综述:红枣多糖的提取、纯化、结构特征、修饰、生物活性及应用研究综述

【字体: 时间:2025年09月16日 来源:Journal of Future Foods 7.2

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  这篇综述系统总结了红枣多糖(ZMP)的提取纯化技术、结构表征方法、生物活性机制及潜在应用,重点探讨了其免疫调节(TLR4/NF-κB通路)、抗氧化(ROS清除)、抗肿瘤(线粒体凋亡途径)等多重功效,为功能性食品和药物开发提供理论依据。

  

引言

红枣(Ziziphus jujuba Mill.)作为药食同源植物,其核心活性成分红枣多糖(ZMP)因多维生物活性成为研究热点。中国拥有700余种红枣品种,主要分布于东部省份,其多糖含量约占干重的50%。传统医学记载红枣具有抗癌、抗炎、抗氧化等功效,而现代研究揭示ZMP通过调控肠道菌群和炎症通路发挥更广泛的生理作用。

结构特征

分子量与理化性质

ZMP的分子量(Mw)分布差异显著,从9.21 kDa(如PZJRP)至713 kDa(如ZP3)不等。碱性提取会降低Mw(如SAZMP3仅9.73 kDa),而热水提取保留更高Mw(如PZMP3-1达241 kDa)。其单糖组成以鼠李糖(Rha)、阿拉伯糖(Ara)、半乳糖醛酸(GalA)为主,例如ZJP-04M中GalA占比达74.69%。

高级结构

扫描电镜(SEM)显示ZMP呈不规则片状聚集(如ZJMP-2),X射线衍射(XRD)证实其结晶性(PZMP2-1在2θ=21.5°出现特征峰)。超声辅助提取会破坏球形结构,而深共熔溶剂(DES)处理导致更碎片化形态。

提取与纯化技术

提取方法

  • 热水提取(HWE):90°C下3.23小时可得6.47%得率,但能耗高。

  • 超声波辅助(UAE):15分钟即可获4.47%得率,通过空化效应破坏细胞壁。

  • 微波提取(ME):600 W功率下40分钟得率提升至13.98%,但设备成本高。

  • 亚临界水提取(SWE):140°C下6.76%得率,兼具高效与环保特性。

纯化策略

Sevag法去蛋白可能残留氯仿,而树脂脱色(如DEAE-Sepharose)可同步去除色素和蛋白质。凝胶色谱(Sephacryl S-300)能按Mw分级,如PZMP3-2(58.21 kDa)与PZMP3-1(241 kDa)的分离。

生物活性机制

免疫调节

ZJMP-2通过TLR4/NF-κB通路激活巨噬细胞,促进TNF-α和IL-6分泌,小鼠实验中脾指数提升30%。JP-1等多糖可上调肠道IgA和紧密连接蛋白(occludin),修复免疫抑制模型肠屏障。

抗氧化

低Mw组分(如SAZMP4)通过激活SOD/GSH-Px降低H2O2诱导的Caco-2细胞ROS水平。PZMP3因高GalA含量(18.69%)展现最强DPPH清除能力(IC50=1.090 mg/mL)。

抗肿瘤

BJP-2通过线粒体途径诱导HepG2凋亡:Bax/Bcl-2比值升高,caspase-9激活。ZMP还能降低结肠癌模型中的厚壁菌门/拟杆菌门比例,调控ABC转运体通路。

肠道菌群调控

在抑郁模型中,ZJP抑制Alistipes菌,减少结肠5-HT合成;而碱提ZMP通过促进Megamonas产乙酸,抑制致病菌Desulfovibrio定植。

结构-活性关系

  • Mw效应:>200 kDa多糖通过空间位阻增强受体结合,而<50 kDa组分更易穿透肠黏膜。

  • 糖醛酸关键作用:ZSP3c因高GalA含量(39.78%)其羟基自由基清除率比低GalA组分高2倍。

  • 硫酸化修饰:磺化ZMP延长APTT时间(达 heparin 的80%效果),且RAW264.7细胞吞噬活性提升40%。

应用前景

ZMP已用于:

  1. 1.

    食品保鲜:1% ZMP涂层使杏子货架期延长7天;

  2. 2.

    功能食品:添加至杂粮饼干可降低餐后血糖峰值15%;

  3. 3.

    化妆品:含ZMP面霜通过抑制MMP-1实现抗皱(体外效率达62%)。

未来挑战

需解决:

  1. 1.

    临床转化中ZMP药代动力学数据缺失;

  2. 2.

    修饰多糖的长期安全性评估;

  3. 3.

    食品工业化中感官特性(如苦味掩蔽)优化。

(注:全文数据均引自原文实验结论,未添加主观推断)

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