黄芪多糖的提取工艺研究及应用展望
微生物与生化药学 生研1001班 2010001295：王朝绚
摘 要：本文综述了从中药黄芪中提取多糖的不同方法并对其进行比较以及黄芪多糖在抗病毒，免疫调节及血糖调节等方面的生物活性；对黄芪多糖的应用前景进行了展望。
关键词：黄芪，多糖，提取分离，生物活性
1 黄芪
我国的中草药资源丰富，种类繁多，多达12800多种，其中又以植物类的占大多数。中草药黄芪（membranaceus），属于豆科（Leguminosae），又名黄耆，是植物和中药材的统称，产于内蒙古，山西，甘肃，黑龙江等地。中药材黄芪为豆科草本植物蒙古黄芪，膜荚黄芪的根，味甘，性温，具有补气固表、利水退肿、脱毒排脓、生肌等功效，《中华人民共和国药典》上明列有扶正固本，补中益气的功效。现代医学发现黄芪的药理作用很广，其能增强机体免疫功能，加强细胞代谢，调节DNA复制、RNA和蛋白质的合成，具有固肾、降压、保肝、抗炎的功能[1]。
2 黄芪多糖
黄芪多糖（APS）是葡萄糖和阿拉伯糖的多聚糖，是黄芪中含量最多、免疫活性较强的一类物质，是黄芪中重要的天然有效成分。具有促进免疫提高巨噬细胞活性，抑制EAS、双向调节血糖作用[2,3]。其分子量小于8万级的多糖可制成静脉注射液，适用于化疗后的滋补，提高人体免疫力[4]。也可以在化学上对其进行改性使其活性增强，因而具有很好的抗艾滋病和抗凝血的应用前景[5,6]。目前黄芪多糖主要用于出口国外，国内需求量也很大，具有广阔的发展前景[7,8]。
但是目前黄芪多糖的提取分离工艺不成熟，效率较差，而且提取的成本较高。因此严重阻碍了黄芪多糖的研究与开发，本文综述了近年来有关黄芪多糖提取工艺的研究，为进一步的研究提供一定依据。
3 黄芪多糖的提取工艺
判断黄芪多糖提取工艺的优良，有以下几个方面需要考虑：黄芪多糖的得率；所提粗黄芪多糖的含糖量；整个工艺流程是否经济；不破坏所提取的黄芪多糖的活性。近年来有以下几种提取方法：
3.1 水提醇沉法
水提醇沉法的基本工艺为：黄芪根粉—以不同的次数不同量的水煮沸回流不同的时间—合并滤液—调节PH为中性—浓缩—加入一定浓度的乙醇—离心分离—加水溶解—过滤—滤液浓缩至小体积—加乙醇至浓度的80%—乙醇或丙酮洗涤—干燥—粗多糖。
水提醇沉法是应用最多的提取黄芪多糖的传统方法，按这种方法得到的黄芪多糖的的
率为3%-4%,近年来有很多关于这一方法的改进与优化的报道[9,10]，最终得出以加12倍量的水、提取3次、每次1.5h为最佳工艺，其中多糖的得率为2.0%，总多糖含量为37.5%。
3.2 水提取大孔树脂分离
水提取大孔树脂分离的基本工艺为：黄芪根粉—以不同的次数不同量的水煮沸回流不同的时间—合并滤液—浓缩—过滤—大孔树脂分离—洗脱液—加乙醇至浓度的75%—抽滤，干燥—粗多糖。
3.3 超声波提取
超声提取的基本工艺为：黄芪根粉—加一定量95%的乙醇—超声提取脱脂—水提醇沉法—粗多糖。
根据文献报道[11]可总结出超声提取的最佳工艺为：加5倍量的乙醇，超声脱脂30min，过滤；再加入3倍量的95%的乙醇超声30min，将脱脂后的药材按水提醇沉法提取多糖。
3.4 微波提取
微波提取的基本工艺为：黄芪根粉—加适量水浸泡—微波提取—提取液浓缩—加95%乙醇沉淀—静置，过滤，干燥—粗多糖。
微波辅助提取的工艺优化条件研究报道较少，但是根据不同的文献[12]可以总结出微波提取的最佳工艺为：微波功率为360W，提取时间10min，液固比（mL:g）5：1，测得的多糖得率及纯度分别为3.28%，46.56%。
3.5 纤维素酶法
纤维素酶提取的基本工艺为：黄芪根粉—加适量水，纤维素酶（60U/g生药）—调节PH值为5—75℃保温1.5h[13]—提取三次，合并滤液—加80%的乙醇，静置24h—离心得沉淀—95%乙醇洗涤3次—干燥—粗多糖。
下面分别称取50g黄芪粉末按各自的最佳提取工艺对以上几种方法进行比较,大孔树脂法与超声法与水提醇沉法的比较见表一，微波提取与水提醇沉法的比较见表二。
表一 大孔树脂，超声法与水提醇沉法的比较
通过比较可以看出，超声提取在三种方法中得到多糖含量最少，但其纯度最高；水提醇沉法在纯度上仅次于超声提取法，但多糖含量最多，这两种方法都优于大孔树脂法，综合考虑这三种方法中水提醇沉法是黄芪多糖保证提取率和含量较高的比较理想的方法。
表二 微波提取与水提醇沉法的比较
经上述比较，可以看出与水提醇沉法相比，微波提取法大大缩短了提取时间，促进了
提取过程，但是其多糖得率和多糖的纯度都低于水提醇沉法，但是微波设备的可操作性和局部受热不均等使其应用具有一定的局限性，综合考虑实验消耗等其他因素，目前还是常用水提醇沉法来提取黄芪多糖。
用纤维素酶法提取黄芪多糖与水提醇沉法相比黄芪多糖的得率要高近两倍，主要原因是纤维素酶对细胞壁有很高的穿透性，它可以进入细胞壁内部并将其溶胀，并且这种作用有高度选择性，它可在不破坏多糖成分的条件下将其充分释放出来，所以由此可见，纤维素酶法提取黄芪多糖的效果明显优于水提醇沉法，但是目前这种方法的研究和相关报道还不多，人们还是习惯于用传统的水提醇沉法，但是纤维素酶法有着广阔的工业化前景，有待进一步的研究，优化。
4 黄芪多糖的生物活性及应用展望
对心血管有一定的用：其能缩小心肌梗死面积，减轻心肌损伤，对急性心肌梗死有保护心脏的作用[14]；同时对垂体后叶素引起的急性心肌缺血有明显的保护作用；能够抗心律失常还有抗氧化损伤的作用。
对肝脏有一定的保护作用：有实验证明，黄芪多糖可明显对抗CCl4、对乙酰氨基酚和无水乙醇引起的实验性肝损伤，同时对其引起的病变组织改变有明显的保护作用[15]。 对肾脏有保护作用：黄芪多糖可以明显减轻肾小球系膜的病理改变，有实验推测黄芪多糖可能通过抑制IL-6的分泌而抑制系膜增生，从而保护肾脏[16]。
抗缺氧作用：黄芪多糖具有明显减少全身耗氧及增加组织耐氧两方面的作用[17]。 抗肿瘤作用：黄芪多糖能促进抗肿瘤细胞素的分泌，IL-2受体表达和LAK前体细胞增生从而具有一定的抗肿瘤作用[18]。
抗辐射作用：有实验证明黄芪多糖可以促使受损的脾脏组织结构明显恢复，其对辐射后的体重、白细胞数目及肝细胞结构都有明显的保护作用。
对免疫系统的作用：黄芪多糖可通过提高细胞表面黏附分子的表达而促进淋巴细胞及内皮细胞的黏附，从而促使淋巴再循环，增加淋巴细胞与抗原的接触机会。
同时黄芪多糖还具有双向调节血糖的作用，并且对造血系统也有一定的作用。
综上所述，随着对黄芪多糖多种药理活性研究的深入，其临床应用价值的研究也正在进行，如黄芪多糖脂质体治疗慢性乙肝的临床观察[19]，及其对脑血栓的疗效研究[20]等。所以可以预见，人们将发现黄芪多糖更多的临床价值，所以更需要对其的提取工艺进行研究优化，找到方便、快捷、效率高、能耗低的方法，使其工业化，为黄芪多糖的临床应用打下坚固的基础。
参考文献
[1] 江薛新,于翔宇.黄芪茎中有效成分提取方法的研究[J].哈尔滨商业大学学报,2004,20(3):272.
[2] 黄乔书,吕归宝,李雅臣,等.黄芪多糖研究[J].药学学报,1982,17(3):200-205.
[3] 方积年.黄芪葡聚多糖的化学结构[J].化学学报,1988,46:1101-1104.
[4] 杨金兰,武正簧.应用150-CALC/GPC色谱仪测试黄芪多糖的分子量及其分布[J].太原工业大学学报,1994,25(4):77-84.
[5] Soedjak HＳ．Colorinetric determination of carrageenans and other anionic hydrocolloids with methylene blue[J].Anal Chem.1994,66:4514-4518.
[6] 邓刚,耿美玉,辛现良,等.古糖脂的分光光度法测定[J].青岛海洋大学学报,1999,29(1):57-59. [7] 贺珍俊,那日苏.黄芪多糖提取工艺研究综述[R].内蒙古石油化工,2003,29:5-6.
[8] 黄祯.黄芪多糖的药理研究进展[J].中国临床药学杂志,2002,11(5):315.
[9] 李树珍,赵红霞,白卫国.黄芪不同提取工艺多糖含量的比较[J].中草药,1995,26(8):408-410.
[10] 倪艳,苏强,刘霞,等.黄芪多糖水煮提取工艺的优先实验研究[J].中草药,1998,23(5):284-286.
[11] 韩真贤,张宇,张云杰,等.黄芪多糖三种提取工艺比较[J].黑龙江医药科学,2009,32(4):72-73.
[12] 赵凤春,蒋艳忠.黄芪多糖微波提取工艺的研究[J].时珍国医国药,2009,20(4):912-913.
[13] 成玲,武彦,石军飞.不同提取工艺对黄芪多糖含量测定的影响[J].2007,13:88.
[14] 吕文伟,雷春利,陈羽,等.黄芪多糖对急梗犬心的保护作用及其机制分析[J].中草药,1994,25(11):586
[15] 李卫平.黄芪多糖对小鼠实验性肝损伤的保护作用[J].安徽医科大学学报,1995,30(3):182.
[16] 李智军,魏连波,贺丰,等.黄芪多糖治疗大鼠系膜细胞增生性肾炎的实验研究[J].中国中西医结合肾病杂志,2000,1(4):206.
[17] 李卫平,明亮,张艳,等.黄芪多糖耐缺氧作用的实验研究[J].安徽医科大学学报,1995,30(3):184
[18] 周淑英,卢振初.黄芪多糖抗肿瘤作用的实验研究[J].药物生物技术,1995,2(2):22.
[19] 王新国,唐海峰,刘晓彦,等.黄芪多糖脂质体与α-Ib干扰素治疗慢性乙肝的临床观察[J].中原医刊,2000,27(2):58.
[20] 许艳,高佩琦,梁庆成,等.黄芪多糖对脑血栓的疗效实验研究[J].中国血液流变学杂志,1999,9(3):133.
黄芪多糖的提取工艺研究及应用展望
微生物与生化药学 生研1001班 2010001295：王朝绚
摘 要：本文综述了从中药黄芪中提取多糖的不同方法并对其进行比较以及黄芪多糖在抗病毒，免疫调节及血糖调节等方面的生物活性；对黄芪多糖的应用前景进行了展望。
关键词：黄芪，多糖，提取分离，生物活性
1 黄芪
我国的中草药资源丰富，种类繁多，多达12800多种，其中又以植物类的占大多数。中草药黄芪（membranaceus），属于豆科（Leguminosae），又名黄耆，是植物和中药材的统称，产于内蒙古，山西，甘肃，黑龙江等地。中药材黄芪为豆科草本植物蒙古黄芪，膜荚黄芪的根，味甘，性温，具有补气固表、利水退肿、脱毒排脓、生肌等功效，《中华人民共和国药典》上明列有扶正固本，补中益气的功效。现代医学发现黄芪的药理作用很广，其能增强机体免疫功能，加强细胞代谢，调节DNA复制、RNA和蛋白质的合成，具有固肾、降压、保肝、抗炎的功能[1]。
2 黄芪多糖
黄芪多糖（APS）是葡萄糖和阿拉伯糖的多聚糖，是黄芪中含量最多、免疫活性较强的一类物质，是黄芪中重要的天然有效成分。具有促进免疫提高巨噬细胞活性，抑制EAS、双向调节血糖作用[2,3]。其分子量小于8万级的多糖可制成静脉注射液，适用于化疗后的滋补，提高人体免疫力[4]。也可以在化学上对其进行改性使其活性增强，因而具有很好的抗艾滋病和抗凝血的应用前景[5,6]。目前黄芪多糖主要用于出口国外，国内需求量也很大，具有广阔的发展前景[7,8]。
但是目前黄芪多糖的提取分离工艺不成熟，效率较差，而且提取的成本较高。因此严重阻碍了黄芪多糖的研究与开发，本文综述了近年来有关黄芪多糖提取工艺的研究，为进一步的研究提供一定依据。
3 黄芪多糖的提取工艺
判断黄芪多糖提取工艺的优良，有以下几个方面需要考虑：黄芪多糖的得率；所提粗黄芪多糖的含糖量；整个工艺流程是否经济；不破坏所提取的黄芪多糖的活性。近年来有以下几种提取方法：
3.1 水提醇沉法
水提醇沉法的基本工艺为：黄芪根粉—以不同的次数不同量的水煮沸回流不同的时间—合并滤液—调节PH为中性—浓缩—加入一定浓度的乙醇—离心分离—加水溶解—过滤—滤液浓缩至小体积—加乙醇至浓度的80%—乙醇或丙酮洗涤—干燥—粗多糖。
水提醇沉法是应用最多的提取黄芪多糖的传统方法，按这种方法得到的黄芪多糖的的
率为3%-4%,近年来有很多关于这一方法的改进与优化的报道[9,10]，最终得出以加12倍量的水、提取3次、每次1.5h为最佳工艺，其中多糖的得率为2.0%，总多糖含量为37.5%。
3.2 水提取大孔树脂分离
水提取大孔树脂分离的基本工艺为：黄芪根粉—以不同的次数不同量的水煮沸回流不同的时间—合并滤液—浓缩—过滤—大孔树脂分离—洗脱液—加乙醇至浓度的75%—抽滤，干燥—粗多糖。
3.3 超声波提取
超声提取的基本工艺为：黄芪根粉—加一定量95%的乙醇—超声提取脱脂—水提醇沉法—粗多糖。
根据文献报道[11]可总结出超声提取的最佳工艺为：加5倍量的乙醇，超声脱脂30min，过滤；再加入3倍量的95%的乙醇超声30min，将脱脂后的药材按水提醇沉法提取多糖。
3.4 微波提取
微波提取的基本工艺为：黄芪根粉—加适量水浸泡—微波提取—提取液浓缩—加95%乙醇沉淀—静置，过滤，干燥—粗多糖。
微波辅助提取的工艺优化条件研究报道较少，但是根据不同的文献[12]可以总结出微波提取的最佳工艺为：微波功率为360W，提取时间10min，液固比（mL:g）5：1，测得的多糖得率及纯度分别为3.28%，46.56%。
3.5 纤维素酶法
纤维素酶提取的基本工艺为：黄芪根粉—加适量水，纤维素酶（60U/g生药）—调节PH值为5—75℃保温1.5h[13]—提取三次，合并滤液—加80%的乙醇，静置24h—离心得沉淀—95%乙醇洗涤3次—干燥—粗多糖。
下面分别称取50g黄芪粉末按各自的最佳提取工艺对以上几种方法进行比较,大孔树脂法与超声法与水提醇沉法的比较见表一，微波提取与水提醇沉法的比较见表二。
表一 大孔树脂，超声法与水提醇沉法的比较
通过比较可以看出，超声提取在三种方法中得到多糖含量最少，但其纯度最高；水提醇沉法在纯度上仅次于超声提取法，但多糖含量最多，这两种方法都优于大孔树脂法，综合考虑这三种方法中水提醇沉法是黄芪多糖保证提取率和含量较高的比较理想的方法。
表二 微波提取与水提醇沉法的比较
经上述比较，可以看出与水提醇沉法相比，微波提取法大大缩短了提取时间，促进了
提取过程，但是其多糖得率和多糖的纯度都低于水提醇沉法，但是微波设备的可操作性和局部受热不均等使其应用具有一定的局限性，综合考虑实验消耗等其他因素，目前还是常用水提醇沉法来提取黄芪多糖。
用纤维素酶法提取黄芪多糖与水提醇沉法相比黄芪多糖的得率要高近两倍，主要原因是纤维素酶对细胞壁有很高的穿透性，它可以进入细胞壁内部并将其溶胀，并且这种作用有高度选择性，它可在不破坏多糖成分的条件下将其充分释放出来，所以由此可见，纤维素酶法提取黄芪多糖的效果明显优于水提醇沉法，但是目前这种方法的研究和相关报道还不多，人们还是习惯于用传统的水提醇沉法，但是纤维素酶法有着广阔的工业化前景，有待进一步的研究，优化。
4 黄芪多糖的生物活性及应用展望
对心血管有一定的用：其能缩小心肌梗死面积，减轻心肌损伤，对急性心肌梗死有保护心脏的作用[14]；同时对垂体后叶素引起的急性心肌缺血有明显的保护作用；能够抗心律失常还有抗氧化损伤的作用。
对肝脏有一定的保护作用：有实验证明，黄芪多糖可明显对抗CCl4、对乙酰氨基酚和无水乙醇引起的实验性肝损伤，同时对其引起的病变组织改变有明显的保护作用[15]。 对肾脏有保护作用：黄芪多糖可以明显减轻肾小球系膜的病理改变，有实验推测黄芪多糖可能通过抑制IL-6的分泌而抑制系膜增生，从而保护肾脏[16]。
抗缺氧作用：黄芪多糖具有明显减少全身耗氧及增加组织耐氧两方面的作用[17]。 抗肿瘤作用：黄芪多糖能促进抗肿瘤细胞素的分泌，IL-2受体表达和LAK前体细胞增生从而具有一定的抗肿瘤作用[18]。
抗辐射作用：有实验证明黄芪多糖可以促使受损的脾脏组织结构明显恢复，其对辐射后的体重、白细胞数目及肝细胞结构都有明显的保护作用。
对免疫系统的作用：黄芪多糖可通过提高细胞表面黏附分子的表达而促进淋巴细胞及内皮细胞的黏附，从而促使淋巴再循环，增加淋巴细胞与抗原的接触机会。
同时黄芪多糖还具有双向调节血糖的作用，并且对造血系统也有一定的作用。
综上所述，随着对黄芪多糖多种药理活性研究的深入，其临床应用价值的研究也正在进行，如黄芪多糖脂质体治疗慢性乙肝的临床观察[19]，及其对脑血栓的疗效研究[20]等。所以可以预见，人们将发现黄芪多糖更多的临床价值，所以更需要对其的提取工艺进行研究优化，找到方便、快捷、效率高、能耗低的方法，使其工业化，为黄芪多糖的临床应用打下坚固的基础。
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