酶法提取洋葱多糖的研究进展.pdf

1、收稿日期：2022-04-15基金项目：2021 年江苏省大学生创新创业训练计划（202112920006Y）作 者 简 介：侯 闯（2002-），男，大 专 在 读，研 究 方 向：生 物 产 品 分 离 提 取；通 讯 联 系 人：刘 蕾（1982-），女，副 教 授，研 究 方 向：生 物 产 品 分 离 提 取，llei_ap。酶法提取洋葱多糖的研究进展侯 闯，李悦悦，马 艺，刘 蕾，权 静（南京科技职业学院 生命健康学院，江苏 南京 210048）摘 要：洋 葱 多 糖 由 于 具 有 较 强 的 还 原 力，具 有 抗 癌、降 血 压、延 缓 衰 老 等 多 种 保 健 功 能，是

2、 洋 葱 中 的 一 种 重 要 的 生 物 活 性 物 质。综 述 了 酶法 提 取 洋 葱 中 洋 葱 多 糖 的 工 艺 特 点 及 研 究 进 展。目 前 单 纯 酶 与 复 合 酶 提 取 洋 葱 多 糖 均 能 有 效 地 提 取 洋 葱 多 糖，且 提 取 率 显 著 高 于 水 提法，对 洋 葱 多 糖 的 生 物 活 性 保 留 高，提 取 得 率 高，实 验 稳 定 性 好。综 述 了 单 酶 提 取、复 合 酶 提 取 以 及 酶 法 联 用 其 他 工 艺 提 取 洋 葱 多 糖 的工艺现状。酶法提取技术有着广阔的应用前景，可有效保留多糖的生物活性。关键词：洋葱多糖；酶

3、法；复合酶；提取率；抗氧化doi：10.3969/j.issn.1008-553 X.2023.02.004中图分类号：TQ 281 文献标识码：A 文章编号：1008-553 X（2023）02-0016-03安 徽 化 工ANHUI CHEMICAL INDUSTRYVol.49，No.2Apr.2023第 49 卷，第 2 期2023 年 4 月洋 葱 是 一 种 常 见 蔬 菜 作 物，是 我 国 的 特 色 农 产 品，我 国 种 植 面 积 广 阔 且 产 量 全 球 最 高。洋 葱 营 养 成 分 丰富，含 有 丰 富 的 多 糖、硫 化 物、类 黄 酮、苯 丙 素 酚 类、甾

4、体皂 苷 类 等 多 种 化 学 成 分 1，具 有 稳 定 血 压、抗 癌 防 癌、降血 糖 血 脂 等 保 健 作 用。洋 葱 皮 作 为 洋 葱 加 工 中 的 副 产物 亦 含 有 大 量 的 洋 葱 多 糖 等 活 性 物 质，其 多 糖 含 量 和 果肉 相 当，如 丢 弃 则 造 成 资 源 的 严 重 浪 费。洋 葱 多 糖 由 于具 有 较 强 的 还 原 力，具 有 抗 癌、降 血 脂、延 缓 衰 老、提 高免 疫 力 等 多 种 保 健 功 能，是 洋 葱 中 的 一 种 重 要 的 生 物 活性 物 质。高 纯 度 的 洋 葱 多 糖 因 其 具 备 较 高 的 抗 氧

5、 化 活性 和 抑 菌 能 力，对 羟 基 自 由 基 及 DPPH 均 表 现 出 了 较 好的 清 除 能 力，为 洋 葱 的 主 要 活 性 成 分 之 一，成 为 近 年 来分离提取的研究热点。杨 建 刚 2 研 究 结 果 表 明：洋 葱 粗 多 糖 具 有 一 定 的 体外 抗 氧 化 能 力,其 质 量 浓 度 达 到 2 g/L 时，对 羟 基 自 由 基和 DPPH 自 由 基 的 清 除 能 力 均 能 达 到 90%，对 超 氧 阴 离子 自 由 基 的 清 除 能 力 达 到 30%。基 于 洋 葱 多 糖 提 取 研究 现 状，为 更 好 地 研 究 洋 葱 多 糖

6、的 体 外 抗 氧 化 和 抗 菌 效果，最 大 限 度 保 存 洋 葱 活 性 等 各 项 指 标 的 同 时 保 持 较 高的 多 糖 得 率 是 洋 葱 多 糖 开 发 的 关 键。酶 法 提 取 洋 葱 多糖 条 件 温 和 无 毒，且 可 有 效 破 坏 细 胞 壁 的 结 构，加 速 有效成分溶出细胞，提取选择性高。目 前 评 价 酶 法 提 取 工 艺 的 指 标 主 要 为 洋 葱 多 糖 的提 取 率 和 体 外 抗 氧 化 效 果，本 文 就 近 年 来 洋 葱 多 糖 的 酶法 绿 色 提 取 分 离 方 法 和 工 艺 特 点 进 行 综 述，以 期 为 洋 葱资源的深

7、度开发利用和药用价值研究提供参考借鉴。1 洋葱多糖的提取方法多 糖 是 一 种 由 醛 糖 或 酮 糖 通 过 糖 苷 键 连 接 而 成 的具 有 重 要 生 物 学 功 能 的 天 然 高 分 子 多 聚 物，具 有 调 节 免疫、抑 制 肿 瘤、延 缓 衰 老、降 血 糖 等 作 用。目 前 常 用 的 洋葱 多 糖 的 提 取 方 法 有 热 水 浸 提 法、超 声 波 提 取 法、微 波辅 助 提 取 法、酶 法 提 取 等。洋 葱 多 糖 的 结 构 和 纯 度 成 为评 价 提 取 效 果 的 指 标 之 一，因 为 这 关 系 到 洋 葱 多 糖 的 抗氧 化 能 力 和 对

8、羟 基 自 由 基 的 清 除 效 果。相 较 于 酸 碱 提取 法 和 热 水 浸 提 法，酶 解 法 温 度 较 为 温 和，对 细 胞 破 坏较 小，多 糖 提 取 率 高。由 于 热 水 法 提 取 效 率 不 高，而 微波 法 提 取 主 要 是 依 靠 射 线 辐 射 产 生 的 微 波 能 使 细 胞 内容 物 释 放 出 来 的 物 理 破 碎 过 程，具 有 提 取 时 间 短、提 取率 高、成 本 低、溶 剂 用 量 少 等 优 点，但 设 备 泄 漏 的 微 波 辐射 会 给 人 体 造 成 一 定 的 慢 性 损 伤。超 声 波 处 理 则 可 能会 影 响 多 糖 的

9、 结 构 和 分 子 量，导 致 多 糖 的 生 物 活 性 发 生变 化，且 超 声 时 间 过 长 可 能 会 造 成 杂 质 溶 出 时 带 来 多 糖的 损 失。高 压 脉 冲 电 场 技 术 近 年 来 也 被 用 来 提 取 多 糖，该 法 无 需 加 热 且 对 热 敏 性 物 质 破 坏 较 小，能 较 好 地 破 坏细 胞 壁，但 该 法 在 工 业 化 应 用 中 还 存 在 着 较 多 问 题，处理规模仅限于实验室。2 单酶提取工艺一 直 以 来 酶 制 剂 由 于 较 为 昂 贵，一 度 研 究 受 到 阻滞，然 而 随 着 上 世 纪 80 年 代 酶 制 剂 技 术

10、 的 突 飞 猛 进，酶制 剂 产 业 已 形 成 一 个 富 有 活 力 的 高 新 技 术 产 业。前 期文 献 报 道 中 胰 蛋 白 酶、纤 维 素 酶、果 胶 酶 均 为 洋 葱 多 糖16提 取 的 适 宜 酶 制 剂。采 用 酶 制 剂 提 取 洋 葱 多 糖 可 有 效降 低 多 糖 损 失 率，同 时 酶 处 理 条 件 温 和，可 避 免 对 黄 酮类 物 质 的 破 坏，其 中 胰 蛋 白 酶、纤 维 素 酶 等 均 为 有 效 降解多糖的酶制剂，常用来提取洋葱多糖。胰 蛋 白 酶 由 于 其 工 作 pH 为 碱 性，目 前 大 部 分 研 究集 中 在 时 间、温 度

11、 和 料 液 比 以 及 加 酶 量 的 考 查。曹 芮 等 3 采 用 胰 蛋 白 酶 提 取 洋 葱 皮 中 的 洋 葱 多 糖，通 过 正 交 实 验得到 多糖 提取 的最 佳条 件：加酶 量为 5.0%，提取 液的 pH为 8.2，提 取 温 度 为 37 时，洋 葱 多 糖 的 提 取 率 最 高 为13.1%，提 取 时 间 为 165 min，较 传 统 热 水 提 取 法 的 多 糖提 取 率 增 加 8.7%，为 其 商 业 化 应 用 提 供 了 可 能 性。在酶 解 提 取 过 程 中，提 取 温 度、pH 值、提 取 时 间 均 会 对 多糖 提 取 率 产 生 影 响

12、，往 往 通 过 设 计 正 交 实 验 得 出 最 佳 实验条件。纤维 素酶 亦被 用来 提取 黑木 耳多 糖 4、滁菊 多糖 5 等生 理 活 性 物 质，且 已 被 证 实 可 显 著 提 高 洋 葱 多 糖 提 取率，破 坏 细 胞 壁 的 效 果 显 著，一 般 以 水 作 为 溶 剂 来 进 行提 取。李 晋 等 6 考 查 了 纤 维 素 酶 法 提 取 率 以 及 产 物 的 抗氧 化 活 性，得 出 多 糖 的 最 佳 条 件 为 提 取 温 度 53、时 间100 min、pH 值 5.0、加 酶 量 0.3%，在 此 条 件 下 洋 葱 多 糖提 取 率 可 达 到 9.

13、39%。研 究 认 为，纤 维 素 酶 通 过 酶 反 应增 加 了 细 胞 内 膜 的 渗 透 性，提 高 了 多 糖 溶 出 率，此 外 果胶 酶 也 可 用 于 洋 葱 多 糖 的 提 取。在 多 糖 提 取 的 研 究 中，提 取 率 高 并 不 一 定 能 保 证 提 取 后 活 性 高，然 而 酶 法 提 取后 的 洋 葱 多 糖 对 DPPH 自 由 基 有 较 强 的 清 除 能 力，测 得清 除 率 最 高 可 达 92.25。周 文 俊 等 7 采 用 单 一 果 胶 酶提 取 洋 葱 干 粉 中 的 洋 葱 多 糖，果 胶 酶 用 量 2 mL，料 液 比1 15 时，洋

14、 葱 多 糖 提 取 率 可 达 7.4，纯 度 达 45.6，研究 表 明，该 法 提 取 后 的 洋 葱 多 糖 能 够 较 好 地 清 除 羟 基 自由基，具有较强的还原能力。3 复合酶提取工艺复 合 酶 优 化 配 比 提 取 同 样 适 用 于 洋 葱 皮 中 的 多糖。洋 葱 皮 多 糖 主 要 由 木 糖、果 糖、甘 露 糖、阿 拉 伯 糖、鼠 李 糖、葡 萄 糖 和 半 乳 糖 组 成 8，因 此 复 合 酶 的 混 合 配 比使 用 效 果 优 于 单 个 酶 的 降 解，可 提 高 提 取 产 物 的 纯 度，同 时 酶 法 提 取 原 料 洋 葱 一 般 均 制 成 冻

15、干 粉，使 细 胞 提 前得到破坏，利于后续的提取。研 究 表 明，广 谱 多 糖 酶 已 广 泛 应 用 于 洋 葱 多 糖、香菇 多 糖 等 提 取 工 艺 中 9-10。目 前 较 为 常 用 的 是 利 用 纤 维素 酶、木 瓜 蛋 白 酶 和 果 胶 酶 的 混 合 配 比 来 提 取 多 糖，已广 泛 用 于 海 带 多 糖、大 蒜 多 糖、桂 花 叶 多 糖 等 的 提 取，同时 复 合 酶 的 配 比 关 系 也 影 响 到 提 取 效 果。研 究 表 明，复合 酶 提 取 工 艺 同 时 可 省 略 Sewage 法 脱 蛋 白，简 化 了 提取 工 艺，且 实 验 重 现

16、性 好。李 建 凤 等 9 先 通 过 正 交 试 验确 定 了 复 合 纤 维 素 酶、木 瓜 蛋 白 酶 和 果 胶 酶 的 最 佳 配 比为 18 5 10，再 通 过 中 心 组 合 设 计 对 复 合 酶 法 提 取 洋 葱多 糖 工 艺 进 行 优 化，确 定 其 最 佳 提 取 工 艺。复 合 酶 法 提取 的 优 点 在 于 条 件 温 和 且 对 多 糖 的 活 性 保 留 率 高，提 取率 与 理 论 预 测 率 较 为 接 近。同 样，纤 维 素 酶、木 瓜 蛋 白酶 和 中 性 蛋 白 酶 组 成 的 混 合 酶 解 也 可 用 来 提 取 洋 葱 多糖。通 过 单 因

17、 素 试 验 与 正 交 试 验 设 计 优 化 复 合 酶 提 取洋 葱 多 糖 的 工 艺，结 果 表 明，在 酶 解 温 度 为 50，酶 解时 间 为 75 min，料 液 比 为 1 35（g/mL），酶 解 体 系 pH 值为 6.0，复 合 酶 用 量 为 0.3%时，多 糖 收 率 为 18.75%，纯度 可 达 62.0%。通 过 复 合 酶 提 取 多 糖 工 艺 可 使 提 取 时间 适 度 缩 短 11，实 验 所 用 复 合 酶 中 纤 维 素 酶 木 瓜 蛋 白酶 中性蛋白酶的配比为 2 2 1。多 酶 协 同 作 用 能 提 高 洋 葱 的 溶 解 率 是 提 升

18、 混 合 酶组 合 降 解 效 率 的 关 键。Hyung 等 12采 用 DS 来 评 价 洋 葱的 溶 解 度，其 中 果 胶 酶 和 戊 聚 糖 复 合 酶 对 洋 葱 的 降 解 率高 于 纤 维 素 酶，尤 其 是 两 者 混 合 比 为 1 3 时，其 降 解 率高 于 单 个 酶 的 降 解 效 果，同 时 果 胶 酶 和 粘 胶 酶 两 种 酶 协同 降 解 洋 葱 可 使 洋 葱 的 溶 解 率 达 到 85%。实 验 认 为 果胶 酶 和 粘 胶 酶 的 组 合（果 胶 分 解 酶 和 纤 维 素 分 解 酶）能够 更 大 地 发 挥 其 对 植 物 细 胞 壁 的 催 化

19、 活 性，通 过 优 化 温度、pH 值 和 水 解 时 间 达 到 最 大 提 取 率 12。适 合 配 比 的优化复合酶组合同样也可以进一步降低蛋白质含量 11。4 酶法与其他技术联用提取洋葱多糖4.1 酶法和热水提取法联用为 了 进 一 步 提 高 复 合 酶 提 取 率，可 采 用 酶 法 提 取 结合 其 他 工 艺 提 取 组 合 优 化 来 提 高 细 胞 破 碎 率。陈 思 思等 13采 用 纤 维 素 酶 和 果 胶 酶 复 合 提 取 洋 葱 片 并 联 合 热水 提 取 洋 葱 多 糖，纤 维 素 酶 浓 度 为 0.12%，果 胶 酶 浓 度为 0.06%，纤 维 素

20、酶 与 果 胶 酶 用 量 比 例 为 2 1，料 液 比 为1 35（g/mL），50 提 取 1 h，二 次 热 水 提 取 1 h，提 取 率 可达 16.24%。两 种 工 艺 的 组 合 优 化 相 对 于 单 纯 的 热 水 法较 为 温 和，提 取 次 数 少，且 提 取 重 现 性 好，可 以 克 服 水 提取 法 纯 度 较 低、颜 色 较 深 的 缺 点，为 后 续 多 糖 分 离 纯 化提供便利。4.2 超声波辅助酶法提取超 声 波 协 同 酶 法 提 取 多 糖 是 近 年 来 发 展 起 来 的 新型 提 取 多 糖 的 技 术，已 广 泛 应 用 于 提 取 红 枣

21、 多 糖、北 五味 子 多 糖、榛 蘑 多 糖 以 及 仙 人 掌 多 糖 等 功 能 性 物质 14-17。杨 建 刚 等 18探 究 了 超 声 波 辅 助 酶 法 提 取 洋 葱 多侯 闯，等：酶法提取洋葱多糖的研究进展17总 第 242 期 2023 年 第 2 期（第 49 卷）安 徽 化 工糖，纤 维 素 酶 用 量 0.3%，得 出 两 种 技 术 联 用 提 取 洋 葱 多糖 的 最 佳 工 艺 条 件：料 液 比 1 30（g/mL），提 取 温 度50，超 声 提 取 时 间 30 min，多 糖 提 取 率 可 达 11%左右。新型提取技术的联用极大提高了多糖的提取效率。

22、经 粗 提 过 后 的 洋 葱 粗 多 糖 一 般 还 需 经 过 Sevag 法 脱蛋 白、大 孔 树 脂 脱 除 色 素、去 离 子 等 分 离 纯 化 工 艺 后 进一 步 提 高 纯 度 用 于 后 续 研 究，纯 度 的 提 高 带 来 相 应 活 性的 提 高，其 中 多 糖 保 留 率 和 色 素 清 除 率 成 为 其 纯 化 产 品的重要指标之一。5 总结综 上 所 述，酶 法 提 取 洋 葱 多 糖 能 较 好 地 保 留 多 糖 的生 物 活 性 诸 如 抗 氧 化 能 力、清 除 羟 基 自 由 基 及 DPPH 能力。酶 解 方 法 的 条 件 温 和，耗 能 少，对

23、 细 胞 破 坏 较 小，多糖 提 取 率 相 对 其 他 方 法 较 高。基 于 此，酶 法 提 取 洋 葱 多糖 的 稳 定 性 较 高，实 验 重 复 性 较 好，可 缩 短 提 取 时 间。酶 解 提 取 得 到 的 洋 葱 多 糖 对 DPPH 自 由 基 仍 具 有 较 强的 清 除 能 力。部 分 研 究 还 对 洋 葱 多 糖 提 升 免 疫 力 效 果进 行 了 探 究，数 据 显 示 洋 葱 多 糖 可 提 高 小 鼠 的 免 疫力 19，目 前 市 场 上 的 洋 葱 胶 囊 也 被 证 实 了 其 安 全 性 及 辅助 降 血 压 血 脂 的 功 能 20。因 此 洋

24、葱 多 糖 无 论 是 在 今 后药 物 的 开 发、临 床 应 用 还 是 功 能 性 食 品 的 深 加 工 等 领 域均 有 着 广 阔 的 应 用 前 景，也 为 后 续 其 药 用 价 值 和 保 健 功效机制的深入研究提供理论借鉴。参 考 文 献 1 奇 云.洋 葱 的 保 健 作 用 与 化 学 成 分 J.化 学 世 界,1990(5):49-50.2 杨 建 刚,陈 相 艳,王 世 清，等.洋 葱 皮 中 粗 多 糖 的 体 外 抗 氧 化 及抗 菌 作 用 效 果 研 究 J.食 品 工 业,2015,36(5):182-185.3 曹 芮,单 成 海,陈 铭.胰 蛋 白

25、酶 法 提 取 洋 葱 多 糖 工 艺 J.北 方 园艺,2018(6):106-111.4 郑 钧 予,丑 建 栋,彭 晓 龙，等.复 合 酶 法 提 取 黑 木 耳 多 糖 方 法 优化 J.安 徽 农 业 科 学,2015,43(3):183-185.5 熊 磊,年 四 辉,朱 玉.纤 维 素 酶 解 滁 菊 提 取 多 糖 工 艺 及 滁 菊 多 糖抗 氧 化 性 研 究 J.皖 南 医 学 院 学 报,2014,33(1):27-30.6 李 晋,徐 怀 德,李 钰 金，等.洋 葱 多 糖 纤 维 素 酶 法 提 取 及 其 抗 氧化 性 研 究 J.西 北 植 物 学 报,2010

26、,30(11):2345-2350.7 周 文 俊,王 福 海,黄 茂 盛，等.酶 法 提 取 洋 葱 多 糖 及 抗 氧 化 性 能 研究 J.华 中 师 范 大 学 学 报（自 然 科 学 版）,2014,48(5):693-698.8 何 运 辉.洋 葱 皮 多 糖 提 取、结 构 表 征 及 抗 氧 化 研 究 D.沈 阳：沈阳 农 业 大 学,2020.9 李 建 凤,黄 辉,周 强，等.复 合 酶 法 提 取 洋 葱 多 糖 的 研 究 J.分 析科 学 学 报,2014,30(4):493-496.10 谢 红 旗,周 春 山,杜 邵 龙.酶 法 提 取 香 菇 多 糖 新 工

27、艺 研 究 J.食用 菌,2006,28(4):59-61.11 陈 曦,张 黎,罗 建 红，等.复 合 酶 提 取 洋 葱 多 糖 的 工 艺 研 究 J.食品 研 究 与 开 发,2019,40(4):86-90.12 Suh H J,Dong O N,Yang M C.Solubilization of onion with poly saccharide-degrading enzymesJ.International Journal of FoodScience and Technology，2002，37：65-71.13 陈 思 思,李 诒 光,陈 杰，等.复 合 酶 热 水 组

28、 合 提 取 洋 葱 多 糖 工 艺优 化 J.亚 太 传 统 医 药,2016,12(12):36-39.14 孙 晓 瑞,王 娜,谢 新 华,等.超 声 波 辅 助 酶 法 提 取 红 枣 多 糖 的 研究 J.林 产 化 学 与 工 业,2011,31(4):58-62.15 程 振 玉,杨 英 杰,刘 治 刚.超 声 波 辅 助 酶 法 提 取 北 五 味 子 多 糖 工艺 研 究 J.中 国 酿 造,2014，33(3):104-108.16 陈 超,岳 崇 慧,王 艳 菲,等.超 声 波 辅 助 酶 法 提 取 榛 蘑 多 糖 J.食品 工 业 科 技,2017,38(8):222

29、-226.17 黄 晓 玲，陈 文，王 湘 君，等.超 声 波 辅 助 酶 解 法 提 取 仙 人 掌 多 糖测 定 研 究 综 述 J.内 江 科 技,2020,41(11):102-103.18 杨 建 刚,王 文 亮,王 世 清,等.超 声 波 辅 助 酶 法 提 取 洋 葱 多 糖 的工 艺 研 究 J.食 品 工 业,2015,36(1):37-41.19 马 钊.洋 葱 多 糖 提 取 及 其 提 高 免 疫 力 和 降 血 脂 功 能 性 质 研 究D.北 京：中 国 农 业 大 学,2005.20 郑 珊,杨 庆,聂 燕 敏,等.洋 葱 胶 囊 安 全 性 评 价 及 辅 助

30、降 血 压 和降 血 脂 功 能 研 究 J.毒 理 学 杂 志,2017,31(2):144-147.Research Progress of Enzymatic Extraction of Onion PolysaccharideH O U C hu a n g，L I Y u e-y u e，M A Y i，L I U L e i，Q U A N J i ng（School of Life and Health,Nanjing Polytechnic Institute，Nanjing 210048,China）Abstract：Onion polysaccharide is an im

31、portant bioactive substance in onion because of its strong reducing power,anti-cancer,lowering blood lipid,delaying aging and other health functions.This paper reviews the characteristics and re search progress of enzymatic extraction of onion polysaccharide from onion.At present,both simple enzyme

32、and com pound enzyme extraction of onion polysaccharide can effectively extract onion polysaccharide,and the extraction rate issignificantly higher than that of water extraction.It has high biological activity retention,high extraction yield and goodexperimental stability.This paper reviews the curr

33、ent situation of single enzyme extraction,compound enzyme extractionand enzyme extraction combined with other processes to extract onion polysaccharide.Therefore,enzymatic extractiontechnology has broad application prospects,which can effectively retain the biological activity of polysaccharides.Key words：onion polysaccharide；enzymatic extraction；compound enzyme；extraction rate；antioxidant18