山藥零余子多糖抗氧化活性及對糖尿病小鼠降血糖作用

梁瀟等

摘要：提取山藥零余子中的多糖，探討其體外抗氧化活性和對糖尿病小鼠的降血糖作用。結果表明，山藥零余子多糖的還原力隨著濃度的提高顯著增強，對DPPH·和·OH具有較強的清除能力，并呈一定的劑量關系，4.0 mg/mL劑量時清除率分別可達到91.15%和89.06%；山藥零余子多糖能顯著降低造模小鼠的血糖，且大劑量的山藥零余子多糖降糖更明顯。山藥零余子多糖具有較好的抗氧化性和降血糖作用，這為安全天然食品抗氧化劑、降血糖藥劑的開發提供了新來源。

關鍵詞：山藥零余子；多糖；抗氧化活性；降血糖作用

中圖分類號： R284.1 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2014）03-0273-02

山藥零余子為薯蕷科多年生草質藤本植物薯蕷（Dioscorea opposite Thunb.）葉腋間的珠芽[1]，俗稱“山藥蛋”，呈卵圓形或橢圓形，直徑0.4～2.0 cm；外表皮淡黃色，有細皺紋；頂端中間略有莖痕，質堅硬；斷面灰白色至灰褐色，氣味淡而不苦，口嚼黏膩；主要含淀粉、多糖（包括黏液質及糖蛋白）、蛋白質、多種游離氨基酸等有效成分[2]，是藥用價值很高的藥材，可食用，具醫療價值[3]。山藥零余子資源很豐富，產量可達3 000～6 000 kg/hm2，除了少部分煮食和作為繁殖材料外，大部分作為廢棄物被拋棄。為進一步提高零余子的開發利用價值，提高山藥產業的附加值，對山藥零余子多糖抗氧化活性及對糖尿病小鼠降血糖作用進行研究，以期為山藥零余子的綜合開發利用奠定理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料

供試山藥零余子，購于河南省焦作市；ICR小鼠，SPF級，體重20～25 g，購自北京維通利華實驗動物技術有限公司。

1.2 方法

1.2.1 山藥零余子多糖 山藥零余子粉碎后于60～80 ℃熱水提取5 h，收集提取液，減壓濃縮至適當體積，按Sevag法去除蛋白，再用乙醇沉淀為粗品多糖。

1.2.2 試驗動物造模及分組處理 ICR雄性小鼠80只，在試驗環境中適應4 d后禁食12 h，經腹腔一次性注射四氧嘧啶，劑量為150 rag/kg；再飼養3 d后禁食6 h，測定空腹血糖，并選擇空腹血糖在10 mmol/L以上的試驗小鼠作為糖尿病小鼠。

將ICR雄性小鼠分為5組，即正常對照組、糖尿病模型組和山藥多糖模型組3個劑量組，每組10只小鼠。山藥多糖模型組小鼠分別以10、20、30 rag/kg山藥多糖灌胃，正常對照組和糖尿病模型組均灌胃等量的蒸餾水。每日1次，連續給藥 30 d，分別測定小鼠不同時期的體重和空腹血糖。小鼠耐糖量檢測在試驗結束時進行，將空腹6 h后的小鼠，用葡萄糖以 25 g/kg 劑量灌胃處理，分別測定小鼠口服葡萄糖后0、1、2 h的血糖值[4]。

1.2.3 山藥零余子多糖還原力測定 取不同濃度樣品溶液2.5 mL于試管中，依次加入2.5 mL磷酸緩沖液（0.2 mol/L，pH值6.6）和2.5 mL 1%六氰合鐵酸鉀溶液，于50 ℃水浴保溫20 min后，快速冷卻，再加入2.5 mL 10%三氯乙酸溶液，混勻，5 000 r/min離心10 min；移取上清液2.5 mL于試管中，依次加入2.5 mL蒸餾水、0.5 mL 0.1%三氯化鐵溶液，充分混勻，靜置10 min后，以蒸餾水做參比液，在波長為700 nm處測定吸光度。吸光度越大表示還原能力越強[5]。

1.2.4 山藥零余子多糖對DPPH·清除能力的測定 取樣品液2 mL，加入2 mL 0.000 1 mol/L DPPH溶液（溶于95%乙醇），混勻后在室溫下避光反應20 min，1 000 r/min離心 10 min，在波長為517 nm處測得吸光度為Di；空白組為2 mL樣品液加入2 mL 95%乙醇溶液，517 nm處測得吸光度為Dj；對照組為2 mL DPPH溶液與2 mL蒸餾水混合，517 nm處測得吸光度為Dc，以等體積蒸餾水和95%乙醇混合液作為空白進行調零。清除率計算公式為：DPPH·清除率=[1-（Di-Dj）/Dc]×100%[6]。

1.2.5 山藥零余子多糖對對·OH清除能力的測定 樣品組試管中依次加入pH值為7.4的0.4 mol/L磷酸緩沖液、 2.5 mmol/L 鄰二氮菲溶液、樣品液、2.5 mmol/L硫酸亞鐵溶液各1 mL，0.02 mol/L H2O2 0.5 mL；損傷組中用1 mL蒸餾水代替樣品液；空白組中用1.5 mL蒸餾水代替樣品液和H2O2溶液。37 ℃恒溫水浴反應l h，快速測定536 nm處的吸光度[7]。樣品對·OH的清除率計算公式為：·OH清除率=（D0-D2）/（D1-D2）×100%。其中，D0為加入樣品液和H2O2的 ·OH 體系吸光度；D1為加樣品液而不加H2O2的 ·OH 體系吸光度；D2為加H2O2不加樣品液的·OH體系吸光度。

1.2.6 血糖測定 采集試驗小鼠眼眶內眥靜脈血，空腹血糖采集禁食6 h后的小鼠靜脈血。取血清用葡萄糖氧化酶-過氧化酶法測定血糖。

1.2.7 數據分析 試驗數據用“平均值±標準差”表示，以Minitab 16 統計軟件進行單因子方差分析，采用鄧肯氏新復極差法進行各組間比較。

2 結果與分析

2.1 山藥零余子多糖的還原能力

還原力是物質抗氧化能力的一個重要指標，還原力強弱是多糖抗氧化性的重要參數。山藥零余子多糖樣品在 700 nm 處吸光度的高低，可以間接反映多糖抗氧化能力的大小。由圖1可知，隨著山藥零余子多糖試驗樣品濃度升高，吸光度逐漸增加，多糖還原力也呈增加趨勢；多糖濃度為 5 mg/mL 時，吸光度最高，還原力最強。

2.2 山藥零余子多糖對DPPH·的清除能力endprint

由圖2可知，不同濃度的山藥零余子多糖對 DPPH·均有一定程度的清除作用，且隨著濃度升高清除率增加；山藥零余子提取物濃度為4.0 mg/mL時，對DPPH·的清除率為 9115%。回歸分析表明，山藥零余子多糖對DPPH·的清除效果與多糖濃度符合一元一次方程模型，其方程為y=22994x+10.242 9（r2=0.994 6）。

2.3 山藥零余子多糖對·OH 的清除能力

羥基自由基是體內最活潑的氧，累積過剩時可以引起多

種病理變化，而多糖可以提供氫原子，與羥基自由基結合成水，達到清除自由基的效果。由圖3可知，不同濃度山藥零余子多糖對體系中產生的·OH 均有一定的清除作用，且隨著山藥零余子多糖濃度升高，清除效果逐漸增強；山藥零余子多糖濃度為4.0 mg/mL時，對·OH的清除率達到89.06%。

2.4 山藥零余子多糖對各組試驗小鼠空腹血糖的影響

由表1可知，造模前，對照組、山藥多糖組小鼠空腹血糖含量無顯著性差異；造模后，各小組血糖含量與正常對照組差異顯著；治療后，各多糖劑量組的糖尿病小鼠血糖含量均降低，高劑量（30 mg/kg）山藥多糖降糖更加明顯。這說明山藥零余子多糖可有效降低糖尿病小鼠的高血糖水平。

3 小結與討論

自由基的氧化損傷與許多疾病的發病機理有關，人體通過適當攝入具有抗氧化活性的物質可以降低體內自由基水平，防止脂質過氧化。脂質過氧化與衰老密切相關，甚至誘發許多疾病[8]。本試驗結果表明，山藥零余子多糖具有顯著的抗氧化活性，還原力強，4.0 mg/mL劑量對DPPH·和·OH的清除能力分別為91.15%和89.06%。

四氧嘧啶誘發糖尿病的機理已經清楚，它能選擇性地破壞胰島β細胞，使胰島內的分泌細胞減少、細胞腫脹、空泡增多等，在胰島β細胞被破壞的機制中，自由基起著至關重要的作用[9]。本研究結果表明，山藥零余子多糖可明顯降低四氧嘧啶糖尿病小鼠血糖，這可能與增加胰島素分泌、改善受損壞的胰島β細胞功能及清除多余的自由基等有關。

本研究利用化學模型表明山藥零余子多糖具有較強的抗氧化和降血糖作用，為以后安全有效、具營養作用的天然抗氧化劑和降血糖藥劑的開發提供了新資源，這既提高了藥農的收入，又將山藥零余子變廢為寶。

參考文獻：

[1]趙 冰. 山藥栽培新技術[M]. 北京：金盾出版社，1998：13.

[2]都恒青. 常用中藥材品種整理和質量研究（北方篇）：第二冊[M]. 北京：北京醫科大學中國協和醫科大學聯合出版社，1995：1089.

[3]孫 鋒，谷文英，丁霄霖. 山藥粗多糖的提取工藝[J]. 食品與生物技術學報，2006，25（3）：79-83.

[4]Vogel H G. 藥理學實驗指南：新藥發現和藥理學評價[M]. 杜冠華，譯.北京：科學出版社，2001：699-700.

[5]羅祖友，嚴奉偉，薛照輝，等. 藤茶多糖的抗氧化作用研究[J]. 食品科學，2004，25（11）：291-295.

[6]Zha X Q，Wang J H，Yang X F. Antioxidant properties of polysaccharide fractions with different molecular mass extracted with hot-water from rice brain[J]. Carbohydrate Polymers，2009，78（3）：570-575.

[7]金 鳴，蔡亞欣，李金榮，等. 鄰二氮菲-Fe2+氧化法檢測 H2O2/Fe2+ 產生的羥自由基[J]. 生物化學與生物物理進展，1996，23（6）：553-555.

[8]朱淑云，董 英，張海暉，等. 水飛薊粕蛋白的酶解及其酶解物抗氧化活性研究[J]. 中國糧油學報，2011，26（2）：68-72.

[9]楊鎖成，孟 杰，胥志才. 消渴康泰對大鼠實驗性糖尿病防治作用的機理研究[J]. 中國中醫藥科技，2000，7（2）：77-78.endprint

由圖2可知，不同濃度的山藥零余子多糖對 DPPH·均有一定程度的清除作用，且隨著濃度升高清除率增加；山藥零余子提取物濃度為4.0 mg/mL時，對DPPH·的清除率為 9115%。回歸分析表明，山藥零余子多糖對DPPH·的清除效果與多糖濃度符合一元一次方程模型，其方程為y=22994x+10.242 9（r2=0.994 6）。

2.3 山藥零余子多糖對·OH 的清除能力

羥基自由基是體內最活潑的氧，累積過剩時可以引起多

種病理變化，而多糖可以提供氫原子，與羥基自由基結合成水，達到清除自由基的效果。由圖3可知，不同濃度山藥零余子多糖對體系中產生的·OH 均有一定的清除作用，且隨著山藥零余子多糖濃度升高，清除效果逐漸增強；山藥零余子多糖濃度為4.0 mg/mL時，對·OH的清除率達到89.06%。

2.4 山藥零余子多糖對各組試驗小鼠空腹血糖的影響

由表1可知，造模前，對照組、山藥多糖組小鼠空腹血糖含量無顯著性差異；造模后，各小組血糖含量與正常對照組差異顯著；治療后，各多糖劑量組的糖尿病小鼠血糖含量均降低，高劑量（30 mg/kg）山藥多糖降糖更加明顯。這說明山藥零余子多糖可有效降低糖尿病小鼠的高血糖水平。

3 小結與討論

自由基的氧化損傷與許多疾病的發病機理有關，人體通過適當攝入具有抗氧化活性的物質可以降低體內自由基水平，防止脂質過氧化。脂質過氧化與衰老密切相關，甚至誘發許多疾病[8]。本試驗結果表明，山藥零余子多糖具有顯著的抗氧化活性，還原力強，4.0 mg/mL劑量對DPPH·和·OH的清除能力分別為91.15%和89.06%。

四氧嘧啶誘發糖尿病的機理已經清楚，它能選擇性地破壞胰島β細胞，使胰島內的分泌細胞減少、細胞腫脹、空泡增多等，在胰島β細胞被破壞的機制中，自由基起著至關重要的作用[9]。本研究結果表明，山藥零余子多糖可明顯降低四氧嘧啶糖尿病小鼠血糖，這可能與增加胰島素分泌、改善受損壞的胰島β細胞功能及清除多余的自由基等有關。

本研究利用化學模型表明山藥零余子多糖具有較強的抗氧化和降血糖作用，為以后安全有效、具營養作用的天然抗氧化劑和降血糖藥劑的開發提供了新資源，這既提高了藥農的收入，又將山藥零余子變廢為寶。

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[9]楊鎖成，孟 杰，胥志才. 消渴康泰對大鼠實驗性糖尿病防治作用的機理研究[J]. 中國中醫藥科技，2000，7（2）：77-78.endprint

由圖2可知，不同濃度的山藥零余子多糖對 DPPH·均有一定程度的清除作用，且隨著濃度升高清除率增加；山藥零余子提取物濃度為4.0 mg/mL時，對DPPH·的清除率為 9115%。回歸分析表明，山藥零余子多糖對DPPH·的清除效果與多糖濃度符合一元一次方程模型，其方程為y=22994x+10.242 9（r2=0.994 6）。

2.3 山藥零余子多糖對·OH 的清除能力

羥基自由基是體內最活潑的氧，累積過剩時可以引起多

種病理變化，而多糖可以提供氫原子，與羥基自由基結合成水，達到清除自由基的效果。由圖3可知，不同濃度山藥零余子多糖對體系中產生的·OH 均有一定的清除作用，且隨著山藥零余子多糖濃度升高，清除效果逐漸增強；山藥零余子多糖濃度為4.0 mg/mL時，對·OH的清除率達到89.06%。

2.4 山藥零余子多糖對各組試驗小鼠空腹血糖的影響

由表1可知，造模前，對照組、山藥多糖組小鼠空腹血糖含量無顯著性差異；造模后，各小組血糖含量與正常對照組差異顯著；治療后，各多糖劑量組的糖尿病小鼠血糖含量均降低，高劑量（30 mg/kg）山藥多糖降糖更加明顯。這說明山藥零余子多糖可有效降低糖尿病小鼠的高血糖水平。

3 小結與討論

自由基的氧化損傷與許多疾病的發病機理有關，人體通過適當攝入具有抗氧化活性的物質可以降低體內自由基水平，防止脂質過氧化。脂質過氧化與衰老密切相關，甚至誘發許多疾病[8]。本試驗結果表明，山藥零余子多糖具有顯著的抗氧化活性，還原力強，4.0 mg/mL劑量對DPPH·和·OH的清除能力分別為91.15%和89.06%。

四氧嘧啶誘發糖尿病的機理已經清楚，它能選擇性地破壞胰島β細胞，使胰島內的分泌細胞減少、細胞腫脹、空泡增多等，在胰島β細胞被破壞的機制中，自由基起著至關重要的作用[9]。本研究結果表明，山藥零余子多糖可明顯降低四氧嘧啶糖尿病小鼠血糖，這可能與增加胰島素分泌、改善受損壞的胰島β細胞功能及清除多余的自由基等有關。

本研究利用化學模型表明山藥零余子多糖具有較強的抗氧化和降血糖作用，為以后安全有效、具營養作用的天然抗氧化劑和降血糖藥劑的開發提供了新資源，這既提高了藥農的收入，又將山藥零余子變廢為寶。

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[8]朱淑云，董 英，張海暉，等. 水飛薊粕蛋白的酶解及其酶解物抗氧化活性研究[J]. 中國糧油學報，2011，26（2）：68-72.

[9]楊鎖成，孟 杰，胥志才. 消渴康泰對大鼠實驗性糖尿病防治作用的機理研究[J]. 中國中醫藥科技，2000，7（2）：77-78.endprint