玉米须多糖的提取工艺优化及抗氧化活性研究

田 龙

玉米须多糖的提取工艺优化及抗氧化活性研究

田 龙

(南阳师范学院，南阳 473061)

研究了玉米须多糖的提取工艺条件和抗氧化活性。通过单因素试验和正交试验确定了最佳工艺参数，即超声处理次数350～450次，超声波功率300 W，浸提时间在5～6 h，乙醇体积分数约60%。并按200、400 mg/kg给老年大鼠连续灌胃30 d，测血清MDA含量，脑和肝组织脂褐质(Lf)含量，皮肤和肝组织羟脯氨酸(HYP)含量及血清SOD，CAT，GSH－Px活性。结果表明:两剂量组均能明显降低老年大鼠血清MDA含量及脑和肝组织Lf含量，明显提高血清SOD，CAT，GSH－Px活性及皮肤HYP含量。

玉米须多糖 分离提取 抗氧化

玉米须为禾本科玉蜀植物玉米的花柱和柱头［1］，药理研究证明玉米须有显著的利尿效果［2］和降血糖作用［3］，近年来临床上用其提取物治疗糖尿病、高血压、肝炎、胆道结石、鼻炎及哮喘等症［4－5］。

玉米须多糖具有一定的免疫活性［5－6］。本试验对玉米须叶多糖进行超声强化提取，研究了其最佳工艺条件，并对其抗氧化活性进行了研究，为玉米须的综合开发提供理论基础。

1 材料与方法

1．1 原料与试剂

成熟期玉米须，取自河南西峡县;葡聚糖干燥固体、氯仿、正丁醇、乙醇、碘 －碘化钾溶液、苯酚、硫酸、茚三酮、无水甲醇、石油醚、无水乙醚等均为分析纯。丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、谷光甘肽过氧化物酶(GSH－Px)、脂褐质(Lf)及羟脯氨酸(Hyp)测定试剂盒均为南京建成生物工程研究所产品。

1．2 试验仪器

LG10－2－4A离心机:北京医用离心机厂;JY92－11超声波细胞粉碎机:宁波新芝科器研究所;YB－752型紫外可见分光光度计:上海苏豪智能系统有限公司;722型光栅分光光度计:上海第三分析仪器厂。

1．3 试验动物

选21～22月龄Wistar大鼠(河南农业大学兽医学院供给)36只，体重360～510 g，按体重随机分为多糖大、小剂量组及老年大鼠对照组，每组12只。另选5月龄大鼠12只，体重180～220 g，作为青年大鼠对照组。每组均雌雄各半。

1．4 玉米须多糖分离提取的工艺流程

玉米须预处理:取适量新鲜玉米须，105℃消毒，80℃烘干至恒重，粉碎成60目粉，封存于玻璃瓶中，待用。

玉米须打浆→超声波预处理→75℃水浴浸提→合并滤液→蒸发浓缩离心→取上清液用95%乙醇沉淀→Sevag法多次去除蛋白质→95%乙醇沉淀→静置过夜取沉淀物→分别用无水乙醇脱水、丙酮、乙醚相继洗涤→玉米须粗多糖→添加不同浓度的乙醇→分别收集沉淀物→用无水乙醇、丙酮、乙醚相继洗涤沉淀物→冷冻干燥→玉米须多糖→分析检测。

1．5 玉米须多糖的理化检验

碘－碘化钾反应［7］:测定提取物中是否含有淀粉。

茚三酮反应［8］:测定提取物中是否含有杂质蛋白质及氨基酸。

紫外光检测［8］:检测提取物中是否仍含有核酸，蛋白质。

Molisch试剂反应［9］:测定提取物中是否含有多糖类物质。

1．6 玉米须多糖的纯度

采用苯酚－硫酸法测定。

1．7 试验方法

多糖用时以生理盐水配成所需浓度。

多糖按照200、400 mg/kg每天灌胃1次，连续3 d，对照组给予等量生理盐水，均放置动物室内常规饲养。于第31天每组10只大鼠腹腔注射戊巴比妥钠30m g/kg麻醉，自腹主动脉取血，按试剂盒测定方法测血清M DA含量及SOD，CAT和GSHPx活性，取脑和肝脏测Lf含量及皮肤和肝脏测Hyp含量。

2 结果与分析

2．1 超声波预处理次数对玉米须多糖得率与纯度的影响

试验选定超声的次数分别为 80、200、300、400、500次(1次4 s，包括2 s反应，2 s间隙)。得出不同超声波次数提取的玉米须多糖的纯度及得率，见图1、图2。

由图1、图2可知，超声波的功率恒定在400 W的条件下，超声次数增加，纯度与得率呈现递增趋势;在200次呈现出突跃现象;在400～450次后，增加趋缓，之后则看不出明显效果;高于500次后，其得率反而呈递减趋势。可见随着处理次数的增多，得率反而下降。原因可能是超声波具有较强的机械剪切作用，长时间的作用会使大分子的多糖断裂，从而在后处理的过程中损失增大而影响多糖的提出率造成负面的影响。故取350～450次范围。

2．2 超声波功率对玉米须多糖得率与纯度的影响

输出功率和频率决定超声波场的强度。试验所用超声波发生器的频率固定，而输出功率可变。增大输出功率可加快水的循环速度，强化传质;同时使细胞的破碎程度增加，有利于多糖的提取。但试验中发现，当功率过大时，容器内会发生局部瞬时升温现象。

由图3、图4可知，超声波的功率对多糖的纯度与得率有一定的影响，在功率为300 W时，多糖提取的纯度与得率有明显的提高，但高于400 W之后开始下降，得率与纯度的变化趋势大致相同。

2．3 浸提时间对玉米须多糖得率与纯度的影响

据报道，大多数多糖的提取，如对香菇多糖与海带多糖等的研究发现，热水浸提加水量多在1∶7～1∶9范围内［10－11］。总的来说，过少的水量不利于多糖的彻底提取，但过多的加水量则不利于之后杂质的去除，同时浓缩时浪费能源。结合本试验条件，料液比为1∶8时是既经济又高效，以下均采用此条件。

浸提时间对玉米须多糖得率与纯度的影响见图5、图6。可知，随着浸提时间的延长，玉米须多糖的得率和纯度均呈现上升趋势;但是在5 h后，得率开始缓慢下降;纯度在6 h后开始下降。下降的主要原因可能是，随着时间的延长，玉米须内其他杂质开始溶解到水里，使得率及纯度值均有所下降，综合考虑，浸提时间在5～6 h为佳。

2．4 不同乙醇体积分数对玉米须多糖沉析的影响

不同乙醇体积分数对玉米须多糖沉析的影响，见表1。乙醇的体积分数对提取多糖的得率影响很大［12］，一般在低浓度下，沉淀下来的主要是高分子的多糖，如纤维素等以及粗杂蛋白等杂质;而在乙醇体积分数约50% ～60%的时候，沉淀下来的主要是中等分子质量的多糖，而杂蛋白的含量相对来说少一些;在更高的浓度下沉淀下来的主要是分子质量比较小的多糖和低聚糖。

表1 乙醇浓度对玉米须多糖得率和纯度的影响

2．5 玉米须多糖的鉴别与分析

在单因素试验的基础上，取试验条件如下进行多糖提取:浸提时间6 h、水浴用水量1∶8、超声波次数为450次、超声波功率为300 W、乙醇体积分数为60%，去蛋白后并强化去除杂质后经冷冻干燥所得的玉米须多糖为白色粉末，得率为2．04%、纯度达到88．68%。并对所得产物进行理化分析检测，见表2。

表2 玉米须多糖的鉴别与分析

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

对老年大鼠血清MDA含量及SOD、CAT和GSH－Px活性的影响，见表3。从表3可以看出，老年大鼠血清MDA含量明显高于青年大鼠对照组，而SOD、CAT和GSH－Px活性明显低于青年大鼠对照组，表明老年大鼠体内代谢异常。多糖两剂量组均能明显降低老年大鼠血清 MDA含量，并能提高SOD、CAT和GSH－Px活性，与老年大鼠对照组比较具有显著意义。

表3 多糖对老年大鼠血清MDA、SOD、CAT和GSH－Px的影响(n=10)

2．7 对老年大鼠脑及肝组织Lf含量的影响

对老年大鼠脑及肝组织Lf含量的影响，见表4。从表4可知，老年大鼠对照组脑及肝组织中Lf含量明显高于青年大鼠对照组，表明随着老年大鼠体内脂质过氧化反应增强，脂褐质累积增加。多糖两剂量组均能使老年大鼠脑及肝组织中Lf含量明显降低。

表4 多糖对老年大鼠脑及肝组织Lf含量的影响(n=10)

2．8 对老年大鼠皮肤及肝组织Hyp含量的影响

对老年大鼠皮肤及肝组织Hyp含量的影响，见表5。由表5可知，老年大鼠对照组与青年大鼠对照组比较，皮肤Hyp含量明显降低，但肝脏Hyp含量无明显改变。多糖两剂量组均能明显提高老年大鼠皮肤Hyp含量，而对肝组织Hyp含量无明显影响。

表5 多糖对老年大鼠脑及肝组织Hyp含量的影响(n=10)

3 讨论及结论

采用超声波对玉米须多糖的提取进行强化预处理，考查了超声波次数，超声功率和浸提时间3个因素对多糖纯度和得率的影响，制得了纯度较高的玉米须多糖。经鉴定和分析提取的玉米须多糖产物不含淀粉、蛋白质和核酸，主要成分为多糖类物质。

随着机体的衰老，体内组织细胞中自由基代谢平衡失调，机体对自由基的防御能力下降［6］。过量自由基可使生物膜脂质双层中的不饱和脂肪酸过氧化，而形成脂质过氧化产物，从而使膜结构和功能发生障碍。过氧化脂质的代谢产物MDA，进一步与磷脂酞乙醇胺和蛋白质交联，生成无活性的脂褐质，沉积于组织细胞，使RNA持续性降低，破坏细胞膜结构，最后导致细胞无法维持正常代谢而死亡。体内自由基清除有赖于SOD、CAT和GSH－Px等抗氧化酶的活性。羟脯氨酸是胶原蛋白特有的氨基酸之一，其含量可比较准确地反映老年皮肤的老化程度［13］。

试验表明，多糖能明显降低老年大鼠血清M DA含量及脑和肝组织Lf含量，并明显提高老年大鼠血清SOD、CAT和GSH－Px活性，亦能使老年大鼠皮肤Hyp含量明显增高，表明多糖具有抗氧化作用，其机制可能与改善自由基代谢有关。

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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

田龙，1977年出生，硕士，讲师，食品生物技术