基本信息
- 項目名稱：
- 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
- 大類：
- 自然科學類學術(shù)論文
- 簡介：
- 目前大部分玉米須尚未得到充分利用,于其化學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制做出科學的評價，為玉米須的大規(guī)模開發(fā)利用提供科學依據(jù)。
- 詳細介紹：
- 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。近年國內(nèi)外的藥理研究及臨床應(yīng)用表明，玉米須多糖對抗菌、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制做出科學的評價，為玉米須的大規(guī)模開發(fā)利用提供科學依據(jù)。 1. 科學性強，采用水提醇沉工藝，方法簡單且可操作性強； 2. 首次優(yōu)化玉米須多糖脫色、脫蛋白、透析和分離工藝； 3. 首次對玉米須多糖農(nóng)藥殘留進行檢測； 4. 首次對玉米須降糖有效部位進行系統(tǒng)篩選，得出降糖活性部位為多糖，并對多糖的降血糖機理進行了初步研究，同時具有調(diào)血脂的作用； 5. 首次采用核磁對玉米須多糖組成進行初步鑒定。 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，秋季收獲玉米時采收，鮮時黃綠色至紅褐色，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》。它含有多種化學成分，如揮發(fā)油、皂苷、生物堿、黃酮類、多聚戊糖、尿囊素、有機酸、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，旨在促進玉米須資源的進一步研究開發(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個及10個以上單糖組成的高聚物，其分子量大，在50℃時可以完全溶解，但不溶于乙醇、丙酮、石油醚等有機溶劑，因此可以利用其物理化學性質(zhì)，采用熱水提取法進行提取。 （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。除色素采用有機溶劑和大孔吸附樹脂的方法，純化方面采用透析袋進行分子量截流。 總之，玉米須多糖的分離、純化方法研究的還不夠深入，有待于進一步的提高。 1.2.3玉米須多糖的結(jié)構(gòu)鑒定 日本學者突永一枝對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方法對玉米須中的半纖維素進行了研究，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細胞的增殖,誘導(dǎo)肝癌細胞凋亡。 (3) 對肝的作用 玉米須多糖對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，促進肝糖元合成，加快糖異生；對糖尿病小鼠糖代謝器官損傷有修復(fù)作用。同時也研究玉米須多糖對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，作用強度隨藥物劑量增加而增強。 (7) 利膽作用 玉米須多糖現(xiàn)對大鼠膽囊分泌有明顯的促進作用；能減輕膽囊重量，并推測其可能有加速小鼠膽囊收縮排空的作用。 (8) 延長胃排空時間的作用和降低體重作用 玉米須多糖能延長胃排空時間、具有降低動物體重的作用，使胃排空時間延長，食欲降低，腸蠕動加速，排便數(shù)量增加。 (9) 毒性 《中藥大辭典》記載，玉米須低毒，而美國食品藥物管理局確認為玉米須安全、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)，吉林大學王廣樹鑒定為甜粘1號。 1. 提取 采用正交設(shè)計超聲、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)濟成本考慮，試驗最后采納熱回流水提取，試驗方法、結(jié)果簡述如下： 分別就料液比（15、20、30、40、50倍），提取時間（0.5、1、1.5、2、3.0小時），提取次數(shù)（1、2、3、4、5次），提取溫度（80、85、90、95、100℃）4個單因素試驗。 在考察單因素基礎(chǔ)上做正交試驗得出最佳工藝條件。 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 色素吸光度的測定 根據(jù)互補色選擇450nm波長為檢測波長，測定溶液的吸光度。用蒸餾水作空白液，測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不同量的脫色劑、脫色時間、加熱溫度等進行單因素試驗后，做正交試驗得出： 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)。對玉米須色素有很好的脫除效果，脫色率能達到70%以上。在試驗中出現(xiàn)提高脫色劑用量、延長時間、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因素，當它為6時，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脫色劑用量、脫色時間、加熱溫度以及pH進行單因素試驗，做正交試驗及采用綜合評分。 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)苯酚一硫酸法測多糖含量，在490nm處以葡萄糖為對照品，60～140μg／mL范圍內(nèi)測吸光度，得回歸方程為:A=5.945C-0.0377（n=5）,r=0.9995。用考馬斯亮藍G-250方法測蛋白質(zhì)含量，在595nm處以標準小牛血清蛋白為對照品，0.12～0.25mg/mL范圍內(nèi)測吸光度，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℃)、振蕩時間(0、2、5、8、11min)、脫蛋白次數(shù)(0、1、2、3、4次)4個因素做單因素試驗，計算脫蛋白率、多糖剩余率和綜合評分。 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法相比操作條件簡單、溫和，利于保持多糖的活性、避 免使用有機溶劑，但酶底比較高時，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，苯酚硫酸法測定吸光度，得到吸光度曲線。 將洗脫曲線各峰對應(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。 為了驗證SMPS1是否為均一組分，用Sephadex LH-20對其進行驗證，并進一步純化多糖。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 SMPS1在190nm到400nm波長處進行紫外掃描，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 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；2922cm-1為C-H伸縮振動吸收峰 ，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峰；1358.0cm-1為C-H鍵變角伸縮振動；1162.6-952.7cm-1、為分子中C-0鍵的伸縮振動；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，進行一維核磁共振氫譜檢測。 SMPS1的1H-NMR圖中異頭氫質(zhì)子H-1的化學位移大于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)有四個質(zhì)子信號，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-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、乙酸酐乙酰化，然后進行GC-MS分析。 與各標準糖的出峰保留時間（圖7）對比及普庫分析，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 對玉米須進行提取分離，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個部位，以這5個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最明顯；正丁醇萃取物組和水提醇沉上清液組對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. 對糖尿病伴高血脂小鼠作用 實驗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)血糖值和體重隨機分組，即：模型組、陽性藥組、玉米須純化多糖低、中、高劑量組，每組10只，另隨機取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，隨機分成6組，每組12只。其中1組為空白對照組，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天采血測血脂，再按血脂水平將高脂飲食組隨機分為5組。 與空白對照組比較,模型對照組可見血清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時取肝臟等臟器，測定肝糖原含量并計算臟器指數(shù)，研究玉米須多糖對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抗對腎上腺素所致高血糖的作用，并增加小鼠體內(nèi)肝糖原儲備。 第七章 玉米須中阿特拉津含量的測定 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,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)，進行玉米農(nóng)藥限量標準比較是十分必要的。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測定含量。 GC-MS法測定，氣相色譜測定條件 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 ℃）； 檢測器溫度：340 ℃；進樣器溫度：200 ℃； 載氣(N2)：5.0 mL/min；尾吹氣：60 mL/min； 進樣量:1 μL 結(jié)果玉米須中無阿特拉津殘留。測定吉林市郊區(qū)三個產(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，方法簡單經(jīng)濟實用，可操作性強； 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%，綜合評分為93.47。表明實驗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，并進行綜合評分考察，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. 首次對玉米須降糖有效部位進行系統(tǒng)篩選，得出降糖活性部位為多糖，同時具有調(diào)血脂的作用； 7. 首次對玉米須多糖農(nóng)藥殘留進行檢測。檢測結(jié)果為無，在農(nóng)藥除草劑阿特拉津殘留這項可以安全使用。 8.核磁對玉米須均一多糖采用核磁進行結(jié)構(gòu)進行初步鑒定，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制做出科學的評價，為玉米須的大規(guī)模開發(fā)利用提供科學依據(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.驗證玉米須多糖降糖作用的有效部位及初步探討作用機制，用腎上腺素法和四氧嘧啶法驗證降糖活性及其機制的探討和調(diào)血脂作用的研究； 4.檢測玉米須多糖阿特拉津的殘留。
科學性、先進性及獨特之處
- 1. 采用水提醇沉工藝，方法簡單且可操作性強； 2. 首次優(yōu)化玉米須多糖脫色、脫蛋白和透析工藝； 3. 首次對玉米須降糖有效部位進行系統(tǒng)篩選，得出降糖活性部位為多糖；對多糖的降血糖機理進行了初步研究，同時具有調(diào)血脂的作用； 4. 首次對玉米須多糖農(nóng)藥殘留進行檢測； 5. 首次采用核磁鑒定玉米須多糖的組成。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 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)市場下聯(lián)千萬農(nóng)戶；在規(guī)模開發(fā)方面，該項目具有技術(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：項目直接產(chǎn)品的市場投放，將有效地帶動玉米種植業(yè)的發(fā)展； 4. 提高農(nóng)業(yè)國際競爭能力：市場競爭優(yōu)勢十分明顯，具有強勁的國際競爭能力和大規(guī)模生產(chǎn)開發(fā)的技術(shù)優(yōu)勢。
學術(shù)論文摘要
- 1. 比較不同時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驗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：在單因素實驗基礎(chǔ)上，通過4因素3水平正交試驗研究脫蛋白質(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，振蕩時間8min，脫蛋白次數(shù)4次。
獲獎情況
- 學生工作 1.獲吉林省化工年會 2010 二等獎 三等獎;相關(guān)作品2010年獲吉林省挑戰(zhàn)杯二等獎 2.2011年投稿核心期刊《中藥材》，學生參與第八屆全國天然有機化學會議論文工作 3.2011年投稿《吉林化工學院學報》 老師工作 1．第七屆吉林省自然科學學術(shù)成果 2009 三等獎 2．吉林市優(yōu)秀論文獎 2009 、2010 四個一等獎
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.首次對多糖阿特拉津殘留進行檢測，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
- [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作用[J].無錫輕工大學學報，1995，14（4）:319～325. [4]劉娟,楊光,韓曉強.玉米須多糖提取及其含量測定方法[J].黑龍江醫(yī)藥科學,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].廣西師范學院學報（自然科學版）,1999,16（4）:49-54. [6] 董群,鄭麗伊,方積年.改良的苯酚—硫酸法測定多糖和寡糖含量的研究.中國藥學雜志,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定[J].南京中醫(yī)藥大學學報.1999,15(3):90-91.
同類課題研究水平概述
- 國內(nèi)外發(fā)展狀況 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)方糖尿凈對四氧嘧啶所致糖尿病小鼠有顯著治療作用,對葡萄糖、腎上腺素引起的高血糖小鼠有降糖效果,對正常對照無影響。 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行小鼠糖尿病造模，采用葡萄糖氧化酶法進行血糖測定，通過測定肝糖元含量的方法來觀察玉米須多糖對糖代謝的影響;通過測定肝臟損傷后修復(fù)相關(guān)酶觀察玉米須多糖對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，促進肝糖元合成，加快糖異生；對糖尿病小鼠糖代謝器官損傷有修復(fù)作用。同時也研究玉米須多糖對正常小鼠有一定降糖作用。 2.降血脂作用 Miura T.報道玉米須水提物能夠明顯降低正常小鼠和實驗小鼠血中膽固醇含量。對正常小鼠血中甘油三酯能夠顯著降低。對實驗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 杜鵑報道玉米須多糖的小鼠急性毒性實驗表明,玉米須多糖毒性低,無法測到半數(shù)致死量(LD50)。小鼠對玉米須多糖的最大耐受量為45g/kg?！吨兴幋筠o典》記載,玉米須低毒;而美國食品藥物管理局確認為玉米須安全、無毒的物質(zhì),且玉米須提取物所制藥品也確認為非處方藥。 化學部分 （1）多糖提取 ①直接水提醇沉法 ②超聲輔助提取法 劉娟報道對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。除色素采用有機溶劑和大孔吸附樹脂的方法，純化方面采用透析袋透析進行分子量截流。
