無(wú)花果多糖的研究與開(kāi)發(fā)進(jìn)展

無(wú)花果多糖的研究與開(kāi)發(fā)進(jìn)展劉薇，單承鶯，聶韡，唐小洪，王維潔，黃小俊，馬世宏*

（1.南京野生植物綜合利用研究院，江蘇南京211111；2.威遠(yuǎn)縣供銷合作社聯(lián)合社，四川威遠(yuǎn)642450）

無(wú)花果（FicuscaricaL.）為?？?、榕屬落葉植物，原產(chǎn)于西亞，后來(lái)傳播到地中海沿岸地區(qū)。無(wú)花果樹(shù)可能是新石器時(shí)代最早栽培的果樹(shù)之一，大約比谷物早一千年［1］。早在唐代時(shí)就從波斯帝國(guó)傳入到我國(guó)，現(xiàn)南北兩地均有栽培，在新疆、四川、廣東、福建等地分布較為廣泛。

無(wú)花果味甘甜，具有極高的營(yíng)養(yǎng)和藥用價(jià)值，人們常用其釀造果酒、果飲和果醬等。據(jù)《本草綱目》記載，無(wú)花果味道甘甜且藥性平和，可治療五痔病癥和咽喉痛?！侗静輩R言》也提及無(wú)花果葉可去除體內(nèi)的濕熱，解除瘡毒［2］。研究發(fā)現(xiàn)，無(wú)花果因其含有豐富的多酚類、黃酮類、多糖、蛋白酶、氨基酸、脂肪酸和脂溶性化合物等各類化學(xué)物質(zhì)，而具有多重藥理活性，包括抗菌消炎、抗氧化［3］，抑菌［4］、抗腫瘤［5］、降糖和降壓［6］、增強(qiáng)機(jī)體的免疫力等功效［7］。

本文主要分析歸納了國(guó)內(nèi)外關(guān)于無(wú)花果多糖在提取、分離純化、化學(xué)結(jié)構(gòu)組成和主要活性功效方面的研究進(jìn)展。首次總結(jié)了其在化妝品和載藥系統(tǒng)中的應(yīng)用，以期更好地進(jìn)一步綜合利用和開(kāi)發(fā)無(wú)花果多糖。

1無(wú)花果多糖的提取和分離純化

1.1無(wú)花果多糖的提取

無(wú)花果果干和葉是無(wú)花果多糖提取的主要原材料。目前，無(wú)花果多糖的提取方法主要包含熱水浸提法、酶解提取法、微波-超聲波輔助提取法和超臨界CO2/亞臨界水萃取法。

1.1.1熱水浸提法

熱水浸提中料液比、提取時(shí)間、溫度和提取次數(shù)是提取工藝優(yōu)化中的關(guān)鍵因素。綜合文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，無(wú)花果多糖采用熱水浸提，料液比1∶6.25～1∶49之間、提取時(shí)間1.5～6h、提取溫度80～100℃之間、提取次數(shù)1～6次，所得的多糖提取率為3.86%～8.52%［8］。熱水浸提法存在提取率較低、耗時(shí)較長(zhǎng)的劣勢(shì)，但因其易操作、設(shè)備簡(jiǎn)單，目前仍為常用方法。

1.1.2酶解提取法

酶解法很好的解決了熱水浸提中提取溫度高、提取率低的不足。在多糖提取過(guò)程中淀粉、蛋白質(zhì)等雜質(zhì)會(huì)影響多糖提取物溶液的澄清度，通過(guò)溫和的酶水解可以除去這些雜質(zhì)，提高多糖的純度［9］。Chen［10］采用纖維素酶、果膠酶和木瓜蛋白酶三種復(fù)合酶法對(duì)無(wú)花果干果進(jìn)行多糖提取，提取率為7.98±0.17%。葉文斌［9］采用復(fù)合酶法，將無(wú)花果多糖的提取率提升至34.13%。雖然酶解法提取率高，但對(duì)酶的選擇要求較高，且酶價(jià)格昂貴，需嚴(yán)格控制酶解溫度以保證酶解過(guò)程能夠順利完成。

1.1.3微波-超聲波輔助提取法

超聲波提取技術(shù)利用超聲波機(jī)械破碎和空化作用加速提取物從原料中釋放。應(yīng)用該法得到的無(wú)花果多糖提取率為2.81%～12.58%［11-12］。該法提取時(shí)間短、效率高，但在多糖提取過(guò)程中若超聲功率控制不當(dāng)會(huì)破壞聚合物，導(dǎo)致多糖物理化學(xué)性質(zhì)或其膠凝性質(zhì)發(fā)生改變。

微波輔助萃取法利用頻率范圍在300～300000MHz之間的電磁波，該波具有穿透能力，可用其進(jìn)行植物提取。李樂(lè)等［13］利用微波輔助浸提法得到的無(wú)花果多糖提取率為12.17%。提取過(guò)程中，影響多糖產(chǎn)率的主要因素為微波功率，而時(shí)間、料液比和溫度次之。

近年來(lái)超聲-微波結(jié)合提取法已應(yīng)用于無(wú)花果葉多糖的提?。?4］，超聲時(shí)產(chǎn)生穿透力極強(qiáng)的機(jī)械波與微波時(shí)產(chǎn)生的熱能共同作用。Gharibzahedi等［15］采用超聲-微波結(jié)合提取法對(duì)無(wú)花果果皮進(jìn)行多糖提取，提取率達(dá)13.97%。此方法提高了提取率，節(jié)約了時(shí)間，但儀器復(fù)雜昂貴，不適用于大規(guī)模生產(chǎn)。

1.1.4超臨界CO2和亞臨界水提取法

超臨界CO2萃取是將超臨界條件下液體的高溶解度和氣體的高流動(dòng)性相結(jié)合，提取目標(biāo)物質(zhì)的方法。趙叢枝等［16］以無(wú)花果為原料，利用超臨界CO2提取原料中多糖，并優(yōu)化提取因素為溫度78.5℃、提取壓力33.4MPa、提取時(shí)間96.2min，提取率高達(dá)17.31%。劉煥燕［17］首次嘗試了亞臨界水方法提取無(wú)花果多糖，同時(shí)優(yōu)化了提取工藝，最終提取率高達(dá)56.48%。作為一種新型的多糖提取技術(shù)，該法具有高效省時(shí)、低成本、環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)。

1.2無(wú)花果多糖的分離純化

粗多糖中的大分子蛋白質(zhì)及小分子色素雜質(zhì)不僅降低了多糖的純度，還影響粗多糖進(jìn)一步的分離純化、結(jié)構(gòu)表征和構(gòu)效關(guān)系分析。粗多糖經(jīng)過(guò)分離純化，蛋白脫除、色素去除和成分分離多步驟過(guò)程提高純度，得到精制多糖［18］。無(wú)花果粗多糖的蛋白脫除方法主要用三氯乙酸法、Sevag法和酶-Sevag法。除色素類物質(zhì)主要是通過(guò)離子交換樹(shù)脂法和H2O2氧化法。曾杰［19］篩選了D941、AB-8、D301、XDA-1、D35205種色譜柱，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)D301樹(shù)脂對(duì)無(wú)花果粗多糖的色素去除能力比其他4種樹(shù)脂效果強(qiáng)，吸附無(wú)花果粗多糖色素的吸附量高達(dá)86.18%。祖思佳［20］篩選了10種大孔樹(shù)脂，結(jié)果表明LSD-296大孔樹(shù)脂對(duì)無(wú)花果脫色效率可達(dá)90%以上。大孔樹(shù)脂柱、DEAE纖維素柱［21］和葡聚糖凝膠柱［22］被廣泛應(yīng)用于分離純化無(wú)花果多糖。姜宏偉［14］采用DEAE-32纖維柱，經(jīng)NaCl溶液梯度洗脫，無(wú)花果葉多糖的純度達(dá)91.45%。

1.3無(wú)花果多糖含量測(cè)定及結(jié)構(gòu)分析

苯酚-硫酸法用于檢測(cè)多糖含量，主要是將多糖水解成葡萄糖從而計(jì)算多糖的提取率。由于不同糖類檢測(cè)時(shí)會(huì)產(chǎn)生不同色澤，若采用單一以葡萄糖計(jì)算多糖具有較大誤差，朱俊珺［23］改進(jìn)了傳統(tǒng)的苯酚-硫酸顯色測(cè)定，采用氣相色譜先確定無(wú)花果多糖的單糖組成，再通過(guò)主要單糖的標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算出校正系數(shù)，帶入計(jì)算測(cè)得多糖的含量為12.8%。該法快速靈敏、簡(jiǎn)單穩(wěn)定性好，避免了以葡萄糖為單一糖為標(biāo)準(zhǔn)造成的誤差。郁瑋［24］采用苯酚-硫酸法對(duì)無(wú)花果多糖的純度進(jìn)行測(cè)定，并對(duì)比了分別以單一葡萄糖和無(wú)花果多糖中單糖組成比例配制的混合單糖作為單糖標(biāo)樣的差異。結(jié)果表明，葡萄糖相比混合糖為標(biāo)準(zhǔn)品測(cè)得的含量偏低，以混合糖為標(biāo)準(zhǔn)品的方法不僅重現(xiàn)性高而且穩(wěn)定性好。

無(wú)花果多糖具有廣泛的分子量分布，范圍從121kDa到6890kDa［25］。目前，無(wú)花果多糖的結(jié)構(gòu)分析還未深入，主要還集中在其單糖類別的研究階段，研究結(jié)果得到無(wú)花果單糖的種類主要包含7種，分別為半乳糖、葡萄糖、阿拉伯糖、鼠李糖、甘露糖、木糖和夫糖［6］。杜鵑［26］采用甲基化聯(lián)合GC-MS、高碘酸氧化-Smith降解以及核磁共振波譜確定了無(wú)花果中四種精多糖分子量、一級(jí)結(jié)構(gòu)及糖苷鍵的連接類型和連接方式，同時(shí)采用紅外光譜和核磁共振波譜來(lái)測(cè)它們糖苷鍵的α或β構(gòu)型。結(jié)果表明這四種精多糖的分子量在2.19×104～1.21×105Da之間。其單糖組成為甘露糖、半乳糖、阿拉伯糖、葡萄糖和鼠李糖，且為支鏈多糖。作者還進(jìn)一步采用剛果紅實(shí)驗(yàn)、掃描電子顯微鏡和原子力顯微鏡技術(shù)分析了各個(gè)多糖組分的高級(jí)結(jié)構(gòu)，剛果紅實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明四種精多糖均無(wú)三螺旋構(gòu)象。

2無(wú)花果多糖活性研究

2.1抗腫瘤

從無(wú)花果提取物中鑒定出的抗腫瘤活性成分主要有苯甲醛、呋喃香豆素內(nèi)酯、補(bǔ)骨酯素。近年來(lái)，研究者們發(fā)現(xiàn)無(wú)花果多糖也可用于治療腫瘤。如郭潤(rùn)妮等［27］人報(bào)道，無(wú)花果多糖能顯著抑制人肝癌HepG2細(xì)胞和胃癌SGC-7901細(xì)胞的生長(zhǎng)，但不依賴多糖的給藥劑量。鄧佳麗等［5］研究發(fā)現(xiàn)無(wú)花果葉多糖抗腫瘤主要是通過(guò)刺激人胃癌細(xì)胞SGC-7901凋亡基因的表達(dá)，提高細(xì)胞活性氧的水平，減弱細(xì)胞增殖速度，加速細(xì)胞凋亡過(guò)程，從而達(dá)到抗腫瘤作用。姜宏偉等［14］證實(shí)無(wú)花果葉多糖可以不同程度抑制人肝癌細(xì)胞HepG2和人宮頸癌細(xì)胞HeLa活性，且對(duì)人宮頸癌細(xì)胞Hela的抑制作用相對(duì)于人肝癌細(xì)胞HepG2高。

2.2增強(qiáng)免疫力

無(wú)花果多糖被認(rèn)為是一種有益的免疫刺激劑，可用于動(dòng)物和人類的免疫治療。戴可娟等［28］最先證實(shí)無(wú)花果多糖是一種良好的免疫增強(qiáng)劑。通過(guò)應(yīng)激作用和環(huán)磷酰胺誘導(dǎo)小鼠免疫功能受損低下，而后給予無(wú)花果多糖，小鼠能夠增強(qiáng)遲發(fā)型超敏反應(yīng)，且在一定濃度范圍內(nèi)，可顯著性增強(qiáng)小鼠腹腔巨噬細(xì)胞的吞噬活性。接著采用荷瘤法建立小鼠免疫抑制模型，再通過(guò)巨噬細(xì)胞吞噬中性紅試驗(yàn)、細(xì)胞增殖檢測(cè)法和淋巴細(xì)胞轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證無(wú)花果多糖的免疫增強(qiáng)作用［29］。除了改善應(yīng)激及環(huán)磷酰胺誘導(dǎo)小鼠的免疫功能低下外，有研究表明無(wú)花果多糖可很好地促進(jìn)受氫化可的松誘導(dǎo)的免疫抑制小鼠的免疫功能［30］。同時(shí)，無(wú)花果多糖可促進(jìn)免疫抑制的小鼠腹腔脾細(xì)胞和巨噬細(xì)胞分別產(chǎn)生和分泌促炎細(xì)胞因子IL-2和IL-1α，促進(jìn)伴刀豆球蛋白A和脂多糖誘導(dǎo)的脾細(xì)胞增殖，使血清可溶性IL-2受體水平降低［31］。

Chen等［21］進(jìn)一步將無(wú)花果粗多糖進(jìn)行純化得到研究FPs-1-1和FPs-2-1兩個(gè)活性組分，發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)組分能顯著增強(qiáng)巨噬細(xì)胞的吞噬功能，且作用效果和劑量相關(guān)。同時(shí)FPs-2-1組分可能是通過(guò)刺激NO的分泌來(lái)調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞的活性和殺死病原微生物，證實(shí)了無(wú)花果多糖可刺激脾淋巴細(xì)胞的增殖，增強(qiáng)其吞噬能力，可作為新型天然的免疫刺激劑，用于功能性食品或藥物中。

在水產(chǎn)養(yǎng)殖中，通常會(huì)添加預(yù)防性免疫刺激劑來(lái)刺激魚(yú)類的免疫反應(yīng)，增強(qiáng)防御機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)植物多糖是魚(yú)類優(yōu)良的預(yù)防性免疫刺激劑，Wang等［32］對(duì)多種植物進(jìn)行多糖的提取，將提取的無(wú)花果多糖、板藍(lán)根多糖和五味子多糖用作飼料添加劑，探究這些多糖對(duì)鯽魚(yú)的先天免疫應(yīng)答和對(duì)嗜水氣單胞菌的抗病性的影響，結(jié)果顯示無(wú)花果多糖、板藍(lán)根多糖和五味子多糖均可增強(qiáng)鯽魚(yú)對(duì)嗜水氣單胞菌的免疫反應(yīng)和抗病性，其中無(wú)花果多糖是最有效的。而后，進(jìn)一步研究對(duì)鯽魚(yú)非特異性免疫功能的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)鯽魚(yú)的日糧中無(wú)花果多糖的添加量為0.4%，可顯著增強(qiáng)鯽魚(yú)非特異性免疫功能［33］。Yang等［34］首次嘗試研究無(wú)花果多糖作為免疫刺激劑對(duì)草魚(yú)免疫基因表達(dá)、體液免疫應(yīng)答和抗病性的影響。研究表明無(wú)花果多糖顯著上調(diào)促炎癥因子IL-1β和TNF-α基因表達(dá)，無(wú)花果多糖喂養(yǎng)的魚(yú)類HSP70基因表達(dá)顯著降低。在喂養(yǎng)第2周和第3周后，F(xiàn)CPS的加入顯著增加了血清總蛋白、白蛋白和球蛋白。同時(shí)，無(wú)花果多糖可以提高血清補(bǔ)體C3、增加血清溶菌酶活性和殺菌活性。這些充分說(shuō)明了無(wú)花果多糖可以上調(diào)免疫相關(guān)基因的表達(dá)，刺激免疫應(yīng)答，從而增強(qiáng)草魚(yú)的抗病性。

2.3降血糖、血脂

早在20世紀(jì)，無(wú)花果葉中水溶性成分就被民間用以醫(yī)治糖尿病患者，且有多篇文獻(xiàn)報(bào)道無(wú)花果具有降血糖的功效［35］。葉文斌［9］采用四氧嘧啶誘導(dǎo)大鼠，建立大鼠糖尿病模型，研究發(fā)現(xiàn)連續(xù)給大鼠灌胃無(wú)花果多糖28天后，降低了由腎上腺素引起的大鼠高血糖，并改善和調(diào)節(jié)了患病大鼠的血脂紊亂及血脂代謝問(wèn)題。王婷婷［6］發(fā)現(xiàn)當(dāng)無(wú)花果葉多糖劑量增加到5mg/mL時(shí)，可抑制α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶活性，抑制率分別達(dá)到52.61%和46.48%。同時(shí)，設(shè)置了三個(gè)劑量組研究無(wú)花果葉多糖對(duì)鏈脲佐菌素誘導(dǎo)的糖尿病小鼠模型的降血糖作用，研究發(fā)現(xiàn)高劑量組的血糖下降程度與陽(yáng)性對(duì)照組接近，有效地降低了II型糖尿病小鼠的空腹血糖及調(diào)節(jié)其糖耐量水平，改善小鼠體重下降問(wèn)題。在治療糖尿病方面，Zheng［36］將無(wú)花果多糖（85%～90%）和山藥多糖、牡丹皮多糖、大米多糖、南瓜多糖、葛根異黃酮、羅漢果皂甙、歧化酶和檸檬酸等復(fù)配成無(wú)花果糖粉，可以很好地預(yù)防治療糖尿病，效果顯著。

2.4抗炎

有研究發(fā)現(xiàn)在C57BL/6J小鼠中，口服無(wú)花果多糖（150～300mg/kg）5周后的小鼠，通過(guò)調(diào)節(jié)體內(nèi)結(jié)腸的長(zhǎng)度和抑制腸道的炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)，顯著預(yù)防硫酸葡聚糖鈉鹽誘導(dǎo)的結(jié)腸炎［37］。無(wú)花果多糖對(duì)潰瘍性結(jié)腸炎的保護(hù)作用機(jī)理可能與菌群組成變化和短鏈脂肪酸的形成高度相關(guān)。同時(shí)，無(wú)花果多糖可保護(hù)杯狀細(xì)胞，提高緊密連接蛋白claudin-1的表達(dá)，并抑制包括TNF-α和IL-1β在內(nèi)的細(xì)胞因子的形成。除此之外，無(wú)花果多糖改善腸道微生物群，提高細(xì)菌S24-7、糞球菌和類桿菌的豐度，同時(shí)抑制梭狀芽孢桿菌和大腸桿菌的豐度。因而補(bǔ)充無(wú)花果多糖可以改善腸道微生物菌群，從而預(yù)防減少炎癥性腸病。

3無(wú)花果多糖的開(kāi)發(fā)應(yīng)用

3.1藥物載體系統(tǒng)

植物多糖具的有可生物降解、易于修飾、低免疫原性和低毒性的優(yōu)點(diǎn)，它們可以被共軛、交聯(lián)或功能改性，然后用作納米載體材料。多糖給藥系統(tǒng)可以避免網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)的吞噬作用，阻止生物分子的降解，提高小分子化合物的生物利用度，從而達(dá)到有效的治療效果。

從無(wú)花果中提取的多糖主要由低甲基果膠組成，是一種新型的殼材料，可將親脂性生物活性包埋形成微膠囊，從而提高穩(wěn)定性和釋放度。Ponrasu等［38］采用新型丙烯酸基微流控裝置制備了疏水性核的無(wú)花果多糖微膠囊，將姜黃素封裝于微膠囊中，并對(duì)其進(jìn)行了全面的表征。結(jié)果顯示微膠囊殼和核之間邊界清晰，且包封率達(dá)90%左右，極大提高了姜黃素對(duì)外界環(huán)境的穩(wěn)定性。同時(shí)采用無(wú)花果多糖和普魯蘭多糖共混并通過(guò)靜電紡絲制備速溶納米纖維，用于負(fù)載氨芐青霉素和地塞米松等疏水模型藥物，藥物可60秒內(nèi)迅速溶解在水中并釋放［39］。作者進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)無(wú)花果多糖微膠囊可作為腸靶向膠囊材料［40］，將無(wú)花果多糖和市售的高甲氧基果膠混合制備復(fù)合膠囊，膠囊在模擬結(jié)腸液中降解2h，釋放率顯著升高，從15%提高到90%。

為了提高無(wú)花果多糖作為藥物載體的生物相容性，周榮等［41］對(duì)無(wú)花果中提取的多糖進(jìn)行超聲修飾，使其具有疏水和親水的兩親結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以自組裝成膠束、微球等，既可以包載藥物，又具有良好的膜滲透性，可作為藥物載體的生物材料，具有很好的生物相容性、降解性和熱穩(wěn)定性。

3.2化妝品領(lǐng)域

隨著人們生活水平提高，消費(fèi)者更傾向選用含有天然植物提取物類的化妝