（1. 西北民族大学化学工程学院,兰州,730106;
2．国家民族事务委员会环境友好复合材料重点实验室,中国兰州730106;
3. 甘肃省生物质功能复合材料工程研究中心，兰州730106)
摘 要: 蓼科植物大黄是临床常用中药，富含大黄多糖，具有多种生物活性。本文综述了大黄多糖的提取方法、结构及其药理活性，以期为开发大黄植物资源、大黄多糖的研究及其应用提供参考。
关键词: 大黄；化学成分；药理活性
General situation of extraction method, structure and pharmacological
activity of rhubarb polysaccharide
DU Yun, KOU Liang，LI Xiangrong，KANG Shuhe*
(1. School of Chemical Engineering, Northwest Minzu
University, Lanzhou, 730106, P. R.;
2. China; Key Laboratory of Environment-Friendly
Composites of the State Ethnic Affairs CommissionLanzhou,730106, P. R. China;
3. Gansu Provincial Biomass Function Composites Engineering
Research Center,Lanzhou,730106, P. R. ）China)
Abstract: Polygonaceae plant rhubarb is a commonly used
traditional Chinese medicine in clinic. It is rich in rhubarb polysaccharide
and has various biological activities.This paper reviews the extraction
methods, structures and pharmacological activities of rhubarb polysaccharides,
in order to provide references for the development of rhubarb plant resources,
research and applications of rhubarb polysaccharides.
Keywords: Rhubarb; chemical constituents;
pharmacological activity
项目资助:西北民族大学本科生科研立项No.X202210742263，中央高校创新团队项目 No. 31920190018；No.31920190013
第一作者: 杜云，女，本科生，研究方向:天然药物的开发和利用，E-mail:1780147702@qq.com
通讯作者:康淑荷，女，硕士，副教授，研究方向:天然药物的开发和利用，E-mail:523429214@qq.com
大黄属（Rheum L.）植物约60种，分布在亚洲温带及亚热带的高寒山区。 我国39种2变种，主要分布于西北、西南及华北地区[1]。大黄能泻肠胃积热、下瘀血，外敷消痛肿[2]；正品来源于掌叶大黄Rheum palmatum L.、唐古特大黄R. tanguticum Maxim.ex Balf.和药用大黄R. officinale Baill.的干燥根及根茎[3]，见下图。是我国传统大宗药材，广泛用于医药、保健、食品和化妆品等领域。现代药物化学研究显示，大黄中的化学成分在160种以上，主要包括蒽醌类、蒽酮类、有机酸、糖类等，其中蒽醌类、蒽酮类占比最高[4]。大黄多糖具有降血糖、降血脂、降血压、免疫调节、抑制肿瘤、抗疲劳、延缓衰老等诸多作用[5-7]。因此，大黄多糖作为中药和生物药物的重要成分毒性低、性质稳定、营养价值高，在保健食品及药品的开发和利用方面，具有广阔的应用前景。立足于现代社会生活背景，当前的中老年人大都存在着“三高”疾病，而大黄多糖对“三高”有着显著的作用。本文对大黄多糖的提取方法、结构和药理作用进行综述，以期为大黄植物资源的开发应用提供参考。
图1 药用大黄 图2 掌叶大黄 图3 唐古特大黄
1 大黄多糖提取方法
1.1水提醇沉法
倪受东等[8]从掌叶大黄中用水提醇沉法提取大黄多糖，测定其含量为6.54%。纪耀华等[9]报道采用传统水提醇沉法提取大黄多糖的最佳工艺条件是：温度为95℃，料液比为1:10，提取时间为1小时，粗多糖得率为9.6%。田芹等[10]报道采用水提醇沉法提取大黄多糖，粗多糖回收率为3.77%。张思巨等[11]从掌叶大黄中用水提醇沉法提取大黄多糖，粗多糖得率为8.50%。孙莹等[12]报道采用水提醇沉法提取大黄多糖的最佳工艺条件是：料液比为1:30，温度为95℃，提取时间为3h，粗多糖得率为9.6%。李万林等[20]报道采用溶剂回流提取法从大黄中提取多糖的最佳工艺条件为：提取剂为水，温度为90℃，料液比为1:30，时间为2h，粗多糖得率为15.7%。
1.2 超声波辅助提取法
赵文彬等[13]采用超声辅助水提醇沉法从天山大黄中提取多糖，测得多糖含量8.756%。李万林[14]等报道采用超声波辅助提取法从掌叶大黄中提取多糖的最佳工艺条件是：温度为70℃，超声时间为30min，料液比为1:40，粗多糖得率为8.248%。王春花等[15]报道采用超声辅助提取法从唐古特大黄中提取多糖的最佳工艺条件是：温度为40℃，pH值为9.0，时间50min，料液比为1:40，提取率为42.27%，多糖含量为13.11%。刘晓茵等[16]报道采用超声波辅助提取法从大黄中提取多糖，在温度为80℃，料液比为1:20，时间为50min，提取次数为2次时粗多糖得率最高。张颖[17]等报道采用超声波辅助提取法从掌叶大黄中提取多糖的最佳工艺条件是：超声温度为100℃，超声时间为140min，提取次数为3次，料液比为3:1，粗多糖得率为7.40%。
1.3 微波辅助提取法
纪耀华等[18]报道采用微波辅助法从大黄中提取多糖的最佳工艺条件为：pH=10，料液比为1∶10，微波功率400W, 微波时间3 min，粗多糖得率为0.87%。纪跃芝等[19]报道微波提取法从大黄中提取多糖的最佳工艺条件为：PH=10，料液比为1:10，提取时间为3min，微波功率400W，粗多糖得率为0.62%。
1.4 多糖提取方法比较
大黄不同提取方法优缺点见表1。
表1 大黄多糖提取方法比较
|
方法 |
优点 |
缺点 |
|
水提取法 |
操作简单，成本低 |
温度高、耗时长、提取率低 |
|
超声辅助提取法 |
不会引入新的杂质，操作简单，时间较短，产率较高 |
需要控制的影响因素较多 |
|
微波辅助提取法 |
快速高效，加热均匀，节省溶剂，工艺简单 |
不适用于非极性溶剂，不适用于热敏性成分 |
由表1可以看出，大黄多糖各种提取方法主要以水为溶剂，采用热水或冷水浸提（植物多糖多采用热水浸提，可直接或离心去除杂质），也可采用超声辅助、微波辅助提取等方法。由于多糖不溶于乙醇，可通过乙醇将多糖沉淀出来。目前广泛采用以水为溶剂，超声辅助提取，乙醇沉淀的方法得到粗多糖。
2 大黄多糖结构
大黄多糖结构见表2。
表2大黄多糖的结构
|
植物名 |
多糖 |
种类 |
平均分子量 |
组成 |
参考文献 |
|
Rheum palmatum |
RP-1 |
中性多糖 |
1.1ⅹ104 |
主链由1,4-葡萄糖残基构成 |
[21] |
|
RP-2 |
酸性多糖 |
2.0ⅹ104 |
鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖，摩尔比为0.5∶1.0∶1.3∶1.4∶12.4∶3.8 |
||
|
RP-3 |
酸性多糖 |
6.9ⅹ104 |
鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖，摩尔比为 0.9∶3.9∶4.7∶1.0∶2.6
|
||
|
Rheum undulatum L. |
RHP-A |
单一多糖 |
7.8ⅹ104 |
均含L-岩藻糖、L-阿拉伯糖、D-木糖、D-甘露糖、D-半乳糖、D-葡萄糖
|
[22] |
|
RHP-B |
单一多糖
|
3.9ⅹ104 |
|||
|
Rheum palmatum |
SRPⅠ |
- |
- |
葡萄糖、半乳糖、木糖 |
[23] |
|
SRPⅡ |
- |
- |
鼠李糖、葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖 |
||
|
SRPⅢ |
- |
- |
鼠李糖、半乳糖、岩藻糖、甘露糖、果糖 |
||
|
Rheum tanguticum Maxim
|
唐古特大黄多糖 |
- |
- |
木糖、阿拉伯糖、葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、甘露糖、葡糖醛酸、半乳糖醛酸，摩尔比为1.00:23.27:15.93:2.95:1.34:49.07:2.62:4.31 |
[24] |
|
Rheum palmatum
|
DHP-1 |
酸性杂多糖 |
1.1ⅹ104 |
葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖、来苏糖、木糖、甘露糖、核糖，这几种糖的摩尔比为6.58:6.01:4.48:1:0.38:0.29:0.22:0.16 |
[25] |
|
DHP-2 |
酸性杂多糖 |
2.5ⅹ104 |
葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖、来苏糖、木糖、甘露糖、核糖，这几种糖的摩尔比为3.12:4.02:4.07:1:2.05:3.47:0.71:0.21 |
从表2可以看出，大黄多糖是由葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖、来苏糖、木糖、甘露糖、核糖、岩藻糖、果糖、葡糖醛酸、半乳糖醛酸等所构成。
3 大黄多糖药理活性
3.1 降脂作用
王苑铭等[26]报道大黄多糖可以降低糖尿病动脉瓣样硬化大鼠的血糖、总胆固醇、甘油三酯、低密度脂蛋白胆固醇的水平，增强血浆肝脂酶的活性，从而达到降脂的作用。另外，Yu‑Jie Cao[27]等人也通过一系列数据证实了大黄多糖可降低糖尿病动脉粥样硬化大鼠血脂。同时大黄多糖与其他的降脂类物质相比，效果明显，毒副作用小，依从性好[28]。
3.2 保肝利胆
大黄多糖通过抑制体内血清转氨酶的活性，可以有效缓解肝脏损伤，进而逐渐修复肝细胞[29]。现代药理学研究表明，大黄多糖是钙离子通道阻滞剂的重要成分，进入机体后，大黄多糖能够抑制细胞中钙离子内流，从而降低细胞内钙离子浓度，进而避免因钙离子浓度过高对肝细胞造成较大损伤[29,30]。
3.3 免疫调控作用
大黄多糖对淋巴细胞的功能有抑制作用，而且抑制作用会随着大黄多糖的增加抑制作用逐渐增强[31]。现代药理学研究表明，大黄多糖可以明显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。
3.4 降血糖作用
糖尿病现在是我们生活中的常见病，不仅老年人会经常面临这个疾病的困扰，当代年轻人的发病率也在逐渐上升。王苑铭等[32]人通过实验观察了大黄多糖对糖尿病动脉粥样硬化大鼠血脂代谢及其组织形态学的影响，最终发现无论是在大黄多糖高剂量还是低剂量的干预下，实验组大鼠的血糖均会降低，且大黄多糖高剂量降血糖作用明显。此外，戴英等[33]研究了大黄多糖对糖尿病小鼠血清脂质等几项指标的作用，最终发现大黄多糖有降低血清中三酰甘油(TG)、胆固醇(TC)、脂蛋白水平和升高超氧化物歧化酶的活性,以及降低胰腺组织中多胺水平等作用，证实大黄多糖具有改善血脂状况等功能。李道中[34]通过观察掌叶大黄多糖对四氧嘧啶及肾上腺素所致的小鼠高血糖的影响，发现大黄多糖对血糖有明显的抑制作用，而且对正常的小鼠血糖亦有明显的降低作用。
3.5 对消化系统的影响
随着生活水平的不断提高，人们的饮食一般趋近于肉类居多，而清淡饮食较少，这就会造成一系列的消化影响。刘琳娜等[35]报道采用正常人肠上皮细胞株观察大黄多糖是否可促进该肠上皮细胞的增殖、移行和分化，最终发现经大黄多糖处理后，实验组细胞缺损区的修复明显快于对照组，证明大黄多糖可促进上皮细胞的增殖，且增值效果会随着大黄多糖的量而显著增加。大黄多糖通过促进细胞增殖分化的作用可以有效修复肠粘膜，从而改善消化系统。
3.6 抗氧化抗衰老作用
大黄多糖有抗氧化抗衰老作用。姚广涛等[36]以D-半乳糖所致衰老的小鼠为研究对象，对小鼠进行分组并每天对各组小鼠注入不同等量的液体，若干天以后取小鼠肝脏和脑组织，制成匀浆分别进行测定，发现掌叶大黄多糖能通过提高老化相关酶活力发挥延缓衰老的作用。此外，姚文兵等[37]以小鼠为研究对象，通过观察大黄多糖对小鼠红细胞和脑组织中超氧化物歧化酶（SOD）活力的影响，发现波叶大黄多糖可使小鼠红细胞和脑中SOD活性明显增加，从而了解到波叶大黄多糖有一定的抗衰老作用。李万林等[20]通过测定大黄多糖对DPPH的清除能力证实了大黄多糖具有抗氧化的作用，且随着大黄多糖浓度的增加，清除能力逐渐增强。
3.7 增强蛋白免疫活性
Jingsong Cao等[38]用2-DE方法在大黄多糖处理的螃蟹中分别发现了15和17个来自血细胞和肝胰腺的改变蛋白，实验组血青素和胰凝乳蛋白酶mRNA水平分别提高了2.4倍和1.4倍，表明了大黄多糖可以增强蛋白质免疫活性。
3.8 抗肿瘤作用
就目前的医疗条件而言，癌症的治愈仍然是一项难以完全攻克的世界难题。金槿实、李锐等人通过一系列实验发现了大黄多糖可以通过抑制肿瘤细胞DNA的合成来明显抑制肿瘤细胞的形成，而且这种抑制作用会随着大黄多糖的浓度上升而增强[39]。另外，唐小江、祝寿芬等[40]报道通过山大黄多糖对小鼠S180实体瘤的抑制作用发现100mg/kg的山大黄多糖的抑瘤率达56.2% ，而且山大黄多糖与环磷酰胺联合抑瘤率可以高达90.04%。
3.9 抗血栓强心作用
姚文兵等[41]通过波叶大黄多糖对健康家兔特异性血栓形成时间和血浆优球蛋白溶解时间的影响以及对正常大鼠血压和蟾蜍心肌收缩力的影响，最终发现波叶大黄多糖能延长特异性血栓时间和缩短血浆优球蛋白溶解时间，从而发挥抗血栓作用。同时，波叶大黄多糖能明显降低正常大鼠的血压和增加离体正常蟾蜍的心肌收缩力，这表明波叶大黄多糖有一定的强心作用。
3.10抗病毒作用
王春花等[42]通过纯化后的唐古特大黄多糖对鸡胚体内的抗新城疫病毒(NDV)活性影响进行观察，发现该多糖可以抑制该病毒在鸡胚中生长，并通过两种加药方式从侧面探讨了抗病毒机理，多糖通过抑制病毒的生物合成及成熟释放来抑制病毒的生长。卫飞等[43]通过4种大黄多糖对猴胚体内的轮状病毒(RV)活性影响进行观察，最终发现4种大黄多糖均有明显的抑制病毒作用，且随药物浓度增加，抑制作用逐渐增强。
4 小结与展望
中药大黄是我国特产的重要药材之一，早在两千多年前就有记载，使用历史非常悠久，具有重要的经济价值。随着研究的深入，大黄多糖在降低“三高”领域必将发挥重要的作用。
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