玉米須多糖的提取工藝優化及抗氧化活性研究

田 龍

玉米須多糖的提取工藝優化及抗氧化活性研究

田 龍

(南陽師范學院，南陽 473061)

研究了玉米須多糖的提取工藝條件和抗氧化活性。通過單因素試驗和正交試驗確定了最佳工藝參數，即超聲處理次數350～450次，超聲波功率300 W，浸提時間在5～6 h，乙醇體積分數約60%。并按200、400 mg/kg給老年大鼠連續灌胃30 d，測血清MDA含量，腦和肝組織脂褐質(Lf)含量，皮膚和肝組織羥脯氨酸(HYP)含量及血清SOD，CAT，GSH－Px活性。結果表明:兩劑量組均能明顯降低老年大鼠血清MDA含量及腦和肝組織Lf含量，明顯提高血清SOD，CAT，GSH－Px活性及皮膚HYP含量。

玉米須多糖 分離提取 抗氧化

玉米須為禾本科玉蜀植物玉米的花柱和柱頭［1］，藥理研究證明玉米須有顯著的利尿效果［2］和降血糖作用［3］，近年來臨床上用其提取物治療糖尿病、高血壓、肝炎、膽道結石、鼻炎及哮喘等癥［4－5］。

玉米須多糖具有一定的免疫活性［5－6］。本試驗對玉米須葉多糖進行超聲強化提取，研究了其最佳工藝條件，并對其抗氧化活性進行了研究，為玉米須的綜合開發提供理論基礎。

1 材料與方法

1．1 原料與試劑

成熟期玉米須，取自河南西峽縣;葡聚糖干燥固體、氯仿、正丁醇、乙醇、碘 －碘化鉀溶液、苯酚、硫酸、茚三酮、無水甲醇、石油醚、無水乙醚等均為分析純。丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、谷光甘肽過氧化物酶(GSH－Px)、脂褐質(Lf)及羥脯氨酸(Hyp)測定試劑盒均為南京建成生物工程研究所產品。

1．2 試驗儀器

LG10－2－4A離心機:北京醫用離心機廠;JY92－11超聲波細胞粉碎機:寧波新芝科器研究所;YB－752型紫外可見分光光度計:上海蘇豪智能系統有限公司;722型光柵分光光度計:上海第三分析儀器廠。

1．3 試驗動物

選21～22月齡Wistar大鼠(河南農業大學獸醫學院供給)36只，體重360～510 g，按體重隨機分為多糖大、小劑量組及老年大鼠對照組，每組12只。另選5月齡大鼠12只，體重180～220 g，作為青年大鼠對照組。每組均雌雄各半。

1．4 玉米須多糖分離提取的工藝流程

玉米須預處理:取適量新鮮玉米須，105℃消毒，80℃烘干至恒重，粉碎成60目粉，封存于玻璃瓶中，待用。

玉米須打漿→超聲波預處理→75℃水浴浸提→合并濾液→蒸發濃縮離心→取上清液用95%乙醇沉淀→Sevag法多次去除蛋白質→95%乙醇沉淀→靜置過夜取沉淀物→分別用無水乙醇脫水、丙酮、乙醚相繼洗滌→玉米須粗多糖→添加不同濃度的乙醇→分別收集沉淀物→用無水乙醇、丙酮、乙醚相繼洗滌沉淀物→冷凍干燥→玉米須多糖→分析檢測。

1．5 玉米須多糖的理化檢驗

碘－碘化鉀反應［7］:測定提取物中是否含有淀粉。

茚三酮反應［8］:測定提取物中是否含有雜質蛋白質及氨基酸。

紫外光檢測［8］:檢測提取物中是否仍含有核酸，蛋白質。

Molisch試劑反應［9］:測定提取物中是否含有多糖類物質。

1．6 玉米須多糖的純度

采用苯酚－硫酸法測定。

1．7 試驗方法

多糖用時以生理鹽水配成所需濃度。

多糖按照200、400 mg/kg每天灌胃1次，連續3 d，對照組給予等量生理鹽水，均放置動物室內常規飼養。于第31天每組10只大鼠腹腔注射戊巴比妥鈉30m g/kg麻醉，自腹主動脈取血，按試劑盒測定方法測血清M DA含量及SOD，CAT和GSHPx活性，取腦和肝臟測Lf含量及皮膚和肝臟測Hyp含量。

2 結果與分析

2．1 超聲波預處理次數對玉米須多糖得率與純度的影響

試驗選定超聲的次數分別為 80、200、300、400、500次(1次4 s，包括2 s反應，2 s間隙)。得出不同超聲波次數提取的玉米須多糖的純度及得率，見圖1、圖2。

由圖1、圖2可知，超聲波的功率恒定在400 W的條件下，超聲次數增加，純度與得率呈現遞增趨勢;在200次呈現出突躍現象;在400～450次后，增加趨緩，之后則看不出明顯效果;高于500次后，其得率反而呈遞減趨勢。可見隨著處理次數的增多，得率反而下降。原因可能是超聲波具有較強的機械剪切作用，長時間的作用會使大分子的多糖斷裂，從而在后處理的過程中損失增大而影響多糖的提出率造成負面的影響。故取350～450次范圍。

2．2 超聲波功率對玉米須多糖得率與純度的影響

輸出功率和頻率決定超聲波場的強度。試驗所用超聲波發生器的頻率固定，而輸出功率可變。增大輸出功率可加快水的循環速度，強化傳質;同時使細胞的破碎程度增加，有利于多糖的提取。但試驗中發現，當功率過大時，容器內會發生局部瞬時升溫現象。

由圖3、圖4可知，超聲波的功率對多糖的純度與得率有一定的影響，在功率為300 W時，多糖提取的純度與得率有明顯的提高，但高于400 W之后開始下降，得率與純度的變化趨勢大致相同。

2．3 浸提時間對玉米須多糖得率與純度的影響

據報道，大多數多糖的提取，如對香菇多糖與海帶多糖等的研究發現，熱水浸提加水量多在1∶7～1∶9范圍內［10－11］。總的來說，過少的水量不利于多糖的徹底提取，但過多的加水量則不利于之后雜質的去除，同時濃縮時浪費能源。結合本試驗條件，料液比為1∶8時是既經濟又高效，以下均采用此條件。

浸提時間對玉米須多糖得率與純度的影響見圖5、圖6。可知，隨著浸提時間的延長，玉米須多糖的得率和純度均呈現上升趨勢;但是在5 h后，得率開始緩慢下降;純度在6 h后開始下降。下降的主要原因可能是，隨著時間的延長，玉米須內其他雜質開始溶解到水里，使得率及純度值均有所下降，綜合考慮，浸提時間在5～6 h為佳。

2．4 不同乙醇體積分數對玉米須多糖沉析的影響

不同乙醇體積分數對玉米須多糖沉析的影響，見表1。乙醇的體積分數對提取多糖的得率影響很大［12］，一般在低濃度下，沉淀下來的主要是高分子的多糖，如纖維素等以及粗雜蛋白等雜質;而在乙醇體積分數約50% ～60%的時候，沉淀下來的主要是中等分子質量的多糖，而雜蛋白的含量相對來說少一些;在更高的濃度下沉淀下來的主要是分子質量比較小的多糖和低聚糖。

表1 乙醇濃度對玉米須多糖得率和純度的影響

2．5 玉米須多糖的鑒別與分析

在單因素試驗的基礎上，取試驗條件如下進行多糖提取:浸提時間6 h、水浴用水量1∶8、超聲波次數為450次、超聲波功率為300 W、乙醇體積分數為60%，去蛋白后并強化去除雜質后經冷凍干燥所得的玉米須多糖為白色粉末，得率為2．04%、純度達到88．68%。并對所得產物進行理化分析檢測，見表2。

表2 玉米須多糖的鑒別與分析

2．6 對老年大鼠血清 MDA含量及 SOD、CAT和GSH－Px活性的影響

對老年大鼠血清MDA含量及SOD、CAT和GSH－Px活性的影響，見表3。從表3可以看出，老年大鼠血清MDA含量明顯高于青年大鼠對照組，而SOD、CAT和GSH－Px活性明顯低于青年大鼠對照組，表明老年大鼠體內代謝異常。多糖兩劑量組均能明顯降低老年大鼠血清 MDA含量，并能提高SOD、CAT和GSH－Px活性，與老年大鼠對照組比較具有顯著意義。

表3 多糖對老年大鼠血清MDA、SOD、CAT和GSH－Px的影響(n=10)

2．7 對老年大鼠腦及肝組織Lf含量的影響

對老年大鼠腦及肝組織Lf含量的影響，見表4。從表4可知，老年大鼠對照組腦及肝組織中Lf含量明顯高于青年大鼠對照組，表明隨著老年大鼠體內脂質過氧化反應增強，脂褐質累積增加。多糖兩劑量組均能使老年大鼠腦及肝組織中Lf含量明顯降低。

表4 多糖對老年大鼠腦及肝組織Lf含量的影響(n=10)

2．8 對老年大鼠皮膚及肝組織Hyp含量的影響

對老年大鼠皮膚及肝組織Hyp含量的影響，見表5。由表5可知，老年大鼠對照組與青年大鼠對照組比較，皮膚Hyp含量明顯降低，但肝臟Hyp含量無明顯改變。多糖兩劑量組均能明顯提高老年大鼠皮膚Hyp含量，而對肝組織Hyp含量無明顯影響。

表5 多糖對老年大鼠腦及肝組織Hyp含量的影響(n=10)

3 討論及結論

采用超聲波對玉米須多糖的提取進行強化預處理，考查了超聲波次數，超聲功率和浸提時間3個因素對多糖純度和得率的影響，制得了純度較高的玉米須多糖。經鑒定和分析提取的玉米須多糖產物不含淀粉、蛋白質和核酸，主要成分為多糖類物質。

隨著機體的衰老，體內組織細胞中自由基代謝平衡失調，機體對自由基的防御能力下降［6］。過量自由基可使生物膜脂質雙層中的不飽和脂肪酸過氧化，而形成脂質過氧化產物，從而使膜結構和功能發生障礙。過氧化脂質的代謝產物MDA，進一步與磷脂酞乙醇胺和蛋白質交聯，生成無活性的脂褐質，沉積于組織細胞，使RNA持續性降低，破壞細胞膜結構，最后導致細胞無法維持正常代謝而死亡。體內自由基清除有賴于SOD、CAT和GSH－Px等抗氧化酶的活性。羥脯氨酸是膠原蛋白特有的氨基酸之一，其含量可比較準確地反映老年皮膚的老化程度［13］。

試驗表明，多糖能明顯降低老年大鼠血清M DA含量及腦和肝組織Lf含量，并明顯提高老年大鼠血清SOD、CAT和GSH－Px活性，亦能使老年大鼠皮膚Hyp含量明顯增高，表明多糖具有抗氧化作用，其機制可能與改善自由基代謝有關。

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Optimization of Corn Silk Polysaccharide Extraction Technique and Study on its Antiaging Action

Tian Long
(Nanyang Normal University，Nanyang 473061)

In this paper，the optimized extraction of corn silk polysaccharide and antiaging action was studied，and the best technological parameter was determined through the single factor experiment and the orthogonal test，namely，supersonic processing number of times was 350－450，ultrasonic wave power was 300W，the proposed soa-king time was 5－6h，and ethyl alcohol density was approximately 60%．200 and 400mg/kg were given to the old rats every day for thirty days．The content of malon－dialdehyde(MDA)in serum，the contents of lipofuscin(Lf)in brain and liver，the content of hydrooxyproline(Hyp)in skin and liver and the activity of superoxide dismutase(SOD)，catalase(CAT)and glutathione peroxidase(GSH－Px)in serum were examined．The results showed that polysaccharide could significantly decrease the content of MDA in serum and the Lf content in brain and liver，but obviously increase the activity of SOD，CAT，GSH －Px in serum and the content of Hyp in skin of the old rats．

corn silk polysaccharide，extraction，antiaging action

O629．12

A

1003－0174(2011)10－0098－05

2010－10－16

田龍，1977年出生，碩士，講師，食品生物技術