综述:甘草多糖的提取方法、结构特征、药理活性及其潜在应用:综述

《Food Bioscience》:Extraction methods, structures characteristics, pharmacological activities, potential applications of licorice polysaccharides: A review

【字体: 时间:2026年03月24日 来源:Food Bioscience 5.9

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  甘草多糖(LPs)的提取方法、结构特性及药理活性研究进展。摘要:甘草多糖(LPs)的提取方法(热水、酸碱、超声辅助等)影响其结构及生物活性,研究显示LPs具有抗肿瘤、免疫调节、抗炎、护肝等作用,但结构-活性关系尚未明确,需结合高阶结构解析和机制研究推进应用开发。

  
杨茂辉|姚宇豪|秦雪梅|王卓|杜玉光|戴云涛
中国中医科学院中药研究所,北京,100700,中国

摘要

甘草,俗称“甜草”,是一种属于豆科(Leguminosae)的多年生草本植物,其根部在传统中医中具有清热解毒、补气以及调和其他草药功效的作用。甘草中的多糖成分(LPs)具有显著的健康益处。常用的提取方法包括热水提取、酸碱提取和超声波辅助提取。尽管已从不同组分中纯化了甘草多糖,但只有少数成分得到了充分研究。甘草多糖具有抗肿瘤、抗结肠炎、保肝、降血糖、抗病毒和调节免疫等作用。近年来,许多研究致力于解析通过不同方法提取的甘草多糖的结构特征和药理活性。然而,关于甘草多糖结构与药理作用之间关系的不明确性仍成为理解其治疗机制的障碍。进一步研究甘草多糖的高级结构及其与健康相关的分子机制对其高效利用至关重要。本文综述了甘草多糖的制备方法、结构特征、药理活性及相关机制,并探讨了其在医学、食品工业和畜牧业中的应用前景。

引言

甘草是豆科(Leguminosae)甘草属(Glycyrrhiza)的多年生植物(Wang et al., 2019)。甘草的高度通常为25-100厘米,具有直立的茎和基部的多分枝。甘草的叶子呈奇数羽状复叶,花序为条状披针形或长椭圆形,花色多为粉红色。甘草的果实呈镰刀形,表面有结节状突起和棕色毛状腺体,种子呈扁圆形,颜色为深绿色或黑色(图1)。甘草主要分布于北半球的温带和亚热带地区,尤其是在亚洲、欧洲和北美,生长在荒野边缘、河岸沙地及山坡草地(Li et al., 2015; Jeon et al., 2016; Lu et al., 2022)。自2002年起,甘草被列入中国卫生部发布的药食同源名录(Lu et al., 2022)。由于甘草在药用和食用方面的价值,它在亚洲国家(如中国、日本和韩国)受到了长达2000多年的广泛关注(Pastorino et al., 2018)。在传统中医中,甘草的干燥根部分是主要的药用部位(图1G)。甘草根也是提取其有效成分的关键材料。口服甘草可缓解上呼吸道感染、支气管炎和普通感冒引起的咳嗽和咳痰症状(Shibata, 2000, Yang et al., 2020; Li et al., 2025),外用则可用于伤口愈合(Castangia et al., 2015; Song et al. 2021)。随着制药技术和研究方法的进步,甘草的药用价值得到了更好的利用。作为一种天然、低热量且高安全性的功能性成分,甘草被广泛应用于食品、烟草、化妆品和保健品等领域(Kao et al., 2014)。甘草已成为高质量的天然甜味剂,广泛用于糖果、蜜饯、饮料和烘焙食品等。同时,它在调味品、酱料和腌制品中起到增甜和提味的作用,有效改善了食品的风味。
甘草在中国通常被称为“甜草”,最早记载于古代中医经典《神农本草经》(Shi et al., 2022)。在《伤寒论》中的中药方剂中,含有甘草的方剂占比超过60%。许多医学文献记载甘草具有调和草药功效、清热解毒、补虚化痰和止咳的作用(Wang et al., 2017; Liu et al., 2018)。2020年版《中国药典》中详细描述了三种甘草药材的根(Glycyrrhiza uralensis Fisch., Glycyrrhiza inflata Bat., Glycyrrhiza glabra L.)(Li et al., 2020)。数千年来,甘草根在中医临床实践中常被用作补虚剂,用于治疗气虚咳嗽等症状(Wu et al., 2017; Peterson et al., 2018; Kawada et al., 2023)。现代医学研究表明,甘草的药理作用与其所含的小分子物质有关,尤其是甘草苷(Uto et al., 2012; Franceschelli et al., 2017)、甘草酸(Yin et al., 2017)、异甘草素(Wang et al. 2015; Gao et al., 2020)、甘草素(El-Ashmawy et al., 2018)和异甘草苷(Xie et al., 2019)。例如,异甘草素通过维持抗氧化活性和减少炎症反应来恢复人体功能(Zhu et al., 2019; Chen et al., 2023; Yang et al., 2025)。甘草酸还具有抗炎和抗菌作用,可预防由感染引起的免疫系统疾病(Nakamura et al., 2016; Takamori et al., 2018)。然而,小分子研发的进展受到新靶点发现缓慢和分子库多样化速度放缓的制约,从而降低了研发成功率(Bi et al., 2025)。
作为传统中药活性成分的重要组成部分,多糖是由十个或更多单糖单元通过缩合反应形成的高分子聚合物(Zhao et al., 2025)。由于来源广泛、结构多样,中药多糖(TCMPs)因低毒性、多靶点调控和丰富的生物活性而成为天然产物研究的热点(Gao et al., 2025)。目前,在TCMPs的制备、结构分析和生物活性方面已取得显著进展。一些学者从Rubus idaeus L.、Panax quinquefolium L.、Gastrodia R. Br.等中药中分离纯化了多种多糖(Zhao et al., 2025; Zhao et al., 2025; Gao et al., 2026)。TCMPs在免疫调节、抗炎和抗肿瘤方面展现出良好的应用潜力,有助于中药现代化和活性成分基础的研究(Xue et al., 2024)。国际社会也持续关注药用植物多糖的制备过程、结构表征和功能评价(Xiao et al., 2024)。在中药中,甘草因其传统医学基础和现代食品开发价值而具有更高的研究价值(Zhao et al., 2019; Cao et al., 2025)。甘草中的多糖(LPs)作为甘草根部的关键活性成分(Liu et al., 2021),因其独特的结构特征和多种生物活性而受到关注(Kiyohara et al., 1996; Lian et al., 2018; Wang et al., 2020)。通过多种制备方法获得的甘草多糖具有显著的免疫调节、抗肿瘤、抗结肠炎作用,以及降糖、保肝和抗病毒特性(Wu, Yi et al. 2017; Zhang, Zhao et al. 2018; Pan et al., 2020),同时还具有降糖、保肝和抗病毒作用(He et al., 2011; Huang et al., 2022; Ye et al., 2024)。由于其天然来源和低毒性,甘草多糖在新药开发、功能性食品和免疫佐剂领域具有巨大潜力。
尽管大多数关于甘草的研究仍集中在多糖的制备和生物活性上,但提取和分离方法缺乏统一标准,这可能导致甘草多糖成分和结构的差异。某些研究表明,生物活性与化合物的复杂结构密切相关。然而,甘草多糖的结构特征与其生物活性之间的关系尚未得到充分阐明。因此,本文系统总结了甘草多糖制备方法、结构特征和生物活性的最新进展,并探讨了新型提取和结构分析方法的应用。最后,分析了甘草多糖的未来研究和开发方向。总体而言,本文旨在提供甘草多糖当前进展和未来研究方向的全面概述,以促进其进一步发展和应用。

甘草多糖的提取与纯化

天然多糖的提取是一个关键步骤,因为它决定了这些成分的结构特征和生物活性(Liu et al. 2025; Yan et al., 2025; Zhang et al., 2025)。已有多种方法用于提取甘草多糖(表1)。粗提物中通常含有单糖、色素和蛋白质等小分子化合物,这些杂质可能直接影响甘草多糖的结构特征和生物活性。

甘草多糖的药理活性

甘草作为传统中医中的强效草药,几个世纪以来被用于治疗多种疾病,包括过敏、哮喘、结核病、胃肠道疾病和中毒(Wubuli et al., 2024)。通过对甘草主要成分的深入研究,发现甘草多糖具有多种药理活性(Feng et al., 2023)。部分研究表明,甘草多糖在体外和体内均表现出多种药理作用,包括抗肿瘤作用。

甘草多糖的应用前景

甘草作为一种兼具药用和食用价值的植物,在现代医学、食品工业等领域具有广泛的应用前景,近年来受到越来越多的关注。甘草中的多糖是一种天然高分子成分,具有多种生物活性,且无毒环保。针对甘草多糖的研究日益增多,相关研究成果也在不断增加。

结论与展望

甘草作为一种重要的药用和食用植物,在多个领域具有很高的研究和开发价值。通过回顾以往的研究成果及其独特的化学结构和多样的药理活性,学者们仍需对该植物资源有更深入的理解(见图6)。在甘草多糖的制备过程中,新兴方法相比传统方法具有明显的优势。
作者贡献声明杨茂辉:撰写——审稿与编辑、初稿撰写、软件应用、方法学设计、实验设计、概念构建。姚宇豪:软件应用、方法学设计、实验设计、概念构建。秦雪梅:撰写——审稿与编辑、数据可视化、结果验证、实验监督、方法学设计、概念构建。王卓:撰写——审稿与编辑、结果验证、实验监督。杜玉光:实验监督、资源协调、方法学设计。戴云涛:撰写——审稿与编辑、数据可视化、实验监督、项目统筹。

利益冲突声明

作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。

致谢

本研究得到了“国家重点研发计划”(项目编号:2023YFC2308200)和中国中医科学院“科技创新项目”(项目编号:CI2023E001TS)的财政支持。
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