CN114671960B - 玉米须多糖的制备方法和在降血糖产品中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了玉米须多糖的制备方法和在降血糖产品中的应用，涉及提取技术领域，该制备方法具体包括：(1)前处理：将玉米须清洗、干燥、粉碎后过筛，得到玉米须粉料，将玉米须粉料用乙醇浸渍、除杂，重复三次后，得到脱脂后的玉米须粉料；(2)提取：将脱脂后的玉米须粉料加入水和复合蛋白酶，浸泡，初次加热提取，降温后，再次加入菠萝蛋白酶和溶液A，浸泡，第二次加热提取，得到浸提液，经灭酶、离心后去除沉淀，即得玉米须多糖澄清液；(3)除杂：将玉米须多糖澄清液进行透析后，得到透析内液；(4)后处理：将透析内液经洗涤、干燥即得玉米须多糖。能够实现高收率、高纯度玉米须多糖的提取，该玉米须多糖能够应用至降血糖产品之中。

Description

玉米须多糖的制备方法和在降血糖产品中的应用

技术领域

本发明涉及提取技术领域，具体涉及玉米须多糖的制备方法和在降血糖产品中的应用。

背景技术

玉米须为禾本科植物玉蜀黍的花柱和柱头，具有利尿消肿以及清肝利胆的功效，且其来源广泛、价格低廉、易于采集，具有较为广阔的研究前景。玉米须多糖是玉米须的主要活性成分之一，占玉米须干重的4.87％左右，具体种类包括葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖以及甘露糖等。文献：张佳佳,何志涛,王新茹,等.玉米须多糖药理作用的研究进展[J].吉林医药学院学报,2021,42(1):3.等记载了玉米须多糖在抗肿瘤、降血糖、调节免疫、抗氧化、影响消化系统、抗菌、止血、利尿等方面的药理作用，为玉米多糖作为临床应用药物的研发提供了重要的参考价值。

为了得到玉米多糖，研究者们对玉米须中玉米须多糖的提取展开了研究，例如专利CN201910939549.X公开了一种降血糖的玉米须多糖的制备方法，具体包括将玉米须洗净、晒干、粉碎后过筛；浸提；过滤、离心；醇沉；干燥最终得到玉米须粗多糖，该方法重点采用水提辅助超声的方式，能够保留玉米须多糖活性成分的同时提高了玉米须多糖的得率，但该发明仅是对玉米须多糖进行了粗略提取，尽管得率较高，但提取粗品中必然含有大量蛋白质以及小分子杂质，纯度较低。文献：李波,崔震昆,赵永春.玉米须多糖的制备方法及化学组成的研究[J].农产品加工(下),2008.研究了玉米须多糖的制备方法及化学组成，重点考察了多糖提取的温度、料水比、提取时间以及提取次数等，最终确定了最优的提取参数。该文献侧重于常规提取工艺参数的优化，同时提取得到的玉米须多糖也存在纯度低的问题。

玉米须多糖属于极性大分子物质，提取工艺繁杂，玉米须多糖在制备的过程中往往伴随着蛋白质的产生，传统除蛋白质的方法包括Sevage法、三氯乙酸法和三氟三氯乙烷法，但通常，传统除蛋白质的方法整体溶剂消耗较大，且会产生较多的多糖损失问题，甚至会造成废弃液、废弃物的污染问题。如专利CN201110348457.8则公开了涉及一种玉米须多糖的复合物、其制备方法以及该玉米须多糖在制备用于治疗降血糖的药物中的用途。该发明的制备方法包括乙醇浸泡脱脂以及三氯乙酸法脱蛋白，需要消耗较大量的溶剂且会造成一定情况的废水污染问题。

基于上述问题，专利CN200910067588.1公开了玉米须多糖在制备治疗高血脂症的药物中的应用，通过备料、脱脂、水提、浓缩、脱色、醇析、除杂、透析、醇析以及干燥最终实现了玉米多糖的制备，制备得到的玉米多糖具有较优的降血糖降血脂作用，该发明充分利用了蛋白酶的作用，操作简单且对多糖活性影响小，高效、安全，但该发明中记载的技术整体较为复杂且溶剂消耗量大。

针对现有技术中存在的玉米须多糖提取纯度低、消耗溶剂大以及污染严重等问题，寻找一种提取纯度高、溶剂消耗小、环保的玉米须多糖的制备方法十分必要。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提供了玉米须多糖的制备方法和在降血糖产品中的应用，本发明的制备方法能够实现高收率、高纯度玉米须多糖的提取，该玉米须多糖能够应用至降血糖产品之中。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明提供了一种玉米须多糖的制备方法，包括以下步骤：

(1)前处理：将玉米须清洗、干燥、粉碎后过筛，得到玉米须粉料，将玉米须粉料用乙醇浸渍、除杂，重复三次后，得到脱脂后的玉米须粉料；

(2)提取：将脱脂后的玉米须粉料加入水和复合蛋白酶，浸泡，初次加热提取，降温后，再次加入菠萝蛋白酶和溶液A，浸泡，第二次加热提取，得到浸提液，经灭酶、离心后去除沉淀，即得玉米须多糖澄清液；

(3)除杂：将玉米须多糖澄清液进行透析后，得到透析内液；

(4)后处理：将透析内液经洗涤、干燥即得玉米须多糖。

进一步地，步骤(1)中所述玉米须粉与乙醇的重量体积比为1:3-4g/mL。

进一步地，步骤(1)中所述乙醇的质量分数为95％。

进一步地，步骤(2)中所述复合蛋白酶包括木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶和无花果蛋白酶中的两种或两种以上。

在一些具体的实施方式中，所述复合蛋白酶优选为重量比为3-6:1-2的木瓜蛋白酶和无花果蛋白酶。进一步优选为重量比为5:2的木瓜蛋白酶和无花果蛋白酶。

在一些具体的实施方式中，所述复合蛋白酶优选为重量比为2-4:1:1-2木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶和无花果蛋白酶。

进一步地，步骤(2)中所述初次加热提取的温度为50-55℃，所述第二次加热提取的温度为45-50℃。

进一步地，步骤(2)中所述脱脂后的玉米须粉料与水、复合蛋白酶的重量比为1:15-25:0.001-0.003。

优选地，步骤(2)中所述脱脂后的玉米须粉料与溶液A、菠萝蛋白酶的重量体积比为1:5-10:0.001-0.002。

进一步地，步骤(2)中所述加热提取在超声条件下进行。

进一步地，所述超声条件具体为：超声频率25-35kHz，超声时间30-35min。

进一步地，步骤(2)中所述溶液A为质量分数为10-15％的乙醇溶液。

进一步地，步骤(2)中所述浸泡的时间均为8-12h。

进一步地，步骤(3)中所述透析使用相对分子质量为3500的透析袋。

本发明还提供了上述的制备方法制得的玉米须多糖。

本发明制备方法制得的玉米须多糖能够应用在制备降血糖产品中。

进一步地，所述降血糖产品包括玉米须多糖和医学上可接受的辅料。

本发明所取得的技术效果是：

本发明通过改进玉米须多糖的提取工艺，使用复合蛋白酶与菠萝蛋白酶和乙醇溶液的分批次加入以及二次提取，实现了高收率、高纯度玉米须多糖的提取。研究表明，在乙醇存在的条件下能够有效提高相关酶水解的活性，或为不同蛋白酶之间的相促性影响，其与单纯木瓜蛋白酶加入中对水解酪蛋白的活性影响略有不同，同时进一步加入菠萝蛋白酶，也能有效提高提取效率，最终制备得到的玉米须多糖具有良好的降血糖功效，能够应用在多种降血糖产品之中。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。

当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同意义。

值得说明的是，本发明中使用的木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶和无花果蛋白酶均为食品级，购自深圳乐芙生物科技有限公司，其余原料均为普通市售产品，因此对其来源不做具体限定。

实施例1

一种玉米须多糖的制备方法，包括以下步骤：

(1)前处理：将玉米须清洗、干燥、粉碎后过筛，得到玉米须粉料，将玉米须粉料用质量分数为95％的乙醇(玉米须粉与乙醇的重量体积比为1:3g/mL)浸渍、除杂，重复三次后，得到脱脂后的玉米须粉料；

(2)提取：将脱脂后的玉米须粉料加入水和复合蛋白酶(复合蛋白酶选用重量比为3:1的木瓜蛋白酶和无花果蛋白酶，玉米须粉料与水、复合蛋白酶的重量比为1:15:0.001)，浸泡8h，初次加热至55℃提取，降温后，再次加入菠萝蛋白酶和质量分数为10％的乙醇溶液(脱脂后的玉米须粉料与溶液A、菠萝蛋白酶的重量体积比为1:5:0.001)，浸泡12h，第二次加热至45℃提取，该提取步骤在超声条件下进行，超声条件具体为：超声频率25kHz，超声时间35min，得到浸提液，经灭酶、离心后去除沉淀，即得玉米须多糖澄清液；

(3)除杂：使用相对分子质量为3500的透析袋将玉米须多糖澄清液进行透析后，得到透析内液；

(4)后处理：将透析内液经洗涤、干燥即得玉米须多糖。

实施例2

一种玉米须多糖的制备方法，包括以下步骤：

(1)前处理：将玉米须清洗、干燥、粉碎后过筛，得到玉米须粉料，将玉米须粉料用质量分数为95％的乙醇(玉米须粉与乙醇的重量体积比为1:4g/mL)浸渍、除杂，重复三次后，得到脱脂后的玉米须粉料；

(2)提取：将脱脂后的玉米须粉料加入水和复合蛋白酶(复合蛋白酶选用重量比为6:1的木瓜蛋白酶和无花果蛋白酶，玉米须粉料与水、复合蛋白酶的重量比为1:25:0.003)，浸泡12h，初次加热至50℃提取，降温后，再次加入菠萝蛋白酶和质量分数为15％的乙醇溶液(脱脂后的玉米须粉料与溶液A、菠萝蛋白酶的重量体积比为1:10:0.002)，浸泡8h，第二次加热至50℃提取，该提取步骤在超声条件下进行，超声条件具体为：超声频率35kHz，超声时间30min，得到浸提液，经灭酶、离心后去除沉淀，即得玉米须多糖澄清液；

(3)除杂：使用相对分子质量为3500的透析袋将玉米须多糖澄清液进行透析后，得到透析内液；

(4)后处理：将透析内液经洗涤、干燥即得玉米须多糖。

实施例3

一种玉米须多糖的制备方法，包括以下步骤：

(1)前处理：将玉米须清洗、干燥、粉碎后过筛，得到玉米须粉料，将玉米须粉料用质量分数为95％的乙醇(玉米须粉与乙醇的重量体积比为1:3.5g/mL)浸渍、除杂，重复三次后，得到脱脂后的玉米须粉料；

(2)提取：将脱脂后的玉米须粉料加入水和复合蛋白酶(复合蛋白酶选用重量比为5:2的木瓜蛋白酶和无花果蛋白酶，玉米须粉料与水、复合蛋白酶的重量比为1:20:0.002)，浸泡10h，初次加热至50℃提取，降温后，再次加入菠萝蛋白酶和质量分数为15％的乙醇溶液(脱脂后的玉米须粉料与溶液A、菠萝蛋白酶的重量体积比为1:8:0.001)，浸泡10h，第二次加热至45℃提取，该提取步骤在超声条件下进行，超声条件具体为：超声频率30kHz，超声时间35min，得到浸提液，经灭酶、离心后去除沉淀，即得玉米须多糖澄清液；

(3)除杂：使用相对分子质量为3500的透析袋将玉米须多糖澄清液进行透析后，得到透析内液；

(4)后处理：将透析内液经洗涤、干燥即得玉米须多糖。

实施例4

一种玉米须多糖的制备方法，包括以下步骤：

(1)前处理：将玉米须清洗、干燥、粉碎后过筛，得到玉米须粉料，将玉米须粉料用质量分数为95％的乙醇(玉米须粉与乙醇的重量体积比为1:3.5g/mL)浸渍、除杂，重复三次后，得到脱脂后的玉米须粉料；

(2)提取：将脱脂后的玉米须粉料加入水和复合蛋白酶(复合蛋白酶选用重量比为2:1:1木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶和无花果蛋白酶，玉米须粉料与水、复合蛋白酶的重量比为1:20:0.001)，浸泡8h，初次加热至55℃提取，降温后，再次加入菠萝蛋白酶和质量分数为10％的乙醇溶液(脱脂后的玉米须粉料与溶液A、菠萝蛋白酶的重量体积比为1:8:0.002)，浸泡12h，第二次加热至45℃提取，该提取步骤在超声条件下进行，超声条件具体为：超声频率30kHz，超声时间30min，得到浸提液，经灭酶、离心后去除沉淀，即得玉米须多糖澄清液；

(3)除杂：使用相对分子质量为3500的透析袋将玉米须多糖澄清液进行透析后，得到透析内液；

(4)后处理：将透析内液经洗涤、干燥即得玉米须多糖。

对比例1

将实施例1中的复合蛋白酶替换为等量木瓜蛋白酶，也即具体为：包括以下步骤：

(1)前处理：将玉米须清洗、干燥、粉碎后过筛，得到玉米须粉料，将玉米须粉料用质量分数为95％的乙醇(玉米须粉与乙醇的重量体积比为1:3g/mL)浸渍、除杂，重复三次后，得到脱脂后的玉米须粉料；

(2)提取：将脱脂后的玉米须粉料加入水和木瓜蛋白酶(玉米须粉料与水、木瓜蛋白酶的重量比为1:15:0.001)，浸泡8h，初次加热至55℃提取，降温后，再次加入菠萝蛋白酶和质量分数为10％的乙醇溶液(脱脂后的玉米须粉料与溶液A、菠萝蛋白酶的重量体积比为1:5:0.001)，浸泡12h，第二次加热至45℃提取，该提取步骤在超声条件下进行，超声条件具体为：超声频率25kHz，超声时间35min，得到浸提液，经灭酶、离心后去除沉淀，即得玉米须多糖澄清液；

(3)除杂：使用相对分子质量为3500的透析袋将玉米须多糖澄清液进行透析后，得到透析内液；

(4)后处理：将透析内液经洗涤、干燥即得玉米须多糖。

对比例2

将实施例1中再次加入的菠萝蛋白酶直接与复合蛋白酶一同加入，也即具体为：包括以下步骤：

(1)前处理：将玉米须清洗、干燥、粉碎后过筛，得到玉米须粉料，将玉米须粉料用质量分数为95％的乙醇(玉米须粉与乙醇的重量体积比为1:3g/mL)浸渍、除杂，重复三次后，得到脱脂后的玉米须粉料；

(2)提取：将脱脂后的玉米须粉料加入水和复合蛋白酶(复合蛋白酶选用重量比为3:1:4的木瓜蛋白酶、无花果蛋白酶和菠萝蛋白酶，玉米须粉料与水、复合蛋白酶的重量比为1:15:0.002)，浸泡8h，初次加热至55℃提取，降温后，再次加入质量分数为10％的乙醇溶液(脱脂后的玉米须粉料与溶液A重量体积比为1:5)，浸泡12h，第二次加热至45℃提取，该提取步骤在超声条件下进行，超声条件具体为：超声频率25kHz，超声时间35min，得到浸提液，经灭酶、离心后去除沉淀，即得玉米须多糖澄清液；

(3)除杂：使用相对分子质量为3500的透析袋将玉米须多糖澄清液进行透析后，得到透析内液；

(4)后处理：将透析内液经洗涤、干燥即得玉米须多糖。

对比例3

与实施例2的区别在于，步骤(2)将溶液A替换为等量水，也即具体为：包括以下步骤：

(1)前处理：将玉米须清洗、干燥、粉碎后过筛，得到玉米须粉料，将玉米须粉料用质量分数为95％的乙醇(玉米须粉与乙醇的重量体积比为1:4g/mL)浸渍、除杂，重复三次后，得到脱脂后的玉米须粉料；

(2)提取：将脱脂后的玉米须粉料加入水和复合蛋白酶(复合蛋白酶选用重量比为6:1的木瓜蛋白酶和无花果蛋白酶，玉米须粉料与水、复合蛋白酶的重量比为1:25:0.003)，浸泡12h，初次加热至50℃提取，降温后，再次加入水和菠萝蛋白酶(脱脂后的玉米须粉料、水与菠萝蛋白酶的重量体积比为1:10:0.002)，浸泡8h，第二次加热至50℃提取，该提取步骤在超声条件下进行，超声条件具体为：超声频率35kHz，超声时间30min，得到浸提液，经灭酶、离心后去除沉淀，即得玉米须多糖澄清液；

(3)除杂：使用相对分子质量为3500的透析袋将玉米须多糖澄清液进行透析后，得到透析内液；

(4)后处理：将透析内液经洗涤、干燥即得玉米须多糖。

上述实施例中所得的玉米须多糖相比于对比例，均对应有更好的纯度和收率，进一步使用制得的玉米须多糖进行小鼠降血糖试验研究，如下所示：

本发明中的玉米须多糖对小鼠的降血糖作用研究

试验步骤：

(1)试验动物选择；昆明小鼠，雄性，体重20-25g；

(2)建立高血糖模型：小鼠正常饲喂2天后，禁食不禁水，选用10只正常小鼠作为空白组，其余小鼠400mg/kg腹腔注射四氯嘧啶，3天后禁食5h，尾尖采血，使用血糖仪测量空腹血糖值(FPG)，FPG大于11.1mmol/L时造模成功，空白小鼠同步测量FPG；

(3)血糖及肝糖原检测：选取造模成功小鼠共计80只，随机分为8组，每组10只，分别设置为对照组以及各实例组，其中各实例组灌胃各实例中所得玉米多糖的水溶液，灌胃剂量为400mg/kg·d；空白组和对照组灌胃等量生理盐水；共计灌胃30天，于给药第10天眼眶取血测量FPG，末次给药后1h，禁食12h，称量体重，处死小鼠，取脾脏、胸腺以及肝脏，离心后测血糖以及肝糖原值。将结果统计至表1中。

表1

(注：与空白组比较，△△为P＜0.01，△为P＜0.05；与模型组比较，**为P＜0.01，*为P＜0.05。)

由上表1可知，本发明各实施例组相比于模型组而言，能够有效调节FPG，同时保护糖代谢，有效避免肝糖原的分解，其中，对比例1相比于实施例1，由于初次提取时缺乏复合酶的作用，FPG下降程度较低；对比例2相比于实施例1，缺乏二次外加酶提取，尽管初次提取时所加蛋白酶含量提高，但仍旧影响到小鼠FPG以及肝糖原的情况；对比例3相比于实施例2在二次提取时未加入乙醇，从而会影响相关蛋白的活性，造成降血糖效果的影响。

最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (8)

1.一种玉米须多糖的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）前处理：将玉米须清洗、干燥、粉碎后过筛，得到玉米须粉料，将玉米须粉料用乙醇浸渍、除杂，重复三次后，得到脱脂后的玉米须粉料；

（2）提取：将脱脂后的玉米须粉料加入水和复合蛋白酶，浸泡，初次加热提取，降温后，再次加入菠萝蛋白酶和质量分数为10-15%的乙醇溶液，浸泡，第二次加热提取，得到浸提液，经灭酶、离心后去除沉淀，即得玉米须多糖澄清液；

（3）除杂：将玉米须多糖澄清液进行透析后，得到透析内液；

（4）后处理：将透析内液经洗涤、干燥即得玉米须多糖；

步骤（2）中所述复合蛋白酶包括木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶和无花果蛋白酶中的两种或两种以上。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述玉米须粉与乙醇的重量体积比为1:3-4 g/mL。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述初次加热提取的温度为50-55℃，所述第二次加热提取的温度为45-50℃。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述脱脂后的玉米须粉料与水、复合蛋白酶的重量比为1:15-25:0.001-0.003。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中所述加热提取在超声条件下进行。

6.如权利要求1-5任一项所述的制备方法制得的玉米须多糖。

7.如权利要求1-5任一项所述的制备方法制得的玉米须多糖在制备降血糖产品中的应用。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于：所述降血糖产品包括玉米须多糖和医学上可接受的辅料。