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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 玉米須多糖分離純化、初步鑒定及其生物活性的研究
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 目前大部分玉米須尚未得到充分利用,于其化學(xué)成分及藥理作用研究不深入，以致玉米須有效部位不明確有關(guān)，從而使大多數(shù)玉米須白白丟棄。本作品從玉米須多糖提取、分離、純化、結(jié)構(gòu)鑒定及有效部位活性及初步作用機(jī)制做出科學(xué)的評(píng)價(jià)，為玉米須的大規(guī)模開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。
- 詳細(xì)介紹：
- 摘 要 玉米須(stigma maydis)是禾本科作物玉米(Zea mays L.)的干燥花柱和柱頭，別名玉麥須，玉蜀黍，棒子毛。吉林省種植面積4000萬畝，3000株/畝，可年產(chǎn)玉米須90萬噸，是易于采集收集的藥材。近年國(guó)內(nèi)外的藥理研究及臨床應(yīng)用表明，玉米須多糖對(duì)抗菌、抗腫瘤、降血糖、利尿及抗結(jié)石形成、循環(huán)系統(tǒng)和肝的作用有關(guān)。但是，目前大部分玉米須尚未得到充分利用。于其化學(xué)成分及藥理作用研究不深入，以致玉米須有效部位不明確有關(guān)，從而使大多數(shù)玉米須白白丟棄。本作品從玉米須多糖提取、分離、純化、結(jié)構(gòu)鑒定及有效部位活性及初步作用機(jī)制做出科學(xué)的評(píng)價(jià)，為玉米須的大規(guī)模開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。 1. 科學(xué)性強(qiáng)，采用水提醇沉工藝，方法簡(jiǎn)單且可操作性強(qiáng)； 2. 首次優(yōu)化玉米須多糖脫色、脫蛋白、透析和分離工藝； 3. 首次對(duì)玉米須多糖農(nóng)藥殘留進(jìn)行檢測(cè)； 4. 首次對(duì)玉米須降糖有效部位進(jìn)行系統(tǒng)篩選，得出降糖活性部位為多糖，并對(duì)多糖的降血糖機(jī)理進(jìn)行了初步研究，同時(shí)具有調(diào)血脂的作用； 5. 首次采用核磁對(duì)玉米須多糖組成進(jìn)行初步鑒定。 關(guān)鍵詞：玉米須；多糖；工藝；生物活性 第一章 緒 論 1.1引言 玉米須（Stigma Maydis，SM或Corn Silk）又名玉麥須，為禾本科植物玉蜀黍Zea maL．的花柱和柱頭。主要產(chǎn)于四川、河北、河南、山東及東北等地，秋季收獲玉米時(shí)采收，鮮時(shí)黃綠色至紅褐色，干后黃白色或淺棕色，干用、鮮用均可，鮮用量加倍。其最早藥用記載見于《滇南本草》。它含有多種化學(xué)成分，如揮發(fā)油、皂苷、生物堿、黃酮類、多聚戊糖、尿囊素、有機(jī)酸、脂溶性維生素K3、維生素等。其性甘、味平、無毒；有利尿、止血、平肝、利膽之效?？捎糜谥委熌I炎膽結(jié)石、糖尿病、黃疸、麻疹、乳糜血尿、血崩等癥。現(xiàn)代藥理研究證明玉米須提取物有顯著的利尿、降血糖、抑菌、降壓、增強(qiáng)免疫、抗癌等功效。其中玉米須多糖含量占玉米須干質(zhì)量的4.87%，為玉米須功能因子中含量最高的物質(zhì)。玉米須多糖具有多種功效活性，因此其功能性研究備受關(guān)注。本作品包括玉米須多糖的提取、純化、結(jié)構(gòu)鑒定及生物活性的研究，旨在促進(jìn)玉米須資源的進(jìn)一步研究開發(fā)。 1.2.玉米須多糖的研究現(xiàn)狀 1.2.1玉米須多糖的提取 玉米須多糖類物質(zhì)是由10個(gè)及10個(gè)以上單糖組成的高聚物，其分子量大，在50℃時(shí)可以完全溶解，但不溶于乙醇、丙酮、石油醚等有機(jī)溶劑，因此可以利用其物理化學(xué)性質(zhì)，采用熱水提取法進(jìn)行提取。 （1）直接水提醇沉法 （2）超聲輔助提取法 （3）酶輔助提取法 （4）微波輔助提取法 1.2.2玉米須多糖的分離純化 提取的玉米須多糖中往往混雜著蛋白質(zhì)、色素、低聚糖等雜質(zhì)，需要進(jìn)一步分離。目前，玉米須多糖除蛋白多采用Sevag法，通常以正丁醇-氯仿（1：4）作為沉淀劑，加入到樣品水溶液中振搖。除色素采用有機(jī)溶劑和大孔吸附樹脂的方法，純化方面采用透析袋進(jìn)行分子量截流。 總之，玉米須多糖的分離、純化方法研究的還不夠深入，有待于進(jìn)一步的提高。 1.2.3玉米須多糖的結(jié)構(gòu)鑒定 日本學(xué)者突永一枝對(duì)Manchuxian品種的玉米糖類分析結(jié)果表明，主要是葡萄糖、戊聚糖和半乳聚糖，戊聚糖主要是木聚糖。南斯拉夫Yosip N.等人用Tollens方法對(duì)玉米須中的半纖維素進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)有L-阿拉伯糖和半乳糖。李波得出玉米須多糖主要由葡萄糖、半乳糖、阿拉伯糖、半乳糖醛酸、甘露糖和木糖所組成，它們的比例為1:0.89:0.48:0.39:0.34:0.26。其中，木糖的構(gòu)型為α-D-吡喃環(huán)，阿拉伯糖的構(gòu)型為α-L-呋喃環(huán)，葡萄糖的構(gòu)型為α-D-吡喃環(huán)，甘露糖的構(gòu)型為β-D-吡喃環(huán)。 1.2.4玉米須多糖的藥理作用 (1) 調(diào)節(jié)免疫功能的作用 (2) 抗腫瘤作用 玉米須多糖抑制肝癌SMMC-7721細(xì)胞的增殖,誘導(dǎo)肝癌細(xì)胞凋亡。 (3) 對(duì)肝的作用 玉米須多糖對(duì)CYP450具有選擇性抑制作用，可阻止CCL4在肝微粒體內(nèi)的代謝活化。 (4) 降糖作用 玉米須多糖能夠降低糖尿病小鼠血糖，促進(jìn)肝糖元合成，加快糖異生；對(duì)糖尿病小鼠糖代謝器官損傷有修復(fù)作用。同時(shí)也研究玉米須多糖對(duì)正常小鼠有一定降糖作用。 (5) 利尿作用 玉米須多糖可明顯增加大、小鼠的排尿量,增加尿液中K+、Cl-的含量，增加腎衰竭大鼠的排尿量，提示玉米須多糖具有明顯的利尿作用。 (6) 解熱作用 玉米須多糖對(duì)大鼠干酵母混懸液致熱和2, 4-二硝基苯酚致熱均有明顯的解熱作用，作用強(qiáng)度隨藥物劑量增加而增強(qiáng)。 (7) 利膽作用 玉米須多糖現(xiàn)對(duì)大鼠膽囊分泌有明顯的促進(jìn)作用；能減輕膽囊重量，并推測(cè)其可能有加速小鼠膽囊收縮排空的作用。 (8) 延長(zhǎng)胃排空時(shí)間的作用和降低體重作用 玉米須多糖能延長(zhǎng)胃排空時(shí)間、具有降低動(dòng)物體重的作用，使胃排空時(shí)間延長(zhǎng)，食欲降低，腸蠕動(dòng)加速，排便數(shù)量增加。 (9) 毒性 《中藥大辭典》記載，玉米須低毒，而美國(guó)食品藥物管理局確認(rèn)為玉米須安全、無毒的物質(zhì)，且玉米須提取物所制藥品也確認(rèn)為非處方藥。 第二章 玉米須多糖脫色工藝的研究 玉米須2008年10月采自吉林省吉林市郊區(qū)，吉林大學(xué)王廣樹鑒定為甜粘1號(hào)。 1. 提取 采用正交設(shè)計(jì)超聲、微波輔助和熱回流提取比較，結(jié)果提取率相差不多。從儀器設(shè)備等經(jīng)濟(jì)成本考慮，試驗(yàn)最后采納熱回流水提取，試驗(yàn)方法、結(jié)果簡(jiǎn)述如下： 分別就料液比（15、20、30、40、50倍），提取時(shí)間（0.5、1、1.5、2、3.0小時(shí)），提取次數(shù)（1、2、3、4、5次），提取溫度（80、85、90、95、100℃）4個(gè)單因素試驗(yàn)。 在考察單因素基礎(chǔ)上做正交試驗(yàn)得出最佳工藝條件。 玉米須粉碎，過40目篩，干燥至恒重，精密稱取100g玉米須放入5000mL的圓底燒瓶中，加入10倍量的水，浸泡過夜，加水至3000mL，90℃水浴加熱30min，提取三次，濾液合并，濃縮，醇沉，離心，真空干燥得粗多糖。產(chǎn)率為11.38%。 2. 脫色 2.1 色素吸光度的測(cè)定 根據(jù)互補(bǔ)色選擇450nm波長(zhǎng)為檢測(cè)波長(zhǎng)，測(cè)定溶液的吸光度。用蒸餾水作空白液，測(cè)定脫色后樣品液的吸光度。 多糖脫色率(%)=（脫色前色素吸光度-脫色后色素吸光度）/脫色前色素吸光度×100% 2.2樣品液的脫色 2.2.1活性炭和雙氧水脫色工藝研究 活性炭和雙氧水兩種脫色劑分別對(duì)不同量的脫色劑、脫色時(shí)間、加熱溫度等進(jìn)行單因素試驗(yàn)后，做正交試驗(yàn)得出： 玉米須多糖活性炭脫色最佳工藝條件：活性炭用量為2%，脫色時(shí)間為80min，加熱溫度為60℃，脫色率為14.76%，損失率13.01%。 雙氧水脫色最佳工藝條件：樣液比為1: 0.15，脫色時(shí)間2h，加熱溫度50℃，pH值為6，脫色率為90.70%，損失率18.80%。 活性炭具有多孔結(jié)構(gòu)，有脫色、脫臭的良好效果。但必須選擇質(zhì)量好、可溶性淀粉和雜質(zhì)少的試劑，并注意控制脫色條件。過氧化氫脫色的基本原理是利用其氧化性破壞多糖中的有色物質(zhì)。對(duì)玉米須色素有很好的脫除效果，脫色率能達(dá)到70%以上。在試驗(yàn)中出現(xiàn)提高脫色劑用量、延長(zhǎng)時(shí)間、提高溫度，玉米須多糖的損失率都有所增加，說明氧化劑對(duì)多糖的穩(wěn)定性有一定的影響。pH值是所有影響因素中最特殊的一個(gè)因素，當(dāng)它為6時(shí)，多糖損失不到1%，而其它pH值條件下，多糖損失是其十幾倍。從多糖脫色率、損失率及節(jié)約能源角度等綜合原因考慮，雙氧水脫色工藝條件優(yōu)于活性炭。 2.2.2次氯酸鈉脫色工藝的研究 脫色劑次氯酸鈉分別對(duì)脫色劑用量、脫色時(shí)間、加熱溫度以及pH進(jìn)行單因素試驗(yàn)，做正交試驗(yàn)及采用綜合評(píng)分。 第三章 玉米須多糖脫蛋白工藝的研究 1. 分析方法 按常規(guī)苯酚一硫酸法測(cè)多糖含量，在490nm處以葡萄糖為對(duì)照品，60～140μg／mL范圍內(nèi)測(cè)吸光度，得回歸方程為:A=5.945C-0.0377（n=5）,r=0.9995。用考馬斯亮藍(lán)G-250方法測(cè)蛋白質(zhì)含量，在595nm處以標(biāo)準(zhǔn)小牛血清蛋白為對(duì)照品，0.12～0.25mg/mL范圍內(nèi)測(cè)吸光度，得回歸方程：A=5.4954C-0.2806（n=5）， r=0.9997。 多糖剩余率(％)=脫蛋白后多糖含量／脫蛋白前多糖含量×100% 蛋白去除率(％)=(脫蛋白前蛋白含量一脫蛋白后蛋白含量)／脫蛋白前蛋白含量×100% 綜合評(píng)分=(每次脫蛋白率%/每組最高脫蛋白率) ×0.5×100+(每次多糖剩余率%/每組最高多糖剩余率) ×0.5×100 2. 試驗(yàn)方法 木瓜蛋白酶脫玉米須多糖中蛋白質(zhì)的單因素最佳pH5.0，酶解時(shí)間1h，沸水浴5min滅酶，冷卻至室溫后，5000r/min離心，加入的順序以先加入酶水解蛋白，后用Sevag（氯仿-正丁醇體積比為5:1，樣液與試劑體積比為2:1）除蛋白效果好。前面因素固定后，分別用木瓜蛋白酶與樣液的酶底比（0、1.0、1.5、2.0、2.5mg/L）、水浴溫度(40、50、60、70℃)、振蕩時(shí)間(0、2、5、8、11min)、脫蛋白次數(shù)(0、1、2、3、4次)4個(gè)因素做單因素試驗(yàn)，計(jì)算脫蛋白率、多糖剩余率和綜合評(píng)分。 3. 結(jié)果與討論 Sevag+酶法脫蛋白最佳工藝條件酶為底比2.5(mg/L) 、溫度50℃、振蕩時(shí)間8min、脫蛋白次數(shù)2次，脫蛋白率69.97%，多糖剩余率94.51%，多糖純度由21.88%提高為37.77%。 Sevag法利用有機(jī)溶劑使蛋白質(zhì)變性成不溶狀態(tài)的原理脫蛋白，隨著脫蛋白次數(shù)的增加，脫蛋白率逐漸增加，多糖損失率也在增加；酶法較Sevag法相比操作條件簡(jiǎn)單、溫和，利于保持多糖的活性、避 免使用有機(jī)溶劑，但酶底比較高時(shí)，有殘留蛋白；Sevag+酶法脫蛋白，粗多糖經(jīng)酶處理后，大部分游離蛋白質(zhì)水解，經(jīng)過2次Sevag法脫蛋白處理，即可達(dá)到理想的脫蛋白效果，比單用酶法酶的用量減少了，即節(jié)約了成本又提高了脫蛋白率，所以此法是一種值得推廣的方法。 第四章 玉米須多糖分離工藝的研究 1. 透析 玉米須多糖在脫色、除蛋白后還有小分子的雜質(zhì)，可以采用透析的方法除去，提高多糖的純度和減少對(duì)DEAE填料的污染，提高分離純化效果。在單因素基礎(chǔ)上，通過3因素3水平的正交試驗(yàn)優(yōu)化最佳條件。結(jié)果透析液與緩沖液體積比為1:50的最佳透析條件為透析時(shí)間為7 h，溫度為30 ℃，更換緩沖液次數(shù)為3次。多糖純度由原來的27.0%提高到42.35%；多糖的損失率為9.25%。 2. DEAE純化 用硫酸-苯酚法測(cè)得未處理的粗多糖中總多糖含量為30.68%。 DEAE-纖維素精制玉米須多糖的效果比較理想，最終得到的玉米須多糖是無色的、純度也很高，而且多糖的損失率也很低， DEAE-纖維素柱精制的最佳工藝條件為：用濃度為0.01、0.03、0.05、0.1、0.2、0.5mol/L的NaCl溶液梯度洗脫，流速為1.5mL/min。 3. Sephadex LH-20分離 取40mg精制后的玉米須多糖，溶解于1mL蒸餾水中，用0.2μm微孔濾膜過濾后，利用DEAE-52進(jìn)行柱層析，用蒸餾水、0.01、0.03、0.05、0.1、0.2、0.5和1mol/LNaCl溶液相繼洗脫，分瓶收集，苯酚硫酸法測(cè)定吸光度，得到吸光度曲線。 將洗脫曲線各峰對(duì)應(yīng)多糖組分分別命名為SMPS1-SMPS8，其中SMPS1峰呈正態(tài)分布曲線，透析除去NaCl，然后旋蒸濃縮至體積為1mL。 為了驗(yàn)證SMPS1是否為均一組分，用Sephadex LH-20對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證，并進(jìn)一步純化多糖。濃縮后的SMPS1溶液用0.22μm微孔濾膜過濾后，從上端加入到層析柱中，用33%甲醇溶液洗脫，流速控制在0.5mL/min，分瓶收集，每4min收集一瓶，苯酚硫酸法測(cè)每管洗脫組分的吸光度，繪制洗脫曲線。 第五章 結(jié)構(gòu)初步鑒定 1. MPS1的紫外光譜檢測(cè) SMPS1在190nm到400nm波長(zhǎng)處進(jìn)行紫外掃描，SMPS1在260nm和280處沒有吸收，說明沒有核酸和蛋白質(zhì)。 2. SMPS1的紅外光譜檢測(cè) 一般多糖類物質(zhì)的特征吸收峰：3389.2cm-1處為分子間0-H鍵的伸縮振動(dòng)；2922cm-1為C-H伸縮振動(dòng)吸收峰 ，1730 cm-1沒有糖醛酸的吸收峰，1656.1cm-1處的吸收峰為多糖的水合振動(dòng)峰；1358.0cm-1為C-H鍵變角伸縮振動(dòng)；1162.6-952.7cm-1、為分子中C-0鍵的伸縮振動(dòng)；861.5cm-1表明該多糖具有α型糖苷鍵。 將干燥的SMPS1溶于1.0ml重水中，進(jìn)行一維核磁共振氫譜檢測(cè)。 SMPS1的1H-NMR圖中異頭氫質(zhì)子H-1的化學(xué)位移大于4.95 ppm ，表明其單糖組成為α型吡喃糖。在4.5～6 ppm區(qū)域內(nèi)有四個(gè)質(zhì)子信號(hào)，表示該組分可能四種單糖組成。δ4.95ppm為D-半乳糖(α構(gòu)型)； δ5.00ppm 為D-葡萄糖；δ5.05 ppm 為L(zhǎng)-鼠李糖(α構(gòu)型)；δ5.67 ppm 為甘露聚糖，根據(jù)峰面積可得出其摩爾比率依次為：1.65：1：0.38：0.14。。由于此糖量少不能做碳譜和二維譜，不能具體得出鏈接方式。 4.玉米須純化多糖組成成分的氣質(zhì)研究 將玉米須純化多糖用三氟乙酸水解，加鹽酸-羥胺、吡啶、乙酸酐乙?；?，然后進(jìn)行GC-MS分析。 與各標(biāo)準(zhǔn)糖的出峰保留時(shí)間（圖7）對(duì)比及普庫(kù)分析，可知玉米須純化多糖中單糖的組成為：果糖、鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖、半乳糖。 其摩爾比率依次為：0.0609:0.097:0.257:0.241:0.833:1:1.089 第六章 玉米須多糖的生物活性研究 1. 降血糖活性部位的篩選 對(duì)玉米須進(jìn)行提取分離，得到水提取物、60%乙醇提取物、水提醇沉提取物、正丁醇萃取物及水提醇沉上清液5個(gè)部位，以這5個(gè)部位分別灌胃給予四氧嘧啶造模的高血糖小鼠，觀察它們對(duì)高血糖小鼠血糖的影響。結(jié)果玉米須水提物、60%乙醇提物和水提醇沉提取物均有降低高血糖小鼠血糖的作用（與模型組比較，p<0.05），其中以水提醇沉提取物的降血糖作用趨勢(shì)最明顯；正丁醇萃取物組和水提醇沉上清液組對(duì)高血糖小鼠血糖值無影響（與模型組比較，p>0.05）。 從而得出吉林產(chǎn)玉米須中降血糖的活性部位為多糖類成分。 2. 對(duì)糖尿病伴高血脂小鼠作用 實(shí)驗(yàn)采用以尾靜脈注射四氧嘧啶的方法造小鼠高血糖模型。選擇血糖值高于11.1mmol/L的小鼠為高血糖模型小鼠。取70只造模成功的小鼠，根據(jù)血糖值和體重隨機(jī)分組，即：模型組、陽(yáng)性藥組、玉米須純化多糖低、中、高劑量組，每組10只，另隨機(jī)取10只小鼠（未造模）作為空白組，各組均灌胃（ig）給藥，給藥體積為20mL/kg，每天一次，連續(xù)給藥30d。 與空白組比較，模型組第0d、10d、20d和30d的血糖均顯著升高（P<0.05），表明小鼠高血糖模型成功；與模型組比較，陽(yáng)性藥組第20d和30d血糖值降低（P<0.05），純化多糖中劑量組和大劑量組第30d血糖值降低（P<0.05）。 與空白組比較，模型組小鼠血TG水平顯著升高（P<0.05），表明高血糖小鼠伴有明顯血脂異常；與模型組比較，純化多糖大劑量組高血糖小鼠血中CHO和TG水平顯著降低（P<0.05）。 3. 對(duì)單純高血脂大鼠降血脂作用 Wistar雄性大白鼠72只，體重120～160g，隨機(jī)分成6組，每組12只。其中1組為空白對(duì)照組，其余為高脂飲食組，分別給予普通飼料和高脂飼料15天，第15天采血測(cè)血脂，再按血脂水平將高脂飲食組隨機(jī)分為5組。 與空白對(duì)照組比較,模型對(duì)照組可見血清TC、TG、LDL-c及AI含量明顯升高（p<0.001），HDL-c含量明顯下降（p<0.01），表明大鼠高脂血癥模型復(fù)制成功。與模型對(duì)照組相比， 玉米須多糖中劑量組和大劑量組可明顯降低血清TC、TG、LDL-c及AI（p<0.05或p<0.01）,升高HDL-c（p<0.05或p<0.01） 4.對(duì)腎上腺素所致高血糖小鼠的影響 采用皮下注射0.1%腎上腺素造小鼠高血糖模型，觀察造模后30min、60min、90min后小鼠血糖的變化，90min時(shí)取肝臟等臟器，測(cè)定肝糖原含量并計(jì)算臟器指數(shù)，研究玉米須多糖對(duì)腎上腺素所致高血糖小鼠的影響。結(jié)果玉米須多糖中、高劑量組能明顯降低60min和90min腎上腺素所致高血糖小鼠的血糖值，并增加小鼠體內(nèi)肝糖原含量，與模型組比較差異顯著P<0.05。得出玉米須多糖具有明顯的對(duì)抗對(duì)腎上腺素所致高血糖的作用，并增加小鼠體內(nèi)肝糖原儲(chǔ)備。 第七章 玉米須中阿特拉津含量的測(cè)定 阿特拉津是一種被廣泛使用于玉米的除草劑，在土壤中半衰期較長(zhǎng),部分地區(qū)地下水和地表水中發(fā)現(xiàn)有阿特拉津殘留,它被列為環(huán)境荷爾蒙的可疑物質(zhì)，進(jìn)行玉米農(nóng)藥限量標(biāo)準(zhǔn)比較是十分必要的。玉米須中阿特拉津用甲醇水( 1+1) 提取,提取液過濾后, 濾液用二氯甲烷- 石油醚混合溶劑萃取,經(jīng)石油醚- 乙腈液液分配, 硅鎂吸附凈化, 用乙醚- 石油醚淋洗, 洗脫液濃縮后用正己烷定容，GC-MS測(cè)定含量。 GC-MS法測(cè)定，氣相色譜測(cè)定條件 柱溫： 150 ℃ 220 ℃ 300 ℃； 升溫速率為10 ℃/min（柱溫： 150 ℃ 220 ℃）， 升溫速率為30 ℃/min（柱溫：150 ℃ 220 ℃）； 檢測(cè)器溫度：340 ℃；進(jìn)樣器溫度：200 ℃； 載氣(N2)：5.0 mL/min；尾吹氣：60 mL/min； 進(jìn)樣量:1 μL 結(jié)果玉米須中無阿特拉津殘留。測(cè)定吉林市郊區(qū)三個(gè)產(chǎn)不同品種的玉米須中阿特拉津殘留結(jié)果均未檢出。 結(jié) 論 1. 采用水提醇沉工藝，方法簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)實(shí)用，可操作性強(qiáng)； 2. 首次比較玉米須多糖雙氧水和活性炭脫色工藝，得出雙氧水優(yōu)于活性炭，最佳工藝條件為：樣液比為1:0.15，脫色時(shí)間2h，加熱溫度50℃，pH值為6，脫色率為90.70%，損失率18.80%； 3.首次采用綜合評(píng)分比較玉米須多糖次氯酸鈉和雙氧水脫色工藝結(jié)果脫色率為為96.15%。多糖損失率為10.02%，綜合評(píng)分為93.47。表明實(shí)驗(yàn)所確定的工藝條件為最優(yōu)條件，并穩(wěn)定可行。 4. 首次將Sevag+酶法用于玉米須多糖除蛋白的工藝，并進(jìn)行綜合評(píng)分考察，得出最佳工藝條件酶為底比2.5(mg/L) 、溫度50℃、振蕩時(shí)間8min、脫蛋白次數(shù)2次，脫蛋白率69.97%，多糖剩余率94.51%，多糖純度由21.88%提高為37.77%； 5. 首次在公開出版物中詳細(xì)發(fā)表透析工藝的研究，得出透析液與緩沖液體積比為1:50的最佳透析條件為透析時(shí)間為7 h，溫度為30 ℃，更換緩沖液次數(shù)為3次。多糖純度由原來的27.0%提高到42.35%；多糖的損失率9.25%； 6. 首次對(duì)玉米須降糖有效部位進(jìn)行系統(tǒng)篩選，得出降糖活性部位為多糖，同時(shí)具有調(diào)血脂的作用； 7. 首次對(duì)玉米須多糖農(nóng)藥殘留進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果為無，在農(nóng)藥除草劑阿特拉津殘留這項(xiàng)可以安全使用。 8.核磁對(duì)玉米須均一多糖采用核磁進(jìn)行結(jié)構(gòu)進(jìn)行初步鑒定，得出：此均一多糖由四種單糖組成D-半乳糖、 D-葡萄糖、 L-鼠李糖、甘露聚糖(α構(gòu)型)，其摩爾比率依次為：1.65：1：0.38：0.14。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 目的：本作品從玉米須多糖提取、分離、純化、結(jié)構(gòu)鑒定及有效部位活性及初步作用機(jī)制做出科學(xué)的評(píng)價(jià)，為玉米須的大規(guī)模開發(fā)利用提供科學(xué)依據(jù)。 基本思路： 1.優(yōu)化玉米須多糖提取、分離、純化的工藝條件；2.鑒定玉米須多糖的組成成分； 3.驗(yàn)證玉米須多糖降糖作用的有效部位及初步探討作用機(jī)制，用腎上腺素法和四氧嘧啶法驗(yàn)證降糖活性及其機(jī)制的探討和調(diào)血脂作用的研究； 4.檢測(cè)玉米須多糖阿特拉津的殘留。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 1. 采用水提醇沉工藝，方法簡(jiǎn)單且可操作性強(qiáng)； 2. 首次優(yōu)化玉米須多糖脫色、脫蛋白和透析工藝； 3. 首次對(duì)玉米須降糖有效部位進(jìn)行系統(tǒng)篩選，得出降糖活性部位為多糖；對(duì)多糖的降血糖機(jī)理進(jìn)行了初步研究，同時(shí)具有調(diào)血脂的作用； 4. 首次對(duì)玉米須多糖農(nóng)藥殘留進(jìn)行檢測(cè)； 5. 首次采用核磁鑒定玉米須多糖的組成。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 1. 合理利用自然資源：因其深加工用途廣泛，增值效益和開發(fā)潛力非常大； 2. 提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化：在采集與開發(fā)方面，上聯(lián)市場(chǎng)下聯(lián)千萬農(nóng)戶；在規(guī)模開發(fā)方面，該項(xiàng)目具有技術(shù)含量高、產(chǎn)品成本低、可工業(yè)化推廣； 3. 增加農(nóng)民收入：項(xiàng)目直接產(chǎn)品的市場(chǎng)投放，將有效地帶動(dòng)玉米種植業(yè)的發(fā)展； 4. 提高農(nóng)業(yè)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力：市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)十分明顯，具有強(qiáng)勁的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力和大規(guī)模生產(chǎn)開發(fā)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 1. 比較不同時(shí)期玉米須多糖含量的差異及蛋白質(zhì)的純化 方法：采用熱回流法提取多糖及木瓜蛋白酶除去蛋白質(zhì)。通過單因素和正交實(shí)驗(yàn)找到木瓜蛋白酶的最優(yōu)條件。結(jié)果：乳熟期多糖含量為10.01%，成熟期為4.70%，乳熟期柱頭含量為12.58%；酶水解正交試驗(yàn)最優(yōu)條件為:酶底比1.0%、pH值5.5、體系在水浴中水解1.5 h,溫度為40℃。結(jié)論：乳熟期多糖含量高于成熟期；乳熟期柱頭含量最高，酶法可作為玉米須多糖的脫蛋白的工藝，除蛋白率60.31%，損失率為14.71%。 2. 優(yōu)化玉米須多糖Sevag法脫蛋白質(zhì)的工藝條件 方法：在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過4因素3水平正交試驗(yàn)研究脫蛋白質(zhì)工藝。4因素為正丁醇與氯仿體積比、多糖樣液與Sevag試劑體積比、振蕩時(shí)間和脫蛋白次數(shù)。結(jié)果：最優(yōu)脫蛋白工藝為氯仿與正丁醇比5：1，樣液與試劑比2：1，振蕩時(shí)間8min，脫蛋白次數(shù)4次。
獲獎(jiǎng)情況
- 學(xué)生工作 1.獲吉林省化工年會(huì) 2010 二等獎(jiǎng) 三等獎(jiǎng);相關(guān)作品2010年獲吉林省挑戰(zhàn)杯二等獎(jiǎng) 2.2011年投稿核心期刊《中藥材》，學(xué)生參與第八屆全國(guó)天然有機(jī)化學(xué)會(huì)議論文工作 3.2011年投稿《吉林化工學(xué)院學(xué)報(bào)》 老師工作 1．第七屆吉林省自然科學(xué)學(xué)術(shù)成果 2009 三等獎(jiǎng) 2．吉林市優(yōu)秀論文獎(jiǎng) 2009 、2010 四個(gè)一等獎(jiǎng)
鑒定結(jié)果
- 1.首次開發(fā)降血糖有效部位為多糖，確定最佳提取、脫色、脫蛋白的工藝條件。 2.首次對(duì)多糖阿特拉津殘留進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果為無； 3.首次采用核磁鑒定玉米須多糖的組成為半乳糖、鼠李糖、葡萄糖、甘露聚糖。
參考文獻(xiàn)
- [1] Wang Tingting, Fu Chaomei, Li Yu Ting, et al. Study on orthogonal experiment design of removing protein from crude polysaccharide of Dwarf Lilyturf Root Tuber [J]. Chinese Journal of New Drugs, 2008, 17(9), pp. 769-771. [2] 周鴻立,張艷,楊英杰,等.玉米須降血糖活性部位的篩選研究[J].上海中醫(yī)藥雜志，2009,（10）． [3] 湯魯宏,丁宵霖,尤麗芬,等.玉米須生物活性成分的初步研究―玉米須多糖及其免疫增強(qiáng)作用[J].無錫輕工大學(xué)學(xué)報(bào)，1995，14（4）:319～325. [4]劉娟,楊光,韓曉強(qiáng).玉米須多糖提取及其含量測(cè)定方法[J].黑龍江醫(yī)藥科學(xué),2005,28（5）． [5] 盛家榮,曾令輝,翟春,等.多糖的提取、分離及結(jié)構(gòu)分析[J].廣西師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,1999,16（4）:49-54. [6] 董群,鄭麗伊,方積年.改良的苯酚—硫酸法測(cè)定多糖和寡糖含量的研究.中國(guó)藥學(xué)雜志,1996,9(31):550～553. [7] 張惟杰主編.復(fù)合多糖生化研究技術(shù)[M].上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1987. [8] 王文玲,黃雪松,曾莉莎.大蒜多糖的研究綜述[J].廣州食品工業(yè)科技,2005,20(4):144-146. [9] 魏紹云,齊慧玲,王繼倫,等.苯酚一硫酸法測(cè)定白芨多糖[J].天津化工,2000,(3):35-36. [10] 劉媛,薛慧中,楊文革,等.玉米須多糖的提取及含量測(cè)定[J].南京中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào).1999,15(3):90-91.
同類課題研究水平概述
- 國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 藥理部分 1. 降血糖作用 ①提取物降血糖作用 李偉等以玉米水煎劑和復(fù)方糖尿凈對(duì)四氧嘧啶所致糖尿病小鼠有顯著治療作用,對(duì)葡萄糖、腎上腺素引起的高血糖小鼠有降糖效果,對(duì)正常對(duì)照無影響。 ②有效部位降血糖作用 多糖降血糖作用 劉娟等采用四氧嘧啶法進(jìn)行小鼠糖尿病造模，采用葡萄糖氧化酶法進(jìn)行血糖測(cè)定，通過測(cè)定肝糖元含量的方法來觀察玉米須多糖對(duì)糖代謝的影響;通過測(cè)定肝臟損傷后修復(fù)相關(guān)酶觀察玉米須多糖對(duì)糖尿病小鼠糖代謝器官損傷后的修復(fù)作用。發(fā)現(xiàn)玉米須多糖能夠降低糖尿病小鼠血糖，促進(jìn)肝糖元合成，加快糖異生；對(duì)糖尿病小鼠糖代謝器官損傷有修復(fù)作用。同時(shí)也研究玉米須多糖對(duì)正常小鼠有一定降糖作用。 2.降血脂作用 Miura T.報(bào)道玉米須水提物能夠明顯降低正常小鼠和實(shí)驗(yàn)小鼠血中膽固醇含量。對(duì)正常小鼠血中甘油三酯能夠顯著降低。對(duì)實(shí)驗(yàn)小鼠血中甘油三酯含量未影響。結(jié)果提示,玉米須水提物降膽固醇作用是由于阻止膽固醇在肝臟合成。 3.毒性 杜鵑報(bào)道玉米須多糖的小鼠急性毒性實(shí)驗(yàn)表明,玉米須多糖毒性低,無法測(cè)到半數(shù)致死量(LD50)。小鼠對(duì)玉米須多糖的最大耐受量為45g/kg。《中藥大辭典》記載,玉米須低毒;而美國(guó)食品藥物管理局確認(rèn)為玉米須安全、無毒的物質(zhì),且玉米須提取物所制藥品也確認(rèn)為非處方藥。 化學(xué)部分 （1）多糖提取 ①直接水提醇沉法 ②超聲輔助提取法 劉娟報(bào)道對(duì)超聲波法提取玉米須多糖的工藝研究確立的最優(yōu)工藝為超聲溫度60℃，固液比為30倍，超聲時(shí)間60min，超聲提取4次，多糖提取率為3.55%。 ③酶輔助提取法 （2）多糖純化 玉米須多糖除蛋白多采用Sevag法，通常以正丁醇-氯仿（1：4）作為沉淀劑，加入到樣品水溶液中振搖。除色素采用有機(jī)溶劑和大孔吸附樹脂的方法，純化方面采用透析袋透析進(jìn)行分子量截流。
