玉米须多糖不同提取方法对体外活性的影响

刘东琦，韩 雪，石俊姣，王喜庆

（绥化学院食品与制药工程学院，黑龙江绥化 152061）

禾本科植物玉米（Zea mays L.） 的干燥花柱和柱头即玉米须，其俗称玉米胡子、棒子毛等，经大量研究表明其主要成分含有糖类、甾醇类、生物碱、皂甙、黄酮类等生物活性成分[1-3]，早在1985 年就被我国药典收录作为一种常用药材予以使用[4]。在玉米须干物质中玉米须多糖含量所占比例最大，也是玉米须活性功能因子中含量最高的成分，经分析其大部分由已糖和戊糖聚合而成[5]。经长期研究发现，玉米须多糖不仅安全无毒，还具有调节免疫、抗氧化、抗癌、降血糖等作用[6-8]。有数据显示，从玉米中获得的多糖应用于食品加工中，相较于传统蔗糖更健康、更具保健作用[9-10]。但在目前的玉米深加工过程中，玉米须、皮等一直被当作废弃物，既没有极大地利用资源，还造成一定程度浪费和污染，有关玉米须深入开发利用的项目更是凤毛麟角[11-12]，因此玉米须深加工具有极为广阔的开发利用空间和前景。采用酶辅助提取法、微波辅助提取法、超声辅助提取法、热水浸提法和酶联合超声辅助提取法等不同方法提取玉米须多糖，然后比较研究其对抗氧化活性、降血糖活性和抗菌活性等体外活性的不同和影响，进一步提供玉米须开发利用的理论依据，为农民创业增收、玉米加工企业延长产业链、提高玉米副产品的科技附加值提供必要的理论依据和支持。

1 材料与方法

1.1 材料

玉米须，采集绥化市地产玉米的玉米须，挑选干净完整的玉米须100 ℃下烘干后，80 目过筛备用。

纤维素酶10 U/mg，中性蛋白酶50 U/mg，黑龙江肇东日成酶制剂有限公司提供；大肠杆菌、金黄色葡萄球菌，绥化学院微生物实验室提供；DPPH、谷胱甘肽、α- 葡萄糖苷酶、维C、葡萄糖，均为分析纯。

TU-1901 型双光束紫外可见分光光度计，哈尔滨允能科技有限公司产品；数显恒温水浴锅，江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司产品；台式离心机，购自湖南凯达科学仪器有限公司产品；KQ-200VDE 型双频数控超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司产品；格兰仕G80F 型家用微波炉，广东格兰仕电器制造有限公司产品。

1.2 试验方法

1.2.1 玉米须多糖提取

（1） 热水浸提法。精确称量10 g 玉米须粉末放置于锥形瓶中，加入200 mL 蒸馏水后于50 ℃水浴中振荡1 h，抽滤，向真空浓缩后的滤液中加入3 倍体积的无水乙醇静置过夜；离心后得沉淀，将沉淀真空干燥后得到粗多糖。

（2） 微波辅助法。精确称量10 g 玉米须粉末放置于锥形瓶中，加入80 mL 蒸馏水浸泡后，微波处理10 min，微波功率900 W，取出后抽滤，向真空浓缩后的滤液中加入3 倍体积的无水乙醇静置过夜；离心后得沉淀，将沉淀真空干燥后得到粗多糖。

（3） 超声辅助法。精确称量10 g 玉米须粉末放置于锥形瓶中，加入300 mL 蒸馏水，60 ℃下水浴超声400 W 处理45 min，取出后抽滤，向真空浓缩后的滤液中加入3 倍体积的无水乙醇静置过夜；离心后得沉淀，将沉淀真空干燥后得到粗多糖。

（4） 酶辅助法。精确称量10 g 玉米须粉末放置于锥形瓶中，加200 mL 加热后的蒸馏水浸泡1 h，80 ℃下水浴，加入酶解质量分数1.0%的纤维素酶后，水浴40 min。取出后抽滤，向真空浓缩后的滤液中加入3 倍体积的无水乙醇静置过夜；离心后得沉淀，将沉淀真空干燥后得到粗多糖。

（5） 酶联合超声辅助法。精确称量10 g 玉米须粉末放置于锥形瓶中，加入100 mL 蒸馏水，分别加入1.8%的α - 淀粉酶和1.8%的中性蛋白酶，50 ℃下水浴振荡反应15 min，然后70 ℃下超声处理17 min，取出后抽滤，向真空浓缩后的滤液中加入3 倍体积的无水乙醇静置过夜；离心后得沉淀，将沉淀真空干燥后得到粗多糖。

1.2.2 标准曲线的绘制及多糖含量测定

参考蒽酮- 硫酸法来绘制标准曲线并测定所得多糖含量[13]。

1.2.3 抗氧化活性研究

以清除DPPH 自由基为指标，研究玉米须多糖的抗氧化活性，具体操作步骤参考徐彬等人[14]的研究方法。

1.2.4 降血糖活性的研究

以抑制α - 葡萄糖苷酶活性为指标，测定玉米须多糖的降血糖活性，具体操作步骤参考赵亚宁等人[15]的方法。

1.2.5 多糖抗菌活性的研究

采用滤纸片测量抑菌圈直径法来测定玉米须多糖对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌活性，具体操作步骤参考关海宁等人[16]的研究方法。

2 结果与分析

2.1 不同提取方法对玉米须多糖含量的影响

多糖不同提取法对提取率的影响见图1。

图1 多糖不同提取法对提取率的影响

由图1 可知，酶联合超声辅助法获得的提取率最高9.53%，酶辅助法的提取率次之4.93%，超声辅助法的提取率为3.71%，微波辅助法的提取率较低为1.56%，热水浸提法的提取率最低为1.12%。酶联合超声辅助法的提取率最多，可能因为二者协同作用使细胞壁消融更彻底，并且使细胞内的活性多糖充分溶出。

2.2 清除DPPH 自由基能力的研究

多糖不同提取法对DPPH 自由基清除率的影响见图2。

由图2 可知，酶联合超声辅助法所得多糖的清除DPPH 自由基能力最强，高达79%；其次为酶辅助法提取多糖，其自由基清除率为62%；超声辅助法和热水浸提法清除自由基能力较差，分别为55%和49%；微波辅助法清除自由基的能力最差，为40%。不同方法提取的玉米须多糖对DPPH 自由基的清除能力基本与提取率呈正比关系，微波辅助法比热水浸提法的提取率高，但清除自由基的能力没有热水浸提法强，可能是因为在一定程度上破坏了多糖的结构，从而使得清除自由基的活性降低。

图2 多糖不同提取法对DPPH 自由基清除率的影响

2.3 降血糖活性研究

α -葡萄糖苷酶抑制率的影响见图3。

图3 α -葡萄糖苷酶抑制率的影响

由图3 可知，酶联合超声辅助法抑制率最高，为89%；其次是酶辅助法，抑制率为68%；超声辅助法再次之，为51%；微波辅助法和热水浸提法的抑制率最低，分别为27%和25%。玉米须多糖对α -葡萄糖苷酶有较强的抑制作用，不同方法提取的玉米须多糖对α -葡萄糖苷酶的抑制率随其提取率的增加而增强，从而验证玉米须多糖具有相应的降血糖活性。

2.4 抗菌活性研究

不同提取法所得玉米须多糖抗菌活性的研究见表1。

表1 不同提取法所得玉米须多糖抗菌活性的研究

研究不同提取法玉米须多糖对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的影响，选用滤纸片法以抑菌圈大小为测定指标，不同提取法所得玉米须多糖均具有抑菌效果，抑菌能力与玉米须多糖提取率成正比关系，且对革兰氏阴性菌的抑制能力强于革兰氏阳性菌。

3 结论

采用5 种不同多糖提取方法，其中酶联合超声辅助法获得多糖提取率最高，可能因为二者协同作用使细胞壁消融更彻底，并且使细胞内的活性多糖充分溶出。在抗氧化活性、降血糖活性和抗菌活性的研究中，发现玉米须多糖的相应体外活性基本与其提取率呈正比。其中，微波辅助法虽然比热水浸提法的提取率高，但清除自由基的能力反而低，可能因其在一定程度上破坏了多糖的结构，从而使得清除自由基的活性降低。酶联合超声辅助法所得多糖在相应体外活性研究中均体现出最好效果，提示出多种手段联合提取多糖不仅所得提取率高，在体外活性方面也具有一定优势，是一种条件温和、操作简便、经济适用的多糖提取方法。