玉米須多糖的提取及活性研究*

趙亞寧， 劉團飛， 王心愉， 顏秀花,，云　志

(1 鹽城工學院海洋與生物工程學院，江蘇　鹽城　224051；2 鹽城工學院化學化工學院，江蘇　鹽城　224051；3 南京工業(yè)大學化工學院，江蘇　南京　210009)

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玉米須多糖的提取及活性研究*

趙亞寧1， 劉團飛1， 王心愉2， 顏秀花2,3，云志3

(1 鹽城工學院海洋與生物工程學院，江蘇鹽城224051；2 鹽城工學院化學化工學院，江蘇鹽城224051；3 南京工業(yè)大學化工學院，江蘇南京210009)

優(yōu)化了超聲波輔助提取法提取玉米須植物多糖的工藝條件，用1,1-二苯基-2-三硝基苯肼法研究了玉米須多糖的抗氧化活性，以對α-葡萄糖苷酶抑制活性的測試方法測定玉米須多糖的降血糖活性。結(jié)果超聲波輔助提取法的優(yōu)化工藝參數(shù)為：45 min的超聲時間，提取功率為400 W。玉米須多糖對1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基的清除率隨其質(zhì)量濃度的增加而增大，最大清除率為68.13%；對α-葡萄糖苷酶的抑制率隨質(zhì)量濃度的增加而增大，最大抑制率為85.26%。

玉米須；多糖；提取；生物活性

玉米須味甘，性平，具有平肝、利膽利尿的作用，可以被用來治療糖尿病、黃疸、麻疹、乳糜、血尿、血崩等癥[1]。我國是玉米養(yǎng)殖大國，居世界第二位，據(jù)估算我國玉米須的年產(chǎn)量在750萬噸以上[2]，它不僅是玉米的農(nóng)副產(chǎn)品，也是一種中藥材，來源豐富，價格也比較低廉。但大部分玉米食品加工企業(yè)將玉米須作為廢棄物，市面上應用玉米須的食品可謂少之又少，因此它的開發(fā)利用具有廣闊的發(fā)展前景。玉米須中多糖含量較高，其具有清熱利膽、降血糖、抗氧化、免疫調(diào)節(jié)及保肝利膽等作用[3]。研究表明玉米須多糖在醫(yī)藥、食品方面均有很好的應用前景和開發(fā)價值[4-9]。

本實驗以玉米須為原料，采用水提醇沉法及超聲波輔助法提取玉米須中的多糖，并利用單因素法研究了兩種方法中不同提取條件分別對玉米須多糖提取率的影響。并研究了多糖的抗氧化活性；研究多糖的降血糖活性。

1　實驗部分

1.1原材料與設(shè)備

玉米須，來源于鹽城農(nóng)貿(mào)市場；葡萄糖(AR)，天津市科密歐化學試劑有限公司；無水乙醇(AR)、95%乙醇，江蘇彤晟化學試劑有限公司；苯酚(AR)、丙酮(AR)、濃硫酸(AR)、氯仿(AR)、正丁醇(AR)，上海申翔化學試劑有限公司；DPPH(AR)、谷胱甘肽(AR)、α-葡萄糖苷酶(AR)、維生素C(AR)，Aladdin Industrial Corporation；紫外可見分光光度計(UV-2100)，尤尼柯(上海)生物儀器有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1樣品含量測定

將樣品用蒸餾水稀釋到不同容量瓶中，然后分別吸取1.0 mL 不同濃度的溶液，按上述方法進行操作，測得吸光度值。最后根據(jù)得到的標準曲線對樣品中多糖含量的進行計算，標準曲線繪制方法參見文獻[10]。

1.2.2超聲波輔助提取工藝優(yōu)化

精確稱取5份40目玉米須粉末3 g于250 mL燒杯中，加入蒸餾水，將燒杯置于60 ℃的水中，分別以超聲功率，超聲時間為實驗考察因素，以多糖提取率為指標進行單因素試驗，比對多糖提取率的影響。測得最適超聲功率，超聲時間后，縮小范圍繼續(xù)做兩組比對實驗。

1.3玉米須多糖的生物活性

1.3.1玉米須多糖的抗氧化性

分別配制濃度為0.03 mg/mL的DPPH溶液，濃度為0.1 mg/mL、0.08 mg/mL、0.06 mg/mL、0.04 mg/mL、0.02 mg/mL的玉米須多糖溶液，濃度為0.05 mg/mL、0.04 mg/mL、0.03 mg/mL、0.02 mg/mL、0.01 mg/mL的維生素C溶液，將其封口，搖勻后備用。

DPPH在其最大吸收波長處有強吸收的特點，加入抗氧化劑后，其溶液由深紫色褪至無色或淺黃色，因此可以用紫外可見分光光度法定量分析多糖溶液中的自由基清除程度[11]。

將配制好的反應液用力搖勻，避光反應30 min后在517 nm處測定吸光度，用無水乙醇調(diào)零。測出A0、A1、A2所表示反應液的吸光度值，計算清除率。

SA={1-(A2-A1)/A0}×100%

式中：A0——2 mL DPPH溶液+2 mL無水乙醇的吸光度

A1——2 mL DPPH溶液+2 mL樣品溶液的吸光度

A2——2 mL樣品溶液+2 mL無水乙醇的吸光度

1.3.2玉米須多糖的降血糖活性

α-葡萄糖苷酶活力測定：將1000 μL的pH為6.8的磷酸緩沖液(濃度為0.1 mol/L)，50 μL的還原性谷胱甘肽溶液(濃度為0.5 mg/mL)以及5 μL的α-葡萄糖苷酶溶液(20 mg/mL)混勻，在37 ℃水浴條件下反應10 min。然后再加入50 μL的PNPG(4-硝基苯基-β-D-吡喃葡萄糖苷)溶液(濃度為0.5 mg/L)，混合均勻后，在37 ℃水浴中恒溫反應15 min，加入10 mL Na2CO3溶液(0.1 mol/L)進行終止反應。在405 nm處測定反應體系的吸光度A對照。

玉米須多糖標準液：準確稱量25 mg玉米須多糖，以去離子水溶解并將其定容到25 mL的容量瓶中，使其溶液濃度為1 mg/mL，震蕩后靜置。加入無水乙醇，分別配制得到濃度為0.1 mg/mL、0.08 mg/mL、0.06 mg/mL、0.04 mg/mL、0.02 mg/mL的玉米須多糖溶液。將其分別加入酶活力反應體系中，37 ℃水浴恒溫10 min，與碳酸鈉溶液終止反應，于405 nm處測吸光度A樣品。

以磷酸緩沖液替代反應體系中的酶，其它條件不變，測定吸光度值A(chǔ)空白。

玉米須粗多糖對α-葡萄糖苷酶抑制率的計算如下：

2　結(jié)果與討論

2.1標準曲線的制定

對試驗數(shù)據(jù)進行分析并繪制標準曲線，葡萄糖的標準曲線方程為：Y=16.1928X+0.00586(R2=0.99798)，其中Y 表示吸光度效率值，X表示葡萄糖溶液的濃度，由線性回歸方程系數(shù)可知玉米須粗多糖濃度在0.00～1.6 mg/mL的范圍內(nèi)具有一定的線性關(guān)系。

2.2超聲波輔助法對多糖提取率的影響

2.2.1不同超聲功率對多糖提取率的影響

實驗研究了超聲功率與玉米須多糖提取的關(guān)系，其結(jié)果如圖1所示。

由圖1可以看出，玉米須多糖的提取率隨著超聲功率的增加而逐漸增高，直至達到最大提取率4.25%。當超聲功率達到400 W以后，超聲功率越大，多糖的提取率越低。這是因為超聲波磁場的強度由輸出功率和頻率決定，當超聲波發(fā)生器的頻率不變時，輸出功率的增大有利于提高溶劑的流動速度，從而增強溶液的傳質(zhì)能力；同時加快了細胞的破碎速度，這些因素都有助于玉米須多糖的提取。但是當輸出功率過大時，燒杯內(nèi)的溫度會迅速提高，從而影響多糖的浸出。因此，400 W的超聲功率為最適宜的工藝條件。

圖1　不同超聲功率對多糖提取率的影響

2.2.2不同超聲時間對多糖提取率的影響

圖2　不同超聲時間對多糖提取率的影響

超聲時間對于多糖提取率的影響的實驗結(jié)果如圖2所示。由圖2可以看出，玉米須多糖的提取率隨著超聲時間的增多而逐步提高，這是由于超聲波的震蕩及空化作用有利于溶出細胞內(nèi)的物質(zhì)。當超聲時間過短時，玉米須中的多糖成分不能夠完全溶出；而當超聲時間太長時，會導致多糖分子結(jié)構(gòu)的瓦解，從而使玉米須多糖的提取率下降。因此，綜合考慮之下，最適超聲時間為45 min。

2.3玉米須多糖的生物活性

2.3.1多糖的抗氧化性

DPPH屬于有機氮自由基的種類，其性質(zhì)比較穩(wěn)定。它的乙醇溶液的顏色為深紫色，517 nm是其最大的吸收波長。當自由基清除劑被加入DPPH的溶液中時，DPPH自由基的孤對電子被匹配，其溶液由紫色逐漸變化為黃色，吸光度也隨之變小。吸光度數(shù)值的變化和自由基的清除程度通常成正比例，因此可以用吸光度來表示物質(zhì)對于自由基的清除效果[12]，一般用清除率表示，因此可以通過清除率來反映樣品的抗氧化能力。

通過實驗研究了多糖的質(zhì)量濃度與DPPH 自由基的關(guān)系，實驗結(jié)果如圖3所示。

圖3　玉米須多糖對自由基DPPH的清除作用

由圖3可以看出，玉米須的多糖提取物對自由基 DPPH有一定的清除能力，其自由基清除率和反應物中多糖的質(zhì)量濃度成正比。通過實驗我們能夠發(fā)現(xiàn)玉米須多糖具有一定的抗氧化能力。

2.3.2多糖的降血糖活性

由實驗可知玉米須多糖的質(zhì)量濃度對于抑制率的影響，結(jié)果如圖4所示。

圖4　多糖濃度對抑制率的影響

由圖4可以看出，玉米須多糖對于α-葡萄糖苷酶的抑制率與其質(zhì)量濃度呈一定的正比關(guān)系，在多糖達到最大濃度0.1 mg/mL時，其抑制率高達85.26%。由此可見，玉米須多糖對于α-葡萄糖苷酶存在比較厲害的抑制效果。因此，玉米須多糖具有一定的降血糖活性。

3　結(jié)　論

研究不同實驗方法提取多糖的最優(yōu)工藝條件。通過單因素實驗，超聲波輔助法提取玉米須多糖的最優(yōu)工藝參數(shù)為：400 W的超聲功率，超聲時間為45 min。

抗氧化試驗表明，在一定的玉米須多糖濃度范圍內(nèi)，提取液對DPPH自由基的清除率隨濃度的增加而增大，最大清除率為68.13%，玉米須多糖具有一定的抗氧化能力。玉米須多糖存在一定的降血糖活性，其對α-葡萄糖苷酶的抑制率隨質(zhì)量濃度的增加而增大，最大抑制率為85.26%。

[1]朱亮,石海春,羅強,等.玉米須多糖的提取、組成和生物活性研究[J].四川大學學報(自然科學版),2013(03):631-637.

[2]David K,Shirley C Chen,Phytosterols-HeMth Benefits and Potential Concerns:A Review[J]. Nutrition Research,2005(25):413-428.

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[4]田龍.玉米須多糖的提取工藝優(yōu)化及抗氧化活性研究[J].中國糧油學報,2011(10):98-101.

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[6]趙文竹,于志鵬,于一丁,等.玉米須多糖的研究進展[J].食品科學,2010(11):289-292.

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[12]熊雙麗,盧飛,史敏娟,等.DPPH自由基清除活性評價方法在抗氧化劑篩選中的研究進展[J].食品工業(yè)科技,2012(08):380-383.

Extraction and Activity Determination of Polysaccharide from Corn Silk*

ZHAOYa-ning1,LIUTuan-fei1,WANGXin-yu2,YANXiu-hua2,3,YUNZhi3

(1 School of Ocean and Bioengineering, Yancheng Institute of Technology, Jiangsu Yancheng 224051;2 School of Chemistry and Chemical Engineering, Yancheng Institute of Technology, Jiangsu Yancheng 224051;3 College of Chemistry and Chemical Engineering, Nanjing University of Technology, Jiangsu Nanjing 210009, China)

Based on the results of single factor experiments, the extraction process of polysaccharide from the corn was optimized. The antioxidant activity of corn silk polysaccharide was studied by DPPH method, and the hypoglycemic activity of the polysaccharide was studied. The main results showed that the optimal conditions were as follows: ultrasonic time of 45 min, the extraction power of 400 W. Antioxidant activity experiments showed that DPPH free radical clearance rate rised as the mass concentration increased, the maximum clearance rate was 68.13%. With the increase of the mass concentration, the inhibition rate of α-glucosidase rised, and the maximum inhibition rate was 85.26%.

corn beard; polysaccharide; extraction; biological activity

江蘇省博后基金項目 (1401101C)；鹽城市農(nóng)業(yè)科技指導項目(YKN2014004)；江蘇省大學生實踐創(chuàng)新訓練省指導項目(2015031);2015年度國家星火計劃(2015GA690049)。

趙亞寧 (1995-)，男，本科生。

顏秀花 (1974-)，女，講師，博士，生物活性物質(zhì)的提取分離。

TS2

A

1001-9677(2016)03-0056-03