苦瓜多糖提取工藝及功能活性研究進展

張瑜 王安杏

苦瓜原產于印度，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，中國南北均普遍栽培?？喙鲜撬幨惩吹闹参?。研究發現，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?？喙现泻锌喙隙嗵?、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，關于苦瓜多糖的研究也逐漸深入。本文主要基于近年來關于苦瓜多糖的提取、分離純化及功能活性的研究成果，進行較為全面、系統的整理、分析、提煉，并結合食品行業未來的發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——預處理?？喙隙嗵翘崛」に嚨念A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產生影響。研究人員通過優化提取工藝參數，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。遲宗磊等研究發現，將新鮮苦瓜清洗干凈，晾干并粉碎后過40-80目篩得苦瓜粉；苦瓜粉經木瓜蛋白酶、中性蛋白酶酶解，酶解液經濃縮、冷凍干燥得到可溶性多糖。楊稅研究了用酶規?；崛】喙隙嗵堑墓に?，優化了酶的添加量、液料比等影響因素，苦瓜多糖的純度達到94.6%，且提取率可以達到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提取條件。然后，利用多糖的溶解性特點，選擇多糖醇沉的乙醇體積分數，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優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3.58%；水提醇沉后，苦瓜粗多糖的提取率達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驗優化了提取工藝。研究發現，當液料比為、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。研究發現，將超聲波提取法與表面活性劑有機結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，研究超聲波輔助表面活性劑提取苦瓜多糖，研究發現，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構，進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，可最大程度上保護苦瓜多糖的生物活性。

以上簡單篩選了近年來關于苦瓜多糖的提取研究成果，在實際運用中，有時會采用多種方法聯合使用，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，比如，無機鹽、色素、蛋白質等，經分離純化將這些雜質剔除才能得到純度較高的苦瓜多糖。植物多糖是雜多糖，組成單元復雜且種類繁多，而且分子量較大，導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%。嚴學迎等利用熱水浸提法提取苦瓜中的多糖，然后經離子交換樹脂DEAE-52分離純化得到苦瓜多糖MCP-1和MCP-2，它們由7種相同的單糖構成，但是各個單糖的相對含量不同，MPC-1的分子質量是5.62×10-4Da，MPC-2的分子質量是4.13×10-4Da。莊培榮利用DEAE-cellulose DE52柱對苦瓜多糖進行分離，再用Sephadex G-75進行純化，兩者結合分離純化苦瓜多糖，可得到純度高達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域的重點研究對象?？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結構和分子量密切相關。

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生積極影響。目前，研究發現了苦瓜多糖降血糖作用的幾種可能機制：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。動物模型實驗研究表明，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。試驗結果顯示，與對照組相比，經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顯著升高。嚴學迎等進一步探究了苦瓜多糖降血糖的作用機理。研究發現，苦瓜多糖通過提高己糖酶、丙酮酸激酶的活力增機體消耗葡萄糖的量，從而達到降血糖的效果。

2.2抗氧化作用

自由基是一種具有高度活性的分子，當其在體內累積過多時，會引起細胞損傷、炎癥反應和氧化應激等不良影響。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激。研究發現，苦瓜多糖不僅可以有效清除氧自由基，還可以減少丙二醛（脂質過氧化產物）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，結果表明，經純化的苦瓜多糖對自由基（超氧陰離子）的清除率達82%，抗氧化作用顯著。張偉豐等研究證實，苦瓜多糖具有較強的清除自由基能力。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。

2.3抑菌作用

苦瓜多糖可以通過多種機制抑制細菌的生長和繁殖，從而發揮抑菌作用。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。研究發現，在一定濃度范圍內，多糖提取物濃度越高抑菌效果越好。

2.4提升免疫力作用

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

2.5抗腫瘤作用

研究發現，多糖有抑制癌細胞轉移功能。趙瑞超等研究了經樹脂純化的苦瓜多糖的細胞增殖抑制，發現純化后的苦瓜多糖對人乳腺癌細胞MCF-7的最大抑制率可達46.5%。袁華等進一步研究發現，增加苦瓜多糖的添加劑量時，人乳癌癥MDA-MB-231細胞的增值率及遷移能力下降，凋亡率及凋亡小體數量升高，證明苦瓜多糖提取物可以通過調控細胞周期、凋亡、遷移，侵襲相關蛋白及基因表達，調控人乳腺癌MDA-MB-231細胞的增值和凋亡等生物學行為，達到抗腫瘤的效果。徐君懿等研究發現，在一定范圍內，苦瓜多糖濃度的增加與人食管癌EC-109細胞的生長抑制呈相關性，濃度越大抑制效果越好。

2.6減肥作用

研究表明，脂肪量的增加是導致肥胖的主要原因，脂肪細胞的增生、肥大會導致脂肪組織功能障礙，胰脂肪酶活性可以調控脂肪的存儲。脂肪酶的活性被抑制，則可抑制機體內脂肪組織的增生和肥大，從而達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。研究發現，當苦瓜多糖濃度、pH值、反應溫度分別為：30mg/mL、7.5、37℃時，胰脂肪酶的抑制率達到最佳值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

在某個特定的環境中，當機體的機能不能維持預定的運動強度時會感覺疲勞。研究發現，清除自由基可以解除自由基對機體的氧化損失，提升機體的抗氧化能力，由高強度運動誘發的疲勞可以得到有效延緩和預防。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。研究發現，苦瓜多糖提取物可以提高機體糖原水平，減少運動后機體內乳酸和尿素氮的量，減輕由高強度運動引起的自由基氧化損失，有利于延緩機體疲勞和機體功能恢復。

3.結語與展望

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

目前，關于苦瓜多糖提取、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，目前關于多糖的分子結構、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，但具體的作用機制還需要進一步研究和證實。下一步，研究人員可以通過體外實驗和動物實驗，探索苦瓜多糖的功能機制和藥理學特性，為其在食品和藥物領域的應用提供科學依據。

基金項目：

1. 全國食品產業職業教育指導委員會課題（SHK2022002）

2. 2022年度省級高?？茖W研究項目（2022AH052061）

3. 安徽省2023年省級質量工程項目（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與教學。