等[27]研究了瑪咖多糖對黑腹果蠅壽命和抗氧化作用的影響，研究發(fā)現(xiàn)，與對照組相比，瑪咖多糖高劑量組（0.24 g/L）能延長果蠅平均壽命及最高壽命，中（0.08 g/L）、高劑量組能延長過氧化氫和百草枯急性氧化損傷下果蠅的存活時間，各劑量組均能提高超氧化物歧化酶（SOD）和過氧化氫酶（CAT）活性，降低脂褐素含量。說明瑪咖多糖可以提高果蠅的抗氧化能力，通過抑制脂質(zhì)過氧化，延長果蠅壽命。

3.2 提高生育能力

周意等[28]研究瑪咖多糖對果蠅存活率、性活力和繁殖力的影響。與對照組相比，各劑量組（0.03、0.08、0.24 mg/mL）均能提高果蠅的存活率；性活力方面，各劑量組均能提高果蠅的交配率，添加了0.24 mg/mL瑪咖多糖的培養(yǎng)基與對照組相比能顯著延長交配時間和縮短交配潛伏期；繁殖力方面，各劑量組均能增加子代的數(shù)量，且對果蠅后代的雌雄比例產(chǎn)生一定影響，但對子代的體重?zé)o明顯變化。

3.3 調(diào)節(jié)免疫力

瑪咖多糖對致衰老模型小鼠免疫器官有保護(hù)作用。周意等[29]將50只ICR小鼠隨機分為5組（分別為正常組、D-gal模型組、瑪咖多糖低、中、高劑量組），研究瑪咖多糖對D-半乳糖（D-gal）所致亞急性衰老小鼠免疫器官氧化損傷的保護(hù)作用及其作用機制。研究發(fā)現(xiàn)，與正常組比較，模型組細(xì)胞出現(xiàn)脾竇擴張，核周間隙大，染色質(zhì)邊集，部分細(xì)胞出現(xiàn)凋亡，模型組小鼠血清SOD、CAT活性明顯降低，丙二醛（MDA）含量明顯升高，小鼠肝臟中SOD、谷胱甘肽過氧化物酶（GSHPx）活性明顯降低，單胺氧化酶（MAO）活性及MDA含量明顯升高，小鼠脾臟組織p53 mRNA明顯升高，SOD、CAT mRNA明顯降低；與模型組比較，瑪咖多糖中（150 mg/kg）、高劑量（300 mg/kg）組胸腺組織中淋巴細(xì)胞分布較為均勻，核周分界清晰，胞漿內(nèi)無空泡，瑪咖多糖給藥組能明顯提高小鼠血清SOD、CAT活性，明顯降低MDA含量，明顯升高SOD、GSH-Px活性，降低MAO活性及MDA含量，瑪咖多糖高劑量組明顯下調(diào)小鼠脾臟p53 mRNA水平，中、高劑量組明顯升高CAT mRNA水平，高劑量組明顯升高SOD mRNA水平。

3.4 抗氧化

瑪咖多糖具有良好的抗氧化功效，張永忠等[30]研究發(fā)現(xiàn)瑪咖多糖對鄰苯三酚的自氧化有微弱的抑制作用，對H2O2誘導(dǎo)紅細(xì)胞氧化溶血有顯著的抑制作用，最大抑制率達(dá)76.9%，顯著減少CCl4所致豚鼠肝臟脂質(zhì)過氧化代謝產(chǎn)物丙二醛的產(chǎn)生?，斂Ф嗵堑目寡趸钚詮娙跏芏喾N因素的影響，孫曉東等[31]研究發(fā)現(xiàn)麗江成功引種的瑪咖與原產(chǎn)秘魯?shù)默斂б粯泳哂锌寡趸锘钚?，且這種抗氧化活性具有量效關(guān)系，抗氧化能力隨樣品質(zhì)量濃度的增加而增強。Jun-Cong He等[32]研究了瑪咖多糖（MCP）劑量（50、100、200 mg/kg bw）對力竭游泳運動大鼠引起的氧化損傷的影響，研究發(fā)現(xiàn)，與運動對照組相比，所有MCP處理組的血清乳酸脫氫酶（LDH）、肌酸激酶（CK）和MDA水平都顯著降低，SOD、CAT、谷胱甘肽過氧化物酶（GPX）和還原型谷胱甘肽/氧化型谷胱甘肽（GSH/GSSG）比值顯著升高。100 mg/kg bw和200 mg/kg bw劑量處理組的血清天門冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（AST）、氧化型谷胱甘肽（GSSG）和8-羥基脫氧鳥苷（8-OHdG）水平顯著降低，肌肉中谷胱甘肽還原酶（GR）水平顯著增加。這些結(jié)果表明，MCP可能對力竭運動引起的氧化損傷起保護(hù)作用。唐偉敏等[33]研究發(fā)現(xiàn)，高濃度（10 μg/mL～80 μg/mL）的瑪咖多糖（分子量：793.5 kDa）對 H2O2誘導(dǎo)的PCl2氧化損傷細(xì)胞有明顯的增殖抑制作用，而低濃度（0.001 μg/mL～1.0 μg/mL）則表現(xiàn)出一定的保護(hù)作用，此外，瑪咖多糖還可上調(diào)抗凋亡蛋白Bcl-2的表達(dá)。

此外，瑪咖多糖的提取方法、醇沉濃度以及瑪咖多糖的純度等對其抗氧化活性也有一定的影響。浦躍武等[34]比較了熱水提取、超聲波、微波輔助提取、60%、80%乙醇分級醇沉5種提取方法提取的南美瑪咖多糖抗氧化能力，研究發(fā)現(xiàn)，80%分級醇沉提取的瑪咖多糖的體外抗氧化活性最強，60%乙醇沉淀的多糖體外抗氧化性最弱。陳燕文等[24]研究發(fā)現(xiàn)不同體積分?jǐn)?shù)乙醇所得瑪咖多糖的抗氧化能力存在顯著性差異（隨乙醇濃度增加依次得到0～40%乙醇多糖部分，40%～50%乙醇多糖部分，50%～60%乙醇多糖部分，60%～70%乙醇多糖部分及70%～80%乙醇多糖部分，依次命名為 MP1、MP2、MP3、MP4 和 MP5），其中抗氧化能力最強的為MP5，MP4抗氧化能力次之，抗氧化能力最弱的為MP1。Zha等[25]也通過研究發(fā)現(xiàn)，60%乙醇提取所得瑪咖多糖（2.0 mg/mL）具有良好的清除羥基自由基和超氧自由基的能力，清除率分別為52.9%和85.8%。鄭朋朋等[15]以云南瑪咖為原料，研究了純度分別為65.6%的瑪咖粗多糖和90.7%的純化多糖的抗氧化能力，當(dāng)瑪咖多糖總濃度為6 mg/mL，二者對羥自由基和DPPH自由基的清除率達(dá)到最大，分別為63.9%、46.5%和72.8%、81.7%。粗多糖濃度為5 mg/mL時，對ABTS+自由基清除率達(dá)到最大，為61.4%；純多糖濃度為8 mg/mL時，對ABTS+自由基的清除率最大，為83.8%。陳燕青等[21]比較了瑪咖多糖及經(jīng)異丙醇羧甲基化后的羧甲基瑪咖多糖的抗氧化能力，研究發(fā)現(xiàn)，瑪咖多糖羧甲基化前后均可清除利用Fenton反應(yīng)由Fe2+-H2O2體系產(chǎn)生的羥自由基，且羧甲基化后瑪咖多糖對羥自由基的清除能力增強。

3.5 抗疲勞

瑪咖多糖對游泳小鼠的抗疲勞功效的強弱與其劑量呈正比關(guān)系，即飼養(yǎng)劑量越高，其抗疲勞、提高運動能力的作用越強[35]。唐偉敏[33]研究發(fā)現(xiàn)瑪咖多糖（分子量：793.5 kDa）在所試劑量范圍內(nèi)均表現(xiàn)出良好的抗疲勞活性。與正常組小鼠相比，中劑量[50 mg/（kg bw·d）]和高劑量[100 mg/（kg bw·d）]的瑪咖多糖能顯著和極顯著提高小鼠的平均游泳速率和游泳總時長，顯著和極顯著提高小鼠GSH-Px活力和降低小鼠血清乳酸脫氫酶（LDH）活力。此外，瑪咖多糖還能顯著降低小鼠血清中乳酸（LA）、尿素氮（BUN）和MDA等代謝廢物的水平。同時，試驗還發(fā)現(xiàn)，與正常組相比，各給藥組小鼠的肌糖原含量以及SOD酶活力差異不明顯，但肝糖原含量隨著多糖劑量增大呈下降趨勢。瑪咖多糖的抗疲勞作用還和其分子量有一定的關(guān)系，Jing Li等[26]通過研究證明分子量分別為7.6 kDa和6.7 kDa的瑪咖多糖對游泳大鼠具有抗疲勞的效果，且6.7 kDa的瑪咖多糖的抗疲勞效果優(yōu)于分子量為7.6 kDa的瑪咖多糖。

3.6 抗肝損傷

Zhang等[36]通過體外和體內(nèi)試驗研究了瑪咖多糖（平均分子量：1 067.3 kDa；純度：91.63%）對小鼠肝癌細(xì)胞與酒精性肝損傷的保護(hù)作用。在體外實驗中，建立酒精性肝癌細(xì)胞（Hep-G2細(xì)胞）模型，研究發(fā)現(xiàn)，瑪咖多糖能緩解對Hep-G2細(xì)胞的酒精傷害。在體內(nèi)實驗中，通過癌癥研究所（ICR）小鼠，研究了瑪咖多糖對酒精性肝?。╝lcoholic liver disease，ALD）的保肝作用，結(jié)果顯示，瑪咖多糖能抑制血清及肝組織甘油三酯水平；降低酒精引起的血漿轉(zhuǎn)氨酶的增加，包括谷草轉(zhuǎn)氨酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶；并極大地增加酒精性肝病小鼠超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過氧化物酶、谷胱甘肽s-轉(zhuǎn)移酶活性的水平。同時，組織病理學(xué)結(jié)果也顯示，瑪咖多糖能減輕酒精引起的炎癥。這些結(jié)果表明，瑪咖多糖對酒精誘導(dǎo)的肝損傷具有保肝活性。

4 發(fā)展方向

當(dāng)前，針對瑪咖多糖的研究逐漸成為學(xué)術(shù)界的新寵，瑪咖多糖的提取工藝不斷被改進(jìn)，提取率有了明顯的提高，其單糖組分也逐漸明了，大量研究也證實瑪咖多糖具有抗衰老、提高生育能力、調(diào)節(jié)免疫力、抗氧化、抗疲勞及抗肝損傷等多種生理功能，但仍有待對瑪咖多糖進(jìn)行深入研究。首先，瑪咖多糖分子量與其分子結(jié)構(gòu)、構(gòu)型等的關(guān)系目前仍處于啟萌階段；其次，瑪咖多糖生理功能的具體作用機制目前尚不明確；最后，瑪咖多糖分子量、劑量等對人體起保健作用時的構(gòu)效關(guān)系、劑量關(guān)系目前尚未涉及。

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