关键词：芦荟；多糖；提取方法；药理作用

 

　　芦荟是百合科芦荟属肉质草本植物，在缺水的土壤里也能茁壮生长，主要分布在北美洲、亚洲、非洲等干旱地区。在全球范围内，大约有300多种芦荟，分别有卡拉索芦荟、中华芦荟等。芦荟已有上千年的药用历史，作为民间传统草药其主要应用于伤口消炎、助消化以及美容养颜等。经研究发现，芦荟中含有多种对人体有益的生物活性成分，且大多数成分易从芦荟中提取并进行改造，由此，芦荟及其制品已经被人们广泛应用在食品、药品、保健品等各个领域[1]。其中，多糖是芦荟的主要生物活性成分之一。芦荟多糖是一类高分子量的碳水化合物，具有抗菌、抗肿瘤、抗病毒、抗氧化等药理作用，此外，多糖是地球上少有的天然生物聚合物之一，被广泛用作伤口愈合、药物递送和组织工程的生物材料[2]。芦荟产品中多糖的相对含量越高，则芦荟制品的质量越好。同时，芦荟多糖的含量不仅受到提取过程中实验条件的影响，还与其生长环境、生长周期以及品种等因素密切相关。探索更为高效的芦荟多糖提取方法为拓宽芦荟产业链、优化多糖提取工艺参数奠定了良好的基础。

 

 

 

 

　　水溶醇沉法是利用了药品中绝大多数的组分都可以溶于水和醇等有机溶剂这一特点，将水作为溶剂提取药材中所需要的成分，再用几种具有浓度梯度的乙醇溶液依次沉淀并除掉提取液中杂质的方法。朱冬梅等[3]采用液料比为10∶1，最高温度90℃,提取时间长达2 h，提取2次，乙醇体积分数控制在80％，反应时间保持为6 h，并在室温下操作的方法，提取芦荟中的多糖，用苯酚-硫酸法对提取出的多糖进行含量检测。实验数据显示，在此方法下芦荟中多糖的提取率可以达到0.416 2％，汁液的提取率为0.137 1％，芦荟的萃取率为0.278 1％。郑婷婷等[4]在实验中利用乙醇反复对提取物进行沉降，确定了提取次数为2次，液料比为6∶1，提取时间为2 h的最佳工艺方法，同时也明确了最适宜的脱色条件，即活性炭的使用量应远小于产品量，脱色时间为1 h，脱色反应温度控制在80℃。

 

 

　　超声波协助提取是一种高效实用的多糖提取方法，主要利用超声波的穿透能量和覆盖作用破坏细胞膜的完整形态，并加大细胞内物质的流动速率，从而促进芦荟多糖的释放和提取。

 

　　常规提取法的最佳提取工艺为：浸提2次，浸提温度80℃,料液比1∶3，提取时间4 h，醇沉体积分数80%。经研究，超声波协助提取法提取芦荟多糖的最佳萃取工艺为：浸提1次，浸提温度80℃,料液比1∶3，提取时间40 min，乙醇体积分数70%[5]。

 

 

　　微波辅助提取技术（MAE）是一种应用于提取生物活性物质的全新技术，其作用原理是微波对不同含量的组分有不同的辐射能力，可以选择性地提取萃取体系中所需要的物质，不受其他杂质的影响，从而获得较高的提取率。安胜欣等[6]在实验中主要使用微波辅助提取法来提取芦荟多糖，得出液料比30∶1，最佳反应时间控制在120 s，微波功率455 W，提取液pH=1.00，在此条件下，芦荟多糖的提取率可以达到3.421%。

 

 

　　近年，双水相萃取（ATP）分离技术由于其提取效率高，易于放大的优点，广泛应用于植物多糖的提取，在蛋白质、酶、多糖、核酸等大分子生物物质的分离与纯化中取得了较好的成效。双水相的形成是在聚合物-盐或聚合物-聚合物系统混合时，会出现两个不相容的水相，当样品混合在两相内充分振荡，由于不同的分离度，而使样品得以分离。此外，邢健敏等[7]采用聚乙二醇/硫酸铵双水相体系提取分离芦荟多糖，在实验结尾用苯酚-硫酸法测定芦荟多糖的含量，结果发现使用这种方法与传统的提取法相比，多糖的提取率大大升高，同时减少了有机溶剂的使用量，控制了实验过程中的危险因素。

 

 

　　单一酶解法指的是在提取多糖的过程中仅使用一种酶来对多糖进行降解，不仅保证了多糖的有效提取，还避免了在提取过程中其他酶之间相互作用的影响。复合酶解法是指将果胶酶、纤维素酶及中性蛋白酶混合对目标进行降解，在这过程中，控制好几种酶的含量比例尤为重要，只有精确地达到最适宜的比例时，所有酶才能充分发挥其降解作用。

 

　　在水溶醇沉法中，提取多糖的溶剂有许多种，如酸、碱、酶、热水等，不同的溶剂对多糖具有不同的溶解度，所得到的多糖含量也有差异。如用碱提取多糖含量就会有所增加，用酸提取多糖，含量相对降低，并且提取过程中步骤较为复杂，提取之后还要进行中和反应控制组分的pH值，而用水作为溶剂成本最低，且操作简单，因此在芦荟多糖的提取中一般采用水作为溶剂更为可取[8]。然而水溶醇沉法也在操作过程中暴露出其缺陷，醇沉过程中要用悬浮液进行无数次的沉降，但是由于分离容器的容量有限，无法一次性将大量的悬浮液倒入分离槽体中，增加了实验操作的重复性，从而导致实验误差增大，分离效率下降。

 

　　超声波辅助提取法与传统的提取法相比，具有提取率高、时间短、操作简单等特点。在各自的最佳工艺条件下比较其得率，超声波法得率是常规法的1.38倍，提取时间大大缩短（由4 h缩短至40 min），只需浸提1次，醇法回流需要大量的乙醇作为溶剂，实验成本过高，而超声波协助提取法在提取过程中由于其独有的特性只需要少量的乙醇作为溶剂，不仅减少了操作过程的危险性，同时还降低了乙醇挥发对环境造成的污染系数。超声波辅助提取时超声时间不易控制，如控制不当，超声时间过长则可能使多糖发生断裂，从而降低多糖得率；超声时间过短则可能因为多糖提取不完全，导致提取物的浪费。但是在控制好条件的情况下，超声波辅助提取法远远比传统提取法更具有广泛使用的意义。

 

　　微波辅助提取法与水溶醇沉相比具有高效、环保等特性，目前已广泛应用于天然药物的分离提取。传统提取方法需要几小时甚至几十小时才能完成的提取量，微波辅助提取只需要几分钟就可以完成，这是因为微波辅助提取采取里外同时加热的程序，微波可以穿透式加热，提取时间大大节省。微波提取过程中不会受到热惯性的影响，温度和反应进程易控制，所有实验参数均可显示在电脑上，逐渐实现数据化，和高科技制药接轨。但微波辅助提取只适用于热稳定性较好的物质，对于热稳定性较差的物质，微波加热易导致物质变性或失活。目前，微波辅助提取技术相较于其他方法有明显的优势，已经成为热点研究方法，有望挖掘出一条高效率、适用于工业化大规模生产的多糖提取路线，为下一步精确研究提供理论基础与实践证明。

 

　　双水相体系萃取大分子物质具有如下特点：在实验操作过程中不会导致生物活性物质失活或变性；不存在有机溶剂残留问题；易于工程放大或连续操作。双水相系统（特别是聚合物/无机盐系统）不仅分相时间短，在传质以及平衡过程中使用的时间更短，因此与其他萃取技术相比，消耗的能量更低，而且可以实现快速分离，同时也降低了生物活性物质因长时间操作而造成的不稳定。然而双水相条件下提取的产物易乳化且实验成本较高等缺点也不可忽视，将双水相体系与其他生化提取方法进行有效结合，实现不同技术之间的相互融合、相互渗透才是将双水相萃取技术广泛应用于工业化大生产的根本之道。

 

　　酶解法提取的核心是利用酶解反应来释放活性多糖。此法反应条件温和，且反应之后的杂质易于除去，不会对环境造成污染。酶解法相对来说提取率更高，是因为酶需要在最适宜的温度下进行反应，酶的特点，高效性与专一性使得多糖的提取效率得到了大幅度的提升。这些年来，超声波协同酶提取，微波结合酶提取已成为新的研究方向，将超声波与微波的优点无限放大，同时又保留了酶法的原理，实现了不同技术之间的跨越。酶法提取的多糖相较于其他方法有更好的生物活性，在未来多糖提取的工艺路径中将扮演更加重要的角色。

 

　　在芦荟多糖的提取中，无论使用哪一种单独的方法都具有各自的优点与缺陷，只有将几种技术结合起来使用，实现不同技术之间的高效协作，才能达到最为理想的状态。目前，关于芦荟多糖提取方法的研究越来越深入、全面，从单个方法的新发现到多种方法的完美协作，代表着人类在探索植物多糖提取技术上的不断成长。

 

 

 

　　王莉等[9]将大鼠分为两组，实验组由感染了革兰氏阴性细菌的大鼠组成，则对照组就是正常的大鼠组成。分别对两组的大鼠服用芦荟多糖，观察其对两组大鼠血清及肝细胞过氧化脂质的影响。结果表明，口服芦荟多糖10μg/kg和50μg/kg均能明显降低感染细菌大鼠和正常大鼠血清及肝细胞过氧化脂质的含量。由此得出了结论，即芦荟多糖具有抗脂质过氧化的功能。

　　芦荟在降低体内磷苯三酚氧化速率的基础上，抑制革兰氏阴性细菌所致肝细胞及血清中过氧化脂质的升高。这表明稳定化芦荟具有抗氧自由基功效。由于稳定化芦荟具有抗炎、抗内毒素、组织修复和抗氧自由基等功效，因而对防御由生理因素或非生理因素（如疾病）诱发自由基长期慢性进行性的累积性损伤有积极意义。细胞研究表明，芦荟甘露聚糖可以抑制活性氧（ROS）的产生，从而减少氧化应激对细胞造成的损害。辐射会通过自由基破坏生物大分子的活性，而甘露聚糖恰好可以中和这一作用机制的影响，其能够减轻体内因辐射诱导产生的氧化损伤。芦荟中所含的多种甘露聚糖都具有抗氧化作用，可以减少DNA的损伤。研究证明，乙酰甘露聚糖通过TLR-4受体激活微噬细胞来减少辐射诱导的氧化[10]。抗氧化剂通过清除或抑制自由基的产生来保护生物系统免受自由基诱导的氧化损伤。

 

 

　　郭冷秋等[11]发现芦荟多糖不仅能够降低正常小鼠的血糖，对正常大鼠胰高血糖素的降低也有促进作用，然而芦荟多糖对正常大鼠胰岛素水平暂未发现明显的作用。还报道了芦荟多糖能显著加快正常大鼠肝糖原的合成、减少糖尿病小鼠的血糖含量，但在使用过程中显依赖性。刘川玉等[12]讨论了芦荟多糖对糖尿病小鼠体内血糖含量的影响，发现服用了芦荟多糖的小鼠体内血糖含量明显降低。

 

　　人体中的铬元素会促进胰岛素将血糖转移到细胞内变成人类活动所需的能量，如果铬元素的含量降低，那胰岛素转移血糖的效率也会相应降低，机体会刺激胰岛细胞释放胰岛素促进血糖转运的平衡，但当胰岛细胞过度疲劳就会导致功能受损，这时糖代谢会失去平衡，引发糖尿病。芦荟本身富含铬元素，铬元素能促进胰岛素的分泌，使血糖恢复正常。

 

 

　　益生菌可以促进结肠中乳酸杆菌和双歧杆菌的生长，从而通过发酵产生短链脂肪酸（SCFAs）。有益的发酵产物可以降低非传染性慢性病的风险，包括某些类型的癌症，如结直肠癌。最近的一项研究证实，多糖在诱导双歧杆菌和乳酸杆菌等细菌生长方面具有明显优势。通过双歧杆菌和乳酸杆菌共同培养多糖，发现有益结肠细菌的数量显著增加，随后在使用qPCR用醋甘露聚糖发酵人粪便期间发现的SCFAs（如乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐）的合成增加[13]。

 

　　总的来说，芦荟具有调节免疫力、抗肿瘤、防辐射等多种药理作用，负责各种生物活性，特别是抗肿瘤活性的主要成分之一，近年来受到越来越多的科学家关注。明确芦荟多糖的结构特征和构象关系对于研究其生物活性具有决定性的作用，因此确认多糖的精确结构（高阶结构）以及结构与生物活性之间的关系是对其生物活性进行进一步表征和评价的关键。据其他研究报道，有些植物多糖还具有促进大脑发育、降低血糖、抗凝血等药理作用。而芦荟多糖是否也具有这些功能尚不明确，有待进一步深入研究。

 

 

　　不同的提取方法会影响芦荟多糖的药理性质与含量。今后应加强对芦荟多糖的提取纯化研究，花大量时间探索多糖的具体机理，并借鉴其他天然多糖提取纯化技术（如枸杞多糖、灵芝多糖、人参多糖等）的成熟经验。在不影响其功能活性的前提下，系统深入地研究和创新芦荟多糖的提取纯化工艺，以达到工业化应用的目标。深入研究其结构特征及其结构与芦荟多糖生物活性之间的关系，为芦荟多糖的进一步开发利用提供理论依据和技术支持。

 

 

　　[1]王晓丽.库拉索芦荟多糖的提取、分离纯化与活性研究[D].上海：上海海洋大学，2011.

 

　　[2]刘洁，王文亮，徐同成，等.芦荟中多糖成分的提取、分离纯化及生物活性研究进展[J].中国食物与营养，2011，17（8）：38-40.

 

　　[3]朱冬梅.芦荟多糖的提取工艺的探究[J].黑龙江科技信息，2013（31）：117-117.

 

　　[4]郑婷婷，李多伟，张嘉.芦荟中芦荟多糖提取及脱色工艺的研究[J]食品工业科技，2005，26（9）：120-121.

 

　　[5]顾文秀，许芳萍，鞠炜渭，等.超声波协助提取芦荟多糖的研究[J].安徽农业科学，2007，35（17）：5030，5032.

 

　　[6]安胜欣，王纪纪，唐小琼，等.微波辅助提取芦荟多糖的研究[J].安徽理工大学学报（自然科学版），2012，32（3）：37-40.

 

　　[7]邢健敏，李芬芳，梁逸曾，等.聚乙二醇/硫酸铵双水相体系提取分离芦荟多糖及含量的测定[J].中国药学杂志，2007，42（7）：541-544.

 

　　[8]王俊玲，张丽芳，倪中海，等.芦荟多糖的提取及总糖含量测定[J].海峡药学，2002，14（5）：67-69.

 

　　[9]王莉，包旭，陈淑杰，等.巴巴多斯芦荟多糖提取物对小鼠免疫功能的影响[J].华西药学杂志，1999（4）：234-235.

 

　　[10]Kumar,S.;Kumar,R.Role of acemannan O-acetyl group in murine radioprotection[J].Carbohydr.Polym.2019,207,460-470.

 

　　[11]郭冷秋，黄莉莉，张鹏，等.芦荟多糖防治糖尿病作用的实验研究[J].中医药学报，2005（5）：41-42.

 

　　[12]刘川玉，唐建红，何洁.芦荟多糖对糖尿病模型小鼠血糖水平和体重的影响[J].广西医学，2011，33（11）：1405-1407.

 

　　[13]Paz Quezada M,Salinas C,Gotteland M,et al.Acemannan and Fruc-tans from Aloevera(Aloe barbadensis Miller)Plants as Novel Prebi-otics.J.Agric.Food Chem.2017,65:10029-10039.