玉米須多糖不同提取方法對體外活性的影響

劉東琦，韓 雪，石俊姣，王喜慶

（綏化學院食品與制藥工程學院，黑龍江綏化 152061）

禾本科植物玉米（Zea mays L.） 的干燥花柱和柱頭即玉米須，其俗稱玉米胡子、棒子毛等，經大量研究表明其主要成分含有糖類、甾醇類、生物堿、皂甙、黃酮類等生物活性成分[1-3]，早在1985 年就被我國藥典收錄作為一種常用藥材予以使用[4]。在玉米須干物質中玉米須多糖含量所占比例最大，也是玉米須活性功能因子中含量最高的成分，經分析其大部分由已糖和戊糖聚合而成[5]。經長期研究發現，玉米須多糖不僅安全無毒，還具有調節免疫、抗氧化、抗癌、降血糖等作用[6-8]。有數據顯示，從玉米中獲得的多糖應用于食品加工中，相較于傳統蔗糖更健康、更具保健作用[9-10]。但在目前的玉米深加工過程中，玉米須、皮等一直被當作廢棄物，既沒有極大地利用資源，還造成一定程度浪費和污染，有關玉米須深入開發利用的項目更是鳳毛麟角[11-12]，因此玉米須深加工具有極為廣闊的開發利用空間和前景。采用酶輔助提取法、微波輔助提取法、超聲輔助提取法、熱水浸提法和酶聯合超聲輔助提取法等不同方法提取玉米須多糖，然后比較研究其對抗氧化活性、降血糖活性和抗菌活性等體外活性的不同和影響，進一步提供玉米須開發利用的理論依據，為農民創業增收、玉米加工企業延長產業鏈、提高玉米副產品的科技附加值提供必要的理論依據和支持。

1 材料與方法

1.1 材料

玉米須，采集綏化市地產玉米的玉米須，挑選干凈完整的玉米須100 ℃下烘干后，80 目過篩備用。

纖維素酶10 U/mg，中性蛋白酶50 U/mg，黑龍江肇東日成酶制劑有限公司提供；大腸桿菌、金黃色葡萄球菌，綏化學院微生物實驗室提供；DPPH、谷胱甘肽、α- 葡萄糖苷酶、維C、葡萄糖，均為分析純。

TU-1901 型雙光束紫外可見分光光度計，哈爾濱允能科技有限公司產品；數顯恒溫水浴鍋，江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司產品；臺式離心機，購自湖南凱達科學儀器有限公司產品；KQ-200VDE 型雙頻數控超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司產品；格蘭仕G80F 型家用微波爐，廣東格蘭仕電器制造有限公司產品。

1.2 試驗方法

1.2.1 玉米須多糖提取

（1） 熱水浸提法。精確稱量10 g 玉米須粉末放置于錐形瓶中，加入200 mL 蒸餾水后于50 ℃水浴中振蕩1 h，抽濾，向真空濃縮后的濾液中加入3 倍體積的無水乙醇靜置過夜；離心后得沉淀，將沉淀真空干燥后得到粗多糖。

（2） 微波輔助法。精確稱量10 g 玉米須粉末放置于錐形瓶中，加入80 mL 蒸餾水浸泡后，微波處理10 min，微波功率900 W，取出后抽濾，向真空濃縮后的濾液中加入3 倍體積的無水乙醇靜置過夜；離心后得沉淀，將沉淀真空干燥后得到粗多糖。

（3） 超聲輔助法。精確稱量10 g 玉米須粉末放置于錐形瓶中，加入300 mL 蒸餾水，60 ℃下水浴超聲400 W 處理45 min，取出后抽濾，向真空濃縮后的濾液中加入3 倍體積的無水乙醇靜置過夜；離心后得沉淀，將沉淀真空干燥后得到粗多糖。

（4） 酶輔助法。精確稱量10 g 玉米須粉末放置于錐形瓶中，加200 mL 加熱后的蒸餾水浸泡1 h，80 ℃下水浴，加入酶解質量分數1.0%的纖維素酶后，水浴40 min。取出后抽濾，向真空濃縮后的濾液中加入3 倍體積的無水乙醇靜置過夜；離心后得沉淀，將沉淀真空干燥后得到粗多糖。

（5） 酶聯合超聲輔助法。精確稱量10 g 玉米須粉末放置于錐形瓶中，加入100 mL 蒸餾水，分別加入1.8%的α - 淀粉酶和1.8%的中性蛋白酶，50 ℃下水浴振蕩反應15 min，然后70 ℃下超聲處理17 min，取出后抽濾，向真空濃縮后的濾液中加入3 倍體積的無水乙醇靜置過夜；離心后得沉淀，將沉淀真空干燥后得到粗多糖。

1.2.2 標準曲線的繪制及多糖含量測定

參考蒽酮- 硫酸法來繪制標準曲線并測定所得多糖含量[13]。

1.2.3 抗氧化活性研究

以清除DPPH 自由基為指標，研究玉米須多糖的抗氧化活性，具體操作步驟參考徐彬等人[14]的研究方法。

1.2.4 降血糖活性的研究

以抑制α - 葡萄糖苷酶活性為指標，測定玉米須多糖的降血糖活性，具體操作步驟參考趙亞寧等人[15]的方法。

1.2.5 多糖抗菌活性的研究

采用濾紙片測量抑菌圈直徑法來測定玉米須多糖對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的抑菌活性，具體操作步驟參考關海寧等人[16]的研究方法。

2 結果與分析

2.1 不同提取方法對玉米須多糖含量的影響

多糖不同提取法對提取率的影響見圖1。

圖1 多糖不同提取法對提取率的影響

由圖1 可知，酶聯合超聲輔助法獲得的提取率最高9.53%，酶輔助法的提取率次之4.93%，超聲輔助法的提取率為3.71%，微波輔助法的提取率較低為1.56%，熱水浸提法的提取率最低為1.12%。酶聯合超聲輔助法的提取率最多，可能因為二者協同作用使細胞壁消融更徹底，并且使細胞內的活性多糖充分溶出。

2.2 清除DPPH 自由基能力的研究

多糖不同提取法對DPPH 自由基清除率的影響見圖2。

由圖2 可知，酶聯合超聲輔助法所得多糖的清除DPPH 自由基能力最強，高達79%；其次為酶輔助法提取多糖，其自由基清除率為62%；超聲輔助法和熱水浸提法清除自由基能力較差，分別為55%和49%；微波輔助法清除自由基的能力最差，為40%。不同方法提取的玉米須多糖對DPPH 自由基的清除能力基本與提取率呈正比關系，微波輔助法比熱水浸提法的提取率高，但清除自由基的能力沒有熱水浸提法強，可能是因為在一定程度上破壞了多糖的結構，從而使得清除自由基的活性降低。

圖2 多糖不同提取法對DPPH 自由基清除率的影響

2.3 降血糖活性研究

α -葡萄糖苷酶抑制率的影響見圖3。

圖3 α -葡萄糖苷酶抑制率的影響

由圖3 可知，酶聯合超聲輔助法抑制率最高，為89%；其次是酶輔助法，抑制率為68%；超聲輔助法再次之，為51%；微波輔助法和熱水浸提法的抑制率最低，分別為27%和25%。玉米須多糖對α -葡萄糖苷酶有較強的抑制作用，不同方法提取的玉米須多糖對α -葡萄糖苷酶的抑制率隨其提取率的增加而增強，從而驗證玉米須多糖具有相應的降血糖活性。

2.4 抗菌活性研究

不同提取法所得玉米須多糖抗菌活性的研究見表1。

表1 不同提取法所得玉米須多糖抗菌活性的研究

研究不同提取法玉米須多糖對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的影響，選用濾紙片法以抑菌圈大小為測定指標，不同提取法所得玉米須多糖均具有抑菌效果，抑菌能力與玉米須多糖提取率成正比關系，且對革蘭氏陰性菌的抑制能力強于革蘭氏陽性菌。

3 結論

采用5 種不同多糖提取方法，其中酶聯合超聲輔助法獲得多糖提取率最高，可能因為二者協同作用使細胞壁消融更徹底，并且使細胞內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，發現玉米須多糖的相應體外活性基本與其提取率呈正比。其中，微波輔助法雖然比熱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壞了多糖的結構，從而使得清除自由基的活性降低。酶聯合超聲輔助法所得多糖在相應體外活性研究中均體現出最好效果，提示出多種手段聯合提取多糖不僅所得提取率高，在體外活性方面也具有一定優勢，是一種條件溫和、操作簡便、經濟適用的多糖提取方法。