一種玉米苞葉多糖的制備方法及其產(chǎn)品和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物醫(yī)藥領(lǐng)域，具體涉及一種玉米苞葉多糖的制備方法及其產(chǎn)品和應(yīng) 用，利用該方法制備的玉米苞葉多糖具有抗氧化功效。
【背景技術(shù)】
[0002] 玉米為一年生禾本科植物，是我國(guó)總產(chǎn)量最高的糧食作物之一，種植面積約有3 億畝。玉米苞葉為玉米的外苞葉，每公頃玉米可采集600 kg苞葉，資源非常豐富，是常見(jiàn) 的農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物。在農(nóng)村玉米苞葉主要應(yīng)用于燃料、飼料等方面，其功能因子并未得到充分開(kāi) 發(fā)，造成大量浪費(fèi)，綜合利用水平偏低。
[0003] 多糖是一類由單糖通過(guò)糖苷鍵鏈接而成的大分子有機(jī)化合物，廣泛存在于植物、 微生物及動(dòng)物體內(nèi)，在生命體生長(zhǎng)、發(fā)育過(guò)程中扮演著重要角色。很多植物來(lái)源的天然多糖 具有廣泛的藥理作用。
[0004] 目前，關(guān)于玉米苞葉多糖的制備及其抗氧化活性評(píng)價(jià)未見(jiàn)報(bào)道，對(duì)其進(jìn)行研究、開(kāi) 發(fā)具有較大現(xiàn)實(shí)意義，有利于提高農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物綜合利用水平，促進(jìn)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā)展，為新型天 然抗氧化劑的開(kāi)發(fā)提供實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種玉米苞葉多糖的制備方法其產(chǎn)品。本發(fā)明的目的是通 過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的： 一種玉米苞葉多糖的制備方法，包括多糖的提取，多糖的提取步驟為：玉米苞葉清洗、 烘干、粉碎，以料液比1: 1〇~50加入水，在提取溫度50°C~80°C條件下回流提取，提取時(shí)間 1~2 h，真空抽濾，減壓濃縮，濃縮液用50%~90%乙醇沉淀，靜置8~14h，離心，沉淀以無(wú)水乙 醇洗滌，真空干燥得玉米苞葉粗多糖。
[0006] 進(jìn)一步的，所述制備方法還包括多糖的純化，多糖的純化通過(guò)對(duì)玉米荀葉粗多糖 脫蛋白和透析后得玉米苞葉精多糖，脫蛋白的具體步驟為：將提取所得的玉米苞葉粗多糖 配成1%~1. 5%的水溶液加入等體積的23%~25%的三氯乙酸水溶液于0~4°C靜置10~14h，離 心除去沉淀，上清液調(diào)至中性得多糖溶液。
[0007] 進(jìn)一步的，所述透析的具體步驟為：脫蛋白后的多糖溶液裝入透析袋用蒸餾水透 析，透析液(多糖溶液)與蒸餾水體積比為1: 50,透析時(shí)間6~8 h，溫度28~32 °C，透析后的 多糖溶液濃縮干燥得玉米苞葉精多糖。
[0008] 進(jìn)一步的，提取時(shí)間為2. 0 h、提取溫度83°C、料液比1: 17、濃縮液用63 %乙醇沉 淀。
[0009] 進(jìn)一步的，所述玉米苞葉粉碎后過(guò)40目篩。
[0010] -種使用所述制備方法制備的多糖。
[0011] -種使用所述多糖制備的口服液，所述多糖過(guò)40目篩，按照質(zhì)量比1:1比例噴入 80%乙醇并攪拌混勻，過(guò)20目篩制粒；鼓風(fēng)干燥箱中60°C干燥45 min，再過(guò)20目篩整粒， 于相對(duì)濕度低于75%的環(huán)境中裝填于空膠囊中。
[0012] -種使用所述多糖制備的口服液，取所述多糖按質(zhì)量比1:50溶于純化水中，依次 加入多糖質(zhì)量1%的三氯蔗糖、5%的尼泊金乙酯，與50~60°C下混合攪拌均勻，過(guò)濾后，高溫 瞬時(shí)滅菌，罐裝。
[0013] -種使用所述多糖制備的凝膠劑，取所述多糖按質(zhì)量比1:500溶于純化水中，依 次加入純化水質(zhì)量0. 6%的卡波姆、5%的甘油、0. 5%的三乙醇胺、0. 1%的吡咯烷酮、0. 05%的 EDTA-2Na，混合攪拌均勻。
[0014] 所述多糖在制備抗氧化的保健食品和功能性化妝品中的應(yīng)用。
[0015] 本發(fā)明的有益效果是： 1)對(duì)玉米副產(chǎn)物的功能因子進(jìn)行開(kāi)發(fā)，有利于提高玉米產(chǎn)業(yè)附加值，促進(jìn)循環(huán)農(nóng)業(yè)發(fā) 展。
[0016] 2)應(yīng)用響應(yīng)面法對(duì)經(jīng)典多糖提取方法進(jìn)行優(yōu)化，減少能耗，操作簡(jiǎn)便，降低成本， 產(chǎn)業(yè)化潛力較大。
[0017] 3)本發(fā)明提取的玉米苞葉粗多糖具有很強(qiáng)的抗氧化性，故可直接以粗多糖為活性 成分用于保健食品或功能性化妝品的配制，縮短操作步驟，降低工業(yè)成本。
[0018] 下面結(jié)合附圖及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1提取時(shí)間對(duì)多糖提取率的影響； 圖2提取溫度對(duì)多糖提取率的影響； 圖3料液比對(duì)多糖提取率的影響； 圖4醇沉濃度對(duì)多糖提取率的影響； 圖5提取時(shí)間和溫度對(duì)多糖提取率影響的響應(yīng)面和等高線圖； 圖6提取時(shí)間和液料比對(duì)多糖提取率影響的響應(yīng)面和等高線圖； 圖7提取時(shí)間和醇沉濃度對(duì)多糖提取率影響的響應(yīng)面和等高線圖； 圖8提取溫度和液料比對(duì)多糖提取率影響的響應(yīng)面和等高線圖； 圖9提取溫度和醇沉濃度對(duì)多糖提取率影響的響應(yīng)面和等高線圖； 圖10料液比和醇沉濃度對(duì)多糖提取率影響的響應(yīng)面和等高線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 實(shí)施例1 一種玉米苞葉多糖的制備方法，包括多糖的提取，多糖的提取步驟為：玉米苞葉清洗、 烘干、粉碎，過(guò)40目篩，以料液比1:10~50加入水，在提取溫度50°C~80°C條件下回流提 取，提取時(shí)間1~2 h，真空抽濾，減壓濃縮，濃縮液用50 % ~90 %乙醇沉淀，靜置8~14h，離 心，沉香用無(wú)水乙醇洗滌，真空干燥得玉米苞葉粗多糖。優(yōu)選的提取條件為：提取時(shí)間為2. 0 h、提取溫度83°C、料液比1: 17、濃縮液用63 %乙醇沉淀。
[0021] 玉米苞葉粗多糖的定性檢測(cè)： 萘酚實(shí)驗(yàn)：試液與濃硫酸交界面出現(xiàn)紫紅色環(huán)，呈陽(yáng)性反應(yīng)。
[0022] 菲林試驗(yàn)：析出暗紅色結(jié)晶性粉末狀沉淀，呈陽(yáng)性反應(yīng)。
[0023] 證明為糖類物質(zhì)。
[0024] 玉米苞葉粗多糖的含量測(cè)定： 多糖含量測(cè)定：以萄葡糖為對(duì)照品，采用苯酚-硫酸法測(cè)定，結(jié)果表明，玉米苞葉粗多 糖中多糖含量為25. 08%。
[0025] 玉米苞葉多糖提取優(yōu)化工藝的確定： 1)單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 單因素實(shí)驗(yàn)設(shè)定因素為提取時(shí)間、提取溫度、料液比、醇沉濃度，分別考察4個(gè)因素對(duì) 多糖得率的影響。固定提取溫度80°C、料液比1: 30、醇沉濃度80%，提取時(shí)間0. 5、I. 0、1. 5、 2. 0、2. 5 h;固定提取時(shí)間1.5 h、料液比1: 30、醇沉濃度80%，溫度50、60、70、80、90°(：;固 定提取時(shí)間1.5 h、提取溫度80°C、醇沉濃度80%，料液比1: 10、1: 20、1: 30、1: 40、1: 50 (g/mL);固定提取時(shí)間I. 5 h、提取溫度80°C、料液比1:30 ;醇沉濃度50、60、70、80、90%。 結(jié)果表明，隨提取時(shí)間延長(zhǎng)，多糖得率不斷增加，當(dāng)時(shí)間達(dá)到2. 0 h時(shí)開(kāi)始呈現(xiàn)下降趨勢(shì)， 2. 0 h時(shí)多糖提取率達(dá)到最高。表明，回流時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，可能會(huì)破壞多糖結(jié)構(gòu)，提取時(shí)間在2. 0 h為宜（圖1)。
[0026] 50~80°C范圍內(nèi)，隨溫度升高，多糖提取率也在增加。超過(guò)80°C后，隨溫度升高提 取率降低，故提取溫度以80°C為宜（圖2)。
[0027] 當(dāng)液料比（mL/g)在20: 1時(shí)，提取率最高。此后，隨溶劑量增加，多糖得率下降， 可能與溶劑過(guò)多，分子間碰撞幾率小有關(guān)系（圖3)。
[0028] 醇沉濃度在60%時(shí)提取率增幅最大，提取率也最大。高濃度的乙醇醇沉?xí)r，提取率 變化幅度不大。因此，醇沉醇沉濃度選為60% (圖4)。
[0029] 2)響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 根據(jù)BOX-Behnken Design (BBD)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理，綜合單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選取提取時(shí) 間、提取溫度、料液比、醇沉濃度作為考察因素。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上采用四因素三水平 的響應(yīng)面分析方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)(表1)。
[0030] 結(jié)果表明，共29個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，其中24個(gè)為析因點(diǎn)，5個(gè)為零點(diǎn)，析因點(diǎn)為自變量取值 在^\所構(gòu)成的三維頂點(diǎn)；零點(diǎn)為區(qū)域的中心點(diǎn)，其中零點(diǎn)試驗(yàn)重復(fù)5次，用以估計(jì) 實(shí)驗(yàn)誤差(表2)。
[0031]
利用Design-Expert V8. 0. 6. 1軟件對(duì)表2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行多元回歸擬合，得到玉米荀葉 多糖對(duì)提取時(shí)間（X1X提取溫度（X2)、液料比（X3)、醇沉濃度（X 4)的二次多項(xiàng)回歸模型為： Y=O. 56+0. 0095Χ!+0. 064Χ2-〇. 026Χ3+0. 066Χ4+0. 043Χ!Χ2+0. 026Χ!Χ3-〇. 00275Χ1Χ4-0. 055 Χ2Χ3+0· 00375Χ2Χ4-0· 00875Χ3Χ4-0· 13Χ!2-。· 13Χ/-0. 08Χ32-0· 13Χ42 對(duì)該模型進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)和回歸模型系數(shù)顯著性檢驗(yàn)(表3)。
[0032]
由表3中的二次回歸模型的方差分析結(jié)果可知，該模型能很好的解釋數(shù)據(jù)的變異性。 一次項(xiàng)、平方項(xiàng)對(duì)多糖提取率的影響均極顯著，提取時(shí)間和溫度、提取時(shí)間和液料比的交互 作用極顯著，提取溫度和液料比的交互作用達(dá)到顯著水平，提取時(shí)間和醇沉濃度、提取溫度 和醇沉濃度、液料比和醇沉濃度的交互作用不顯著。
[0033] 模型的調(diào)整確定系數(shù)R2adj= 0. 9829,表明該模型能解釋98. 29%試驗(yàn)數(shù)據(jù)的變異 性。因而該模型擬合程度良好，實(shí)驗(yàn)誤差效小，適合對(duì)玉米苞葉多糖提取率進(jìn)行分析和預(yù) 測(cè)。從模型的失擬項(xiàng)方差分析可以看出，失擬項(xiàng)不顯著（尸> 0.05)，表明該模型是穩(wěn)定的， 能很好地預(yù)測(cè)實(shí)際玉米苞葉多糖提取率的變化。
[0034] 響應(yīng)面分析的圖形是特定的響應(yīng)值對(duì)應(yīng)自變量構(gòu)成的一個(gè)三維空間圖，可以直觀 地反映出各自變量對(duì)響應(yīng)值的影響。根據(jù)回歸模型作出相應(yīng)的響應(yīng)曲面和等高線圖，見(jiàn)圖 5 ~10〇
[0035] 當(dāng)液料比為20 (mL/g)、醇沉濃度為60%時(shí)，提取時(shí)間和提取溫度對(duì)多糖提取率的 影響見(jiàn)圖5。在1.5~2.5 h范圍內(nèi)多糖提取率先變大后減小。在溫度為70~90°C的范 圍內(nèi)，提取率不斷增加，之后隨著提取時(shí)間的延長(zhǎng)，多糖提取率有下降的趨勢(shì)，表明提取時(shí) 間和溫度對(duì)提取率的交互作用顯著。
[0036] 當(dāng)提取溫度為80°C、醇沉濃度為60%時(shí)，提取時(shí)間和液料比對(duì)多糖提取率的影響 見(jiàn)圖6。當(dāng)液料比一定時(shí)，隨時(shí)間增加多糖提取率呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)。時(shí)間1.5~ 2. 5 h范圍內(nèi)，隨液料比增加多糖的提取率先上升后下降，對(duì)多糖的提取率影響顯著。
[0037] 由圖7可知當(dāng)時(shí)間一定時(shí)，多糖提取率