植物活性多糖

子任务二　植物活性多糖

一、植物活性多糖的分类

我国多糖资源丰富，尤其是来源于中草药的植物多糖。植物多糖是普遍存在于自然界植物中的，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。大部分植物多糖不溶于冷水，在热水中呈粘液状，遇乙醇能沉淀。

根据植物多糖在植物体内的存在部位，可将其分为三类:细胞内多糖、细胞壁多糖和细胞外多糖。前者主要有淀粉、果聚糖和甘露聚糖等，其中除淀粉在胞内形成颗粒外，其他以溶液或高度水合状态存在于液泡中;细胞壁含纤维素、半纤维素、果胶和其他基质多糖，细胞壁多糖主要指半纤维素和果胶类，半纤维素为可被碱溶的植物多糖，果胶则多为半乳糖醛酸聚糖;细胞外多糖主指树胶和粘胶，成分复杂，有半乳聚糖、半乳糖醛酸鼠李聚糖、葡聚糖醛酸甘露聚糖、木聚糖、木葡糖和其他型多糖。

目前研究比较多的植物多糖有黄芪多糖、大枣多糖、竹叶多糖、绞股兰多糖、黑豆粗多糖、无花果多糖、中华猕猴桃多糖、白术多糖、防风多糖、地黄多糖、枸杞多糖、螺旋藻多糖、杜仲多糖、女贞子多糖、茶多糖、番石榴多糖、人参多糖、乌头多糖、知母多糖、苍术多糖、薏苡仁多糖、山药多糖、麻黄多糖、刺五加多糖、紫草多糖、桑白皮多糖、稻根多糖、米糠多糖、甘蔗多糖等。植物多糖作为一类重要的天然活性物质，其最大的优点是毒副作用小、来源广泛，并且在高温下性质稳定，不易变性失活。因此，被广泛应用于高效低毒药物的研究。

二、植物活性多糖的生理功能

现今植物多糖研究日益受到关注，国际科学界甚至提出21世纪是多糖的世纪。植物活性多糖的生理功能与真菌活性多糖的生理功能比较相似，具有免疫调节、抗肿瘤、降血糖、降血脂、抗辐射、抗菌抗病毒、保护肝脏、抗氧化、抗衰老等保健作用。

三、植物活性多糖的提取工艺

种类繁多的植物多糖，存在于植物中的部位不尽相同。一般植物细胞壁比较牢固，在提取前需进行专门的破细胞操作，包括机械破碎(研磨法、组织捣碎法、超声波法、压榨法、冻融法)、溶胀和自胀、化学处理和生物酶降解。因此，植物多糖的提取采用了许多不同的方法，包括溶剂提取法、酸提法、碱提法、酶解法、超滤法、超声波强化法、微波法。

(一)溶剂提取法

溶剂提取法是从植物中提取多糖的常用方法，溶剂提取法一般应遵循相似相溶的原则。多糖是极性大分子化合物，在所有溶剂中，水、乙醇是典型的强极性溶剂，对植物组织的穿透力强，提取效率高，在生产上使用安全。溶剂提取为常用的传统方法之一，有自身的优点，如不需特殊设备、成本低等，但此法往往提取效率低且费时，因此，近年来，随着现代工业工程技术的迅猛发展，一些现代高新技术不断被应用到植物多糖的提取中。

1.工艺流程(以枸杞多糖提取工艺为例)

枸杞子→烘干→氯仿－甲醇(2∶1)脱脂→80%乙醇脱小分子糖→水提取→浓缩→乙醇沉淀→有机溶剂脱水→真空干燥→枸杞多糖粗品

2.工艺要点

(1)原料预处理:称取一定量枸杞子，60℃烘干，置于干燥器中14h后，取出粉碎。

(2)脱脂:将原料以氯仿－甲醇(2∶1)，普通回流装置于60℃回流脱脂2次，每次4h。滤出溶剂，残渣风干。

(3)醇提:用80%乙醇回流提取两次，每次4h，回收乙醇。

(4)水提:残渣以适量水于90℃提取3次，每次1h。抽滤，合并滤液并浓缩。

(5)纯沉:以5倍95%乙醇沉淀两次，抽滤。

(6)脱水:固形物依次以95%乙醇、无水乙醇、丙酮洗涤，真空干燥，得枸杞多糖粗品。

(二)酸提法

在海篙子多糖、茜草多糖提取研究中，发现相对于水提，以稀酸提取多糖产品纯度较高。

(三)碱提法

有些多糖在碱液中有更高的提取率，尤其是提取含有糖醛酸的多糖及酸性多糖。采用稀碱提取多为氢氧化钠、氢氧化钾，为防止多糖降解，常通以氮气或加入硼氢化钠或硼氢化钾。碱提优势也是因多糖类的不同而异。与酸提类似，碱提中碱的浓度也应得到有效控制，因为有些多糖在碱性较强时会水解。另外，稀酸、稀碱提取液应迅速中和或迅速透析，浓缩与醇析而获得多糖沉淀。

(四)酶解法

酶技术是近年来广泛应用的一项生物技术，在多糖的提取过程中，使用酶可降低多糖提取条件，在比较温和的条件中分解植物组织，加速多糖的释放或提取。此外，使用酶还可分解提取液中淀粉、果胶、蛋白质等非目的产物，常用的酶有蛋白酶，纤维素酶，果胶酶等。酶提法的优势越来越受到研究人员的关注，因此，有众多关于各种酶在多种植物多糖提取中的应用的报道。

(五)超滤法(见任务二)

(六)超声波强化法(见任务二)

(七)微波法(见任务二)

四、植物活性多糖在食品工业中的应用

近些年，随着人们生活水平的不断提高，人们的健康保健意识在逐渐增强。多糖作为保健食品的主要成分已悄然兴起。活性多糖小剂量可防病健身，是增强免疫力、延缓衰老的佳品。所以可将植物多糖作为重要的保健品进行开发。近年来已有灵芝多糖、香菇多糖、甘草多糖、枸杞多糖等被用来开发了多种保健品，取得了较好的效果。在工业化生产中，可直接制成高浓度的多糖粗提液，然后进一步加工制成饮料、口服液，或作为营养强化剂直接加入食品中作为特殊人群的保健食品，使之由药品向功能性食品转化。

(一)枸杞提取液复合营养素运动饮料的制备工艺

1.工艺流程

2.工艺说明

(1)配方

天冬氨酸0.593g/L、甘氨酸0.841g/L、缬氨酸0.255g/L、赖氨酸0.400g/L、异亮氨酸0.225g/L，维生素B60.010g/L，、维生素B110.000 2g/L、维生素C1.5g/L、枸杞提取液量0.25L/L、蔗糖量80g/L、柠檬酸量1g/L、氯化钠量0.5/L。

(2)操作要点

枸杞提取液的提取条件:水料比为1∶10，浸提时间为1.25h，浸提温度为80℃。

均质:将调配好的饮料在均质机中均质，均质压力25MPa，温度60℃～70℃。

灌装、杀菌、冷却:灌装容器灭菌消毒，瓶盖放在消毒柜消毒2h备用。将均质液趁热灌装入玻璃瓶，放在水浴锅中，让其温度升高到70℃后，这个过程保持在15min内。盖上玻璃盖，密封，迅速升温，观察瓶子周围是否有气泡排出，等到完全无气泡排出即为密封完全，同时也达到脱气的效果，以防止饮料中的色素、维生素C、香气成分和其他物质的氧化。待升到100℃，杀菌15min，取出迅速冷却。

3.产品质量标准

色泽呈金黄色，无杂色，色泽鲜亮透明;风味协调，具有枸杞特有的浓香以及氨基酸清香气;滋味酸甜适口，入口柔和。加之枸杞多糖和氨基酸的抗运动性疲劳功能，适合运动人员饮用。

(二)无花果多糖果奶制备工艺

1.工艺流程

2.工艺说明

(1)配方

无花果汁10%，奶粉3.5%，白砂糖2%，葡萄糖2%，柠檬酸1.5%，蛋白糖0.01%，增味剂0.002%，复合乳化稳定剂0.35%，纯净水:残量。

(2)操作要点

无花果果汁的制作:无花果含果胶较多，汁液粘度大，不易过滤。在打浆时加入0.03%的果胶酶和适量的异抗坏血酸钠抗氧化(因无花果汁很易被空气氧化)，升温至50℃，维持2h，降解果肉组织中的果胶大分子粘性物质，有利于取汁，提高出汁率。

调配:原辅料投入时，均应先溶解，然后按一定顺序先后均匀加入。其中奶粉应加水后搅拌浸泡0.5h;乳化稳定剂、增味剂要分别先加入热水中搅溶;最后加入柠檬酸，并迅速搅匀。

均质:这是无花果奶加工的特殊操作。目的是使含有不同大小或密度的粒子悬浮液均质化，使果奶保持一定的浑浊度并完全乳化混合，取得不易分离和沉淀的效果。本工艺是在原辅料调配后，升温至65℃～70℃，于35～40MPa压力下均质。

灌装、杀茵、冷却:均质后，趁热灌装玻璃瓶并封口，立即放入蒸汽消毒器内，0.6～0.8kg/cm²，25min杀菌，降压后取出，水浴中分段冷却，防止瓶子爆裂。

3.产品质量标准

本产品色泽微黄，黏度适中，均匀浑浊，长期静置无沉淀与分离;具有无花果果奶特有的滋味与香气，酸甜适口。