肖錫湘，上官新晨*
（江西農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)系植物資源開發(fā)與利用研究室，南昌 330045）
摘 要：本文概述了多糖的來源、結(jié)構(gòu)與生物活性及其在醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，以期能為多糖研究開發(fā)有所幫助。
關(guān)鍵詞：多糖；應(yīng)用；食品
多糖又稱多聚糖，是聚合度大于10的糖類。在自然界估計(jì)超過90%的碳水化合物是以多糖形式存在。多糖是構(gòu)成生命有機(jī)體的重要組分，并在控制細(xì)胞分裂、調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)以及維持生命有機(jī)體正常代謝等方面具有重要作用。多糖的研究與開發(fā)已日益受到關(guān)注。
1 多糖的來源
發(fā)現(xiàn)最早且研究最多的，是從細(xì)菌中得到的莢膜多糖，它在醫(yī)藥上主要用于疫苗。隨著對(duì)多糖的研究不斷深入，人們?cè)谌撕蛣?dòng)物的多種組織、分泌液及某些植物、微生物中也發(fā)現(xiàn)了多糖的存在。根據(jù)來源不同，將多糖分為動(dòng)物多糖、植物多糖、微生物多糖三類。動(dòng)物多糖主要有肝糖元、甲殼素、肝素、硫酸軟骨素、透明質(zhì)酸等五類。植物多糖種類繁多，是由許多相同或不同的單糖以α-或β-糖苷鍵所組成的化合物，普遍存在于自然界植物體中；由于植物多糖的來源廣泛，不同種的植物多糖的結(jié)構(gòu)，分子構(gòu)成及分子量各不相同，生物活性也不同。微生物多糖主要來源于細(xì)菌和真菌，屬高分子聚合多糖，按結(jié)構(gòu)可分為肽聚糖、葡聚糖和脂多糖等。它們均含有某一特有的保守結(jié)構(gòu)序列，且此結(jié)構(gòu)不屬于高等生物體的正常組分。這些多糖具有免疫調(diào)節(jié)的功能，可能是由于高等動(dòng)物非特異防御系統(tǒng)逐漸進(jìn)化，從而識(shí)別這些微生物的保守結(jié)構(gòu)。
2 多糖的提取與純化
多糖是極性大分子化合物，大多采用不同溫度的水、稀堿溶液提取，盡量避免在酸性條件下提取，以防引起糖苷鍵的斷裂。稀酸提取時(shí)，時(shí)間宜短，溫度不宜超過50℃。由于水浸提時(shí)間長(zhǎng)且效率低，酸堿浸提易破壞多糖的立體結(jié)構(gòu)及活性。現(xiàn)在有的采用酶法提取多糖，即采用復(fù)合酶——熱水浸提相結(jié)合的方法。復(fù)合酶多采用一定比例的果膠酶、纖維素酶及中性蛋白酶，此法具有條件溫和、雜質(zhì)易除和提取率高等優(yōu)點(diǎn)。此外，還有采用物理波強(qiáng)化提取多糖，如果結(jié)合熱水提取效果更佳。超濾法提取香菇多糖也已取得較好效果。
提取之后純化之前一般要用乙醇或丙酮進(jìn)行反復(fù)沉淀洗滌除去雜質(zhì)。然后采用DEAE——纖維素、DEAE——凝膠及其它凝膠柱層析法進(jìn)行純化，國(guó)外采用LKB柱層析系統(tǒng)?？梢杂贸x心法、高壓電泳法、凝膠過濾法、高效液相法、示差折射法、紫外檢測(cè)法等鑒定純度。
3 多糖的結(jié)構(gòu)與生物活性
多糖的結(jié)構(gòu)可分為一級(jí)結(jié)構(gòu)、二級(jí)結(jié)構(gòu)、三級(jí)結(jié)構(gòu)和四級(jí)結(jié)構(gòu)。一級(jí)結(jié)構(gòu)是指其單糖殘基的組成、排列序列、連接方式等。多糖的結(jié)構(gòu)又具有四種類型，即可拉伸帶狀、卷曲螺旋狀、皺紋狀及不規(guī)則卷曲狀。多糖的結(jié)構(gòu)單位是單糖，多糖相對(duì)分子質(zhì)量從幾萬到幾千萬。結(jié)構(gòu)單位之間以苷鍵相連接，常見的苷鍵有α-1，4-、β-1，4-和α-1，6-苷鍵。結(jié)構(gòu)單位可以連成直鏈，也可以形成支鏈，直鏈一般以α-1，4-苷鍵（如淀粉）和β-1，4-苷鍵（如纖維素）連成；支鏈中鏈與鏈的連接點(diǎn)常是α-1，6-苷鍵。
對(duì)多糖的研究顯示，多糖具有抗病毒、免疫調(diào)節(jié)功能，抗腫瘤、抗突變、降血脂和抗輻射等作用。同時(shí)，研究人員發(fā)現(xiàn)其生物活性與多糖的一級(jí)結(jié)構(gòu)和高級(jí)結(jié)構(gòu)（糖單元、糖苷鍵、主鏈、構(gòu)象、支鏈、分子量等）有著密切的關(guān)系。
葡聚糖是自然界許多動(dòng)植物和微生物多糖的基本結(jié)構(gòu)單元，多糖的抗病毒功能主要是利用其相似結(jié)構(gòu)，通過免疫調(diào)節(jié)機(jī)制產(chǎn)生宿主免疫功能。如香菇多糖、裂褶多糖均具有葡聚糖主鏈結(jié)構(gòu)，二者都具有抗腫瘤作用及提高細(xì)胞免疫及體液免疫功能。
已有的研究結(jié)果表明，多數(shù)具有突出生物學(xué)活性的葡聚多糖都以（1→3）糖苷鍵連接。香菇多糖主鏈的葡聚糖由（1→3）糖苷鍵連接，具有較強(qiáng)的抗腫瘤活性，而同是葡聚糖主鏈的淀粉，其糖苷鍵為（1→4）鍵型，卻沒有生物學(xué)活性，這在一定程度上源于二者主鏈糖苷鍵的類型不同。
至今已發(fā)現(xiàn)大多數(shù)具有抗腫瘤活性的多糖都具有β（1→3）-D-葡聚糖的主鏈結(jié)構(gòu)。但是，同樣具有β-（1→3）-D-葡聚糖主鏈結(jié)構(gòu)的Pachyman和Laminaran卻幾乎沒有抑瘤活性，這表明主鏈結(jié)構(gòu)并不是多糖抗腫瘤活性的最基本原因。
Saito及其合作者的研究表明，如果多糖的構(gòu)象由有序變?yōu)闊o序，其活性立即消失。基于這一結(jié)果和其他的有關(guān)構(gòu)效關(guān)系的信息，Chihara認(rèn)為，多糖的抗腫瘤活性可能與其某一種“有序構(gòu)象”直接相關(guān)。但至今，仍無法確切定義這種“有序構(gòu)象”。
那些直鏈的、無過長(zhǎng)支鏈、溶解度大的多糖具有抗腫瘤活性。茯苓多糖由于支鏈過長(zhǎng)而不具有抗腫瘤活性，但經(jīng)過控制性氧化水解，降低支鏈長(zhǎng)度，就有了活性。當(dāng)多糖達(dá)到一定的取代度時(shí)，才能具有生物活性。從紫膠樹的樹膠中提取出來的漆多糖，當(dāng)取代度大于0.8時(shí)，隨著取代度的提高，抗凝血活性增大。但并不是取代度越高，活性越強(qiáng)，真菌多糖Pestalotan是一種高度分支化的葡聚糖，取代度高達(dá)2.8，活性卻低。
4 多糖的應(yīng)用
4.1 在醫(yī)藥上的應(yīng)用
多糖具有多種藥理作用，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)臨床。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，多糖具有抑制S-100肉瘤及艾氏腹水瘤等細(xì)胞生長(zhǎng)的生物學(xué)效應(yīng)，明顯促進(jìn)肝臟蛋白質(zhì)和核酸合成及骨髓造血功能，促進(jìn)體細(xì)胞免疫和體液免疫功能。如香菇多糖與免疫抑制伏福定（UFT）合用用于治療胃癌。目前除香菇多糖外，經(jīng)過衛(wèi)生部門批準(zhǔn)的作為抗腫瘤免疫治療藥物的還有云芝多糖、豬苓多糖等。
4.2 在食品工業(yè)中的應(yīng)用
4.2.1 在飲料中的應(yīng)用
從生物體中提取一類具有生物生理活性的多糖類物質(zhì)（生物活性多糖）是研發(fā)保健飲料重要原料之一，它們大多具有良好水溶性，可以賦予飲料一定保健功能及起到一定增稠、穩(wěn)定和提高口感作用。如羅望子多糖膠用作果汁飲料等增稠劑和穩(wěn)定劑，硒酸脂多糖用于飲料生產(chǎn)，既可作為硒營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑，又可作為膠凝劑、增稠劑、懸浮劑和澄清助劑等。
4.2.2 在糕點(diǎn)及面制品中的應(yīng)用
開發(fā)多功能、營(yíng)養(yǎng)性糕點(diǎn)，提高面制品感官特性一直是食品開發(fā)研究的熱點(diǎn)，多糖應(yīng)用為新型糕點(diǎn)及面制品的開發(fā)提供方向。多糖具有良好的營(yíng)養(yǎng)作用，增稠、穩(wěn)定等一系列獨(dú)特食品加工性能，不僅增強(qiáng)糕點(diǎn)及面制品保健功能，還可有效改善食品質(zhì)感，控制產(chǎn)品水分，延長(zhǎng)保質(zhì)期。在糕點(diǎn)及面團(tuán)中加入適量菊糖，可以有效控制黏度，柔軟性和保質(zhì)期都有所改善。
4.2.3 在肉制品中的應(yīng)用
多糖可單獨(dú)作為營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑直接加入肉制品。如硒酸脂多糖在肉制品中除可作為硒源營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充劑，生產(chǎn)富硒火腿腸、午餐肉等外，還可增強(qiáng)肉的持水性，改善制品彈性及切片性能。利用淀粉的增稠性，用于碎牛和羊肉罐頭中，可增加制品的黏結(jié)性和持水性?？ɡz用于肉制品可提高口感并能保持水分、風(fēng)味、質(zhì)構(gòu)，起到凝膠、乳化、保水、增強(qiáng)彈性的作用。往肉制品加入0.5%～2.0%的瓊脂也可起到膠凝作用。利用多糖的生物活性還可開發(fā)一些特殊人群如宇航員、高血壓和糖尿病患者等食用肉制品。
4.2.4 在冰淇淋和果凍中的應(yīng)用
多糖具有穩(wěn)定性、凝膠性、耐熱冷性和保形性，在冰淇淋和果凍生產(chǎn)中可作為良好的品質(zhì)改良劑。如在冰淇淋中加入α-葡聚糖能抑制冰晶的形成。在果凍中加入果膠，膠凝效果較好。
4.3 在其他方面的應(yīng)用
多糖還大量應(yīng)用于工業(yè)廢水處理、清潔用品、紡織上漿、造紙、印刷工業(yè)及鉆井、選礦、炸藥工業(yè)等領(lǐng)域?！?/p>
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作者簡(jiǎn)介：肖錫湘（1983～ ），男，在讀碩士研究生。
*通訊作者：上官新晨（1962～ ），男，教授，博士，碩士生導(dǎo)師。
