荸荠多糖及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种纯化荸荠多糖的制备法与表征。
【背景技术】
[0002] 荸荠 （Chinese Water Chestnut)又称马蹄、慈菇、燕尾草等，为莎草科荸荠属植物 的球茎，由于其具有独特的风味，备受人们喜爱。荸荠除食用外，还具有一定的药用价值，具 有降压、凉血解毒、利尿通便、祛痰、消食除胀，抗菌等作用。有文献记载荸荠具有一定的解 酒功效，开发应用前景较好，近年来研究发现，荸荠中多糖具有良好的活性功能。
[0003] 荸荠具有良好的医疗保健效果，根据《中药大辞典》记载，荸荠性味甘、微寒、无毒， 有温中益气、清热开胃、消食化痰之功效，在我国古典文献和明间尚有荸荠解酒作用。通过 对荸#所含营养成分分析显不，每100克荸#鲜品中，含碳水化合物21. 8g、蛋白质I. 5g、月旨 肪0. lg、粗纤维0. 5g、f丐5mg和磷68mg等，从所含有的营养成分看，荸#中以碳水化合物和 蛋白类为主，脂肪含量较少。功能活性成分主要包括黄酮类、多酚类以及多糖类，关于荸荠 活性成分以及药理作用研究的文献报道较多，然而关于荸荠发挥功能作用的有效成分、作 用机制以及相关产品开发研究更少，尤其对多糖类活性成分的结构以及单糖组成的了解甚 少。
[0004] 荸荠中含量大量的黄酮类化合物，蔡建等研究表明荸荠中总黄酮的含量为 0.86%，同时有研究也发现荸荠中大部分黄酮类化合物主要集中在荸荠皮中，荸荠皮中总 黄酮含量平均值为1.59%，可见，荸荠中黄酮类化合物主要在皮部。此类黄酮类具有降血 月旨、降血压、降血糖、抗癌、增强免疫力以及消炎抗菌等功效。植物多酚具有良好的抗氧化和 清除自由基作用，荸荠的蒂头、芽点以及果皮、果肉之间的部位均富集以花青素为主的多酚 类物质。在荸荠抗菌成分研究领域，英国学者曾经在对荸荠的研究中发现了一种重要抗菌 成分一一荸荠英，该物质对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌以及绿脓杆菌具有显著的抑制作用， 对降低血压也有一定功能。国内学者也研究发现，荸荠皮中含有一种抗菌物质，对细菌的最 低抑菌浓度（MIC)为0. 3%，对大多数真菌的最低抑菌浓度为1. 25%，且稳定性良好。而且 荸荠提取物不仅体外抗菌活性较强，对体内抗菌能力也具有显著作用和明显了消炎功能。 此类研究提示我们，荸荠除了食用外，在食品保鲜、外用抗菌消炎类药品研制等方面均具有 广阔开发前景。近年来，新加坡《中医学报》曾报道，当地用荸荠来辅助治疗食道癌。食品 加工过程中，亚硝胺是一类易于重要的致癌物，现代研究表明荸荠皮提取物可以明显阻断 亚硝胺合成以及清除烟硝酸盐。
[0005] 除了上述天然活性成分之外，有研究发现荸荠中含有大量的多糖成分，关于其多 糖结构组成、平均分子量以及生物功效等研究较少。
[0006] 目前，现仅有少量的研究报道了荸荠多糖的制备方法，有研究采用单因素基础上 的正交实验，考察了不同料液比、提取时间和提取温度对荸荠多糖的影响，结果显示最佳提 取工艺为固液比为1:30,提取时间为3h，提取温度为80°C ;该研究只对荸荠总多糖含量进 行了简单测定，并未对所提取的多糖单糖结构组成以及平均分子量分布等特征进行测定。
[0007] 也有研究人员采用超声波辅助法从荸荠中提取多糖，并研究了多糖性质和组成， 其最佳提取工艺是料液比为1:12、超声波辐射时间为40min、超声功率为80W、温度为70°C， 所提取荸荠多糖纯度为78. 8%，理化性质检测显示主要有葡萄糖和半乳糖组成，两者摩尔 比为1:10,显然该多糖单糖组成较单一，与本发明多糖在单糖组成上有较大差别，而且作者 并未对其分子量分布进行表征。
[0008] 荸荠为我国长江流域以南地区各省广泛栽培的水生瓜果，荸荠不仅汁多味甜，营 养丰富，而且具有多种保健作用及药用价值，自古以来就有"地下雪梨"和"江南人参"的美 誉。长期使用对人体没有任何副作用。此外，荸荠类化合物来源丰富、价格低廉，开发成本 较低。因此，利用荸荠提取物来研究和开发相关功能产品具有良好的前景。
[0009] 虽然荸荠具有多种生物活性优势，但是其功能活性成分研究尚存在如下不足之 处：
[0010] 1、荸荠作为整体食用，由于其所含天然化学成分较多，主要活性成分不明确，尤其 对其中所含的多糖结构了解甚少。
[0011] 2、由于荸荠中具有多糖、黄酮、多酚、维生素、氨基酸、微量元素等多种天然成分， 只有多糖为天然高聚物，然而关于荸荠多糖的平均分子量大小尚不知。
【发明内容】
[0012] 本发明要解决的技术问题是提供一种纯化荸荠多糖及其制备方法。
[0013] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种荸荠多糖，其由以下摩尔含量的成分组 成：
[0014] 甘露糖 0.71%
[0015] 鼠李糖5%~16%
[0016] 半乳糖醛酸0.71%
[0017] 葡萄糖 76. 74% ~83. 82 %
[0018] 半乳糖 3. 48 % ~8. 51 %
[0019] 阿拉伯糖 1. 25%~2. 36% ;
[0020] 该荸荠多糖的Mn (数均分子量）为1. 116 X IO7~1. 137 XlO 7, Mw (重均分子量） 为L 461 X IO7~L 618X10 7,多分散指数为L 286~L 434。
[0021] 作为本发明的荸荠多糖的改进，其由以下摩尔含量的成分组成：甘露糖0.71%、 鼠李糖10%、半乳糖醛酸0. 71%、葡萄糖82. 56%、半乳糖3. 98%以及阿拉伯糖2. 04%组 成；
[0022] 该荸荠多糖的Mn (数均分子量）为L 137 X 107,Mw (重均分子量）为L 461 X 107， 多分散指数为1. 286。
[0023] 本发明还同时提供了上述荸荠多糖的制备方法，包括以下步骤：
[0024] 1)、先将去皮荸荠于榨汁机内进行粉碎榨汁，然后加入为去皮荸荠2. 5~3. 5倍重 量（较佳为3倍重量）的超纯水于75~85°C (较佳为80°C )加热2h ;接着过滤，分别得 滤液I和滤渣；
[0025] 在滤渣中加入为去皮荸#1.3~L 8倍重量（较佳为L 5倍重量）的超纯水，75~ 85°C (较佳为80°C )加热lh，过滤，所得的滤液II与滤液I合并后得荸荠汁；
[0026] 将荸荠汁于3~5°C (较佳为4°C )静置10~12小时（过夜），过滤出静置所形 成的沉淀物（淀粉），所得的液体浓缩至为原体积的1/30~1/20,得浓缩后荸荠汁；
[0027] 2)、将氯仿：正丁醇=5:1体积比混合，得试剂（sevage试剂）；
[0028] 将浓缩后荸荠汁与该试剂按5:1的体积比混合，均匀搅拌（搅拌15min)后于 2000r/min离心10~60min，取上层液体；
[0029] 将上层液体与95 % (体积浓度）乙醇按照1:3~1:10的体积比例混合搅拌，3~ 5°C (较佳为4°C)的低温下静置10~12小时（过夜）、过滤，将过滤所得的滤饼用石油醚 洗涤（洗涤过程中实现除脂）后，得荸荠粗多糖；
[0030] 备注说明：因为石油醚是非极性试剂，因此可用来除去滤饼中脂质成分；
[0031] 3)、准确称取0. 5g荸养粗多糖，溶于IOml超纯水中，高速离心（于6000r/min离心 IOmin)后取上清液，加入DEAE-52纤维素层析柱（内装90g的DEAE-52纤维素作为填料） 中，用流速为〇. 5~2. Oml/min的超纯水洗脱，根据吸光度收集洗脱液（即，收集合并吸光 度比较集中洗脱液），然后蒸干（于l〇〇°C进行蒸干）；
[0032] 备注说明：洗脱时超纯水的用量一般为3-9个柱体积，SMg填料配用3_5ml的超 纯水；
[0033] 4)、将步骤3)的蒸干所得物溶于5ml超纯水中，加入葡聚糖凝胶G-100层析柱（内 装20g的葡聚糖凝胶G-100)中，用流速为0. 5~2. Oml/min的超纯水洗脱，根据吸光度收 集洗脱液（即，收集合并吸光度比较集中洗脱液），然后蒸干（于l〇〇°C进行蒸干）；得荸荠 多糖（为纯化的荸荠多糖）。
[0034] 备注说明：洗脱时超纯水的用量一般为3-9个柱体积。
[0035] 作为本发明的荸荠多糖的制备方法的改进：
[0036] 所述步骤2)中：2000r/min离心30min，将上层液体与95% (体积浓度）乙醇按 照1:5的体积比例混合搅拌；
[0037] 所述步骤3)和步骤4)的洗脱，流速均为1.0 ml/min。
[0038] 本发明还对所得的荸荠多糖的解酒功能进行了验证。
[0039] 本发明在发明过程中，使用了如下的评价方法：
[0040] (一）多糖化学组成和分子量的评价：
[0041 ] 方法一、单糖组成的评价
[0042] 准确称取一定量纯化多糖于TFA中充氮气水解，然后利用PMP衍生化，氯仿 除脂后取水相过0. 22 μπι滤膜后，进HPLC定量分析单糖组成；同时混合单糖标准品作 为定性和定量标准。色谱条件为仪器：waters e2695;色谱柱：Agilent XDB-C 18柱 (4. 6mm X 250mm