综述：黄芩多糖的提取、纯化、结构、生物活性及工业应用：综述

《International Journal of Biological Macromolecules》：Extraction, purification, structure, bioactivities, and industrial applications of Scutellaria baicalensis polysaccharides: A review

Scutellaria baicalensis多糖（SBP）的研究涵盖提取工艺、结构特征及生物活性。其多糖因免疫调节、抗炎抗氧化等活性备受关注，但不同提取方法影响分子量、单糖组成及生物活性，目前缺乏统一标准。SBP在生物医药、功能性食品等领域潜力显著，需系统研究以指导产业化。

　　

饶桥|刘灿|田强|潘雪|何鹏|何富源

湖南中医药大学药学院，长沙，410208，中国

摘要

黄芩（Scutellaria baicalensis） Georgi（唇形科）是一种广泛使用的药用植物。其根部在中国、欧洲和英国的药典中被正式记载为“黄芩根”（Radix Scutellariae），含有多种生物活性化合物，包括多糖、黄酮类、萜类和酚酸。值得注意的是，黄芩多糖（SBP）作为一种生物活性大分子，由于其多种生物学活性（如免疫调节、抗炎、抗氧化和肝保护作用）而受到越来越多的研究关注。为了系统地了解SBP，本文全面探讨了其提取方法、纯化过程、结构特征、结构修饰、生物功能及工业应用。现有证据表明，提取和纯化技术的选择显著影响SBP的产量、单糖组成、摩尔比和分子量。此外，具有不同结构的SBP可以通过不同的机制对抗相同的病理状况。除了药理潜力外，SBP还具备生物催化溶解性、载体功能性和乳化性能，这突显了其在生物技术、制药和食品科学中的应用前景。通过整合现有的SBP知识，本文旨在为其在相关领域的进一步发展和利用提供科学基础。

引言

黄芩（Scutellaria baicalensis） Georgi（唇形科）是一种原产于中国的多年生草本植物，在中国北部、日本、韩国、蒙古和俄罗斯都有广泛栽培。Scutellaria属在全球约有360个物种[1],[2]。该植物早在古代药典如《神农本草经》和《本草纲目》中就有记载，长期以来因其药用价值而受到重视。黄芩高度为30–60厘米，茎直径为1–3厘米，叶片呈深绿色、披针形。它适应温暖或耐寒的环境，通常生长在海拔60–2000米的阳光充足的山坡或荒地上。花期在7月至8月，花朵为紫红色或蓝色，表面覆盖细毛；果实成熟于8月至9月，呈坚硬的球形黑褐色坚果[3]。近年来，其经济价值和观赏价值促进了其在食品和医药领域的应用发展。例如，富含花青素的花朵可用于制作茶、糕点及酱料，据称具有促进血液循环和改善皮肤健康的功效。黄芩的茎、叶和花也可以煎煮成草药茶，具有清热、解毒和祛湿的作用[4]。 根据国家药品监督管理局发布的2025年版《中华人民共和国药典》，黄芩的主要药用部位是根部，根据生长年限分为两种类型：“枯芩”（kuqin，老根）和“子芩”（ziqin，幼根）。“枯芩”生长一年，根部较老且中心呈棕黑色；“子芩”生长周期较短，根部坚实，横截面无空洞[5]。黄芩含有多种化学成分，包括黄酮类、苯乙烷苷类、三萜类、酚酸以及黄芩多糖（SBP），这些成分在临床上表现出抗炎、抗菌、抗肿瘤和心血管保护等广泛的药理作用[6],[7]。这些药理效应通常归因于小分子化合物如黄芩苷（baicalin）和黄芩素（baicalein）。然而，在黄芩的煎煮过程中，水溶性多糖占很大比例，表明SBP也是该草药疗效的关键成分。SBP具有低毒性、良好的生物相容性和最小的副作用[8]。随着多糖提取和分离技术以及结构分析方法的进步，现在可以获得高纯度、结构明确的SBP，从而揭示其多种生物活性。但目前相关研究仍较为分散。因此，对SBP的提取、纯化、结构表征、生物活性及工业应用进行系统综述具有重要的理论和实践意义。一方面，多糖的提取和纯化方法多种多样，方法的选择直接影响SBP的产量、分子量、单糖组成和链构象；目前尚无统一的提取和纯化标准，不同方法的效率和成本差异显著，不同方法对生物活性的影响机制也不清楚。系统综述有助于理清现有研究现状，总结不同方法获得的SBP的单糖组成和结构特征，同时识别研究空白和未来探索的关键方向。另一方面，SBP表现出广泛的生物活性，包括抗炎、抗氧化、免疫调节作用，以及生物催化溶解性、还原稳定性和乳化性能，这些功能特性为其在制药、功能性食品、化妆品和动物饲料添加剂中的应用提供了巨大潜力。对其生物活性和工业应用现状的综述将有助于优化工艺和技术升级，推动黄芩多糖从实验室研究向大规模生产的转变，实现黄芩资源的高值利用，并为未来研究提供全面的理论支持和实践指导。

提取方法

鉴于SBP的显著生物活性，其药用潜力受到了广泛关注。确定最佳提取条件对于保持其结构完整性和生物活性至关重要。这些条件不仅影响多糖的产量，还直接影响其结构、理化性质和生物功能[9]。因此，提取和纯化技术对SBP的研究和开发至关重要。

单糖组成、分子量和结构特征

多糖的理化性质和生物活性受多种结构因素的影响，如单糖组成和比例、分子量、侧链类型和空间构象[43]。研究表明，单糖组成和比例是其益生元活性的关键结构决定因素[44]。分子量是一个关键且可调节的参数，既影响物理性质也影响生物活性。

生物活性

近年来，SBP的生物活性引起了越来越多的关注。其良好的生物相容性、低毒性和结构多样性使其在免疫调节、抗炎反应、肠道微生物群调节、降血糖和降血脂作用以及抗肿瘤等方面具有巨大潜力。关于安全性，黄等人通过小鼠急性及亚慢性实验评估了SBP的毒性。

工业应用

随着对SBP结构特性和药理机制研究的深入，其天然无毒、良好生物相容性和结构多样性的优势日益受到认可。除了免疫调节、抗炎、抗氧化、肝保护和代谢调节作用外，SBP还在其他领域展现出广泛应用潜力。

SBP的结构-活性关系

来自传统中药的多糖具有复杂的结构，包括一级结构和高级结构。这些结构特征从根本上决定了它们的生物活性，并深刻影响其在体内的作用机制[119]。多糖的基本化学性质主要由分子量、单糖组成和糖苷键等一级结构参数决定。

讨论 黄芩中的多糖是这种药用植物的主要活性成分之一，近年来成为传统中药化学和药理学研究的热点。已开发出多种SBP的提取和纯化方法，所得产品的特性因所用技术不同而有所差异，主要体现在单糖组成和比例以及结构上的差异。

结论

总之，黄芩多糖（SBP）是一类具有前景的天然植物多糖。现有研究表明，SBP主要通过水提取、超声辅助酶提取和微波辅助提取等方法获得，随后通过化学试剂法和柱层析进行纯化以获得均匀的多糖组分。SBP主要由Ara、GlcA等单糖组成。

CRediT作者贡献声明

饶桥：撰写初稿、软件使用、资源收集、研究设计、概念构思。 刘灿：撰写初稿、软件使用、资源收集、研究设计、概念构思。 田强：数据可视化、监督、概念构思。 潘雪：数据可视化、监督、概念构思。 何鹏：数据可视化、监督、概念构思。 何富源：项目监督、资金筹措、概念构思。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

本工作得到了国家自然科学基金（编号：82274215、82404815）、湖南省研究生创新项目（编号：CX20251190）以及湖南中医药大学2022年关键问题攻关专项（编号：2022-XJJB001）的资助。