肖锡湘，上官新晨*
（江西农业大学食品科学系植物资源开发与利用研究室，南昌 330045）
摘 要：本文概述了多糖的来源、结构与生物活性及其在医药、食品等领域的广泛应用，以期能为多糖研究开发有所帮助。
关键词：多糖；应用；食品
多糖又称多聚糖，是聚合度大于10的糖类。在自然界估计超过90%的碳水化合物是以多糖形式存在。多糖是构成生命有机体的重要组分，并在控制细胞分裂、调节细胞生长以及维持生命有机体正常代谢等方面具有重要作用。多糖的研究与开发已日益受到关注。
1 多糖的来源
发现最早且研究最多的，是从细菌中得到的荚膜多糖，它在医药上主要用于疫苗。随着对多糖的研究不断深入，人们在人和动物的多种组织、分泌液及某些植物、微生物中也发现了多糖的存在。根据来源不同，将多糖分为动物多糖、植物多糖、微生物多糖三类。动物多糖主要有肝糖元、甲壳素、肝素、硫酸软骨素、透明质酸等五类。植物多糖种类繁多，是由许多相同或不同的单糖以α-或β-糖苷键所组成的化合物，普遍存在于自然界植物体中；由于植物多糖的来源广泛，不同种的植物多糖的结构，分子构成及分子量各不相同，生物活性也不同。微生物多糖主要来源于细菌和真菌，属高分子聚合多糖，按结构可分为肽聚糖、葡聚糖和脂多糖等。它们均含有某一特有的保守结构序列，且此结构不属于高等生物体的正常组分。这些多糖具有免疫调节的功能，可能是由于高等动物非特异防御系统逐渐进化，从而识别这些微生物的保守结构。
2 多糖的提取与纯化
多糖是极性大分子化合物，大多采用不同温度的水、稀碱溶液提取，尽量避免在酸性条件下提取，以防引起糖苷键的断裂。稀酸提取时，时间宜短，温度不宜超过50℃。由于水浸提时间长且效率低，酸碱浸提易破坏多糖的立体结构及活性。现在有的采用酶法提取多糖，即采用复合酶——热水浸提相结合的方法。复合酶多采用一定比例的果胶酶、纤维素酶及中性蛋白酶，此法具有条件温和、杂质易除和提取率高等优点。此外，还有采用物理波强化提取多糖，如果结合热水提取效果更佳。超滤法提取香菇多糖也已取得较好效果。
提取之后纯化之前一般要用乙醇或丙酮进行反复沉淀洗涤除去杂质。然后采用DEAE——纤维素、DEAE——凝胶及其它凝胶柱层析法进行纯化，国外采用LKB柱层析系统。可以用超离心法、高压电泳法、凝胶过滤法、高效液相法、示差折射法、紫外检测法等鉴定纯度。
3 多糖的结构与生物活性
多糖的结构可分为一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。一级结构是指其单糖残基的组成、排列序列、连接方式等。多糖的结构又具有四种类型，即可拉伸带状、卷曲螺旋状、皱纹状及不规则卷曲状。多糖的结构单位是单糖，多糖相对分子质量从几万到几千万。结构单位之间以苷键相连接，常见的苷键有α-1，4-、β-1，4-和α-1，6-苷键。结构单位可以连成直链，也可以形成支链，直链一般以α-1，4-苷键（如淀粉）和β-1，4-苷键（如纤维素）连成；支链中链与链的连接点常是α-1，6-苷键。
对多糖的研究显示，多糖具有抗病毒、免疫调节功能，抗肿瘤、抗突变、降血脂和抗辐射等作用。同时，研究人员发现其生物活性与多糖的一级结构和高级结构（糖单元、糖苷键、主链、构象、支链、分子量等）有着密切的关系。
葡聚糖是自然界许多动植物和微生物多糖的基本结构单元，多糖的抗病毒功能主要是利用其相似结构，通过免疫调节机制产生宿主免疫功能。如香菇多糖、裂褶多糖均具有葡聚糖主链结构，二者都具有抗肿瘤作用及提高细胞免疫及体液免疫功能。
已有的研究结果表明，多数具有突出生物学活性的葡聚多糖都以（1→3）糖苷键连接。香菇多糖主链的葡聚糖由（1→3）糖苷键连接，具有较强的抗肿瘤活性，而同是葡聚糖主链的淀粉，其糖苷键为（1→4）键型，却没有生物学活性，这在一定程度上源于二者主链糖苷键的类型不同。
至今已发现大多数具有抗肿瘤活性的多糖都具有β（1→3）-D-葡聚糖的主链结构。但是，同样具有β-（1→3）-D-葡聚糖主链结构的Pachyman和Laminaran却几乎没有抑瘤活性，这表明主链结构并不是多糖抗肿瘤活性的最基本原因。
Saito及其合作者的研究表明，如果多糖的构象由有序变为无序，其活性立即消失。基于这一结果和其他的有关构效关系的信息，Chihara认为，多糖的抗肿瘤活性可能与其某一种“有序构象”直接相关。但至今，仍无法确切定义这种“有序构象”。
那些直链的、无过长支链、溶解度大的多糖具有抗肿瘤活性。茯苓多糖由于支链过长而不具有抗肿瘤活性，但经过控制性氧化水解，降低支链长度，就有了活性。当多糖达到一定的取代度时，才能具有生物活性。从紫胶树的树胶中提取出来的漆多糖，当取代度大于0.8时，随着取代度的提高，抗凝血活性增大。但并不是取代度越高，活性越强，真菌多糖Pestalotan是一种高度分支化的葡聚糖，取代度高达2.8，活性却低。
4 多糖的应用
4.1 在医药上的应用
多糖具有多种药理作用，现在已经广泛应用于医学临床。据文献报道，多糖具有抑制S-100肉瘤及艾氏腹水瘤等细胞生长的生物学效应，明显促进肝脏蛋白质和核酸合成及骨髓造血功能，促进体细胞免疫和体液免疫功能。如香菇多糖与免疫抑制伏福定（UFT）合用用于治疗胃癌。目前除香菇多糖外，经过卫生部门批准的作为抗肿瘤免疫治疗药物的还有云芝多糖、猪苓多糖等。
4.2 在食品工业中的应用
4.2.1 在饮料中的应用
从生物体中提取一类具有生物生理活性的多糖类物质（生物活性多糖）是研发保健饮料重要原料之一，它们大多具有良好水溶性，可以赋予饮料一定保健功能及起到一定增稠、稳定和提高口感作用。如罗望子多糖胶用作果汁饮料等增稠剂和稳定剂，硒酸脂多糖用于饮料生产，既可作为硒营养强化剂，又可作为胶凝剂、增稠剂、悬浮剂和澄清助剂等。
4.2.2 在糕点及面制品中的应用
开发多功能、营养性糕点，提高面制品感官特性一直是食品开发研究的热点，多糖应用为新型糕点及面制品的开发提供方向。多糖具有良好的营养作用，增稠、稳定等一系列独特食品加工性能，不仅增强糕点及面制品保健功能，还可有效改善食品质感，控制产品水分，延长保质期。在糕点及面团中加入适量菊糖，可以有效控制黏度，柔软性和保质期都有所改善。
4.2.3 在肉制品中的应用
多糖可单独作为营养强化剂直接加入肉制品。如硒酸脂多糖在肉制品中除可作为硒源营养补充剂，生产富硒火腿肠、午餐肉等外，还可增强肉的持水性，改善制品弹性及切片性能。利用淀粉的增稠性，用于碎牛和羊肉罐头中，可增加制品的黏结性和持水性。卡拉胶用于肉制品可提高口感并能保持水分、风味、质构，起到凝胶、乳化、保水、增强弹性的作用。往肉制品加入0.5%～2.0%的琼脂也可起到胶凝作用。利用多糖的生物活性还可开发一些特殊人群如宇航员、高血压和糖尿病患者等食用肉制品。
4.2.4 在冰淇淋和果冻中的应用
多糖具有稳定性、凝胶性、耐热冷性和保形性，在冰淇淋和果冻生产中可作为良好的品质改良剂。如在冰淇淋中加入α-葡聚糖能抑制冰晶的形成。在果冻中加入果胶，胶凝效果较好。
4.3 在其他方面的应用
多糖还大量应用于工业废水处理、清洁用品、纺织上浆、造纸、印刷工业及钻井、选矿、炸药工业等领域。◇
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作者简介：肖锡湘（1983～ ），男，在读硕士研究生。
*通讯作者：上官新晨（1962～ ），男，教授，博士，硕士生导师。
