我國薏苡仁資源主要品質及薏苡仁活性多糖的研究.pdf

1、本研究采集我國具有代表性區(qū)域分布的12個薏苡主產(chǎn)區(qū)的13種薏苡仁資源(其分布范圍為北緯20°～48°)，測定、分析其營養(yǎng)、保健與加工品質；并在此研究的基礎上，以我省具有高直鏈淀粉特性的仙游金沙薏苡仁為原料，較為系統(tǒng)、全面地研究了其重要功能性成分——薏苡仁活性多糖(Coxian)的提取、分離與純化工藝；探討了Coxian的理化性質與分子結構特性、功能學特性。主要研究結果如下： (1)我國薏苡仁資源主要品質的研究。 薏苡仁資

2、源營養(yǎng)品質研究表明，薏苡仁營養(yǎng)較為齊全，13種薏苡仁營養(yǎng)成分的平均值為：蛋白質15.80％，脂肪5.49％，均高于米、面；碳水化合物63.05％，低于米、面；粗纖維和灰分分別為1.75％與1.68％。薏苡仁的Ca含量豐富，高于米、面；VB1、VB2、VB6、Fe、Zn、Se平均含量與米、面相當。薏苡仁的谷氨酸(Glu)、亮氨酸(Leu)、含硫氨基酸(Met+Cys)平均含量豐富，均高于米、面；但賴氨酸(Lys)含量較低。以氨基酸評分(A

3、AS)為標準，13個樣品中，Lys為第一限制性氨基酸，第二限制性氨基酸隨產(chǎn)地不同而異，云南產(chǎn)等8個樣品為蘇氨酸(Thy)，四川產(chǎn)等5個樣品為異亮氨酸(Ile)，貴州產(chǎn)為纈氨酸(Val)。平均必需氨基酸與總氨基酸比值(EAA/TAA)、必需氨基酸與非必需氨基酸比值(EAA/NEA)值分別為35.86％、55.91％，平均必需氨基酸指數(shù)(EAAI)值58.91％。與FAO/WHO模式相比，薏苡仁蛋白質具有較好的氨基酸組成，屬于較為優(yōu)質的蛋白

4、質。 保健與加工品質檢測結果顯示：薏苡仁是優(yōu)良的藥食同源經(jīng)濟作物，其含有豐富的薏苡仁酯、薏苡仁活性多糖(Coxian)、三萜類化合物，其平均值分別為：44.60mg/g、59.03mg/g、22.83mg/g；薏苡仁屬高淀粉質食物，其平均淀粉含量為56.42％，直鏈淀粉為4.78％。不同產(chǎn)地薏苡仁的保健、加工品質特性與品種、產(chǎn)地密切相關。 該研究填補了我國有關薏苡仁品質研究的不足，并為薏苡仁資源的合理開發(fā)利用提供重要的參

5、考價值。 (2)薏苡仁活性多糖浸提動力學研究。 采用熱水浸提工藝，探討了浸提溫度(T)、料液比(R)、浸提液pH值對浸提過程中Coxian濃度變化影響的規(guī)律；通過對影響因素的研究，建立了浸提過程中Coxian飽和濃度C*和飽和常數(shù)Ksat的經(jīng)驗溶解擴散模型。 ①在本研究條件下，T、R及浸提液pH值對浸提過程中Coxian飽和濃度C*和飽和常數(shù)Ksat的影響極顯著(p＜0.01)。 ②通過二次通用旋轉回歸試

6、驗程序擬合得到T、R、pH值分別與C*、Ksat的回歸模型為： C*×103=47.2—1.17R—3.70T+75.38pH+0.054R2+0.050T2—6.38pH2(AOD) Ksat×103=—1.13+5.27R+17.14T+222.4pH—0.027R2—0.1T2—12.73pH2+0.017RT —0.1.7RpH(1/h) 兩回歸方程失擬不顯著，回歸顯著(p＜0.01)，可用于預測

7、和控制Coxian在浸提過程中的溶解擴散規(guī)律。 (3)薏苡仁活性多糖脫蛋白工藝的優(yōu)化。 酶解法對Coxian脫蛋白的效果較Sevag法、三氯乙酸法的好；采用通用旋轉組合試驗設計方案，獲得Coxian酶法脫蛋白的動力學方程，并優(yōu)化其工藝參數(shù)組合：最佳的酶解溫度、酶解液的pH值為0水平，即X1=45℃；X2=7.0；木瓜蛋白酶的適宜添加量X3=5000μ/g；在此條件下，Coxian的蛋白脫除率最高，為80.12％；此外，在

8、酶解脫蛋白基礎上，結合一次的Sevag法，即可將Coxian中的雜質蛋白基本脫除。 (4)薏苡仁活性多糖理化性質與分子結構的研究。 經(jīng)SephadexG—75凝膠色譜分離、純化的Coixan，為乳白色絮狀粉末固體，屬水溶性、酸偏中性多糖，pH6.8；Coixan在100℃范圍內的耐熱穩(wěn)定性較好；在常規(guī)食品加工pH范圍內，Coixan的耐酸穩(wěn)定性比耐堿穩(wěn)定性好，但強酸堿條件下，則酸性條件對其影響更大。Coixan與硫酸—苯

9、酚反應呈棕褐色，與蒽酮反應呈暗綠色；與I2—KI、FeCl3、硫酸一咔唑、斐林試劑、考馬斯亮藍反應均呈陰性。經(jīng)HPGPC與紫外光譜進行分析，鑒定Coixan為單一級分，且為不含有核酸、蛋白質的純多糖化合物；確定其分子量為2993D；比旋光度「a」20D=+155。(0.151，H2O)，特性粘度[η]=0.313。 采用XRD、IR、NMR、AFM解析分子結構與形貌。XRD圖譜顯示，Coxian的分子顆粒屬非晶態(tài)；IR及1H—N

10、MR分析數(shù)據(jù)表明，Coxian為非硫酸的雜聚多糖，分子中含有乙酰氨基；其構成單糖可能包括有α—D—吡喃木糖、α—D=吡喃葡萄糖、β—D—吡喃半乳糖、β—D—吡喃甘露糖、β—L—吡喃阿拉伯糖；Coxian糖苷鏈中存在β構型糖苷鍵。AFM的分子形貌圖像提示，Coixan分子在溶液中具有良好的分散性能，其分子鏈在水溶液呈規(guī)則圓球狀(火焰狀)突起的螺旋或線性結構，直徑約為40.0nm—50.0nm，高約為0.880nm—1.551nm。

11、 (5)薏苡仁活性多糖的體外抗氧化活性。 分別以Coxian純品和粗品為受試物，進行自由基的清除和抑制脂質過氧化實驗。利用Fenton反應體系、鄰苯三酚自氧化體系、DPPH·體系與FRAP法分別檢測Coxian對·OH、O2．和DPPH·的清除效果與還原能力；以Ferrozine為Fe2+的光度試劑，觀察Coxian螯合金屬離子的能力。結果表明：Coxian是良好的質子(H·)供體，具有清除多種自由基的性能，同時還具備了一定的金

12、屬螯合能力，并且以Coxian純品對O2-．的清除效果最為顯著。提示Coxian是一種多效的自由基和金屬離子的抑制劑，具有研制開發(fā)成抗自由基保健食品的良好前景。 (6)薏苡仁活性多糖抗氧化及免疫調節(jié)的動物試驗。 以ICR清潔級小鼠為研究對象，腹腔注射CCl4造模。以VE為陽性對照，給藥組(Coxian純品低、中、高劑量(250mg/kg、500mg/kg、1000mg/kg)和Coxian粗品低、中、高劑量(250mg/

13、kg、500mg/kg、1000mg/kg)分別先經(jīng)灌胃28d進行預防。以全血SOD與GSH—Px活性、GSH濃度、血清T—AOC(總抗氧化能力)反映小鼠抗氧化功能的改變；觀察肝臟GOT、GPT活力單位、MDA(丙二醛)含量和肝臟指數(shù)變化。結果表明：與模型組相比，Coxian可顯著增強小鼠SOD、GSH—Px活性，有效防止CCl4對肝臟組織的傷害，明顯抑制肝細胞GOT、GPT水平與MDA含量的異常上升。其效果均呈現(xiàn)明顯的量—效關系，且以

14、Coxian純品的效果為好。 環(huán)磷酰胺建立免疫抑制小鼠模型，以生理鹽水為正常對照，采用Coxian純品對小鼠免疫器官指數(shù)、半數(shù)溶血值(HC50)、抗體生成細胞、腹腔巨噬細胞吞噬指數(shù)及淋巴細胞增殖反應的調節(jié)效果試驗，觀察其對免疫系統(tǒng)的影響。結果顯示：Coxian能顯著抑制免疫功能低下小鼠的脾贓指數(shù)和胸腺指數(shù)的縮??；增強巨噬細胞吞噬指數(shù)及淋巴細胞增殖反應；提高血清HC50，糾正免疫功能紊亂現(xiàn)象。 動物試驗證明Coxian能顯