番石榴（Psidium guajava）为桃金娘科（Myrtaceae）重要果树植物资源，原产自美洲秘鲁以及墨西哥一带，目前在全球热带及亚热带地区均有种植[1]。在我国，广东、广西、海南为番石榴的主产区[2]。番石榴果实又名芭乐，含有蛋白质、膳食纤维、维生素以及多种微量元素，尤其是维生素C 含量丰富。番石榴果实在食品工业有广泛应用，被加工成果汁、果冻、酒、果酱等[3-4]。除果实可食外，番石榴的其它部位也被发现富含多种营养成分和活性物质。番石榴籽多糖和蛋白质含量高，并且蕴含大量的不饱和脂肪酸[5]；番石榴叶具有三萜[6]、黄酮[7-8]、杂源萜[9]、原花青素[10]等多种类型的植物次生代谢产物，长期以来被用于腹泻以及糖尿病等疾病的辅助治疗[11]；而番石榴叶制成的保健茶由于具有调节血糖的功效也已在日本被批准上市[12]。随着番石榴抗肿瘤、抗菌、改善代谢综合征等功效不断被挖掘，番石榴作为功能性食品的潜力也吸引了众多科研人员和企业的关注[13]。
多糖是由十个及以上同种或异种单糖以糖苷键连接而成的高分子聚合物。天然多糖来源广泛，在动物、植物、藻类、真菌、细菌中均有存在[14-15]。天然多糖在糖尿病、非酒精性脂肪性肝病、肿瘤、神经退行性疾病、炎症相关性肠病以及免疫相关性疾病防治中的作用持续受到关注[16]。番石榴果实、籽以及叶中均含有多糖类成分，但对其研究主要集中在2010 年以后[4，17]。本文基于PubMed Central、Web of Science、中国知网等数据库，对番石榴多糖提取工艺、结构表征及生物活性等方面的研究进展进行梳理与总结，以期为番石榴及其多糖成分的深入研究及综合利用提供参考。
1 番石榴多糖化学研究进展
1.1 番石榴多糖提取方法
多糖分子量大，可溶于水，不易溶于有机溶剂。多糖提取溶剂以水为主，包括中性水以及不同pH 值的酸水、碱水；近年来利用低共熔溶剂以及双水相系统进行多糖提取的报道也逐渐增加[18]。多糖提取方法多样，除传统的热水浸提法外，酶辅助提取、超声辅助提取、微波辅助提取以及超高压提取等技术也广泛应用于多糖提取中[19]。
热水浸提法能够较好地保留多糖的分子结构和生理活性，具有成本低、可大规模生产的优势，在番石榴多糖提取中被广泛应用[4，19]。多项研究通过考察料液比、提取时间、提取温度以及提取次数对多糖得率的影响，从而确定热水浸提番石榴多糖的最佳提取工艺（表1）。如李珊等[20]利用响应面法优化番石榴果实多糖热水浸提工艺，发现提取次数对番石榴果实多糖得率影响较弱，而提取温度、提取时间以及料液比影响较为显著，从而确定番石榴果实多糖热水浸提的最佳工艺条件为提取温度67 ℃、料液比1∶49（g∕mL）、提取时间59 min、提取2 次，该工艺的多糖得率为7.03%。在番石榴叶多糖提取中，杜阳吉等[21]发现影响粗多糖提取率因素的强弱顺序依次为提取时间>提取温度>料液比。在80 ℃、质量比1∶30（g∶g）条件下提取3 h 为最佳工艺，提取率可达到5.32%。也有研究尝试改变提取溶剂从而提高番石榴多糖的提取效率。龚英等[22]发现在水中加入表面活性剂十二烷基磺酸钠（sodium dodecyl sulfonate，SDS）可以提高番石榴幼果中多糖的提取率。当SDS 浓度达到0.2% 时，多糖提取率增加43.7%。但SDS 浓度增加到0.4%后，继续提高浓度对番石榴多糖提取率影响不显著。同时改变pH 也会影响番石榴多糖提取效率，pH 值为5 的水溶液提取率高于碱性水（pH9），中性水的提取率最低。
表1 番石榴多糖提取工艺
Table 1 Extraction methods of polysaccharides from Psidium guajava
注：NA 无报告；a 为原料质量与溶剂体积比（g∕mL）；b 为原料与溶剂质量比（g∶g）。
部位果肉果肉果肉果肉提取方法热水浸提超声辅助提取微波辅助提取超声辅助提取得率7.03%2.28%6.82%6.32%文献[20][23][28][27]果皮超声辅助提取水提液处理方法活性炭脱色→Sevag 法脱蛋白NA 75%丙酮沉淀80%乙醇沉淀→丙酮洗涤→透析80%乙醇沉淀→丙酮洗涤→7.88%[27]果实果实回流提取法热水浸提前处理方法果肉→烘干→打粉果肉→烘干→打粉果肉→切片→研磨果肉→95 ℃灭酶3 min→烘干→打粉→80%热乙醇洗涤果皮→95 ℃灭酶3 min→烘干→打粉→80%热乙醇洗涤果实→切片→50 ℃烘干→颗粒果实→切块→晾干透析NA NA NA 28.9%[30][22]果实超声辅助提取NA 19.5%[26]果实果实叶叶叶叶叶超声辅助提取超声辅助提取热水浸提热水浸提工艺参数料液比1∶49a，67 ℃，59 min，提取2 次料液比1∶25a，超声功率280 W，45 ℃，30 min料液比1∶3a，微波功率200 W，pH 4.5，20 min料液比1∶40a，超声功率90 W，80 ℃，pH 2.5，30 min。料液比1∶40a，超声功率90 W，80 ℃，pH 2.5，30 min。质量比1∶8b，时间50 min，提取2 次质量比1∶12b，45 ℃，pH 5，SDS 浓度0.4%，提取3 次料液比1∶30a，50 ℃，pH 2，超声频率90 W，30 min料液比1∶16a，超声功率200 W，37 ℃，10 min料液比1∶27a，超声功率320 W，73 ℃，21 min质量比1∶30b，80 ℃，3 h，提取3 次料液比1∶15a，90 ℃，1 h NA NA 5.32%15.3%[29][31][21][32][24][25][33]超声辅助提取超声辅助提取超声辅助提取果实→切片→烘干→粉碎→100 ℃灭酶3 min果实→切片→75 ℃烘干→切块果实→切片→自然风干→打粉叶→粉碎叶→90 ℃烘干→粉碎→石油醚回流2 h→80%乙醇回流2 h叶→70 ℃烘干→打粉叶→60 ℃烘干→打粉叶→65 ℃烘干→打粉料液比1∶35a，超声功率240 W，60 ℃，30 min料液比1∶25a，超声功率240 W，55 ℃，30 min料液比1∶14a，超声功率140 W，80 ℃，16 min 75%乙醇沉淀NA NA 0.1%活性炭脱色→80%乙醇沉淀→乙醇洗涤→丙酮洗涤NA 80%乙醇沉淀90%乙醇沉淀5.41%0.49%2.00%
超声辅助提取可以利用超声的空化效应提高植物有效成分的浸出率，具有提取时间短、效率高、节约能源、操作简便等优势，在番石榴多糖提取中应用较多[23]。提取温度过高、超声功率过强以及时间过长均会破坏多糖结构，因而已报道的番石榴多糖超声辅助提取法重点考察了上述因素对多糖得率的影响，部分研究利用响应面法优化了相关提取参数。曾昭智等[24]利用响应面法优化番石榴叶多糖提取工艺参数，发现料液比对番石榴叶多糖提取率影响并不显著，并得出了最佳提取工艺为温度60 ℃，提取30 min，超声功率240 W。另一项研究表明料液比1∶25（g∕mL）、提取温度55 ℃、提取30 min、超声功率240 W 条件下番石榴叶多糖得率为0.49%[25]。番石榴果实中含有丰富的果胶成分，杨明等[26]利用单因素实验以及正交实验发现提取液pH 对果胶的得率影响最大，其次是料液比>超声功率>提取温度，并确定最佳提取工艺条件为pH2、料液比1∶30（g∕mL）、提取温度50 ℃、超声功率30 kHz。吕冰冰等[27]研究得出了类似结论，发现在pH 2.5 条件下利用超声辅助提取番石榴果皮和果肉中的果胶，产率可以达到7.88%和6.32%。
与超声辅助提取法类似，微波辅助提取法同样具有提取率高、耗时短、溶剂需求量小的优点，但微波加热容易产生局部高温，可导致多糖结构发生改变[19]。目前微波提取法在番石榴多糖提取中的应用相对较少。印度学者曾以多糖得率为指标，利用响应面法确定了微波提取番石榴果实多糖的最佳工艺条件为料液比1∶3（g∕mL）、微波功率200 W、pH4.5、提取时间20 min，该工艺制备的番石榴多糖得率为6.82%。同时发现当微波功率超过200 W、提取时间超过20 min 会降低多糖提取率，推测与微波加热破坏多糖结构有关[28]。
以获得的多糖水提取物占植物原料的质量百分率为指标进行工艺优化，尽管简便易操作，但是面临多糖水提液杂质较多、不能真正反映多糖提取效率的问题。部分研究者转向以活性为指标进行工艺优化。例如以抗糖基化活性为指标，基于响应面法优化超声提取番石榴果实多糖的工艺。结果发现，超声功率、超声时间以及温度均影响提取的番石榴果实多糖的抗糖基化活性。超声功率以及提取温度增加到一定范围后，继续提高功率或提取温度可导致所制备的番石榴果实多糖活性下降。最终发现在提取温度37 ℃，提取10 min，超声功率200 W 条件下制备的番石榴果实多糖的抗糖基化活性最好[29]。已报道的番石榴多糖提取工艺汇总见表1。
1.2 番石榴多糖分离纯化
以水为溶剂提取的番石榴粗多糖通常含有蛋白、单糖、低聚糖、色素、小分子化合物等杂质，通常需要经进一步醇沉、脱蛋白、透析等处理得到精制的多糖提取物。在提取多糖之前对植物原料进行乙醇回流或低极性有机溶剂浸渍可去除大量脂溶性物质，减少对多糖纯度的干扰，该方法在部分番石榴多糖提取中被应用[27，34]。此外，杜阳吉等[21]曾利用Diaion HP-20型大孔树脂结合醇沉法对番石榴水提液中的多糖进一步纯化，发现Diaion HP-20 型大孔树脂对番石榴多糖的吸附率可达到50 g∕L，利用0～50%的乙醇洗脱能有效保留多糖成分，去除色素和中低极性杂质，所制备的多糖纯度在95% 以上。分级醇沉法是多糖进行柱色谱分离纯化之前所使用的比较便捷的初步分离手段。有研究表明，可以依次利用50%、70%以及90%乙醇对番石榴果实水提液中的多糖成分进行分步沉淀，而后再经柱色谱进一步分离纯化，得到分子量较为均一的多糖成分[35-38]。在已报道的番石榴多糖分离纯化过程中，常用到的色谱填料包括离子交换纤维素DEAE-52、丙烯葡聚糖凝胶Sepharcryl S100、葡聚糖凝胶Sephadex G-75 以及琼脂糖凝胶Sepharose 6B 等。番石榴多糖制备纯化方法及结构表征总结见表2。
表2 番石榴多糖结构表征及生物活性
Table 2 Structure characterization and biological activities of polysaccharides from Psidium guajava
部位果皮名称PEP分子量∕kDa 618.4（43.4%）93.9（56.6%）单糖组成Rha∶Fuc∶Ara，Xyl∶Man∶Glc∶Gal单糖比例0.58∶0.02∶88.48∶0.78∶0.07∶0.40∶9.68a Gal A 60.4%b生物活性降脂模型脂肪、胆固醇胶束、胆酸盐模型文献[27]果肉PUP 1 168（11.0%）120.3（53.9%）64.9（35.1%）Rha∶Fuc∶Ara，Xyl∶Man∶Glc∶Gal降脂脂肪、胆固醇胶束、胆酸盐模型[27]果实GP-1 NA [35]果实GP-2 NA [35]果实GP-3 NA [35]果实GP-4制备方法95 ℃灭酶→80%乙醇除黄酮→pH 2.5 柠檬酸水溶液80 ℃，2 h→90 W 超声30 min→80%乙醇沉淀→丙酮洗涤→透析95 ℃灭酶→80%乙醇除黄酮→pH 2.5 柠檬酸水溶液80 ℃，2 h→90 W 超声30 min→80%乙醇沉淀→丙酮洗涤→透析热水提取→分级醇沉→50%乙醇沉淀→透析热水提取→分级醇沉→70%乙醇沉淀→透析热水提取→分级醇沉→90%乙醇沉淀→透析0.5 mol∕L NaOH 提取→75%乙醇沉淀→透析NA Man∶Rha∶Gal∶Glc∶Ara∶GalA Rha∶GlcA∶GalA∶Gal∶Ara Man∶GlcA∶Glc∶Gal∶Fuc∶Ara Man∶Rha∶GlcA∶Glc∶Gal∶Ara 0.47∶0.03∶83.86∶0.76∶0.08∶0.43∶14.37a Gal A 60.4%b 1.01∶4.69∶7.68∶3.34∶22.46∶27.69a 3.42∶2.04∶1.01∶15.55∶21.09a 1.02∶1.01∶5.02∶3.59∶3.23∶10.50a 3.14∶6.98∶6.03∶10.62∶31.29∶25.75a降血糖保肝降空腹血糖降血糖保肝降血糖保肝STZ+HFD 糖尿病大鼠STZ+HFD 诱导糖尿病大鼠STZ+HFD 糖尿病大鼠STZ+HFD 糖尿病大鼠[35]
续表2 番石榴多糖结构表征及生物活性
Continue table 2 Structure characterization and biological activities of polysaccharides from Psidium guajava
注：番石榴果皮果胶（guava peel pectin，PEP）；番石榴果肉果胶（guava pulp pectin，PUP）；番石榴果实多糖（guava polysaccharide，GP）；番石榴多糖（polysaccharide from Psidium guajava，PPG）；番石榴叶多糖（guava leaves polysaccharide，GLP）；番石榴叶子多糖（polysaccharide from Psidium guajava leaves，PS-PGL）；番石榴种子多糖（guava seed polysaccharides，GSPS）；番石榴种子多糖组分-3（guava seed polysaccharide fraction-3，GSF-3）；Rha 鼠李糖；Ara 阿拉伯糖；Fuc 岩藻糖；Gal 半乳糖；GalA 半乳糖醛酸；Glc 葡萄糖；GlcA 葡萄糖醛酸；Man 甘露糖；Rib 核糖；Xyl 木糖；a 为物质的量之比；b 为质量百分比；NA 无报告；STZ 链脲佐菌素；HFD 高脂饲料。
部位果实名称PS-I分子量∕kDa 163单糖比例1∶1∶1a生物活性NA模型NA文献[39]果实GP70-2 74单糖组成2-O-methyl-L-Ara∶2-O-acetyl-D-Gal∶D-methyl-GalA Ara∶Gal 1∶1a 抗氧化自由基清除[36]果实GP70-3 106 Rha∶GlcA∶GalA∶Gal∶Ara 3.42∶2.04∶1.01∶14.53∶20.08a降血糖α-葡萄糖苷酶[37]果实GP90-1B 16 Glc∶Ara 9.92∶84.06a 降血糖抗氧化α-葡萄糖苷酶；自由基清除[38]果实GP NA GalA∶Gal∶Ara 3∶1∶6a 高脂饲喂小鼠[40]果实NA NA NA [41-43]果实NA NA NA [41-43]果实番石榴多糖I番石榴多糖II PPG制备方法100 ℃水提取→80%乙醇沉淀→透析→1%乙酸加热溶解→80%乙醇沉淀→透析→Sepharos 6B 80 ℃水提取→70%乙醇沉淀→透析→DEAE-52，0.1 M NaCl→Sephadex G-75 80 ℃水提取→70%乙醇沉淀→透析→DEAE-52，0.1 M NaCl→Sephacryl S-100 80 ℃水提取→90%乙醇沉淀→透析→DEAE-52，0.1 M NaCl→Sephadex G-75 60 ℃水提取→70%乙醇沉淀→Sevag 法脱蛋白热水提取→乙醇沉淀→Sevag 法脱蛋白→乙醇洗涤→丙酮洗涤热水提取→超滤（10 kDa 超滤膜）→Sevag 法脱蛋白超声提取→70%乙醇沉淀NA NA NA [29]果实PPG 热水提取→乙醇沉淀NA NA NA调节肠道菌群改善肥胖降血糖增强免疫抗氧化降血糖增强免疫抗氧化抗糖基化抗氧化保肝[44]叶叶叶籽籽F1 156 Ara∶Gal∶Rha∶Glc 止咳[45]GLP热水提取→80%乙醇沉淀→淀粉酶处理→醋酸铜95%乙醇回流脱脂→60 ℃，400 W 超声20 min→Sevag 法脱蛋白→70%乙醇沉淀→透析NA 64∶23∶8∶5a；8%GalAb糖醛酸7.59%b 抗氧化降血糖四氧嘧啶诱导糖尿病小鼠四氧嘧啶诱导糖尿病小鼠牛血清白蛋白-葡萄糖；自由基清除对乙酰氨基酚肝损伤大鼠柠檬酸刺激豚鼠模型自由基清除；STZ+高脂饮食糖尿病小鼠[46]PS-PGL 室温水提→70%乙醇沉淀→硫酸多糖957.1（23.3%）288.4（7.6%）127.4（3.0%）3.34（66.1%）NA Fuc∶Rha∶Ara∶Gal∶Glc∶Man∶Xyl抗氧化Veo 细胞；斑马鱼[47]GSPS 室温水提→75%乙醇沉淀NA NA 1.44∶3.88∶22.6∶29.41∶33.79∶0.59∶7.71b NA [34，48-49]GSF-3室温水提→75%乙醇沉淀→Sepharos 6B 3.4 GlcA∶GalA∶Gal∶Man∶Glc∶Ara∶Rib∶Xyl∶Fuc∶Rha 3.28∶28.13∶14.88∶3.96∶22.99∶7.31∶1.55∶14.81∶1.68∶1.43b抗炎抗肿瘤免疫调节抗炎免疫调节原代胸腺细胞；原代腹腔巨噬细胞；MCF-7 细胞MCF-7 细胞；原代胸腺细胞；原代腹腔巨噬细胞[49-50]
1.3 番石榴多糖结构表征
多糖的生物活性与其结构密切相关。解析多糖结构与其生物活性的关系是当前多糖研究领域的焦点，也是天然多糖深入开发利用的关键[52]。多糖的结构表征既包括分子量、单糖组成、糖苷键类型和连接方式等基本信息，又包括多糖的空间构象、分子表面拓扑结构、形态特征等高级结构[53]。然而多糖分子量大，结构中有大量重复单元，糖苷键连接方式多样；对于支链多糖，不但包含主链，还有众多分枝链，核磁谱数据重叠严重；此外多糖具有灵活的空间构象，高级结构复杂，因而多糖结构表征是多糖研究领域的一个难点。近年来随着色谱填料和分离手段、各种谱学技术的快速发展以及扫描电子显微镜、原子力显微镜等在多糖微观结构研究中的应用，越来越多的多糖结构被揭示[52]。
到目前为止，番石榴中确定分子量和单糖组成的多糖有17 个。梳理文献可知，番石榴中绝大多数为酸性多糖，糖醛酸类型主要为半乳糖醛酸（GalA），中性单糖以半乳糖（Gal）、阿拉伯糖（Ara）、葡萄糖（Glc）为主。值得注意的是从番石榴果实热水浸提液中获得一个可溶于1%醋酸的水溶性多糖PS-I，其单糖由2-O-Me-α-L-Arap、2-O-Ac-α-D-Gal 和D-methyl-GalA 组成，且Ara为吡喃型[39]。已报道的番石榴多糖分子量、单糖组成及比例等汇总见表2。番石榴不同部位的多糖在结构上存在区别。研究发现泰国番石榴叶、果渣、果汁多糖中Gal∶Ara∶Glc∶GalA 的比例分别为1∶1.4∶0.9∶1.2，1∶2∶0.4∶2，1∶0.7∶0.4∶0.3，果渣中GalA 的含量最高，果汁中主要是Gal，而且番石榴果渣中还发现含有木糖（Xyl）[54]。曾有研究比较了红心番石榴的果肉及果皮中果胶成分，发现二者半乳糖醛酸含量、中性糖组成、热稳定性及流变学特性相近，但二者的酯化度、黏度、微观结构有区别。果肉果胶酯化度（48.57%）低于果皮果胶（56.29%），但黏度更高；扫描电子显微镜显示果肉果胶和果皮果胶均为片状，但是果肉果胶的皱褶更深，而果皮果胶边缘有触角状细丝[27]。
目前有5 种来源于番石榴的均一多糖确定了糖苷键的类型和连接顺序以及主要重复结构单元[36-39，45]。研究者利用水提醇沉结合醋酸铜沉淀的方法从番石榴叶中获得一个分子量为156 kDa 的支链多糖F1。通过Smith 降解、过碘酸氧化等分析认为F-1 为鼠李半乳糖醛酸聚糖（RG Ⅰ）型。其重复结构单元包括（1→5）-Araf、（1→3，5）-Araf、（1→6）-Gal、（1→3）-Gal、（1→3，6）-Gal、（1→2）-Rha、（1→2，4）-Rha 和（1→4）-GalA等8 种糖残基[45]。番石榴果实中分离的多糖PS-Ⅰ，重复结构单元由（1→4）-2-O-Me-α-L-Arap、（1→4）-2-OAc-α-D-Gal 和（1→2）-α-D-GalA6Me 组成[39]。此外，我国学者从番石榴果实水提液的70%以及90%乙醇沉淀部分获得了3 个均一多糖GP70-2[36]、GP-70-3[37]和GP90-1B[38]。其中GP70-2 和GP90-1B 均为只有两种单糖组成的中性多糖，而GP-70-3 是由5 种单糖组成的具有高度分支结构的水溶性酸性多糖。GP70-2 为阿拉伯半乳聚糖，主链由（1→3）-α-L-Araf 和（1→3，6）-β-D-Gal 组成，侧链由（1→6）-β-D-Gal 组成，末端糖为β-D-Gal[36]。GP90-1B 主链由（1→5）-α-L-Araf、（1→2，3，5）-α-L-Araf 以及（1→3）-α-L-Araf 组成。侧链包括（1→6）-α-D-Glc、（1→）-α-D-Glc 和（1→）-α-L-Araf [38]。GP70-3 主链由（1→3，6）-β-D-Gal、（1→6）-β-D-Gal、（1→3）-β-D-Gal、（1→5）-α-L-Araf4 种糖残基组成，侧链由（1→2，3，5）-α-L-Araf、（1→3）-α-L-Araf、（1→3）-α-LRha、（1→3）-β-D-GlcA、（1→3）-β-D-GalA 五种糖残基组成，末端糖为β-D-Gal。在鉴定分子量以及重复结构单元的结构基础上，利用扫描电子显微镜、原子力显微镜以及圆二色谱进一步揭示了GP70-3 的高级结构。研究结果显示GP70-3 具有不规则的片状结构，与其高度分支的结构特点相吻合；而片状结构上大小不等的孔洞则被推测与GP70-3 良好的水溶性密切相关；并且明确了GP70-3 不具有三股螺旋构型，这也是目前对番石榴多糖结构表征中较为详尽的一项[37]。
2 番石榴多糖生物活性研究进展
2.1 抗氧化活性
氧化应激压力增加与大量代谢性疾病的发生发展密切相关，新型天然抗氧化剂的发现具有重要的实际应用价值[16]。研究发现番石榴叶粗多糖具有强的清除自由基能力，然而其还原力低于抗坏血酸[33]。其在体外清除 1，1 - 二苯基- 2 - 苦基肼（1，1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl，DPPH）自由基、羟基自由基以及2，2′-联氮基双（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）[2，2′-azinobis（3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid），ABTS]自由基的IC50 值分别为46.5、175.5 µg∕mL 和102.8 µg∕mL，且能提高糖尿病小鼠肝脏超氧化物歧化酶水平并降低其丙二醛水平[46]。番石榴果实粗多糖也显示体外清除自由基的活性[20]，且可以恢复四氧嘧啶糖尿病小鼠肝脏的抗氧化水平[41]。番石榴叶多糖可以在细胞水平改善双氧水引起的Vero 细胞活性氧生成增加，降低其脂质氧化水平，并可以缓解双氧水引起的斑马鱼胚胎死亡[47]。另外番石榴果实中分离纯化的多糖GP70-2 具有体外清除DPPH 自由基的活性，IC50 值为10.8 mg∕mL[36]。
2.2 调节糖脂代谢及保肝活性
番石榴长期用于糖尿病的辅助治疗，但其活性成分不明确[11，13]。研究发现，番石榴叶粗多糖GLP（100 mg∕kg，200 mg∕kg）给予链脲佐菌素（streptozotocin，STZ）联合高脂饮食共同诱导的糖尿病小鼠4 周，可明显降低小鼠空腹血糖、糖化血清蛋白以及血浆甘油三酯及胆固醇水平[46]。番石榴叶粗多糖体外具有弱的抑制蔗糖酶、麦芽糖酶以及α-淀粉酶的活性，并且与番石榴中的黄酮提取物具有协同作用[55]。番石榴果实提取的粗多糖给予四氧嘧啶诱导的糖尿病小鼠10 d（300 mg∕kg），可有效降低糖尿病小鼠的空腹血糖值，其降糖效果与阳性药格列本脲相当[42]。番石榴果实水提液分级醇沉获得的多糖分别给予STZ 联合高脂饮食诱导的II 型糖尿病大鼠5 周（400 mg∕kg），发现50%沉淀多糖（GP-1）、90%乙醇沉淀多糖（GP-3）以及碱水提取的粗多糖（GP-4）具有显著的降血糖以及降血脂活性，并且可以降低胰岛细胞损伤，改善II 型糖尿病大鼠胰岛素抵抗并且提高其糖耐量，此活性与激活磷酸肌醇3-激酶∕蛋白激酶B（phosphoinositide 3-kinase∕protein kinase B，PI3K∕AKT）信号通路相关。而70% 乙醇沉淀的多糖（GP-2）虽然可以降低糖尿病大鼠空腹血糖，但对糖耐量及胰岛素抵抗改善效果不显著[35]。番石榴果实水提液经90% 乙醇沉淀获得的多糖GP90 显示了优良的α-葡萄糖苷酶抑制活性，IC50值为2.27 µg∕mL[38]；而番石榴果实中获得的均一水溶性多糖GP70-3 抑制α-葡萄糖苷酶的EC50 值为2.54µmol∕L[37]，GP90 和GP70-3 体外抑制α-葡萄糖苷酶的活性均优于阳性药阿卡波糖。红心番石榴果实中的果胶类成分在体外活性筛选中表现出吸附脂肪的特性，可与胆固醇胶束以及胆酸盐结合，显示其具有降血脂的潜能[27]。此外，番石榴果实多糖（400 mg∕kg）可以缓解对乙酰氨基酚造成的大鼠肝脏损伤，降低模型鼠肝脏谷草转氨酶、谷丙转氨酶以及炎症因子白介素6水平，提高大鼠肝脏超氧化物歧化酶以及谷胱甘肽水平，提示其具有保肝活性[44]。
2.3 免疫调节及抗肿瘤活性
大量研究表明，天然多糖在调节免疫方面具有潜在的应用价值[14，18]。番石榴果实粗多糖给予四氧嘧啶诱导糖尿病小鼠，发现其可以提高模型小鼠的胸腺指数，提示其具有增强糖尿病小鼠免疫的功效[43]。细胞模型结果显示番石榴果实、果汁以及叶中提取的粗多糖均有免疫刺激活性，在100 µg∕mL 浓度下可以促进T 淋巴细胞的增殖[54]。番石榴籽提取的粗多糖GSPS被发现可以促进巨噬细胞的M1 型极化，进而通过影响肿瘤细胞微环境而抑制前列腺癌细胞PC-3 和乳腺癌细胞MCF-7 的生长[34，48]。番石榴籽中分离纯化得到的低分子量多糖GSF-3 为一种蛋白多糖，可以调节Th1∕Th2 平衡，促进小鼠胸腺中辅助性T 细胞（Th 细胞）向Th2 型分化，增加Th2 型细胞因子白介素10（IL-10）分泌[49]。进一步研究发现GSF3 可以抑制抗凋亡基因B cell lymphoma-2（Bcl-2）表达，增强促凋亡基因Bcl-2 associated X protein（Bax）表达，抑制乳腺癌细胞MCF-7 以及前列腺癌细胞PC-3 的生长[50-51]。
2.4 改善肠道微生态
肠道菌群作为人体重要的微生物生态系统，在机体能量代谢、宿主免疫等方面发挥重要作用。多糖不易被人体直接消化吸收，但可被大肠中大量的肠道菌群所代谢，是肠道菌群重要的碳源。大量研究表明多糖可作为益生元调节肠道菌群的结构，维持肠道稳态，预防和改善代谢性疾病、肠道疾病等的发生[56]。番石榴果渣与人肠道菌共培养，具有促进双歧杆菌以及乳杆菌生长的功效，并且可以促进多种SCFAs 生成，提示其具有益生元的功效[57]。番石榴果实多糖（guava polysaccharide，GP）可改善高脂饮食导致的小鼠体重增加，而给予抗生素处理的伪无菌小鼠则作用消失，表明GP 是通过影响肠道菌群进而发挥生理活性。16s rRNA 基因测序结果表明，GP 可改善高脂饮食导致的小鼠肠道厚壁菌门∕拟杆菌门比例失调，促进有益菌如Clostridium XlVa、Parvibacter 以及Enterorhabdus 菌生长，降低有害菌Mucispirillum 丰度，同时促进肥胖小鼠肠道菌代谢物丁酸盐的产生[40]。
2.5 其他
除上述活性外，番石榴叶多糖还被报道具有止咳功效。在柠檬酸诱导的豚鼠模型中，给予番石榴叶支链多糖F1（50 mg∕kg）可显著降低豚鼠咳嗽频率，但不引起支气管扩张[45]。利用牛血清白蛋白-葡萄糖模型研究发现，番石榴果实粗多糖PPG 具有抗糖基化活性，其在0.5 mg∕mL 浓度下抑制糖基化终产物产生的效率为25.9%[29]。此外，番石榴多糖可用于制备生物纳米材料。曾有研究人员利用番石榴叶粗多糖合成银纳米粒子PAgNP，该纳米粒具有强的清除DPPH 自由基和ABTS+自由基活性，且对Alcaligenes faecalis 和大肠杆菌表现良好的抑菌活性[58]。
3 总结
多糖具有多种健康促进功能以及生物可降解性和无毒性，在食品及生物医药领域具有广阔的应用前景。番石榴富含多糖成分，且在全球热带和亚热带地区种植广泛，植物资源丰富。尽管国内外对番石榴的化学及生物活性研究较多，但作为番石榴中的重要活性成分，番石榴多糖的研究尚处于起步阶段。目前番石榴多糖提取工艺的研究集中于果实和叶部位，以热水浸提法和超声辅助提取法为主。研究者利用单因素实验、正交试验以及响应面方法考察不同因素对番石榴多糖提取率的影响，优化番石榴不同部位多糖的提取工艺。但新兴的提取方法应用较少，工艺优化指标以粗多糖得率为主，提取方法与番石榴多糖生物活性的相关性有待进一步探索。在化学结构方面，从番石榴中分离鉴定的均一多糖数目较少，高级结构不明，因而对番石榴多糖结构的准确表征仍将是今后一段时期的研究重点。番石榴多糖显示出抗氧化、抗肿瘤、降血糖、降血脂、免疫调节、改善肠道微生态等多种生理功能，具有良好的应用开发前景。然而目前对番石榴多糖活性的研究多使用粗多糖或初步纯化的多糖组分，对均一多糖的研究相对较少，亟需进一步的作用机制及构-效关系研究。近年来关于番石榴多糖的研究报道逐渐增多，相信随着多糖分离和结构表征技术以及现代生物学研究手段的不断进步，番石榴多糖化学特征和生物活性将不断被揭示，也必将进一步推动番石榴及其多糖成分在生物医药和食品领域的高值化利用。
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