山药多糖的制备及其体外抗氧化活性

山药多糖的作用及其提取方法李昂.烟台大学生命科学学院，山东烟台264005摘要：本文综述了山药多糖各种生物活性作用，并对近几年山药多糖的提取方法作了综述，指出了不同提取方法最佳提取工艺条件关键词：山药多糖；作用；提取；最优条件The Effect of Yam Polysaccharide and Method of itsExtractionLi Ang（B iological Engineering，College of Life Science,Yantai University，Yantai 264005）Abstract: This paper was reviewed the biological activity of polysaccharides, and the extraction method in recent years, Chinese yam polysaccharide were summarized, pointed out the optimum extraction conditions of different extraction methodsKey words: yam polysaccharide; function; extraction; optimal condition前言山药是薯蓣科多年生宿根植物山药(Dioscores opposite Thunb．)的块根，主产于河南、广东、广西等省，以河南焦作市(古怀庆府)所产最佳，又称“怀山药”。

《本草纲目》记载其能“益肾气，健脾胃，止泻痢，化痰涎，润皮毛”。

现代医学研究表明，山药具有增强免疫、抗氧化、抗衰老、抗肿瘤、降血糖等多种生物活性，其主要功效成分是山药多糖[1]。

因此山药多糖成为近年来近年来的研究热点。

山药多糖的组成和结构比较复杂，不同的研究者提取分离出了不同的山药多糖，其中有均多糖，有杂多糖，也有糖蛋白，相对分子质量从数干到数百万不等，其多糖含量和糖基组成也各不相同。

山药多糖的研究进展作者：秦婷等来源：《中国当代医药》2013年第13期[摘要] 山药多糖是山药中重要活性成分之一。

本文总结近年来的文献期刊，对山药多糖的提取纯化和药理作用做一综述，为山药的开发与利用，奠定一个良好的基础。

[关键词] 山药多糖；提取；纯化；药理活性[中图分类号] R96 [文献标识码] A [文章编号] 1674-4721（2013）05（a）-0020-03山药作为我国第一批药食同源的药物，为薯蓣科植物薯蓣（Dioscorea opposita Thunb.）的干燥根茎。

山药味甘，性平，归肺、脾、肾经，具有补脾、养肺、固肾、益精之功效[1]。

薯蓣最早见于我国古代的《山海经》，在汉代《神农本草经》以及宋代的《图经本草》、《求薯蓣苗》、《种山药》，明代的《本草纲目》，清代的《植物名实图考》、现代《中华本草》等都有记载。

现代研究发现，山药中的主要成分为薯蓣皂苷元、黏液质、糖蛋白、甘露聚糖、植酸、尿囊素、山药素、胆碱、多巴胺、粗纤维、果胶、淀粉酶、多种微量元素等活性成分[2-3]，山药中起到药疗作用的主要成分是山药多糖，其具有很强的药理活性。

本文主要在多糖类的提取纯化、药理活性两个方面做一概述。

1 提取纯化山药多糖类成分主要有酸性多糖和中性多糖。

中性多糖主要由鼠李糖、木糖、甘露糖、半乳糖组成，其组成比例为8∶16∶25∶10，酸性多糖主要由鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、半乳糖组成，其组成比例为7∶3∶11∶19∶18[4]。

山药多糖的提取纯化方法很多，有传统的方法如溶剂法提取、酶法提取等，也有新技术、新方法，如微波、超声提取，柱层析法、膜分离法等。

以下简述山药多糖的提取纯化的方法。

1.1 提取方法1.1.1 溶剂法提取水提煎煮法是提取山药最常见的提取方法之一。

孙锋等[5]优选出的工艺为料液比1 g∶9 mL，75%乙醇提取时间2.5 h，提取温度50℃，得出的山药粗多糖收率为0.244 9%。

2012年7月第27卷第7期中国粮油学报Journal of the Chinese Cereals and Oils Association Vol．27，No．7Jul.2012山药多糖的体外抗氧化活性及对正常小鼠的免疫增强作用许效群1刘志芳2霍乃蕊1赵媛1田夏1雷婷婷1（山西农业大学食品科学与工程学院1，太谷030801）（山西农业大学附属医院2，太谷030801）摘要从提取淀粉后的山药汁液干粉中提取多糖，探讨其体外抗氧化活性和对正常小鼠的免疫调节活性。

结果表明山药多糖的还原力随着浓度的提高显著增强，对DPPH ·、·OH 及O 2·-具有较强的清除能力，并呈一定的剂量关系，清除率分别可达到92．73%、84．72%、89．14%；与正常对照组小鼠相比，中、高剂量组的免疫脏器指数和吞噬细胞的吞噬指数、血清溶血素水平均显著提高，其中高剂量组均达到极显著水平，高剂量组还极显著增加迟发型变态反应引起的小鼠足跖厚度。

因此山药多糖具有较好的抗氧化性和免疫增强活性，为安全天然食品抗氧化剂、免疫增强剂的开发提供了新来源，并为山药的综合开发利用奠定了基础。

关键词山药多糖抗氧化免疫增强中图分类号：R151．1文献标识码：A 文章编号：1003－0174（2012）07－0042－06网络出版时间：2012－05－3116：46网络出版地址：http ：//www．cnki．net /kcms /detail /11．2864．TS．20120531．1646．003．html 基金项目：山西省科技攻关项目（2007031076）收稿日期：2011－11－03作者简介：许效群，男，1963年出生，副教授，粮油加工山药（Dioscorea opposite Thunb ）为薯蓣科多年生宿根蔓生植物薯蓣的块茎，是我国传统的药食同源食物之一［1］。

山药中的淀粉占其干物质的60% 70%，另外含有多糖、黏液蛋白、皂苷、尿囊素和纤维素等多种功能活性成分［2－3］。

山药多糖提取工艺优化及其抗菌活性研究作者：王东江来源：《科学与财富》2017年第02期摘要：目的：实验人员将山药多糖提取的工艺加以优化，而且对其做好相应的抗菌活性实验。

方法：实验人员将提取时间、提取的温度当作自变量，将山药多糖得到的概率当作因变量，应用响应面法对山药多糖提取手段进行优化，并且使用纸片的形式来对山药多糖进行相应的实验。

结果：山药多糖经过一系列的实验所得到的最佳提取工艺所产生的时间为108.14min 最佳，所得到的超声波功率为414.66W，最佳温度在80.54℃，而山药多糖理论提取率在3.21%，所得到的验证值为3.154%。

经过抗菌实验可知，山药多糖可以对大肠杆菌、白色念珠菌等物质属于中敏感，而对于肠炎沙门氏菌来说属于低敏感。

结论：实验人员需要采取星点设计-通过响应面法将山药多糖的提取工艺较为简便，有着较好的预测性，具有一定的可行性。

关键词：山药多糖；提取；响应面法；抗菌活性山药又可以叫做薯蓣、玉延等，通常属于干燥块茎。

而当前医学研究在对山药的药理进行研究中，山药多糖在药理活性的主要成分之一。

一般情况下，提出山药多糖的方式有诸多种，水溶液提取法、微博辅助法等。

利用超声辅助的方式进行提取有着诸多的优势，如将多糖的提取质量加以提升、起到节约能源的作用等，因此在该实验中主要采取响应面法借助于超声波来对山药多糖的工艺加以优化，从而建立恰当的模型，希望获得最佳的工艺，将多糖得率加以提高。

当前外国一些国家对山药多糖有着许多的研究，依据有关报道得知山药能够起到抗衰老等作用。

然而为了锦衣探究山药多糖抗菌活性做出了详细的分析，从而为今后研究山药提供重要的参考依据。

1 材料FW177粉碎机；UV-757紫外分光光度仪；KQ3200DV型数控超声波清洗器；F-A2004电子分析天平；低速大容量多管离心机；LS-C50L立式压力蒸汽灭菌器；DNR-300电热恒温培养箱；ZHJH-C1214B垂直流超净工作台。

山药多糖的研究进展王瑞娇; 马凡怡【期刊名称】《《化学研究》》【年(卷),期】2019(030)005【总页数】4页(P547-550)【关键词】山药; 多糖; 提取; 活性【作者】王瑞娇; 马凡怡【作者单位】河南大学天然药物与免疫工程重点实验室河南开封475004【正文语种】中文【中图分类】R284.2多糖是山药中有效成分之一，具有抗肿瘤、抗氧化、抗衰老、增强免疫、降低血糖等作用.山药多糖主要由葡萄糖、半乳糖及甘露糖组成，但其结构尚不明确.山药多糖的构效关系是目前研究的热点.1 山药多糖的提取和分离山药多糖的提取方法主要有水浸提法[1-7]、超声辅助法[5]、超滤浓缩提取法[8]、微波辅助法[10]和酶法[11]等.温度、时间、pH值三种提取条件会对其多糖产率、相对分子量、单糖组成、构象和潜在的生物活性造成影响，尤其温度对多糖结构的影响是最大的(见表1).2 山药多糖的生物活性2.1 抗氧化山药多糖普遍具有抗氧化活性[3, 5-9]，且其抗氧化能力的大小和山药多糖相对分子量、糖醛酸含量有关.相对分子量小的山药多糖水溶性较好，与自由基接触的面积大[5]，其抗氧化能力较强.糖醛酸的抗氧化作用归因于它们的供氢能力.在多糖中，糖醛酸基团的存在可以触发异头碳的氢原子，较高的含量意味着较强的氢原子供给能力,因此有较低相对分子量和较高糖醛酸含量的山药多糖显示出较强的抗氧化活性.表1 山药的提取Table 1 Extraction of Dioscorea opposita Thunb提取方法提取比例/W:V提取温度/℃提取时间/h其他多糖产量/%相对分子量/Da单糖组成多糖含量/%功能及生物活性参考文献水浸提法1∶880320%醇沉淀 4.6651 25065.80∶19.60∶7.92∶4.89 a63.2540%醇沉淀 2.143523071.10∶19.30∶3.75∶3.89 a64.4360%醇沉淀 0.483479061.60∶22.60∶5.47∶7.05 a80.1380%醇沉淀 1.70363169.60∶13.60∶12.60∶3.17 a56.37乳化、流变性能[1-2]水浸提法1∶8801.55.1916 6191.52∶1 b抗氧化、抗菌[3]水浸提法1∶2010020.51.09:0.51:1.0:3.03:1.77 c免疫调节[4]水浸提法1∶40251.5超声4.3440 30066.87∶10.52∶3.66∶0.28∶2.77∶15.92 d0.841∶40251.53.8536 50048.38∶8.71∶6.46∶0.84∶3.08∶32.15 d0.621∶40501.511.5448 700, 1076 40079.09∶0.46∶15.71∶0.25∶0.08∶4.12 e17.501∶40801.512.3912 000,100 420081.18∶15.10∶0.22∶0.08∶2.99 f6.51还原能力、抗氧化、降血糖[5]水浸提法1∶156****0001∶13.057∶26.56∶6.07∶2.22g410001∶0.024∶0.05∶0.084∶2.59∶0.13∶0.14 g230001∶0.82∶3.86∶2.68∶12.88∶1.29∶0.54 g抗氧化、降血糖、抗肿瘤[6]水浸提法1∶1510030.5∶1.2∶0.3∶0.3 h63.2抗氧化[7]超滤浓缩提取20过滤88.750.8∶24.2∶11.8 i抗增殖[8]降解提取降解13 20005.32% j63.8794 0006.04% j66.4836 0006.54% j68.219 0008.68% j68.33抗氧化、抗诱变、脂质过氧化作用[9]注：a Glu∶Gal∶Man∶Xyl (w/w); b Glu∶Gal(mol/mol); cMan∶GalA∶Glu∶Gal∶Arab (mol/mol); d Rha∶Gal∶Xyl∶Arab∶GlcA∶GalA (w/w); e Rha∶Glu∶Gal∶Xyl∶Arab∶GalA (w/w); f Rha∶Gal∶Xyl∶Arab：GalA (w/w); g Man∶Rha∶GlcA∶Glu∶Gal∶Xyl∶Arab (mol/mol); hMan∶Glu∶Gal∶GlcA (mol/mol); i Glu∶Man∶Gal (w/w); j uronic acid (w/w).其中 Glu：葡萄糖；Gal：半乳糖；Man：甘露糖；Xyl：木糖；GalA：半乳糖醛酸；Arab：阿拉伯糖；Rha：鼠李糖；GlcA：葡萄糖醛酸；uronic acid：糖醛酸. YANG等[3]发现纯化的山药多糖含有糖醛酸，可以清除羟基自由基和超氧自由基，其清除能力随着多糖浓度的增加而提高，但这种能力低于维生素C(Vc). JU等[7]得到的山药多糖含有12.4%的糖醛酸，具有清除羟基自由基的能力，清除效果随着浓度的增加而增加，他们的研究还表明山药多糖是羟基自由基的良好清除剂，并且对猝灭超氧自由基也有相似的清除作用.ZHAO等[5]通过四种方法提取山药多糖，如表2所示，得到相对分子量和组成有所差异的山药多糖UAE、CWE、WWE、HWE，其中UAE和CWE相对分子量分别为4.03×104和3.65×104 Da，水解产物的糖醛酸(GlcA和Gal A)含量分别为18.69%和35.23%.UAE和CWE的相对分子量较低、糖醛酸含量较高，与它们具有良好的抗氧化活性相呼应. ZHU等[6]纯化得到三种多糖CYZ、CYS-1、CYS-2，相对分子量分别为2.2×104、4.1×104和2.3×104 Da，CYS-2的糖醛酸含量明显高于CYS-1 和CYZ，其抗氧化活性按CYS-1、CYZ、CYS-2 粗多糖的顺序增加.ZHANG等[9]所得山药多糖用不同浓度的H2O2和维生素C降解，得到不同相对分子量的山药多糖DP、LP1、LP2和LP3，相对分子量大小分别为1.32×105、9.4×104、3.6×104和9×103 Da，且LP3含有更多的糖醛酸，其抗氧化能力明显高于其他样品.表2 几种山药多糖的组成和生物活性Table 2 Biactivities of polysaccharides山药多糖相对分子量(×104 Da)GlcA(%)GalA(%)AGI IC50(μg/mL)AAIIC50(mg/mL)UAE4.032.7715.9235.827.41CWE3.653.0832.1527.413.66WWE 4.87,107.64ND4.12263.7519.75HWE1.20,100.42ND2.99274.3647.572.2 抗肿瘤山药多糖同样具有抗癌活性[6, 8].ZHU等[6]从山药中提取到CYS-1、CYS-2及CYZ三种多糖，并研究了其对黑色素瘤细胞的抑制作用.结果发现，CYZ对B16小鼠黑色素瘤细胞没有明显的抑制作用；CYS-2在高剂量时具有显著的抑制作用，在中剂量具有明显的抑制作用； CYS-1在中高剂量范围内对B16小鼠黑色素瘤细胞具有显著的抑制作用；但粗多糖却显示出比任何纯化的多糖更强的抑制活性.究其原因可能是因为粗多糖是聚合物，组成较为复杂，有其他成分共同作用，对黑色素瘤细胞产生影响的不单只有多糖.但其协同抑制作用仍需要进一步研究.XUE等[8]实验得到山药多糖CYP在体外对BGC-823细胞的增殖产生剂量依赖性抑制.当CYP浓度从12.5 μg/mL增加至800 μg/mL时，抑制率从20.5 %增加至52.3 %.但在高浓度的CYP水平下，抑制率的增加率下降，可能是因为高浓度的药物会引起耐药性.CYP抑制癌细胞生长的复杂机制尚不明确.2.3 抗菌YANG等[3]研究了不同山药多糖浓度下对多种菌的抗菌活性，发现其对枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌和尼氏杆菌均没有抑制活性，但对大肠杆菌显示出一定的抑制活性，且其抑制活性随样品浓度的增加而提高，最小抑制浓度(MIC)为2.5 g/L.2.4 抗炎LI等[4]发现山药多糖NSCYP对促炎细胞因子如IL-6和TNF-α有一定的影响，通过实时PCR定量IL-6和TNF-αmRNA的含量，发现用200～800 mg/L NSCYP 处理16 h后，与对照组脂多糖(LPS)相比，RAW264.7细胞中IL-6和TNF-αmRNA的转录显著增加，与RT-PCR结果一致，在NSCYP处理下释放到培养基中的IL-6和TNF-α细胞因子显着高于载体对照组. NSCYP诱导IL-6和TNF-α的产生是剂量依赖性的，与LPS处理相当，但作用要强.2.5 增强免疫山药多糖可增强免疫活性的表达[12].LI等[4]对山药多糖NSCYP的增强免疫功能进行了研究，发现其可通过TLR4-NF-κB信号通路对巨噬细胞发挥免疫调节活性，可作为一种潜在的免疫调节剂.2.6 降血糖糖尿病，是身体不再产生足够的胰岛素或无法利用胰岛素的一种慢性疾病[13-14].糖尿病主要分为两类，其中Ⅰ型糖尿病即胰岛素依赖型糖尿病，而Ⅱ型糖尿病主要是胰岛素作用无效[15].近年来许多中药多糖包括山药多糖[16]都被发现有降血糖作用.ZHAO等[5]研究了山药多糖的降低血糖作用，发现餐后血糖的突然增加与通过α-葡糖苷酶和α-淀粉酶将多糖分解代谢为葡萄糖的淀粉水解有关.他们针对患有Ⅱ型糖尿病的个体中α-葡糖苷酶和α-淀粉酶进行研究，通过α-葡萄糖苷酶抑制试验(AGI)和α-淀粉酶抑制试验(AAI)测定山药多糖对这些酶的抑制率.如表2所示，在AGI测定中CWE、UAE、WWE和HWE表现不同的IC50值，介于27.41 mg/L～274.36 mg/L之间，而AAI测定样品的IC50值范围为3.66～47.57 g/L.与其他植物如Livingstone马铃薯相比，山药多糖显示出良好的AGI和AAI活性和降血糖能力，可以作为潜在的降血糖药物.其中HWE相对分子量较大，糖醛酸含量最低，具有最低的降血糖作用.WWE的糖醛酸含量和抗糖尿病活性略高于HWE.CWE具有最高的糖醛酸含量和较小的相对分子量，其AGI和AAI活性最佳.UAE的相对分子量较小，糖醛酸含量较高，降血糖作用接近CWE,与抗氧化呈现相同的变化规律. 2.7 抗突变ZHANG等[9]在不同浓度的过氧化氢和抗坏血酸中，将相对分子量为1.32×105 Da的山药多糖(DP)降解为相对分子量分别为9.4×104、3.6×104、9×103 Da的LP系列(LP1、LP2、LP3)降解多糖.他们利用微核中无定形片段或滞后染色体结果的检测，观察有丝分裂的抑制率，来验证其抗突变活性.结果显示，LP2和LP3的IC50值分别为65.6 mg/L和48.3 mg/L，相对分子量小的LP3显示出最高的抑制率.3 结论山药多糖的单糖组成、相对分子量大小和糖醛酸含量等对其作用机制、功能活性都会产生影响，而相对分子量小、糖醛酸含量高的山药多糖活性更佳.目前，虽然有关山药多糖的研究正不断深入，但仍需进行大量的药理和毒理学实验，以进一步拓展其功能性应用，为山药多糖的开发利用提供新的理论支撑，并带动医药、食品、化妆品等领域的发展.参考文献：【相关文献】[1] MA F, ZHANG Y, LIU N, et al. 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山药的化学成分及多糖的提取和应用赵丽玲（浙江经贸职业技术学院，浙江杭州 310018）摘要：山药是薯蓣科多年生宿根植物山药(Dioscores oppositaThunb．)的块根，主产于河南、广东、广西等省，以河南焦作市(古怀庆府)所产最佳，又称“怀山药”。

《本草纲目》记载其能“益肾气，健脾胃，止泻痢，化痰涎，润皮毛”。

现代医学研究表明，山药具有增强免疫、抗氧化、抗衰老、抗肿瘤、降血糖等多种生物活性，其主要功效成分是山药多糖【1】。

研究表明山药多糖具有较显著的增强免疫、抗氧化、抗衰老、治疗糖尿病和抗肿瘤等作用。

关键词：山药、多糖、提取分离引言：山药是我国传统的药食同源食物之一。

主产于河南，湖南、湖北、江西等省区亦产。

以焦作一带出产的山药品质最好、药效最高，又称怀山药。

表面黄白色或淡黄色，有纵皱纹及须根痕。

去皮者称“光山药”，表面白色，光滑细腻，有微细维管束线纹。

质坚实，断面白色，粉质。

味微酸，带黏性。

本品性平，味甘。

用于治疗脾虚食少、久泻不止、慢性肠炎、肺虚喘咳、肾虚遗精、慢性肾炎、糖尿病、遗尿、白带等病症。

山药主要含有蛋白质、糖类、维生素、脂肪、胆碱和淀粉酶等成分，并含有碘、钙、铁和磷等人体不可缺少的微量元素，具有很高的营养价值及药用价值【2】。

1山药的化学成分研究1．1山药黏液质黏液质是一种多糖与蛋白质的复合体。

研究发现，山药的独特之处为山药含大量的黏液质，黏液质中含有人量的黏液蛋白质和黏液多糖。

在山药粘液质复合体中，量白质约占47.6％，多糖的含量约为52.％【3】。

近年来研究证明，山药黏液质可刺激和调节人体的免疫系数，增强人体的抵抗力。

同时还发现，它们能显著降低小鼠血糖黏度，增加血液中的白细胞，并增强白细胞的吞噬能力，因而可作为医治糖尿病和肿瘤化疗的辅助药。

1．2多糖山药多糖是山药目前公认的主要药效成分。

由于研究者所采用的提取分离方法的不同以及所用的山药材料不同，对于其组成及结构文献报导不一【4】。