桑叶多糖的含量影响因素与提取检测方法

赵东晓　董亚茹　杜建勋　陈传杰　梁明芝　王照红

(山东省蚕业研究所,山东烟台 264002)



桑叶多糖的含量影响因素与提取检测方法

赵东晓董亚茹杜建勋陈传杰梁明芝王照红*

(山东省蚕业研究所,山东烟台 264002)

桑叶多糖是桑叶活性物质的一种，因其具有降血脂、降血糖、抗衰老、抗氧化、增强免疫力等多种药理作用，在医药、食品和保健品等行业有较高的开发利用价值，近年来备受人们关注。本文概述了桑叶多糖含量的影响因素，介绍了热水浸提法、微波提取法、超声波提取法等5种检测方法及其研究进展。

桑叶多糖含量检测方法

桑叶，为桑科(Moraceae)桑属植物桑(Morus alba L.)的叶[1]。因其具有疏风散热，润燥清肺，清肝明目的作用，较广泛的用于治疗风热感冒，头晕头痛，肺热燥咳，目赤昏花[2]。很多研究表明桑叶具有显著的降血糖功能[3]，现代药理研究证明桑叶可以抑制血糖上升，因此可以预防和治疗糖尿病[4-7]。桑叶的主要有效成分有黄酮类、生物碱、植物甾醇、γ-氨基丁酸、桑叶多糖等。笔者就桑叶多糖含量的影响因素及其检测方法作一综述。

1　桑叶多糖的功能

桑叶多糖是桑叶中的主要活性物质之一。近年来人们对桑叶多糖进行了大量集中的研究，发现桑叶多糖具有明显的降血糖、降血脂和抗氧化等活性作用，并能促进免疫调节，在药品和保健食品产业化开发和应用方面具有广阔前景。

Li Y G等[8]研究表明桑叶多糖可显著降低糖尿病模型小鼠(四氧嘧啶诱导)血糖。路国兵等[9]分离纯化获得桑叶多糖组分MLPⅡ，并且证明MLPⅡ能有效控制糖尿病模型大鼠的空腹血糖水平和体质量，改善糖耐量，促进糖尿病模型大鼠合成胰岛β细胞，分泌胰岛素，这有可能是桑叶多糖MLPⅡ降血糖的机制之一。邢东旭等[10]研究发现桑叶多糖能显著清除化学模拟产生的OH-自由基,可以清除DPPH，这证明桑叶多糖具有抗氧化作用。赵骏等[11]实验表明，桑叶多糖可以显著降低糖尿病模型大鼠的血糖和胆固醇。桑叶多糖的药用和保健功能使其成为近年来人们的研究热点。

2　桑叶多糖含量影响因素

桑叶多糖的含量与桑品种、产地和处理方式等都有显著的相关性。

2.1品种

鲁战会等[12]研究发现广东桑和鲁桑选792的桑叶多糖含量较高，比其他品种高10倍以上。同一产地的广东桑品种的桑叶多糖含量高于湘7920、富钴11- 6、农桑14、桐乡青等其它品种。廖森泰等[13]测定了广东桑、鲁桑、白桑的14个代表性桑品种桑叶多糖含量，结果表明广东桑的桑叶多糖含量总体比鲁桑种、白桑种高。在68个代表性广东桑品种之间，桑叶多糖含量存在显著差异，含量最高和最低的分别为曲马2号和抗诱2号。多倍体桑树品种的桑叶多糖含量总体上高于二倍体桑树品种。林天宝等[14]测定了农桑14号、强桑1号和丰田2号三个桑品种粗多糖含量，含量由高到低分别为农桑14号、强桑1号、丰田2号。

2.2产地

桑叶多糖含量与产地具有密切的相关性。鲁战会等[12]认为在北纬32°52'～36°24'，年平均气温12.5～14.5℃，年平均降水量626.8～1031.1mm，桑叶的多糖含量较高。

2.3处理方式

即使是同一样品，采用不同的干燥方式对桑叶多糖含量也有影响。同一样品的多糖含量在室内阴干处理下小于晒干处理，原因可能是阴干过程中桑叶的呼吸消耗[12]。

3　桑叶多糖检测方法

桑叶多糖的提取和分离一般采用热水浸提法、微波提取法、超声波法、酶解提取法及超高压法等处理方法。

3.1热水浸提法

热水浸提法在桑叶多糖提取中应用最广，是桑叶多糖提取最为传统的方法。桑叶多糖热水浸提法一般是桑叶经超微干燥粉碎后，经过适量蒸馏水一定时间的恒温提取，再离心(或过滤)、蒸发、脱蛋白、无水乙醇沉淀、真空干燥，最后得到桑叶多糖[15]。

现阶段国内外针对桑叶多糖热水浸提法的研究主要集中在摸索提取条件，提高提取效率等方面。刘咏[16]通过正交试验确定了桑叶多糖提取的最优条件为水浴100℃、料液比为1∶100(w/v)、浸提时间1 h、pH 4,测得提取到桑叶多糖达98.52 mg/g。黄山等[17]优化热水浸提工艺为料液比1∶25(g/mL),在pH为8的条件下，水浸泡30 min后100℃加热提取120 min，桑叶多糖回收率为3.58%。丁锐[18]研究表明,热水浸提法提取桑叶多糖的较优条件为水温80℃、浸提1.5 h、料液比1∶40(g/mL),提取桑叶多糖得率约为11.3%。赵俊等[19]用水浸提1 h,浸提2次,加乙醇，使醇含量达80%,桑叶多糖回收率为2.51%。刘树兴等[20]实验得到提取桑叶多糖的最优化条件为100℃水浴、pH 1l、料液比1∶50(w/v)、浸提时间2 h,提取率可达90.5%。沈爱英等[21]研究表明，料液比1∶25(w/v)，经过75℃水浴中提取2次,抽提1 h，提取液用80%乙醇醇析，桑叶多糖提取率为2.51%。张琳华等[22]的研究结果表明桑叶多糖的最佳提取工艺为用10倍的蒸馏水在pH 4，7、0℃下提取2次,每次抽提1.5 h。盖英萍等[23]优化热水浸提工艺为：提取温度80℃，桑叶粉的质量浓度为0.100 g/mL，提取时间60 min，提取3次。应芝等[24]利用响应面分析法(RSM)优化了桑叶多糖的提取工艺，得出桑叶多糖的最佳提取条件为料液比1∶17(w/v)，在77℃下提取85 min，提取2次，测得桑叶多糖得率为4.67%。邢东旭等[25]优化热水浸提条件为:提取90 min，温度85℃，料液质量比1∶45，pH 7.5。

3.2微波提取法

微波提取法主要是用微波处理溶剂，微波穿过细胞壁达到细胞内部，瞬间增加细胞内温度和压力。不断增强的压力使细胞壁破裂，细胞质内的多糖等物质便释放到细胞外的溶剂中，溶解于溶剂。微波技术能有效提高目的物的回收率，近年来在天然产物提取研究中被广泛应用。王尉等[26]用微波辅助法提取桑叶多糖,结果表明微波辅助提取桑叶多糖的优化条件为温度88℃、时间11 min、液固比18∶1,提取的多糖含量为15.20 mg/g,微波辅助提取的桑叶多糖含量分别比传统热水浸提法提取10 min时高2.18倍，比60 min时高0.23倍，极大的缩短了提取时间，提高了提取物纯度。黄山等[17]试验获得微波法提取桑叶多糖的最佳工艺条件为：料液比1∶25(w/v)，溶剂pH8.0，微波功率300 W，处理10 min，多糖得率为4.26%，比热水浸提法提高了18.99%。邢东旭等[25]提出的微波法提取桑叶多糖的最佳工艺为:微波功率320W，提取10 min，料液比1∶45(w/v)。

3.3超声波提取法

超声波作用于细胞，可以产生强烈、高速的空化效应及搅拌作用。超声波提取法的原理就是利用这个作用破坏植物细胞的细胞膜，加速细胞内有效活性成分的释放与溶出。与传统的提取法相比，超声波提取法提取效率高，提取速度快，因此具有广阔的应用前景。

目前人们通常将超声波提取与热水浸提法结合起来用于桑叶多糖提取，称为超声波辅助法。赵俊等[19]研究发现，超声波提取多糖的提取效率明显高于热水浸提法,并且耗时短、提取次数少。刘学军等[27]优化超声波提取桑叶多糖工艺条件为超声波功率50 W,提取温度85℃,超声波时间2.5 h,原料粒径80目,提取率10.47%。王丰俊等[28]研究结果表明超声波辅助法的较优工艺条件为: 超声波功100 W，提取温度81.5℃，超声波处理0.5 h，水料比10∶1，桑叶多糖的提取率为2.99%。凌庆枝等[29]研究得到的提取条件为超声波功率200 W下提取20 min，pH 9.0，料液比1∶15，提取2次，桑叶多糖提取率为2.07%。杨青珍等[30]建立的龙桑叶多糖的超声辅助提取优化提取工艺为：温度70℃，水浴浸提2 h，超声波提取20 min，料液比1∶40，提取率超过1.00%。并且发现对桑叶多糖提取效率影响由大到小依次为：温度>料液比>浸提时间>超声波处理时间。

3.4酶解提取法

酶具有专一、高效等特点，酶解法提取桑叶多糖正是利用这一特点快速消除植物细胞壁、蛋白质、纤维素等，释放桑叶多糖类物质。该方法操作条件温和，提取过程使桑叶多糖的生物活性得到保护，是一种具有较大潜力的桑叶多糖提取方法。但目前关于桑叶多糖酶提取法的报道较少，相关问题仍需进一步研究和研讨。依据酶的使用情况，酶解法可以分为单酶提取法和复合酶提取法。现阶段提取植物多糖常用的酶主要有木瓜蛋白酶、纤维素酶、果胶酶等。

王芳等[31]研究了在超声波法、酶解法和微波法下桑叶多糖的提取效率，桑叶多糖提取效率由高到低依次为酶解法、超声波法、微波法，其中纤维素酶为桑叶多糖的最佳提取酶，最佳方案为酶量为桑叶量的1.5%,50℃下酶解2 h,处理后水提多糖得率可达12.49%。夏平等[32]用纤维素酶和果胶酶(1∶1)提取桑叶多糖。实验结果表明，酶解法的最佳条件为酶用量1.0%，在温度50℃、pH4.5下，提取1 h，桑叶多糖提取率达14.32%。

3.5超高压提取法

超高压提取(UHPE)技术是在常温下提取天然产物有效成分的一项新技术。其原理是料液在加压装置下经过加压、保压、迅速卸压，使得细胞内压力快速变化，细胞壁受压破裂，内含物释放，从而达到萃取目的。凌庆枝等[29]实验得出超高压法提取桑叶多糖的最佳条件是在压力300 MPa，pH9.0下，处理4.5 min，固液比1∶16，桑叶多糖提取率2.23%。和热水浸提法和超声提取法相比，超高压提取法提取时间短、多糖提取率高，是提取桑叶多糖较为适宜的方法。

4　结语

由于我国桑资源丰富，且地理位置和环境气候影响较大，桑叶多糖在不同品种之间的含量差异一直未有一个系统全面的检测。目前广泛认为不同季节，尤其霜降之后桑叶内生物活性物质的含量和功效都有提高，但是仍未见到桑叶多糖含量和功效是否受季节影响的报道。

桑叶多糖在目前桑活性成分的研究中较为多见，因此能否快速、准确的提取和检测是继续深入研究的关键，因此如何进一步完善桑叶多糖的提取和检测方法是今后研究的方向之一。热水浸提法作为传统的桑叶多糖提取方法，目前被普遍采用，原因在于这种方法操作简单，对提取设备要求低。但同时也存在诸多缺点，如多糖回收率易受料液比、提取温度、提取次数、提取时间及桑叶粉碎程度等因素影响，且多糖的生物活性也很容易受提取时间和温度影响，导致多糖回收率低。超声波辅助法提取桑叶多糖得率最高，并且还有操作时间短，无污染的优点，因此适合工业生产，在工业化提取桑叶多糖方面具有广阔的应用前景。微波法提取桑叶多糖，不仅安全、高效、节能，而且设备简单易得，适用范围广，无噪音污染，同时微波快速产生的高温可以灭活细胞内的酶，有效减少目的物降解，是一种极具发展潜力的新型提取技术。相信随着桑叶多糖提取技术的不断发展完善，桑叶多糖的提取及利用将会更加便捷、高效、安全。

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Influencing Factors and Extraction and Detection Method of Polysaccharide Content in Mulberry Leaf

ZHAO Dongxiao，DONG Yaru，DU Jianxun，CHEN Chuanjie，LIANG Mingzhi，WANG Zhaohong*

(Shandong Provincial Sericultural Research Institute, 264002, Yantai ,Shandong ,China)

Polysaccharide is one of the active substances in mulberry leaves, because it has a variety of pharmacological effects such as reducing blood lipid, blood sugar, anti-aging, anti-oxidation and immunity.It has high exploitation and utilization value in medicine, food and health food industries, hence receiving many concerns in recent years.This paper reviews the factors affecting the polysaccharide content in mulberry leaves, and introduced five detection methods such as hot water extraction, microwave extraction and ultrasonic wave extraction, and the progress of it as well.

mulberry leaf; polysaccharide; content; detection method

赵东晓(1985-)，女，硕士，助理研究员，从事桑树生化与分子生物学研究。

王照红(1969-)，男，研究员。E-mail:wzh1788@163.com