CN109678980A

CN109678980A - 一种利用抗氧化活性确定菊芋多糖最佳采收期的方法

Info

Publication number: CN109678980A
Application number: CN201811413264.4A
Authority: CN
Inventors: 周鸿立; 武美馥; 李兵; 刘烨
Original assignee: Jilin Institute of Chemical Technology
Current assignee: Jilin Institute of Chemical Technology
Priority date: 2018-11-26
Filing date: 2018-11-26
Publication date: 2019-04-26

Abstract

为了确定采集菊芋的时间，选用同一区域越冬前和越冬后的两种菊芋多糖，通过测定菊糖的还原能力、清除DPPH自由基能力和清除羟基自由基能力，采用近似质量浓度的抗坏血酸作为阳性对照组，对比分析两种菊糖的抗氧化活性。结果表明在还原力测定中，越冬前后两种菊糖的吸光值分别为0.279‑0.456和0.259‑0.440；越冬前后两种菊糖对DPPH自由基清除率分别为31.7‑65.4%和26.3‑58.7%；越冬前后两种菊糖对羟基自由基清除率分别为23.9‑35.8%和19.6‑27.9%。由此得知，越冬后的菊糖的抗氧化活性小于越冬前菊糖，且与其质量浓度呈现出量效关系，得出针对抗氧化活性应在越冬前采集。

Description

一种利用抗氧化活性确定菊芋多糖最佳采收期的方法

技术领域

本发明涉及菊芋多糖的提取工艺及抗氧化活性，用以确定采收期，属医药技术领域。

背景技术

菊芋（Jerusalem artichoke）为菊科向日葵属植物，俗称鬼子姜、洋姜等，原产于北美洲，后经欧洲引入我国，以块茎繁殖，耐低温、贫瘠和盐碱，产量较高。菊芋块茎中富含菊糖（Inulin），又名菊粉，是一种天然碳水化合物，由果糖分子通过β(2→1)键连接，具有水溶性膳食纤维和生物活性前体的生理功能，作为糖、脂肪的替代物大量用于低热量、低糖、低脂食品中。例如，菊糖具有非胰岛素依赖性、非龋齿性等特点，可适于糖尿病患者食用；菊糖可降低血液中胆固醇和甘油三酯的含量，可适用于减肥、预防心血管疾病和高胆固醇血症患者；同时，菊糖也可作为双歧杆菌增殖因子，调节肠道功能，预防结肠癌等。所以，作为一种新的食品配料，菊糖在食品工业及医疗保健中有着广阔的应用前景。

目前，部分植物多糖如黄芪多糖、大蒜多糖等具有清除自由基、抑制脂质氧化及提高抗氧化酶活性的功能。且已有文献报道菊糖具有抗氧化活性，但所用菊芋多为南方和西北种植，其菊糖可提高细胞内的抗氧化酶、谷胱甘肽还原酶及谷胱甘肽过氧化物酶活力。东北地区种植的菊芋常常越冬后采集，为更好地开发和利用本地菊芋，选用了越冬前与越冬后两种菊芋多糖进行抗氧活性实验对比，探究菊糖活性与采收期的关系，为今后菊糖在医药及保健品开发方面的应用提供科学依据。

发明内容

本发明涉及一种具有抗氧化活性菊芋多糖的制备工艺，其特征在于经过以下步骤：

步骤1 分别取越冬前菊芋和越冬后菊芋称重，将大块的菊芋破碎，之后进行榨汁，在液料质量比为10-15:1、时间100-120 min、温度80-90℃条件下进行提取，重复提取3次，干燥，得到菊糖备用。

步骤2 将步骤1中的菊芋多糖干燥粉末进行抗氧化试验，包括测定总还原力、清除DPPH自由基能力和清除羟基自由基能力，表明菊芋多糖具有很强的抗氧化活性。

通过步骤2试验方法的测定，证实菊糖具有一定的抗氧化活性，而且随着质量浓度的增大，其抗氧化活性逐渐增强。本发明使用的越冬后菊芋在寒冷的土壤下越冬，且日照时间不足12h，植物体将淀粉转化为更多的糖分来抵御寒冷。这在一定程度上增多了越冬后菊芋的多糖含量，可达到58.0%-62.0%，比越冬前菊糖含量多出了近11到15个百分点，但同时，这对菊芋的营养成分造成影响，表现在越冬后菊糖抗氧化能力不高方面。

说明书附图

图1是不同菊糖样品浓度对总还原力的影响；图2是不同菊糖样品浓度对DPPH自由基清除能力的影响；图3是不同菊糖样品浓度对羟基自由基清除能力的影响。

具体实施方式：

以下结合具体实例进一步说明本发明。

实施例1：菊芋的采集

吉林市的气候属于中温带亚湿润季风气候类型，四季分明。春季少雨干燥,夏季温热多雨，秋季凉爽多晴，冬季漫长而寒冷，全区年平均气温3℃～5℃。一月份平均气温最低，一般在零下18℃至20℃，七月平均气温最高，一般在21℃至23℃，极端最高气温36.6℃。全年降雨量约700毫米左右。全区日照时数2400至2600小时。菊芋可利用的是地下部分，且10月份收集的是春季解冻后播种的植株，收获底下块茎，4月份收集的是未在秋季采集经过冬季之后的植株。

实施例2：菊芋多糖的制备方法

(1)取越冬前菊芋10g，将大块的菊芋破碎，之后进行榨汁，在液料质量比为10-15:1、时间100-120 min、温度80-90℃条件下进行提取，重复提取3次，干燥，得到越冬前菊糖备用。

(2)取越冬后菊芋10g，将大块的菊芋破碎，之后进行榨汁，在液料质量比为10-15:1、时间100-120 min、温度80-90℃条件下进行提取，重复提取3次，干燥，得到越冬后菊糖备用。

实施例3：菊芋多糖抗氧化活性的测定试验

（1）菊芋多糖总还原力的测定试验

采用实施例1所制得菊芋多糖进行活性试验。

依次在10 mL试管中加入系列浓度菊糖样品溶液1.0 mL，磷酸盐缓冲溶液（0.2 mol/L，pH=6.6）2.5 mL 和1%铁氰化钾2.5 mL，置于50℃水浴中反应20 min，然后加入10%的三氯乙酸（TCA）2.5 mL，混匀后以3000 r/min 离心10 min，取上清液2.5 mL，加入0.1%三氯化铁溶液0.5 mL和2.5 mL 的蒸馏水，摇匀后在700 nm 处测定吸光值，每个浓度三个平行，取平均值，以VC作为阳性对照。平行试验三次，做出误差线。试验结果如说明书附图1。如说明书附图1所示，不同质量浓度菊糖样品溶液其还原能力随着菊糖质量浓度的增加而增强，但是上升趋势不明显，其吸光值分布在0.3左右，两种菊糖的抗氧化能力非常接近；与VC相比，菊糖的还原能力能力弱。

（2）菊芋多糖对DPPH自由基清除率的测定试验

采用实施例1所制得菊芋多糖进行活性试验。

配置0.1 mmol/L DPPH溶液（溶于体积分数95%的乙醇），菊糖样品组质量浓度分别为1、5、10、25、50 mg/mL，称取不同质量浓度的样品溶于2 mL 去离子水中，加入2 mL DPPH溶液，避光反应25 min；两种菊糖样品组采取相同的质量浓度进行实验。阳性对照组为2 mL DPPH溶液加入2 mL 去离子水（代替样品），空白组为等体积去离子水和体积分数95%乙醇混合液。在波长517 nm 处分别测定吸光值 Ai、Aj、A0。清除率按公式计算：R=（（Ai-Aj）/A0）×100 Ai为样品组吸光值，Aj为空白组吸光值，A0为对照组吸光值。平行试验三次，做出误差线。试验结果如说明书附图2。如说明书附图2所示，伴随着菊糖质量浓度逐渐增加，对DPPH的清除率逐步增加，其表示随着菊糖质量浓度增加，菊糖抗氧化能力逐渐增强。同时可以看出，低浓度时菊糖的抗氧化能力比VC要强，但质量浓度较高时，VC的清除率逐步高于菊糖。越冬后菊糖的质量浓度在1.7 mg/mL时，清除率达到50%。而越冬前菊糖在0.9 mg/mL时，清除率就已经达到50%。对比分析两种菊糖得知，越冬前菊糖对DPPH的清除能力要明显好于越冬后菊糖。

（3）菊芋多糖对羟基自由基清除率的测定试验

采用实施例1所制得菊芋多糖进行活性试验。

菊糖用纯化水配制成不同质量浓度（2.0、4.0、6.0、8.0 和 10.0 mg/mL）的样品液，取0.75 mmol/L邻二氮菲1 mL，依次加入PBS（pH 7.40）2 mL，蒸馏水1 mL，混合均匀，再加入0.75 mmol/L 硫酸亚铁溶液1 mL，混匀，加质量分数为0.12%的H₂O₂1 mL，在37℃环境中水浴60 min，于536 nm 处测定其吸光度值；用蒸馏水代替H₂O₂，测定其吸光度值；取菊糖样品液代替蒸馏水1 mL，测定其吸光度As值。计算样品对羟自由基的清除率：R=（As-Ap）/（Ab-Ap）×100。Ap为空白组吸光值，As为样品组吸光值，Ab为对照组吸光值。以近似质量浓度VC作为对照，比较二者清除羟自由基能力的强弱。平行试验三次，做出误差线。试验结果如说明书附图3。由说明书附图3所示，随着菊粉质量浓度的增大，羟基自由基的清除率是有增大趋势的。当越冬后菊糖的质量浓度分别为2 mg/mL、4 mg/mL、6 mg/mL、8 mg/mL、10 mg/mL时，清除率分别为19.60%、24.20%、26.03%、28.30%、27.9%。而在同样的质量浓度下，越冬前菊糖的清除率分别为23.9%、27.7%、29.6%、32.3%、35.8%，都要高于前者对应的清除率。在10mg/mL时，二者的差值最大，达到了7.9%。将菊粉的清除率与VC对照组相比，菊糖样品清楚羟基自由基的能力均低于同等浓度下的VC清除能力。

实验结果表明越冬后菊芋多糖相比越冬前的抗氧化活性弱，若开发多糖类天然抗氧化剂可采用越冬前菊芋为原料最佳，菊芋应越冬前采集。

Claims

1.本发明采用的菊芋为菊科向日葵属植物，在吉林省吉林市郊区收集，越冬前菊芋采自10月，越冬后菊芋采自4月。

2.如权利要求1所述的两种菊芋，其特征在于菊芋多糖的制备方法如下：

（1）分别取越冬前菊芋和越冬后菊芋称重，将大块的菊芋破碎并进行榨汁

（2）在液料质量比为10-15:1、时间100-120 min、温度80-90℃条件下进行提取进行提取

（3）重复提取三次，干燥，得到菊糖备用。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于步骤（1）中菊芋粉碎为粉碎至20-80目。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于步骤（2）中菊芋液料质量比为10-15:1。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于步骤（2）中菊芋提取时间为100-120 min。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于步骤（2）中提取温度80-90℃。

7.如权利要求2所述的菊芋提取物，其特征在于该菊芋提取物中菊糖含量分别为：越冬前菊芋的菊糖含量为47.0-51.0%，越冬后菊芋的菊糖含量为58.0-62.0%。

8.如权利要求2所述的菊芋提取物在抗氧化活性功能上的对比和应用。