玉米須多糖不同提取方法對(duì)體外活性的影響

劉東琦，韓 雪，石俊姣，王喜慶

（綏化學(xué)院食品與制藥工程學(xué)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(jīng)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(guó)藥典收錄作為一種常用藥材予以使用[4]。在玉米須干物質(zhì)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(jīng)分析其大部分由已糖和戊糖聚合而成[5]。經(jīng)長(zhǎng)期研究發(fā)現(xiàn)，玉米須多糖不僅安全無毒，還具有調(diào)節(jié)免疫、抗氧化、抗癌、降血糖等作用[6-8]。有數(shù)據(jù)顯示，從玉米中獲得的多糖應(yīng)用于食品加工中，相較于傳統(tǒng)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(dāng)作廢棄物，既沒有極大地利用資源，還造成一定程度浪費(fèi)和污染，有關(guān)玉米須深入開發(fā)利用的項(xiàng)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(fā)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(lián)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(duì)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(jìn)一步提供玉米須開發(fā)利用的理論依據(jù)，為農(nóng)民創(chuàng)業(yè)增收、玉米加工企業(yè)延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈、提高玉米副產(chǎn)品的科技附加值提供必要的理論依據(jù)和支持。

1 材料與方法

1.1 材料

玉米須，采集綏化市地產(chǎn)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(xué)院微生物實(shí)驗(yàn)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(jì)，哈爾濱允能科技有限公司產(chǎn)品；數(shù)顯恒溫水浴鍋，江蘇省金壇市榮華儀器制造有限公司產(chǎn)品；臺(tái)式離心機(jī)，購自湖南凱達(dá)科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品；KQ-200VDE 型雙頻數(shù)控超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司產(chǎn)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(chǎn)品。

1.2 試驗(yàn)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(zhì)量分?jǐn)?shù)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(lián)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制及多糖含量測(cè)定

參考蒽酮- 硫酸法來繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線并測(cè)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(biāo)，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(biāo)，測(cè)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(cè)量抑菌圈直徑法來測(cè)定玉米須多糖對(duì)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(guān)海寧等人[16]的研究方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同提取方法對(duì)玉米須多糖含量的影響

多糖不同提取法對(duì)提取率的影響見圖1。

圖1 多糖不同提取法對(duì)提取率的影響

由圖1 可知，酶聯(lián)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(lián)合超聲輔助法的提取率最多，可能因?yàn)槎邊f(xié)同作用使細(xì)胞壁消融更徹底，并且使細(xì)胞內(nèi)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(duì)DPPH 自由基清除率的影響見圖2。

由圖2 可知，酶聯(lián)合超聲輔助法所得多糖的清除DPPH 自由基能力最強(qiáng)，高達(dá)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(duì)DPPH 自由基的清除能力基本與提取率呈正比關(guān)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(qiáng)，可能是因?yàn)樵谝欢ǔ潭壬掀茐牧硕嗵堑慕Y(jié)構(gòu)，從而使得清除自由基的活性降低。

圖2 多糖不同提取法對(duì)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(lián)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(duì)α -葡萄糖苷酶有較強(qiáng)的抑制作用，不同方法提取的玉米須多糖對(duì)α -葡萄糖苷酶的抑制率隨其提取率的增加而增強(qiáng)，從而驗(yàn)證玉米須多糖具有相應(yīng)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(duì)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(cè)定指標(biāo)，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(guān)系，且對(duì)革蘭氏陰性菌的抑制能力強(qiáng)于革蘭氏陽性菌。

3 結(jié)論

采用5 種不同多糖提取方法，其中酶聯(lián)合超聲輔助法獲得多糖提取率最高，可能因?yàn)槎邊f(xié)同作用使細(xì)胞壁消融更徹底，并且使細(xì)胞內(nèi)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(fā)現(xiàn)玉米須多糖的相應(yīng)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(jié)構(gòu)，從而使得清除自由基的活性降低。酶聯(lián)合超聲輔助法所得多糖在相應(yīng)體外活性研究中均體現(xiàn)出最好效果，提示出多種手段聯(lián)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(yōu)勢(shì)，是一種條件溫和、操作簡(jiǎn)便、經(jīng)濟(jì)適用的多糖提取方法。