植物功效成分——糖类

植物提取物-糖类

一、糖类简介

糖(saccharides)是多羟基醛或多羟基酮及其衍生物、聚合物的总称。糖分子中一般含有碳、氢、氧三种元素，其所含元素碳与水呈某种比例，大多数具有通式Cn(H20)m，因此，糖类又称为碳水化合物(carbohydrates)。但也有些糖类化合物分子组成并不符合这个通式，如鼠李糖(rhamnose)为C6H12O5，可见碳水化合物这个名称是不够确切的。

糖类在高等植物中的分布非常广泛，如五加科的人参、豆科的黄芪、茄科的枸杞、鼠李科的酸枣、蓼科的波叶大黄、小檗科的淫羊藿、百合科的芦荟、苋科的牛膝、商陆科的商陆、桔梗科的桔梗等都含有丰富的多糖和低聚糖类，真菌类如获笭、银耳、香菇、云芝、灵芝、猪笭等，海藻类如紫菜、红海藻、螺旋藻。

植物的根、茎、叶、花、果实、种子中大多含有葡萄糖、果糖、淀粉、果胶、树胶、纤维素等糖类化合物，过去在多数情况下被认为是无效成分。但近数十年来的研究表明许多补气类中药如人参、黄芪、党参、枸杞子、山药等，滋阴中药如沙参、麦冬、地黄、石斛、黄精、百合、银耳等均含有大量的多糖类，而且这些多糖类成分与其药效作用有密切的关系。

研究表明，多糖类化合物参与了细胞各种生命现象的调节，具有多种多样的生理活性，银耳多糖、香菇多糖、猪苓多糖、虫草多糖、枸杞多糖、螺旋藻多糖等已应用于临床。多糖类主要通过激活巨噬细胞，网状内皮系统，淋巴细胞，补体，促进干扰素和白细胞介素生成来提高机体的免疫功能。

糖类物质根据其能否水解和聚合度的多少可分为单糖(monosaccharides )、低聚糖 (oligosaccharides)和多糖(polysaccharides)三大类。

一、单糖

单糖是多羟基醛或酮类，是不能再被水解成更小分子的糖，是糖类物质的最小单位，是组成糖类及其衍生物的基本单元。

二、低聚糖

由2~9个单糖基脱水聚合而成的糖称低聚糖，又称寡糖(oligosaccharides)。按组成低聚糖的单糖基数目，可分为二糖(disaccharides)、三糖(trisaccharides)、四糖(tetrasaccharides)等，与人类关系最密一切的是二糖类。二糖是单糖分子中的端基轻基与另分子单糖中的羟基脱水而成的，常见的二糖有蔗糖(sucrose)、槐糖（sophorose）、龙胆二糖(gentiobiose)、芸香糖（rutinose）、麦芽糖(maltose)等。

三、多糖

多糖(polysaccharides)是由10个以上的单糖基通过糖苷键连接而成的。 一般多糖由几百个甚至数万个单糖基组成，其性质与单糖有明显不同，一般无甜味，无还原性。

多糖按在生物体内的功能分为两类，一类为水不溶的，主要是形成动植物的支持组织，如植物中的纤维素和半纤维素、甲壳类动物的甲壳素等，分子呈直糖链型。再如植物的初生代谢产物如人参多糖、牛膝多糖、黄芪多糖、枸杞多糖等，多数为支糖链型分子，可溶于热水成胶体溶液。

常见的含多糖植物有：枸杞、魔芋、当归、海藻、香菇、银耳、灵芝、黑木耳、茯苓等。

四、植物提取物-多糖功效

1、调节免疫功能

许多多糖类可显著提高机体巨噬细胞的吞噬指数，并可刺激抗体的产生，从而增强人体的免疫功能。

2、抑制肿瘤的作用

一些多糖对癌细胞具有很强的抑制作用，具有抗肿瘤活性，比如香菇多糖，已经作为原发性肝癌等恶性肿瘤的辅助治疗药物。还有金针菇多糖、云芝多糖、竹荪多糖等都有不同程度的抗癌活性。

3、延缓衰老的作用

特别是真菌多糖，如金针菇多糖、银耳多糖等可显著降低机体心肌组织的脂褐素的含量，增加脑和肝脏组织的SOD酶活力，从而起到延缓衰老的作用。

4、抗疲劳作用

有些多糖具有降低机体乳酸脱氢酶的活性，可使肝糖原含量显著增加而提高机体的运动能力，恢复体力。真菌类多糖常见的有，香菇多糖、银耳多糖、灵芝多糖、黑木耳多糖和灰树花多糖。

这些植物真菌多糖除了以上生理功能以外，还具有：

（1）香菇提取物能起到降血脂、血压、血糖、以及预防动脉硬化、肝硬化等疾病。

（2）灰树花提取物有降血糖、抗HIV 病毒、抗肝炎、助消化方面也有一定的作用。

总之，这些植物提取的多糖对人体有一定的生理调节功能，在增强机体免疫力和加快疾病恢复方面有好的营养支持效果。

二、糖类的理化性质

单糖为无色或白色结晶，有一定熔点，味甜，易溶于水，可溶于乙醇，不溶于乙醇、苯、氯仿等亲脂性有机溶剂，有旋光性和还原性。

低聚糖有甜味，可溶于水，特别是热水，可溶于稀醇、吡啶，微溶于乙醇，不溶于亲脂性有机溶剂。低聚糖可分为还原糖和非还原糖两种，麦芽糖、乳糖等分子中有半缩醛羟基，因而有还原性。蔗糖、海藻糖、龙胆三糖、水苏糖等结构中无半缩醛羟基，故无还原性，低聚糖经水解后生成的单糖，具有还原性。

多糖为无定形粉末，白色或类白色，无甜味和还原性，不溶于冷水，可溶于热水成胶体溶液，不溶于乙醇等有机溶剂，能被酸或酶水解，水解后生成的单糖或低聚糖多有旋光性和还原性。淀粉中的直链淀粉可溶于热水而不成糊状，遇碘产生蓝色，支链淀粉在60°C以上的热水中膨胀而成糊状，遇碘成紫红色。菊糖易溶于热水，遇碘不显色。树胶易溶于水，在水中膨胀成极黏稠的胶体溶液，可与醋酸铅或碱式醋酸铅产生沉淀。果胶可溶于水，不溶于有机溶剂。黏液质溶于水成胶体溶液，不溶于其他有机溶剂。

三、糖类的提取分离

1、提取

多糖的提取最为常用的方法是水提醇沉。在提取之前，药材通常可先用有机溶剂如甲醇、丙酮或1: 1的乙醇-乙醚进行脱脂与脱色素。如有的多糖可溶于热水而难溶于冷水，可以用水进行加热提取，提取液经冷却处理、过滤得到粗品，再经热水溶解、冷处理沉淀的反复操作可得到初步纯化的糖类化合物。此外，在提取多糖时宜采取抑酶措施，如利用沸水、沸稀醇、石灰水、盐水等进行药材前处理，且应避免使用酸碱以防止多糖水解损失。近年来，微波提取法也应用到多糖的提取中，但应注意其是否会引起多糖结构的破坏。

2、分离纯化

糖类的分离纯化较其他很多天然产物困难，多糖类常需要综合采取多种方法进行纯化。

（1）蛋白质去除法

蛋白质在水、醇中的溶解性与多糖相似，但蛋白质在特定条件下会变性，利用这一特点可以去除粗多糖中的大部分蛋白质。最常用的方法是Sevag法、三氟三氯乙炕法、三氯乙酸法，前两者多用于微生物多糖，后者多用于植物多糖。

（2）色素脱除法

植物多糖粗品，因常含有酚类化合物等颜色较深，这类色素大多是负离子，不能用活性炭吸附脱色，可用弱碱型离子交换树脂、DEAE纤维素等来吸附脱色。 若糖与色素是结合的，易被DEAE纤维素吸附，不能被水洗脱，则可对这类色素进行氧化脱色，用浓氨水（或NaOH液）将粗多糖溶液调至pH约为8，50 °C下搅拌滴加H202至浅黄色，保温2h，但需控制温度和H202用量，以防多糖降解。 一般情况下，要避免用活性炭处理，防止活性炭吸附多糖而造成损失。

（3）分级沉淀法

利用多糖可溶于水、难溶于有机溶剂的特性，在多糖的浓缩水溶液中加入乙醇（丙酮）使之沉淀析出，反复用水-乙醇（丙酮）处理多次得到粗多糖。也可以在多糖的水溶液中，从小到大依次按比例加入乙醇或丙酮进行分步沉淀，从而进行多糖的初步分级。

（4）透析法

利用半透膜允许小分子、无机离子通过，而大分子的多糖被截留的特性，将多糖溶液盛载于乙酸纤维素等半透膜中，通过逆向流水透析除去单糖、氨基酸、无机离子等小分子杂质。

（5）柱色谱法

目前，柱色谱技术越来越多应用多糖的分离纯化。按照分离原理不同，分离离子交换色谱、凝胶分子筛色谱和吸附色谱技术。

（6）其他方法

在多糖分离和纯化中，超滤、超速离心、区带电泳、活性炭柱色谱、季铵盐沉淀法、金属离子（铅盐、铜盐等）沉淀法等均有使用。

3、当归多糖（水提醇沉-分子筛纯化）