張瑜 王安杏

苦瓜原產(chǎn)于印度，屬于一年生葫蘆科苦瓜屬草本植物 ，廣泛栽培于熱帶到溫帶地區(qū)，中國南北均普遍栽培?？喙鲜撬幨惩吹闹参铩Ｑ芯堪l(fā)現(xiàn)，苦瓜具有清熱解毒、明目、抑菌、降低血糖和提升免疫力等功能特性。苦瓜中含有苦瓜多糖、苦瓜皂苷、生物堿等有生物活性的成分。隨著“三高”等亞健康人群的增多，關(guān)于苦瓜多糖的研究也逐漸深入。本文主要基于近年來關(guān)于苦瓜多糖的提取、分離純化及功能活性的研究成果，進(jìn)行較為全面、系統(tǒng)的整理、分析、提煉，并結(jié)合食品行業(yè)未來的發(fā)展趨勢展望苦瓜多糖的研究前景，以期為苦瓜多糖提取、純化等深入研究做參考。

1.苦瓜多糖的提取及分離純化

1.1苦瓜多糖的提取

苦瓜多糖的提取方法多樣，但是都有共同的前提——預(yù)處理?？喙隙嗵翘崛」に嚨念A(yù)處理包括：清洗——去瓤——切片——干燥——粉碎——過篩，得顆粒度適中的苦瓜粉。到目前為止，苦瓜多糖的提取方法主要有生物酶提取法、水提醇沉法、微波輔助提取法、超聲表面活性劑提取法等。不同的提取方法會對苦瓜多糖的得率和品質(zhì)產(chǎn)生影響。研究人員通過優(yōu)化提取工藝參數(shù)，如提取溫度、提取時間、溶劑濃度等，來提高苦瓜多糖的得率和純度。

1.1.1生物酶提取法

酶活性的表達(dá)需要特定的溫度、pH等溫和的條件。生物酶提取法是比較溫和的，酶的提取不僅耗能低，還高效。遲宗磊等研究發(fā)現(xiàn)，將新鮮苦瓜清洗干凈，晾干并粉碎后過40-80目篩得苦瓜粉；苦瓜粉經(jīng)木瓜蛋白酶、中性蛋白酶酶解，酶解液經(jīng)濃縮、冷凍干燥得到可溶性多糖。楊稅研究了用酶規(guī)?；崛】喙隙嗵堑墓に嚕瑑?yōu)化了酶的添加量、液料比等影響因素，苦瓜多糖的純度達(dá)到94.6%，且提取率可以達(dá)到2.92%，比較接近新鮮苦瓜中碳水化合物的含量（2.6-3.5%）。

1.1.2水提醇沉提取法

苦瓜多糖提取工藝中最常見的一種方法是水提醇沉法，主要通過調(diào)解水與苦瓜的比例、提取時間及提取溫度，從而確定苦瓜多糖的最優(yōu)提取條件。然后，利用多糖的溶解性特點(diǎn)，選擇多糖醇沉的乙醇體積分?jǐn)?shù)，得粗多糖。影響苦瓜多糖提取率的因素有料液比、浸提時間和溫度等。針對以上影響因素，李士杰利用正交試驗(yàn)優(yōu)選出最佳的浸提和最佳醇沉體系，苦瓜多糖的浸出率最高可達(dá)3.58%；水提醇沉后，苦瓜粗多糖的提取率達(dá)3.12%。

1.1.3微波輔助提取法

以苦瓜為原材料，利用微波輔助提取法提取苦瓜多糖。高頻微波作用會加速溶劑分子對樣品基體的滲透，使待萃取成分快速溶劑化，萃取效率高，且待萃取物分子不會被破壞。影響微波輔助提取法提取苦瓜多糖的因素有料液比、微波提取時間、微波功率等。張偉豐等利用正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了提取工藝。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)液料比為、微波功率、提取時間分別是：50：1（mL/g）、 60W、20min時，苦瓜多糖的提取率高達(dá)10.05%。

1.1.4超聲表面活性劑提取法

超聲波提取的原理是通過提高傳質(zhì)效率提升提取率。表面活性劑可以氣液兩相界面吸附，從而降低水的表面張力，故具有良好的增溶效果。研究發(fā)現(xiàn)，將超聲波提取法與表面活性劑有機(jī)結(jié)合可以提高苦瓜多糖的提取效率。巢秦等以多糖提取率為指標(biāo)，研究超聲波輔助表面活性劑提取苦瓜多糖，研究發(fā)現(xiàn)，功率70%、9μL吐溫80提取苦瓜多糖效果良好。在提取過程中提取溫度、溶液的pH、溫度等因素在一定程度影響苦瓜多糖的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響苦瓜多糖的生物活性。所以，在提取過程中盡可能選擇溫和的條件作為提取條件，可最大程度上保護(hù)苦瓜多糖的生物活性。

以上簡單篩選了近年來關(guān)于苦瓜多糖的提取研究成果，在實(shí)際運(yùn)用中，有時會采用多種方法聯(lián)合使用，確保在不破壞苦瓜多糖生物活性的同時，最大限度獲得最大提取率。

1.2苦瓜多糖的分離純化

通過提取工藝得到粗苦瓜活性多糖。粗苦瓜活性多糖中還含有大量雜質(zhì)，比如，無機(jī)鹽、色素、蛋白質(zhì)等，經(jīng)分離純化將這些雜質(zhì)剔除才能得到純度較高的苦瓜多糖。植物多糖是雜多糖，組成單元復(fù)雜且種類繁多，而且分子量較大，導(dǎo)致多糖的分離提純比較困難。陳紅漫等用Sephadex G-100柱層析研究苦瓜小分子多糖的純化，多糖組分（MCPⅡ）純化得率42.34%。嚴(yán)學(xué)迎等利用熱水浸提法提取苦瓜中的多糖，然后經(jīng)離子交換樹脂DEAE-52分離純化得到苦瓜多糖MCP-1和MCP-2，它們由7種相同的單糖構(gòu)成，但是各個單糖的相對含量不同，MPC-1的分子質(zhì)量是5.62×10-4Da，MPC-2的分子質(zhì)量是4.13×10-4Da。莊培榮利用DEAE-cellulose DE52柱對苦瓜多糖進(jìn)行分離，再用Sephadex G-75進(jìn)行純化，兩者結(jié)合分離純化苦瓜多糖，可得到純度高達(dá)96%的苦瓜多糖。

2.苦瓜多糖的功能活性

苦瓜多糖的功能活性是近年來功能性食品領(lǐng)域的重點(diǎn)研究對象?？喙隙嗵蔷哂卸喾N生物活性，包括抗氧化、抗腫瘤、抗疲勞、降血糖等。這些功能活性與苦瓜多糖的化學(xué)結(jié)構(gòu)和分子量密切相關(guān)。

2.1降血糖作用

苦瓜多糖可以通過多種方式對降低血糖水平產(chǎn)生積極影響。目前，研究發(fā)現(xiàn)了苦瓜多糖降血糖作用的幾種可能機(jī)制：提高胰島素敏感性、抑制糖的吸收、抑制糖原的分解、提高胰島素分泌等。動物模型實(shí)驗(yàn)研究表明，苦瓜多糖可使高血糖患者的血糖濃度明顯下降。楊稅用小鼠糖尿病動物模型，研究苦瓜多糖提取物對糖尿病的治療效果。試驗(yàn)結(jié)果顯示，與對照組相比，經(jīng)苦瓜多糖提取物治療組的糖尿病小鼠血糖顯著下降、胰島素水平上升且抗糖指數(shù)顯著升高。嚴(yán)學(xué)迎等進(jìn)一步探究了苦瓜多糖降血糖的作用機(jī)理。研究發(fā)現(xiàn)，苦瓜多糖通過提高己糖酶、丙酮酸激酶的活力增機(jī)體消耗葡萄糖的量，從而達(dá)到降血糖的效果。

2.2抗氧化作用

自由基是一種具有高度活性的分子，當(dāng)其在體內(nèi)累積過多時，會引起細(xì)胞損傷、炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激等不良影響。某些多糖可以有效清除自由基，對抗由自由基引起的氧化應(yīng)激。研究發(fā)現(xiàn)，苦瓜多糖不僅可以有效清除氧自由基，還可以減少丙二醛（脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物）的生成量以及增加超氧化物歧化酶等的活性，抗氧化作用顯著。周銳等分離純化了苦瓜多糖并研究了其抗氧化活性，結(jié)果表明，經(jīng)純化的苦瓜多糖對自由基（超氧陰離子）的清除率達(dá)82%，抗氧化作用顯著。張偉豐等研究證實(shí)，苦瓜多糖具有較強(qiáng)的清除自由基能力。比如，羥基自由基，而且多糖濃度與自由基清除能力呈正相關(guān)。

2.3抑菌作用

苦瓜多糖可以通過多種機(jī)制抑制細(xì)菌的生長和繁殖，從而發(fā)揮抑菌作用。張文波等研究了苦瓜多糖對于大腸桿茵、米曲霉腐敗菌的抑菌效果。研究發(fā)現(xiàn)，在一定濃度范圍內(nèi)，多糖提取物濃度越高抑菌效果越好。

2.4提升免疫力作用

研究發(fā)現(xiàn)，苦瓜多糖提取物有利于細(xì)胞增殖，能增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的吞噬能力，提高機(jī)體免疫功能。阿爾祖古麗·阿卜力米提等研究發(fā)現(xiàn)，小鼠腹腔巨噬細(xì)胞隨著苦瓜多糖濃度的增加，細(xì)胞增殖指數(shù)呈倍數(shù)增長，顯著提升吞噬細(xì)胞的吞噬活性，提高機(jī)體免疫功能。羅天池等研究發(fā)現(xiàn)，苦瓜多糖可以通過修復(fù)被右旋糖酐硫酸鈉損傷的結(jié)腸組織、抑制右旋糖酐硫酸鈉誘導(dǎo)的炎癥因子，從而改善免疫系統(tǒng)紊亂，緩解小鼠的結(jié)腸炎。

2.5抗腫瘤作用

研究發(fā)現(xiàn)，多糖有抑制癌細(xì)胞轉(zhuǎn)移功能。趙瑞超等研究了經(jīng)樹脂純化的苦瓜多糖的細(xì)胞增殖抑制，發(fā)現(xiàn)純化后的苦瓜多糖對人乳腺癌細(xì)胞MCF-7的最大抑制率可達(dá)46.5%。袁華等進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，增加苦瓜多糖的添加劑量時，人乳癌癥MDA-MB-231細(xì)胞的增值率及遷移能力下降，凋亡率及凋亡小體數(shù)量升高，證明苦瓜多糖提取物可以通過調(diào)控細(xì)胞周期、凋亡、遷移，侵襲相關(guān)蛋白及基因表達(dá)，調(diào)控人乳腺癌MDA-MB-231細(xì)胞的增值和凋亡等生物學(xué)行為，達(dá)到抗腫瘤的效果。徐君懿等研究發(fā)現(xiàn)，在一定范圍內(nèi)，苦瓜多糖濃度的增加與人食管癌EC-109細(xì)胞的生長抑制呈相關(guān)性，濃度越大抑制效果越好。

2.6減肥作用

研究表明，脂肪量的增加是導(dǎo)致肥胖的主要原因，脂肪細(xì)胞的增生、肥大會導(dǎo)致脂肪組織功能障礙，胰脂肪酶活性可以調(diào)控脂肪的存儲。脂肪酶的活性被抑制，則可抑制機(jī)體內(nèi)脂肪組織的增生和肥大，從而達(dá)到控制體脂率的效果。安歡等研究了苦瓜多糖對脂肪酶活性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)苦瓜多糖濃度、pH值、反應(yīng)溫度分別為：30mg/mL、7.5、37℃時，胰脂肪酶的抑制率達(dá)到最佳值51.24%。胰脂肪酶活性被抑制可以有效抑制酶促反應(yīng)速率，從而抑制脂肪的存儲，間接控制體脂率。作為藥食兩用的植物，苦瓜有被開發(fā)成具有減肥功效的功能性食品或藥品的潛在價值。

2.7抗疲勞作用

在某個特定的環(huán)境中，當(dāng)機(jī)體的機(jī)能不能維持預(yù)定的運(yùn)動強(qiáng)度時會感覺疲勞。研究發(fā)現(xiàn)，清除自由基可以解除自由基對機(jī)體的氧化損失，提升機(jī)體的抗氧化能力，由高強(qiáng)度運(yùn)動誘發(fā)的疲勞可以得到有效延緩和預(yù)防。于志江通過模擬動物模型研究了苦瓜多糖對小鼠抗疲勞的影響。研究發(fā)現(xiàn)，苦瓜多糖提取物可以提高機(jī)體糖原水平，減少運(yùn)動后機(jī)體內(nèi)乳酸和尿素氮的量，減輕由高強(qiáng)度運(yùn)動引起的自由基氧化損失，有利于延緩機(jī)體疲勞和機(jī)體功能恢復(fù)。

3.結(jié)語與展望

苦瓜多糖的多種功能活性賦予了苦瓜豐富的用途。未來，在食品工業(yè)中，苦瓜多糖可以作為功能性食品添加劑，用于增強(qiáng)食品的營養(yǎng)價值和保健功效。在醫(yī)藥領(lǐng)域，苦瓜多糖可以作為藥物原料，開發(fā)治療炎癥、腫瘤等疾病的藥物。

目前，關(guān)于苦瓜多糖提取、分離純化及功能活性的研究頗多。但是，苦瓜多糖以雜多糖居多，目前關(guān)于多糖的分子結(jié)構(gòu)、特性的研究還有待深入。另外，苦瓜多糖具有降血糖、抗氧化、抑菌、提升免疫力、減肥、抗腫瘤及抗疲勞等作用，但具體的作用機(jī)制還需要進(jìn)一步研究和證實(shí)。下一步，研究人員可以通過體外實(shí)驗(yàn)和動物實(shí)驗(yàn)，探索苦瓜多糖的功能機(jī)制和藥理學(xué)特性，為其在食品和藥物領(lǐng)域的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

基金項(xiàng)目：

1. 全國食品產(chǎn)業(yè)職業(yè)教育指導(dǎo)委員會課題（SHK2022002）

2. 2022年度省級高?？茖W(xué)研究項(xiàng)目（2022AH052061）

3. 安徽省2023年省級質(zhì)量工程項(xiàng)目（2022cxtd076）

作者簡介：

張瑜，女，漢族，安徽人，碩士研究生，助教；研究方向：植物源功能性食品研發(fā)與教學(xué)。