刘东琦，王喜庆，石俊姣，董立强，郭天时

（绥化学院食品与制药工程学院，绥化 152000）

玉米（Zea maysL.）属禾本科玉蜀黍属植物，原产于中美洲和南美洲，全球重要的粮食作物之一[1-2]。我国是玉米生产大国，玉米种植面积及产量接年攀升，自给能力达90%以上，但目前玉米加工仅停留在淀粉生产、酒精发酵等阶段，玉米深加工、精细加工等品目较少，产业纵深发展不完善，产业链不完整，对除玉米籽粒之外的产品研究开发及利用较少[3-5]。

玉米须由玉米穗的花柱和柱头组成，其主要成分包含糖类、黄酮类、甾醇类、氨基酸、生物碱、维生素、隐黄素、皂甙、有机酸等生物活性功能成分[6-7]。自古民间以玉米须来医治病患的历史，早在1436年由兰茂所著的地方性草木专著《滇南草木》中对此已有记载[8-9]。由此可见，玉米须作为药材使用已久。鉴于玉米须的用药历史，1977年被《中国药典》所收录，1985年作为常用药材之一被第一版《中华人民共和国卫生部药材标准》收录[10-11]。而在玉米须的活性功能成分中，多糖占有较大比例，是玉米须诸多生物活性的主要参与者和贡献者[12]。国内外研究表明，玉米须多糖安全无毒，用于食品加工中兼具保健养生的功效，是不可多得且潜力巨大的原料之一[13-14]。经多年基础研究和现代医学研究表明，玉米须多糖除具有抗氧化、抗菌、防癌等生物活性作用外，还具有调节血糖、血脂，促乳酸菌增殖，消肿利尿，保护肝肾，免疫调节，抑制阿尔兹海默症等活性作用[15-18]。但从现有研究情况来看，关于玉米须多糖的具体活性成分组成及功能作用机制尚不明确。玉米须没有受到广泛重视和有效利用，不仅浪费资源，也会增加环境负担，不利于绿色生产和环境保护。本文对已报到的玉米须单糖和多糖种类、玉米须多糖重要活性和玉米须多糖应用实例进行论述及梳理，旨在为深入研究、开发、应用玉米须多糖提供理论支持，为延长玉米产业链、拓宽玉米深加工领域提供参考。

1 玉米须糖的种类

1.1 玉米须单糖

宫春宇等[19]利用高效液相色谱层析法发现玉米须多糖所含单糖为甘露糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、葡萄糖、半乳糖和阿拉伯糖。其中半乳糖含量最高，葡萄糖和甘露糖含量次之，鼠李糖、阿拉伯糖和葡萄糖醛酸含量相对较少。王恒禹等[20]通过气相色谱研究发现玉米多糖中含有阿拉伯糖、木糖、甘露糖、半乳糖和葡萄糖。其中葡萄糖含量最多，半乳糖和甘露糖含量次之，木糖和阿拉伯糖含量相对较少。刘晓飞等[21]利用气相色谱-质谱联用测定玉米须单糖，发现玉米须单糖含有葡萄糖、阿拉伯糖、甘露糖、半乳糖、木糖和来苏糖。其中葡萄糖含量最高，半乳糖和阿拉伯糖含量次之。王磊等[22]通过气相色谱检测玉米须含有鼠李糖、阿拉伯糖和甘露糖。赵文竹等[23]经高效液相色谱分离后利用气相色谱检测玉米须含有半乳糖、甘露糖、阿拉伯糖、木糖和果糖。李波等[24]采用高效液相色谱法检测玉米须含有葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖、半乳糖醛酸和木糖。综上表明，玉米须单糖均含有甘露糖和阿拉伯糖，大部分含有葡萄糖，其他种类的单糖可能是由于玉米品种不同、多糖提取方法和纯化方式不同、检测鉴定手段不同而造成。玉米须单糖成分的差异势必影响玉米须多糖的种类，进而可能产生不同的空间排列，因此使得玉米须多糖拥有多种多样的生物活性。

1.2 玉米须多糖

贾亚敏等[25]采用气相色谱法检测得知玉米须多糖包含鼠李糖、阿拉伯糖、木糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖，红外光谱显示CSCP主要通过α-糖苷键连接。刘晓飞等[21]利用气相色谱-质谱联用检测鉴定发现玉米须多糖包含葡萄糖、阿拉伯糖、甘露糖、半乳糖、木糖和来苏糖，这些简单的单糖通过复杂的排列方式和不同的组分组成了结构复杂、种类多样、功能不同的玉米须多糖。朱亮等[26]采用气相色谱-质谱联用检测得知玉米须多糖可水解为阿拉伯糖和半乳糖，推测半乳糖为β构型。王恒禹等[20]通过对糖苷键构型的研究推测得知玉米须多糖的重复单元可能由甘露糖、半乳糖、葡萄糖构成，阿拉伯糖主要或全部存在于支链中；木糖虽在主链及支链中均有存在，但主要存在于支链中；甘露糖主要存在于主链中，且末端含量相对较少；半乳糖主要存在于主链的末端，少量存在支链；葡萄糖为含量最多的主链单糖，且主要的糖苷键构型为α型。综上表明，玉米须所含的单糖通过糖苷键连接方式，其单糖构型、空间排列、组成顺序、位置占位、支链分支情况等初级结构或高级结构等情况有所不同，进而形成品种繁多、数量庞大的多糖，而正是因为这些种类、结构、构型不同的多糖才使得玉米须表现出如此多种多样的生物学活性[27]。

2 玉米须多糖主要生物活性

2.1 抑制自由基，抗氧化活性

赵亚宁等[28]通过测定玉米须多糖对DPPH自由基的清除率证明其抗氧化能力，发现玉米须多糖对DPPH自由基的清除率与其浓度成正比。郑珊珊[29]通过将玉米须多糖提取液直接涂抹在氧化褐变的苹果和山药上来观察其抗氧化能力，发现玉米须多糖提取液具有良好的抗氧化能力。李亚平等[30]通过测定对DPPH自由基和ABTS自由基的清除能力来印证玉米须多糖的抗氧化活力，发现不论是水提取法还是酸提取法得到的玉米须多糖均具有清除DPPH自由基和ABTS自由基的能力，而酸提取法虽然多糖溶出率更高，但在一定程度上会降低玉米须多糖的抗氧化活性。赵鹤鹏等[31]通过测定清除羟基自由基、DPPH自由基、超氧阴离子的能力验证玉米须多糖的抗氧化活性。李新等[32]将玉米须多糖添加到肉鸡饲料中喂养42 d，观察玉米须多糖对肉鸡血清总胆固醇、甘油三脂、超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶、丙二醛的变化，发现玉米须多糖能够降低肉鸡血清总胆固醇和甘油三酯含量，增加肉鸡血清超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶活性，减少肉鸡血清丙二醛含量。说明玉米须多糖能较好地改善肉鸡血清生化指标，提高肉鸡血清抗氧化能力。梁子安等[33]以不同浓度玉米须多糖溶液连续灌胃大鼠30 d后，观察测定血清、脑、肝和皮肤等相关活性指标，结果表明玉米须多糖可能通过抑制自由基来实现其抗氧化、抗衰老能力。综上表明，玉米须多糖不仅具有体外抑制自由基、抗氧化活性，还兼具体内抑制自由基、抗氧化、抗衰老活性。而抗氧化作为最基础的生物学活性，不论在临床还是在日常生活中备受关注，进一步表明玉米须多糖将成为食品医药领域开发研究的对象。

2.2 抑制有害菌生长，促进益生菌增殖活性

徐彬等[34]发现新鲜玉米须多糖对金黄色葡萄球菌的最小杀菌浓度和最小抑菌浓度分别为1.56 mg/mL和3.13 mg/mL，对大肠杆菌的最小杀菌浓度和最小抑菌浓度均为6.25 mg/mL，说明玉米须多糖抗菌活性优良。王晴等[35]通过测量玉米须多糖对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌的抑菌圈证明玉米须多糖的抑菌活性，并发现玉米须多糖对革兰氏阴性菌的抑制作用更强。综上表明，玉米须多糖在广谱抗菌剂方向开发的可能。宫春宇等[36]将超声波辅助提取和超滤分离提取的玉米须多糖加入益生菌培养基中培养并计数，发现两种方法提取的玉米须多糖均能促进益生菌增殖活性[19]。陈姗姗等[37]将玉米须多糖加入富含肠道菌群的培养液中，发现有效发酵时间内大肠杆菌明显被抑制，而乳酸杆菌和双歧杆菌呈明显增殖。这些研究说明玉米须多糖在乳制品方向、膳食补充剂方向极具开发潜力，为玉米须多糖在食品工业中广泛运用提供理论支持。玉米须多糖不仅具有良好的广谱抗菌活性，同时具有益生菌富集的活性，充分体现了玉米须多糖的活性具有安全靶向作用，但其具体作用机制须继续开展深入研究和分析，为玉米须多糖在食品、药品、保健品等方向深加工提供保障。

2.3 调解血糖，保肝护肾活性

众所周知，糖尿病会引起肾功能衰竭、心脑血管和神经系统病变、视网膜损伤、动脉硬化、糖尿病等并发症，严重危害身体健康。随着近年来糖尿病的年轻化、大众化，糖尿病防控日常化被广泛关注。赵亚宁等[28]通过研究发现，玉米须多糖对α-葡萄糖苷酶具有明显的抑制效果，说明玉米须多糖具有体外降血糖作用。张众一等[38]通过检测糖尿病小鼠模型的空腹血糖发现，玉米须多糖对其空腹血糖具有显著的抑制效果，并且抑制率与玉米须多糖浓度呈正比。玉米须多糖在调节血糖的同时，还具有促进肝糖原合成的作用，进而保护了糖尿病引起的肝损伤。梁衍峰等[39]通过监测糖尿病肾病模型小鼠的相关参数发现，玉米须多糖降低了模型小鼠的血糖水平和尿蛋白水平，并且提高IGF-1R活性、降低Grb10表达，从而达到调节血糖，保护肾脏功能。胡玉立等[40]以Ⅱ型糖尿病肥胖大鼠为模型，监测玉米须多糖对模型大鼠的血糖、血脂、肝脏形态及糖原分布等指标的影响，发现玉米须多糖不仅可以降低模型大鼠的血糖，还有效改善耐糖量，并且调节糖异生促进肝糖原合成。藏传刚等[41]发现玉米须多糖明显抑制了高血糖、高血脂模型大鼠的血糖和血脂水平，并能控制模型大鼠的体重。现有研究表明，玉米须多糖在调节血糖、控制糖尿病、抑制糖尿病并发症等方面具有良好的效果。综上所述，玉米须多糖成为传统糖类的安全替代品，因此以玉米须多糖为原料生产保健食品势在必行，玉米须深加工产业前景巨大。

2.4 抑制癌细胞增殖活性

朱亮等[26]发现玉米须多糖对人肝癌细胞HepG-2抑制作用显著，且与玉米须多糖浓度成正比。当玉米须多糖溶液浓度为4mg/mL时，其对人肝癌细胞的抑制率可达18.3%。吴先闯等[42]通过研究玉米须多糖不同剂量对H22荷瘤小鼠肿瘤生长的影响，发现玉米须多糖可抑制H22荷瘤小鼠肿瘤生长，且在浓度为300 mg/kg最为显著。玉米须多糖联合对环磷酰胺治疗H22腹水瘤荷瘤小鼠，抑制率为68.71%，生命延长率为72.07%，抑瘤作用显著强于对环磷酰胺单独治疗。吴敬英等[43]利用玉米须多糖处理皮肤黑素瘤细胞A375发现，玉米须多糖可抑制A375细胞迁移，且抑制率与玉米须多糖浓度成正比。另外，玉米须多糖还能下调上皮间质转化的相关基因表达。现有研究表明，玉米须多糖可有效抑制癌细胞增殖，作为对癌症有一定疗效的天然资源产物，其在食品、药品、保健品领域拥有广阔的未来。而将玉米须资源充分利用，可进一步使玉米加工产业链增链扩链，造福社会。

3 玉米须多糖的应用现状

张春蕊等[44]参考玉米须多糖具有调节血糖的作用，可研发一种供糖尿病人饮用的营养、味美兼具降血糖的保健饮品。该饮品的最适配比为：在15 MPa下均质、115 ℃杀菌25 min、香草香精添加量为0.04%、甜叶菊糖添加量为0.02%、柠檬酸添加量为0.02%、玉米须多糖含量为550 μg/mL。张致上等[45]研发了一种具有治疗糖尿病、降血糖的玉米须-苦瓜复合型饮品。饮品最适配比为：玉米须多糖提取液添加量为30%、苦瓜汁添加量为20%、柠檬酸添加量为0.15%、木糖醇添加量为6%、β-环状糊精添加量为0.3%、稳定剂组合黄原胶和稳定剂组合（CMC）添加量均为0.1%，所得饮品口感清新、酸甜可口、性状稳定。赵鹤鹏等[46]以玉米须为主要原料，甘草和菊花为辅料，研制具有保健功能的袋泡茶饮。最适工艺配比为：玉米须1.8 g、甘草0.3 g、菊花0.9 g。最适冲泡条件为：冲泡次数2.21次、冲泡时间33.53 min、加水量171.56 mL时、多糖含量为66.22 mg/g。此配方袋泡茶克服传统中药煎煮操作繁琐、口味不佳、不宜服用等缺点，具有玉米风味、甘草和菊花清香等特点，是纯天然、无任何添加的保健饮品。常惟智等[47]以玉米须和山楂为原料研制一种兼具食药用价值的健康、保健饮品。其最适配比为：玉米须汁添加量为75%、山楂汁添加量为5%、蔗糖添加量为6%、柠檬酸添加量为0.15%，此复合型饮品不仅原料来源简单易得、价格低廉，且口感酸甜适中、口味清新、风味独特，食用同时兼具养生、保健作用。黄晓梅等[48]将玉米须多糖添加到面条制作中，发现玉米须多糖提高了面条品质，改善了面条的蒸煮特性、营养品质、质构特性和感官品质等，为玉米须多糖在传统面点中的应用及研发提供新的参考方向。

4 玉米须多糖的展望

由于玉米须中所含单糖、多糖种类繁多，结构排列复杂等原因，使得玉米须多糖具有丰富多样的生物学活性。随着生活水平提高，大众对食品的要求已经不满足于口感、风味等方面，更看重其是否营养、绿色、保健等。因此作为食药用兼具、价格低廉、绿色保健的食品级生产原料，玉米须多糖在食品生产工业中的开发和利用备受重视，应用前景极其广阔。目前，已报道的玉米须多糖在食品生产中的应用较少，仅有极少的饮品研发，针对传统食品、焙烤食品、休闲食品、冷冻食品、肉制品、乳制品等方向鲜有应用。根据现有研究不难推测，玉米须多糖不仅在改善传统面点品质方面有优势，还能改良焙烤食品配方、提高其感官评价，并且改善冷冻面食反复冻融形成的不良品质。添加玉米须多糖的休闲食品更健康、更安全，可减少休闲食品带来的不良影响。在肉制品中添加玉米须多糖可提高其品质，并能减少盐过量带来的危害等。综上，玉米须多糖在食品生产中具有提升品质、改良配比、优化感官等优势，其在不同食品的应用急需开发。有关玉米须多糖在食品产业中的研究开发工作必须持续、深入开展，为延长食品深加工产业链、食药用产业可持续发展贡献力量。