玉米须多糖的提取及活性研究*

赵亚宁， 刘团飞， 王心愉， 颜秀花,，云　志

(1 盐城工学院海洋与生物工程学院，江苏　盐城　224051；2 盐城工学院化学化工学院，江苏　盐城　224051；3 南京工业大学化工学院，江苏　南京　210009)



玉米须多糖的提取及活性研究*

赵亚宁1， 刘团飞1， 王心愉2， 颜秀花2,3，云志3

(1 盐城工学院海洋与生物工程学院，江苏盐城224051；2 盐城工学院化学化工学院，江苏盐城224051；3 南京工业大学化工学院，江苏南京210009)

优化了超声波辅助提取法提取玉米须植物多糖的工艺条件，用1,1-二苯基-2-三硝基苯肼法研究了玉米须多糖的抗氧化活性，以对α-葡萄糖苷酶抑制活性的测试方法测定玉米须多糖的降血糖活性。结果超声波辅助提取法的优化工艺参数为：45 min的超声时间，提取功率为400 W。玉米须多糖对1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基的清除率随其质量浓度的增加而增大，最大清除率为68.13%；对α-葡萄糖苷酶的抑制率随质量浓度的增加而增大，最大抑制率为85.26%。

玉米须；多糖；提取；生物活性

玉米须味甘，性平，具有平肝、利胆利尿的作用，可以被用来治疗糖尿病、黄疸、麻疹、乳糜、血尿、血崩等症[1]。我国是玉米养殖大国，居世界第二位，据估算我国玉米须的年产量在750万吨以上[2]，它不仅是玉米的农副产品，也是一种中药材，来源丰富，价格也比较低廉。但大部分玉米食品加工企业将玉米须作为废弃物，市面上应用玉米须的食品可谓少之又少，因此它的开发利用具有广阔的发展前景。玉米须中多糖含量较高，其具有清热利胆、降血糖、抗氧化、免疫调节及保肝利胆等作用[3]。研究表明玉米须多糖在医药、食品方面均有很好的应用前景和开发价值[4-9]。

本实验以玉米须为原料，采用水提醇沉法及超声波辅助法提取玉米须中的多糖，并利用单因素法研究了两种方法中不同提取条件分别对玉米须多糖提取率的影响。并研究了多糖的抗氧化活性；研究多糖的降血糖活性。

1　实验部分

1.1原材料与设备

玉米须，来源于盐城农贸市场；葡萄糖(AR)，天津市科密欧化学试剂有限公司；无水乙醇(AR)、95%乙醇，江苏彤晟化学试剂有限公司；苯酚(AR)、丙酮(AR)、浓硫酸(AR)、氯仿(AR)、正丁醇(AR)，上海申翔化学试剂有限公司；DPPH(AR)、谷胱甘肽(AR)、α-葡萄糖苷酶(AR)、维生素C(AR)，Aladdin Industrial Corporation；紫外可见分光光度计(UV-2100)，尤尼柯(上海)生物仪器有限公司。

1.2实验方法

1.2.1样品含量测定

将样品用蒸馏水稀释到不同容量瓶中，然后分别吸取1.0 mL 不同浓度的溶液，按上述方法进行操作，测得吸光度值。最后根据得到的标准曲线对样品中多糖含量的进行计算，标准曲线绘制方法参见文献[10]。

1.2.2超声波辅助提取工艺优化

精确称取5份40目玉米须粉末3 g于250 mL烧杯中，加入蒸馏水，将烧杯置于60 ℃的水中，分别以超声功率，超声时间为实验考察因素，以多糖提取率为指标进行单因素试验，比对多糖提取率的影响。测得最适超声功率，超声时间后，缩小范围继续做两组比对实验。

1.3玉米须多糖的生物活性

1.3.1玉米须多糖的抗氧化性

分别配制浓度为0.03 mg/mL的DPPH溶液，浓度为0.1 mg/mL、0.08 mg/mL、0.06 mg/mL、0.04 mg/mL、0.02 mg/mL的玉米须多糖溶液，浓度为0.05 mg/mL、0.04 mg/mL、0.03 mg/mL、0.02 mg/mL、0.01 mg/mL的维生素C溶液，将其封口，摇匀后备用。

DPPH在其最大吸收波长处有强吸收的特点，加入抗氧化剂后，其溶液由深紫色褪至无色或浅黄色，因此可以用紫外可见分光光度法定量分析多糖溶液中的自由基清除程度[11]。

将配制好的反应液用力摇匀，避光反应30 min后在517 nm处测定吸光度，用无水乙醇调零。测出A0、A1、A2所表示反应液的吸光度值，计算清除率。

SA={1-(A2-A1)/A0}×100%

式中：A0——2 mL DPPH溶液+2 mL无水乙醇的吸光度

A1——2 mL DPPH溶液+2 mL样品溶液的吸光度

A2——2 mL样品溶液+2 mL无水乙醇的吸光度

1.3.2玉米须多糖的降血糖活性

α-葡萄糖苷酶活力测定：将1000 μL的pH为6.8的磷酸缓冲液(浓度为0.1 mol/L)，50 μL的还原性谷胱甘肽溶液(浓度为0.5 mg/mL)以及5 μL的α-葡萄糖苷酶溶液(20 mg/mL)混匀，在37 ℃水浴条件下反应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(浓度为0.5 mg/L)，混合均匀后，在37 ℃水浴中恒温反应15 min，加入10 mL Na2CO3溶液(0.1 mol/L)进行终止反应。在405 nm处测定反应体系的吸光度A对照。

玉米须多糖标准液：准确称量25 mg玉米须多糖，以去离子水溶解并将其定容到25 mL的容量瓶中，使其溶液浓度为1 mg/mL，震荡后静置。加入无水乙醇，分别配制得到浓度为0.1 mg/mL、0.08 mg/mL、0.06 mg/mL、0.04 mg/mL、0.02 mg/mL的玉米须多糖溶液。将其分别加入酶活力反应体系中，37 ℃水浴恒温10 min，与碳酸钠溶液终止反应，于405 nm处测吸光度A样品。

以磷酸缓冲液替代反应体系中的酶，其它条件不变，测定吸光度值A空白。

玉米须粗多糖对α-葡萄糖苷酶抑制率的计算如下：

2　结果与讨论

2.1标准曲线的制定

对试验数据进行分析并绘制标准曲线，葡萄糖的标准曲线方程为：Y=16.1928X+0.00586(R2=0.99798)，其中Y 表示吸光度效率值，X表示葡萄糖溶液的浓度，由线性回归方程系数可知玉米须粗多糖浓度在0.00～1.6 mg/mL的范围内具有一定的线性关系。

2.2超声波辅助法对多糖提取率的影响

2.2.1不同超声功率对多糖提取率的影响

实验研究了超声功率与玉米须多糖提取的关系，其结果如图1所示。

由图1可以看出，玉米须多糖的提取率随着超声功率的增加而逐渐增高，直至达到最大提取率4.25%。当超声功率达到400 W以后，超声功率越大，多糖的提取率越低。这是因为超声波磁场的强度由输出功率和频率决定，当超声波发生器的频率不变时，输出功率的增大有利于提高溶剂的流动速度，从而增强溶液的传质能力；同时加快了细胞的破碎速度，这些因素都有助于玉米须多糖的提取。但是当输出功率过大时，烧杯内的温度会迅速提高，从而影响多糖的浸出。因此，400 W的超声功率为最适宜的工艺条件。

图1　不同超声功率对多糖提取率的影响

2.2.2不同超声时间对多糖提取率的影响

图2　不同超声时间对多糖提取率的影响

超声时间对于多糖提取率的影响的实验结果如图2所示。由图2可以看出，玉米须多糖的提取率随着超声时间的增多而逐步提高，这是由于超声波的震荡及空化作用有利于溶出细胞内的物质。当超声时间过短时，玉米须中的多糖成分不能够完全溶出；而当超声时间太长时，会导致多糖分子结构的瓦解，从而使玉米须多糖的提取率下降。因此，综合考虑之下，最适超声时间为45 min。

2.3玉米须多糖的生物活性

2.3.1多糖的抗氧化性

DPPH属于有机氮自由基的种类，其性质比较稳定。它的乙醇溶液的颜色为深紫色，517 nm是其最大的吸收波长。当自由基清除剂被加入DPPH的溶液中时，DPPH自由基的孤对电子被匹配，其溶液由紫色逐渐变化为黄色，吸光度也随之变小。吸光度数值的变化和自由基的清除程度通常成正比例，因此可以用吸光度来表示物质对于自由基的清除效果[12]，一般用清除率表示，因此可以通过清除率来反映样品的抗氧化能力。

通过实验研究了多糖的质量浓度与DPPH 自由基的关系，实验结果如图3所示。

图3　玉米须多糖对自由基DPPH的清除作用

由图3可以看出，玉米须的多糖提取物对自由基 DPPH有一定的清除能力，其自由基清除率和反应物中多糖的质量浓度成正比。通过实验我们能够发现玉米须多糖具有一定的抗氧化能力。

2.3.2多糖的降血糖活性

由实验可知玉米须多糖的质量浓度对于抑制率的影响，结果如图4所示。

图4　多糖浓度对抑制率的影响

由图4可以看出，玉米须多糖对于α-葡萄糖苷酶的抑制率与其质量浓度呈一定的正比关系，在多糖达到最大浓度0.1 mg/mL时，其抑制率高达85.26%。由此可见，玉米须多糖对于α-葡萄糖苷酶存在比较厉害的抑制效果。因此，玉米须多糖具有一定的降血糖活性。

3　结　论

研究不同实验方法提取多糖的最优工艺条件。通过单因素实验，超声波辅助法提取玉米须多糖的最优工艺参数为：400 W的超声功率，超声时间为45 min。

抗氧化试验表明，在一定的玉米须多糖浓度范围内，提取液对DPPH自由基的清除率随浓度的增加而增大，最大清除率为68.13%，玉米须多糖具有一定的抗氧化能力。玉米须多糖存在一定的降血糖活性，其对α-葡萄糖苷酶的抑制率随质量浓度的增加而增大，最大抑制率为85.26%。

[1]朱亮,石海春,罗强,等.玉米须多糖的提取、组成和生物活性研究[J].四川大学学报(自然科学版),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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[12]熊双丽,卢飞,史敏娟,等.DPPH自由基清除活性评价方法在抗氧化剂筛选中的研究进展[J].食品工业科技,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

江苏省博后基金项目 (1401101C)；盐城市农业科技指导项目(YKN2014004)；江苏省大学生实践创新训练省指导项目(2015031);2015年度国家星火计划(2015GA690049)。

赵亚宁 (1995-)，男，本科生。

颜秀花 (1974-)，女，讲师，博士，生物活性物质的提取分离。

TS2

A

1001-9677(2016)03-0056-03