化橘红多糖的提取纯化及其信号通路研究进展

引用格式

区少碧，郑晓青，詹心满，等.化橘红多糖的提取纯化及其信号通路研究进展[J].农产品加工，2025（21）：87-89.

基金项目

摘   要

化橘红因其富含多糖和黄酮等有效成分而备受关注。其中，化橘红多糖具有多种生物活性，如抗氧化、免疫调节、调节血糖血脂代谢等。总结了化橘红多糖的理化性质、提取纯化方法及其生物活性，并重点探讨了其在TLR4/NF-κB、Nrf2/Keap1、MAPK/PI3K/AKT及AMPK等信号通路中的作用机制，为其在疾病治疗和预防方面提供理论依据。

关 键 词

化橘红多糖；理化性质；

提取纯化；生物活性；分子机制

正   文

0   引言

作为岭南特色药材的化橘红，其产地主要集中在广东、广西及湖南等地。化橘红是芸香科柑橘属植物，是化州柚未成熟果实干燥而得的果皮^[1]。化橘红具有化痰、止咳功效，主要应用于上呼吸道感染等疾病^[2]。随着对化橘红研究的不断深入，化橘红多糖（Exocarpium Citri grandis polysaccharide，ECP）成为科研人员关注的重点。

多糖作为一种天然大分子物质，在抗氧化、免疫调节、糖脂代谢等方面的作用非常重要^[3]。与此同时，ECP在生物体内的功能活性也逐渐被报道。因此，通过综述化橘红多糖的理化性质、提取纯化，并深入解析ECP所涉及的信号通路，揭示其在体内与体外的作用机制，旨在为其在疾病治疗和预防方面提供理论依据。

1   ECP理化性质

ECP理化性质的研究可为其生物活性和功能活性提供理论基础，并为进一步探索其药用价值提供重要的科学依据。

1.1   物理特性

ECP是一种常见的天然多糖，具有一定的稳定性^[4]。通常呈灰白色粉末，在干燥状态下较为稳定^[5]。与此同时，ECP也具有良好的水溶性，在冷水或热水中能快速溶解。然而，在乙醇、甲醇等有机溶剂中的溶解性较差，所以可利用ECP这一特性对其进行沉淀与分离^[6]。

1.2   化学特性

化橘红多糖是一种杂多糖，主要由D -木糖、D -葡萄糖、D -半乳糖、L -阿拉伯糖和D -甘露糖等多种单糖组成^[5]。化橘红多糖在强酸或强碱条件下容易发生降解或脱支链反应，影响其稳定性和功能活性。化橘红多糖在浓硫酸作用下水解为单糖，并迅速脱水生成糖醛衍生物，接着与苯酚反应生成橙黄色化合物，该化合物在波长489 nm处有最强吸收峰^[6]。因此，该方法可用于定量检测其多糖含量。

1.3   光谱性质

研究证实，紫外扫描显示经过络合精制的ECP于波长260 nm和280 nm处无核酸及蛋白特征吸收峰。这些观察结果表明ECP较为纯净^[6]。此外，通过Sephadex G-200柱层析检测发现ECP呈单一对称峰，证明其为纯单一多糖^[5]。此外，其单糖以α -构型的糖苷键为主要结构特征，在光谱上会出现典型的吸收峰^[6]。

2   ECP提取与纯化

为了充分利用ECP的药用价值，研究人员进行了大量的提取和纯化试验。水提醇沉法是ECP主要的提取方法，以水作为溶剂提取ECP，然后加入乙醇使其产生沉淀，从而实现分离净化，最后得到ECP粗提物^[7]。在ECP提取过程中，水提法因简便易行、环境友好等特点而广受欢迎。有研究发现，当料液比为1∶40，在-100 ℃条件下浸提4 h，此时ECP得率为16.25%^[8]。此外，微波萃取法技术也是当前主要的提取方式，并在多糖的提取中得到广泛应用。侯秀娟等人^[9]采用微波萃取法对ECP进行提取，其得率高达24.64%。与传统的水提法相比，微波萃取技术操作简便且ECP得率明显提高，同时也可缩短样品处理时间。

在ECP分离纯化方面，先采用Sevage法处理除去ECP的蛋白质、小分子物质，然后通过冷冻干燥获得化橘红粗多糖，并经过DEAE-cellulose纤维素柱层析法对ECP进行分离纯化^[7]。该技术有助于ECP以阴离子交换静电作用在不同pH值作用下选择性地吸附^[10]。研究发现，经过DEAE-cellulose纤维素柱层析法处理后，化橘红粗多糖质量分数达到74.29%，ECP1和ECP2质量分数分别为83.39%和85.77%；两者相比，ECP2具有较强的抗氧化清除自由基能力^[9]。因此，经过柱层析纯化ECP具有良好的生物活性。

3   ECP分子调控机制

ECP作为化橘红的重要组成成分之一，在机体抗氧化、免疫系统及调控血糖血脂中具有广泛的潜力，其关键机制与TLR4/NF-κB、Nrf2/Keap1、AMPK、MAPK/PI3K/AKT等信号通路密切相关^[5]。

3.1   TLR4/NF-κB通路

ECP具有调控TLR4/NF-κB信号通路发挥抗氧化、抗炎及免疫调节等生物活性的潜能。TLR4是一种膜受体，能识别氧化应激过程中释放病原体相关分子（PAMPs）或危险信号分子，并通过MyD88依赖的信号传导途径激活NF-κB转录因子，进一步启动相关抗氧化和抗炎基因的表达，从而调控细胞生理平衡^[11]。

在抗氧化方面，ECP可通过上调抗氧化相关基因（如HO-1、NQO1、SOD）的表达来增强细胞对氧化应激的应答能力。这有助于降低活性氧（ROS）水平，减少细胞脂质过氧化、蛋白质损伤及DNA断裂等，并减少因氧化应激而导致的细胞死亡和组织损伤^[12]。ECP在激活NF-κB促炎通路（如TNF-α、IL-6、IL-1β）进而激活机体免疫应答的免疫调节方面发挥作用^[13]。同时，ECP可能通过TLR4/NF-κB信号途径的负调控来降低诱导炎性因子水平，避免炎性因子过多而造成组织损伤，提高炎性因子（如IL-10）的表达水平，以维持炎性因子之间的动态平衡^[14]。此外，在小鼠耳廓肿胀模型试验中发现，ECP能够降低炎症反应，且其效果与阿司匹林相当^[9]。因此，ECP具有抗氧化和免疫调节的潜能。

3.2   Nrf2/Keap1通路

ECP通过激活Nrf2/Keap1信号通路可提高生物的抗氧化能力。在正常状态下，Nrf2与Keap1形成复合物，使Nrf2的活性受到阻碍；而ECP则会诱导Keap1与Nrf2分离，激活Nrf2进入细胞核，并与抗氧化应激元素（ARE）结合，进而激活抗氧化酶下游基因的调控，使ROS水平降低，并减轻氧化应激造成的损伤^[15]。此外，ECP还能抑制氧化损伤生物标志物。研究表明，ECP能显著降低丙二醛（MDA）水平，并显著增加经环磷酰胺诱导小鼠的SOD和GSH-Px活性，从而提高细胞应激耐受性并减少炎症和组织损伤^[15]。

3.3   MAPK/PI3K/AKT通路

ECP通过MAPK/PI3K/AKT信号通路调控免疫细胞的分化和功能。研究表明，多糖通过PI3K/AKT途径促进免疫细胞的增殖与存活，同时通过激活MAPK途径提高巨噬细胞的吞噬活性并促进炎性因子的释放，从而提升免疫功能^[16]。ECP提高小鼠脾指数和胸腺指数，增强巨噬细胞的吞噬能力及T淋巴细胞的分化能力，并对慢性支气管炎和肺气肿有一定的治疗效果^[17]。这对ECP的免疫性药物作用和预防性药物作用具有积极作用。

3.4   AMPK通路

在糖脂代谢调控中，ECP可使AMPK信号通路活化，从而起到降血脂的作用。有研究显示，ECP通过激活AMPK来抑制肝糖原分解和葡萄糖生成，并减少α -葡萄糖苷酶和α -淀粉酶的活性，从而有效降低血糖水平^[18]。此外，在脂质代谢方面，ECP可对乙酰辅酶A羧化酶（ACC）等AMPK通路下游的关键酶进行调节，以减少胆固醇和甘油三酯的合成，进一步调节脂质代谢^[19]。GUNNESS P等人^[20]通过动物试验证实了ECP的典型成分具有降血糖作用，并对高血脂症和胰岛素抵抗具有改善作用。

4   结语

ECP具有通过激活TLR4/NF-κB、Nrf2/Keap1、MAPK/PI3K/AKT等信号通路调控抗氧化、免疫调节、降血糖血脂的潜能。然而，目前ECP提取纯化的研究报道较少。在未来的研究中，有望通过ECP生物活性的探索来推动其提取与纯化技术的发展，从而有效提高提取效率和生物活性，并为其应用奠定基础。

参考文献：

[1]XIAN L，SAHU S K，HUANG L，et al. The draft genome and multiomics analyses reveal new insights into geoherbalism properties of Citrus grandis Tomentosa[J]. Plant Science，2022（325）：111489-111496.

[2]FAN R，WEN Z，WANG D，et al. Chinese herbal me-dicine for the treatment of cough variant asthma：A study protocol for a double-blind randomized controlled trial[J]. Trials，2019（20）：1-8.

[3]YING Y，HAO W. Immunomodulatory function and anti-tumor mechanism of natural polysaccharides：A review[J]. Frontiers in Immunology，2023（14）：1147641-1147649.

[4]程荷凤，李小凤. 化橘红中多糖含量的分光光度法测   定[J]. 中成药，1995（12）：36-37，61.

[5]程荷凤，蔡春，李小凤. 化橘红多糖的分离纯化及其组成的气相色谱分析[J]. 广东医学院学报，1998（Z1）：35-36.

[6]程荷凤，李小凤，东野广智. 化橘红水溶性多糖的化学及体外抗氧化活性的研究[J]. 化学世界，2002（2）：91-93，84.

[7]侯秀娟. 化橘红多糖的提取纯化、体外抗氧化及生物活性的研究[D]. 南昌：江西农业大学，2013.

[8]马超，江明树. 化橘红多糖的提取工艺优化[J]. 中国民族民间医药，2009，18（10）：10-14.

[9]侯秀娟，沈勇根，徐明生，等. 化橘红多糖的提取纯化及抗氧化活性研究[J]. 中国酿造，2012，31（9）：135-138.

[10]刘玉婷，李井雷. 多糖体外抗氧化活性研究进展[J]. 食品研究与开发，2019，40（6）：214-219.

[11]COUTNHO W K S，ALMEIDA P P，MAFRA D，et al. Bioactive compounds modulating Toll-like 4 receptor（TL-R4）- mediated inflammation：Pathways involved and future perspectives[J]. Nutrition Research，2022（107）：96-116.

[12]ZHANG Z，WANG S，TAN H，et al. Advances in po-lysaccharides of natural source of the anti-Alzheimer's di-sease effect and mechanism[J]. Carbohydrate Polymers，2022（296）：119961-119969.

[13]FAN R，ZHU C，QIU D，et al. Activation of RAW264. 7 macrophages by an acidic polysaccharide derived from Citrus grandis Tomentosa[J]. International journal of Biological Macromolecules，2020（156）：1323-1329.

[14]SALZANO S，CHECCONI P，HANSCHMANN E M，et al. Linkage of inflammation and oxidative stress via release of glutathionylated peroxiredoxin-2，which acts as a danger signal[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences，2014（33）：12157-12162.

[15]吕安雯，张雅男，舒尊鹏，等. 化橘红多糖对环磷酰胺所致免疫损伤小鼠脾脏抗氧化能力的影响[J]. 化学工程师，2018，32（12）：79-81.

[16]YANG Y，XING R，LIU S，et al. Immunostimulatory effects of chitooligosaccharides on RAW 264.7 mouse macro-phages via regulation of the MAPK and PI3K/Akt signaling pathways[J]. Marine Drugs，2019，17（1）：36-47.

[17]董宏坡，江明树，朱伟杰. 化橘红多糖对小鼠的免疫调节作用[J]. 中成药，2010，32（3）：491-493.

[18]苏志鹏. 化橘红活性成分的综合利用及对降血糖血脂活性的研究[D]. 广州：广东药科大学，2019.

[19]FAN M Y，RU J，WANG S. Research progress of traditional Chinese medicine in the treatment of endocrine met-abolic diseases in 2023[J]. Tradit Med Res，2024（12）：72-81.

[20]GUNNESS P，WILLIAMS B A，GERRITS W J J，et al. Circulating triglycerides and bile acids are reduced by a soluble wheat arabinoxylan via modulation of bile concentration and lipid digestion rates in a pig model[J]. Molecular Nutrition & Food Research，2016，60（3）：642-651. ◇