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玉米须的化学成分及其药理作用的研究情况分析

2022-04-13赵翔宇

云南化工 2022年3期
关键词:玉米须黄酮类黄酮

赵翔宇

(扬州工业职业技术学院,江苏 扬州 225000)

玉米须,作为禾本科一年生草本植物,原生产于中美洲以及南美洲之中,同时也是世界上极为重要的粮食作物,现如今已广泛分布于各个国家之中。中国作为玉米生产与消费的大国,在我国天然产物提取加工技术不断提升的前提下,关于玉米有效成分的研究已成为食品、保健等领域的研究热点[1]。玉米须又被称之为玉麦须、玉米胡子、玉米花须等,是禾本科植物玉米的雌花花柱,其中蕴含着多糖、皂苷、甾醇等多种功能性的成分。我国有关玉米须的药用最早记载于《滇南木草》之中,在世界其他地方,也被应用在水肿、膀胱炎以及肾结石等疾病的治疗之中。玉米须的毒理实验表明,大量性的使用不会对人民群众的身体带来危害,因此是一项极具潜力的自然资源。

1 玉米须的化学成分

禾本科农作物中的水稻、玉米以及小米是最主要的三大粮食作物,约占据世界粮食总产量的80%。禾本科农作物废弃物的化学成分主要是由苯丙素类、黄酮类化合物、甾体及其苷类、有机酸及其酯类、挥发性化合物,以及糖类化合物构成。

在玉米须中有着极为丰富的粗纤维,其中,粗纤维占比为40%,粗蛋白占比为17.6%,水分占比为9.65%,灰分占比为3.91%,粗脂肪的占比为0.29%。在不同时期以及不同品种中,玉米须中的化学成分变化极大。滇产玉米须化学成分中的化合物1的结构以及甲醇醇解反应如图1所示。

玉米须中的黄酮类化学物是其重要的活性成分,基本母核结构类型分为三类,其余则为黄酮类。对不同时期、不同品种玉米须中的总酚、总黄酮等含量的变化以及抗氧化活性的数据分析表明,玉米须中的总酚、总黄酮含量会在乳熟期达到最低,而在抽丝期间总黄酮含量以及抗氧化活性将会达到最高;在甜玉米种类以及白玉米种类中,总酚、总黄酮的含量以及抗氧化活性则是在吐丝阶段达到最高。玉米须中的黄酮类化合物化学结构有着多样性的特征,也因此让其有多种药理活性,在具体应用过程中具备调节血脂、降低血糖以及抗疲劳的药理活性。现阶段已从玉米须中分裂并鉴定出29种玉米须黄酮类化合物,如表1所示。

图1 化合物1的结构以及甲醇醇解反应

表1 玉米须中黄酮类化合物

玉米须中含有大量的糖类,而糖类主要是以单糖、低聚糖以及多糖为主,可通过水提法、离子交换法以及分子筛层析等方法获得多糖。借助结构分析可以了解到,玉米须中的多糖相对分子质量大约在70000Da,其中的鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、半乳糖以及葡萄糖的比例为0.18∶0.75∶0.67∶1.22∶1.42∶6.82,重复单元则是由甘露糖、半乳糖以及葡萄糖来构成。

玉米须中含有大量人类必须的氨基酸,研究过程中利用日立L-8800型氨基酸自动分析仪对玉米须中的氨基酸进行分析,从中测出16种氨基酸,其中有8种是人体必需氨基酸,而在玉米须中异亮氨酸以及苯丙氨酸的含量是最高的。

玉米须中的挥发性成分主要是由β-谷甾醇、二十一烷、二十九烷、豆甾-7-烯-3-醇及三十六烷构成。

2 玉米须的药理作用

2.1 抗痛风作用

痛风主要是由于人类嘌呤代谢系统出现紊乱,继而机体出现血尿酸水平增高,以及尿酸排泄量减少导致的。相关研究表明,玉米须水提物能够有效减少体内尿酸钙结晶的体积,而玉米须当中的黄酮提取物的存在可明显性降低痛风性关节炎模型大鼠的关节肿胀情况。

2.2 降血糖作用

糖尿病是一种由于体内胰岛素分泌不足所引发的内分泌代谢系统紊乱的疾病。根据《中药大辞典》记载,玉米须发酵制剂有着极为显著的降血糖效果,而现代药理研究也充分表明玉米须多糖具备辅助降血糖以及增强免疫力的应用效果,同时无副作用,其功能性研究也获得了专业人士的关注。在对玉米须化学成分进行分析时,可采取提取与分离的实验方法。通过对干燥性的玉米须进行粉碎,利用甲醇进行室温浸泡,合并浸提液浓缩至小体积,加水混悬,同时需要利用正己烷、醋酸乙酯萃取三次;合并相同溶剂萃取液,减压浓缩到恒定质量。研究表明,玉米须在中医用药以及民间领域中均有着良好的降糖作用。现阶段治疗T2DM,以及相关并发症的有效治疗方法为:对于∝-淀粉酶以及∝-葡萄糖苷酶的摄入量,继而有效控制人们餐后的高血糖症状。在对玉米须降糖作用研究过程中,借助超声提取法所获得的玉米须粗多糖后,发现粗多糖对于∝-葡萄糖苷酶有着活性抑制的作用,多糖质量浓度控制在0.02~0.1 mg/mL 时对∝-葡萄糖苷酶有着一定的抑制效用,且糖浓度不断增加的前提下,抑制性也在不断的增加。

2.3 降血脂作用

玉米须水提取物,不仅能够有效改善高脂血症状小鼠的血糖,同时也可以有效改善小鼠的血脂状态。研究表明,玉米须总黄酮能够明显性降低慢性肝损伤,有效降低大鼠血清当中的AST、ALT和HA的水平,进一步升高大鼠体内SOD的活性,也能有效改善血脂以及血液的流变学,因此对于由于 CC14所导致的慢性肝损伤有着相对良好的保护作用。此外,玉米须总黄酮可降低血瘀模型动物的血浆黏度,有效改善动物的血液循环进程,玉米须总黄酮对于血瘀证大鼠血浆黏度的升高有着一定的改善性作用。

2.5 抗肿瘤作用

玉米须具备利尿解热、保肝利胆的功效,在《全国中草药汇编》等多本中医药典籍中均对玉米须中草药有所记载。近几年来,关于中药抗肿瘤的研究已经成为我国的研究热点问题。在相关研究中,利用MTT方法发现玉米须多糖可有效抑制人体内肝癌细胞HepG-2的生长。随着玉米须多样浓度的增高,其抑制强度也在不断增加,抑制率能够达到18.3%。相关研究表明,在基于H22肝癌荷瘤小鼠玉米须多糖之后,小鼠平均存活时间被延长了三倍以上,大大增加H22肝癌荷瘤小鼠的体重指数、胸腺指数以及外周血白细胞数量,也能提升小鼠血清内部细胞因子的产生水平。

2.6 抗氧化作用

在玉米须提取物抗氧化研究中,70%乙醇提取物的抗氧化能力最强。对乙醇提取物进行液-液分馏期间,乙酸乙醇馏分与正丁醇馏分的总抗氧化活性以及还原性是最高的(对于DPPH的清除能力最强),这代表馏分当中总酚与总黄酮之间的含量有着极大的关联性。当玉米须提取物的质量浓度达到 500 μg/mL 时,DPPH的清除率能够达到80%,OH-的清除率是82.31%,O2-的清除率是77.52%。酸化的水溶性玉米须多糖—羧甲基化本身具备更高的溶解度,同时也具备相对较高的抗氧化活性以及α-淀粉酶抑制能力。

2.7 调节免疫功能

细胞组织学研究表明,当机体组织细胞出现凋亡以及重大疾病时,有极大部分的因素是与人类的机体免疫系统结构构成有关联性。若人类机体免疫系统无法对细胞的凋亡进行正常性调控时,人类的机体组织结构以及人体器官将会发生病变,如肿瘤以及肝炎等疾病。在开展小鼠被动皮肤过敏性反应试验当中,将玉米须提取物中分离出的糖蛋白以及DVA用作抗原时,对于患者体内IgE的形成有着抑制性作用。由此可知,蛋白对于I型变态反应疾病有效。玉米须当中的黄酮类物质maysin可有效激活巨噬细胞,积极性调节人类机体的免疫反应。

2.8 提升抗菌作用

玉米须水提取物具备一定的抑制曲霉菌生长的作用。电泳实验表明,玉米须提取物中活性成分主要是由肽聚糖酶以及壳多糖构成,而这两种成分均具备抗真菌的价值作用。借助玉米须提取物对于常见性腐败菌以及致病菌开展抑菌试验活动,可发现出玉米须乙醇提取物的应用效果最佳,且玉米须提取物在常规性食品杀菌条件下能够得到稳定性的抑菌活性。

2.9 利尿作用

借助滤纸方法测定出精制玉米须多糖对于水负荷小鼠排尿量的影响水平。研究表明,精制玉米须多糖将会明显性增加水负荷小鼠的排尿量,而且相同剂量的前提下,其利尿作用是要优于粗多糖的利尿作用。玉米须水提取物质量分数在 500 mg/kg 时,具备一定的利尿作用,K+排泄量大大增加,但是肾小球的滤过量大大降低,对于近端的肾小管功能并未有影响。

3 结语

玉米种植面积不断扩大,玉米须资源也相对丰富,但国内外对于玉米须的开发利用效率相对较低。除了在中医药领域中的少量入药外,绝大部分的玉米须资源被丢弃。为此,在未来领域研究中,需要增加对玉米须成分以及应用的研究水平,以便充分发挥玉米须资源的应用价值。

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