一种玉米苞叶多糖降糖泡腾片及其制备方法

1.本发明涉及以植物活性成分为原料的功能性保健食品，具体涉及一种玉米苞叶多糖降糖泡腾片的制备方法。


背景技术：

2.玉米(zea mays l.)作为禾本科植物，是我国主要的粮食作物之一，特别是在吉林、黑龙江、辽宁三省等地区种植比较广泛，种植面积高达0.2亿hm2。而玉米苞叶(corn bract)是玉米的外苞叶，每公顷玉米大约可采收600kg苞叶，是一种资源极其丰富的农业副产物。近年来研究表明，玉米苞叶中富含多糖、黄酮、木糖醇等多种活性成分，特别是多糖类，具有抗衰老、抗菌、抗氧化、抗肿瘤、抗病毒、护肤美容等作用。而目前在农村，玉米苞叶作为农业副产物，大多用来作为牲畜的饲料使用，一部分少量优质的玉米苞叶被用于编制成各种工艺品，另外一大部分被焚烧，造成严重的空气污染。总体来说，玉米苞叶的利用水平仍处于低水平阶段，即浪费又污染环境，因此对其活性成分的提取及利用具有一定的意义。
3.糖尿病是一种以高血糖及高血糖引起的并发症为特征的代谢性疾病。随着社会经济的高速发展，人们生活水平的提高，糖尿病的发病率也大幅上升，成为了危害人类健康的重大疾病之一。所以，研究一种安全有效的酶抑制剂具有一定的意义。有文献报道，玉米须多糖具有降糖作用，而玉米苞叶中多糖含量也比较丰富。因此通过测定玉米苞叶多糖对α
‑
葡萄糖苷酶的抑制作用来研究其降糖活性，为提高玉米苞叶资源的利用率，开发功能性保健产品提供理论基础。
4.随着社会的发展和人们物质、文化生活水平的不断提高，自我保健意识逐渐增强，对进一步安全、有效、合理用药的要求也越来越高，剂型上也需要服用方便、疗效快、生物利用度高、剂量准确、质量稳定且便于携带、运输、贮存的产品。为了满足此需求，“干的液体制剂”——泡腾片剂应运而生，它汇聚了普通口服片剂和液体制剂的优点且弥补了两者不足，所以玉米苞叶多糖降糖泡腾片的开发符合当今降血糖保健品市场的需求。


技术实现要素：

5.本发明主要提供一种携带及服用方便，可作为保健饮料饮用，发挥降血糖功能的保健食品
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玉米苞叶多糖降糖泡腾片及其制备方法。
6.根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种玉米苞叶多糖降糖泡腾片，按重量百分比包括以下组分：玉米苞叶多糖20.0
‑
40.0％、维生素c 5.0
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10.0％、填充剂6.0
‑
7.0％、酸性调节剂15.0
‑
25.0％、碱性调节剂20.0
‑
30.0％、润滑剂1.0
‑
3.0％、粘合剂2.0
‑
5.0％。
7.优选的，所述填充剂为结晶麦芽糖醇，甜而无糖。
8.优选的，所述酸性调节剂为柠檬酸；所述碱性调节剂为碳酸氢钠。
9.优选的，所述润滑剂为聚乙二醇；所述粘合剂为无水乙醇。
10.优选的，所述玉米苞叶多糖通过以下步骤制得：
11.1)采集新鲜玉米苞叶，洗净后置于40℃烘箱中烘干，粉碎过60目筛，得到玉米苞叶粉末；
12.2)所述玉米苞叶粉末中按料液比1:30(g/ml)加入去离子水，在90℃下水浴回流60min，重复提取两次，合并水提取液；
13.3)将所述水提取液旋蒸至原液体积的五分之一，冷却至室温后，用无水乙醇醇沉(乙醇溶液终浓度为80％)，在4℃下静置12h，抽滤，对滤渣进行冷冻干燥，得玉米苞叶多糖；
14.4)取所述玉米苞叶多糖适量，与处理过的棉状deae，采用湿法上柱，多糖与抽干的棉状deae上样比例为1:70(g/g)，选用去离子水以1ml/min的流速进行洗脱。收集洗脱液，用旋转蒸发仪浓缩，冷冻干燥，得玉米苞叶纯化多糖用于多糖结构的分析。
15.基于上述，所述玉米苞叶纯化多糖，通过高效液相色谱法对其单糖组成及分子量进行测定。其单糖组成为核糖(rib)、鼠李糖(rha)、葡萄糖醛酸(glua)、半乳糖醛酸(gala)、葡萄糖(glu)、木糖(xyl)、阿拉伯糖(arab)和岩藻糖(fuc)合计8种单糖组成。其中葡萄糖组成比例最高，按此顺序单糖组成摩尔比为1：1.46：2.62：2.59：7.93：3.58：3.15：3.80。根据葡聚糖对照品标准曲线和方程测定玉米苞叶多糖分子量，多糖数均分子量(mn):146239，重均分子量(mw):548619。
16.基于上述，所述玉米苞叶多糖，通过对硝基苯
‑
α
‑
d
‑
葡萄糖吡喃苷(pnpg)法测定其对α
‑
葡萄糖苷酶的抑制能力，半数抑制率(ic
50
)为24.85mg/ml，动力学试验发现其抑制类型属于可逆性竞争与反竞争的混合型抑制类型。
17.根据本发明的第二个方面，本发明还提供了一种玉米苞叶多糖降糖泡腾片的制备方法，包括以下步骤：
18.首先，将所述质量百分数的玉米苞叶多糖、维生素c、酸性调节剂、碱性调节剂、填充剂依次进行粉碎、干燥、干混处理，制得干混物料；
19.再向所述干混物料中加入所述质量百分数的润滑剂，依次进行湿混、制粒、冷风挥干处理制得混合粒料；
20.最后向所述混合粒料中加入粘合剂进行混合、压片处理从而得到所述玉米苞叶多糖降糖泡腾片。
21.本发明具有如下有益效果：
22.1)本发明的玉米苞叶多糖降糖泡腾片体现为原料绿色化、配方科学化、口感最优化、适合群体广等四个特点。本发明的玉米苞叶多糖降糖泡腾片是以玉米的外苞叶作为原料，在常规的农作物加工中，富含多糖的玉米苞叶大多作为废渣扔掉，而本发明将其再利用，不仅原料价廉易得，而且绿色环保。将多糖提取物与维生素c进行粉碎、干燥、干混，再加入润滑剂进行湿混、制粒、再依次加入酸性调节剂、碱性调节剂、填充剂、粘合剂和剩余的润滑剂进行混合、压片，从而制得玉米苞叶多糖降糖泡腾片。
23.2)本发明在cn105399850a中公开的方法上进行了改进，料液比提高至1:30(g/ml)，提取时间为60min，提取两次，提取温度为90℃，多糖提取率可达到5.56％。
24.3)本发明玉米苞叶多糖降糖泡腾片中的碳酸氢钠能改善体内酸碱度、碱化尿液及酸血症。
附图说明
25.图1单糖标准品的液相色谱图。
26.图2玉米苞叶纯化多糖的液相色谱图。
27.图3玉米苞叶多糖对α
‑
葡萄糖苷酶的抑制。
28.图4玉米苞叶多糖对α
‑
葡萄糖苷酶抑制动力学曲线。
29.图5玉米苞叶多糖对α
‑
葡萄糖苷酶抑制作用的lineweaver
‑
burk曲线。
具体实施方式
30.实施例1
31.本实施例提供一种玉米苞叶多糖降糖泡腾片的制备方法：
32.本发明的玉米苞叶多糖降糖泡腾片包括以下组分：玉米苞叶多糖40.0％、维生素c 5.0％、填充剂6.0％、酸性调节剂18.0％、碱性调节剂26.0％、润滑剂2.0％、粘合剂3.0％，其中所述填充剂为结晶麦芽糖醇、酸性调节剂为柠檬酸、碱性调节剂为碳酸氢钠、润滑剂为聚乙二醇、粘合剂为无水乙醇；其中玉米苞叶多糖为0.4g。
33.首先，将所述质量百分数的玉米苞叶多糖、维生素c、酸性调节剂、碱性调节剂和填充剂依次进行粉碎、干燥、干混处理，制得干混物料；再向所述干混物料中加入所述质量百分数的润滑剂，依次进行湿混、制粒、冷风挥干处理制得混合粒料；最后向所述混合粒料中加入粘合剂进行混合、压片处理从而得到所述玉米苞叶多糖降糖泡腾片。
34.其中，本实施例中所述玉米苞叶多糖是通过以下方法制备得到的：
35.1)采集新鲜玉米苞叶，洗净后置于40℃烘箱中烘干，粉碎过60目筛，得到玉米苞叶粉末；
36.2)所述玉米苞叶粉末中按料液比1:30(g/ml)加入去离子水，在90℃下水浴回流60min，重复提取两次，合并水提取液；
37.3)将所述水提取液旋蒸至原液体积的五分之一，冷却至室温后，用无水乙醇醇沉(乙醇溶液终浓度为80％)，在4℃下静置12h，抽滤，对滤渣进行冷冻干燥，得玉米苞叶多糖，提取率可达到5.56％。
38.4)取所述多糖适量，与预处理过的棉状deae纤维素(棉状deae纤维素的预处理：称取一定量的棉状deae纤维素，用充足的蒸馏水浸泡24h，使其充分溶胀，用布氏漏斗抽滤，然后用0.5mol/l的naoh溶液浸泡2
‑
3h，抽滤，用蒸馏水反复洗涤，直至洗至ph值到7左右，然后再用0.5mol/l的hcl溶液浸泡2
‑
3h，再用蒸馏水反复洗至中性，抽干备用)，采用湿法上柱，多糖与抽干的棉状上样比例为1:70(g/g)，选用去离子水以1ml/min的流速进行洗脱。收集洗脱液，用旋转蒸发仪浓缩，冷冻干燥，得玉米苞叶纯化多糖用于多糖结构的分析。
39.实施例2
40.本实施例还提供一种关于玉米苞叶多糖单糖组成及分子量测定的研究：
41.1)高效液相(hplc)测定玉米苞叶多糖的单糖组成
42.hplc条件：分离柱：ods2 c
18
柱(250
×
4.6mm，5μm)，流动相：乙腈
‑
0.05mol/ml磷酸盐缓冲ph＝6.8(18:82)，流速：0.8ml/min，柱温：30℃，紫外检测器，检测波长为245nm，进样体积为20μl。
43.采用1
‑
苯基
‑3‑
甲基
‑5‑
吡唑啉酮(pmp)衍生化进行高效液相色谱分析。精确称取
甘露糖(man)、核糖(rib)、鼠李糖(rha)、葡萄糖醛酸(glca)、半乳糖醛酸(gala)、葡萄糖(glu)、半乳糖(gal)、木糖(xyl)、阿拉伯糖(arab)、岩藻糖(fuc)标准品适量混合，加蒸馏水溶解，定容至10ml。准确移取0.2ml单糖标准品于玻璃离心管中，分别加入0.2ml 0.5mol/l的pmp的甲醇溶液和0.2ml 0.3mol/l的naoh溶液于70℃水浴加热60min，冷却后加入0.2ml 0.3mol/l的盐酸溶液中和，再加入1ml氯仿萃取，离心取上清液，重复3次，衍生化后的标准品溶液再通过0.45μm滤膜过滤。将溶液分别稀释2倍、4倍、8倍、16倍、32倍，分别进液相，以峰面积为纵坐标，单糖浓度为横坐标，绘制单糖标准曲线。
44.玉米苞叶多糖样品水解：准确称取2
‑
3mg纯化后的多糖样品，置于反应釜中，加入3ml 2mol/l的三氟乙酸(tfa)溶液，封口放入110℃烘箱中水解5h，取上清液蒸干，用甲醇重复洗涤3次，蒸干得水解产物。
45.取上述水解产物，上述衍生化方法进行衍生化后，过微孔滤膜，进行液相分析，计算各单糖的量。得到核糖(rib)、鼠李糖(rha)、葡萄糖醛酸(glua)、半乳糖醛酸(gala)、葡萄糖(glu)、木糖(xyl)、阿拉伯糖(arab)和岩藻糖(fuc)合计8种单糖组成。其中葡萄糖组成比例最高，按此顺序单糖组成摩尔比为1：1.46：2.62：2.59：7.93：3.58：3.15：3.80。
46.2)高效液相(hplc)测定玉米苞叶多糖的分子量
47.采用高效体积排阻法结合示差折光检测器测定玉米苞叶多糖的分子量。20μl纯化多糖样品溶液(2.0mg/ml)，通过0.45μm过滤器，注入shodex sugar ks
‑
804(8.0
×
300mm)柱中，用高效液相色谱法结合折射率检测器(ri2000)进行分析。使用n2000 gpc色谱工作站记录数据并处理。色谱条件设定为：流动相为超纯水，流速为1.0ml/min，柱温为35℃，检测器为示差折光检测器，检测器温度为35℃，运行时间为30min。通过参照一组葡聚糖标准品建立的标准曲线来计算多糖的分子量。计算得出玉米苞叶多糖数均分子量(mn)：1.4
×
105da，重均分子量(mw)：5.4
×
105da。
48.实施例3
49.本实施例还提供一种关于玉米苞叶多糖体外降糖活性的研究：
50.1)玉米苞叶多糖对α
‑
葡萄糖苷酶的抑制
51.选用pnpg法测定玉米苞叶多糖对α
‑
葡萄糖苷酶的抑制作用：配置不同浓度的样品溶液，各取100μl于试管中，加0.067mol/l pbs溶液600μl，摇匀后，加入2mg/ml的α
‑
葡萄糖苷酶300μl，避光下37℃放置15min，然后加入2.74mg/ml的pnpg溶液100μl，摇匀37℃避光反应20min，加入4ml 0.2mol/l na2co3溶液,终止反应，400nm处测吸光度，空白组以pbs溶液代替样品和底物，阴性对照组以pbs溶液代替样品溶液，背景对照组以pbs代替酶溶液，以阿卡波糖作为阳性对照。抑制率计算公式如下：
[0052][0053]
实验结果如图3，玉米苞叶多糖能够抑制α
‑
葡萄糖苷酶对pnpg的水解作用。玉米苞叶多糖对α
‑
葡萄糖苷酶抑制作用呈正相关性，随着多糖浓度的增加而增强。其中玉米苞叶多糖的ic
50
为24.85mg/ml，阿卡波糖ic
50
为0.12mg/ml。玉米苞叶多糖对α
‑
葡萄糖苷酶具有抑制作用虽然小于阿卡波糖，但仍具有一定的抑制效果。
[0054]
2)玉米苞叶多糖对α
‑
葡萄糖苷酶抑制可逆与不可逆类型的测定
[0055]
固定底物pnpg的浓度(2mg/ml)，改变α
‑
葡萄糖苷酶的浓度(0、300、600、900、
1200u/ml)，添加不同浓度的玉米苞叶多糖(5、10、20、40、60mg/ml)，采用酶标仪400nm处测定反应体系的吸光度，并计算酶反应速率v(
△
a/min)。由此作出酶反应速率与酶浓度之间的变化关系图，如图4所示。
[0056]
根据酶与抑制剂结合的特点，抑制类型可分为可逆抑制与不可逆抑制。当反应体系中有可逆抑制剂存在时，得到的直线通过原点，但斜率小于无抑制剂时的直线斜率；当体系中存在不可逆抑制剂时，得到的直线不通过原点。从图中可看出，酶浓度与反应速率的直线均通过原点，因此，玉米苞叶多糖对α
‑
葡萄糖苷酶活性的抑制作用类型为可逆抑制。
[0057]
3)玉米苞叶多糖对α
‑
葡萄糖苷酶抑制类型的测定
[0058]
固定α
‑
葡萄糖苷酶浓度(600u/ml)，改变抑制剂浓度(玉米苞叶多糖5、10、20、40、60mg/ml)，改变底物pnpg的浓度(1.37、2.05、2.74、4.11、5.48mg/ml)，测定其反应体系的反应速率v，以(1/v)为纵坐标，以反应时间的倒数(1/[s])为横坐标，绘制lineweaver
‑
burk双倒数曲线。
[0059]
抑制类型一般分为4种：竞争性抑制、非竞争性抑制、反竞争性抑制和混合型抑制。混合型抑制又包括竞争与反竞争、竞争与非竞争的混合型2种。根据双倒数图，可计算有无提取物样品时的反应体系的米氏常数km和最大反应速率vmax，通过比较两者的变化，即可推断出抑制类型。由图5可知，随着抑制剂浓度的增大，米氏常数km逐渐降低，最大反应速率vmax也逐渐降低，且在第三象限相交，这种现象符合竞争与反竞争的混合抑制剂的特点。因此，玉米苞叶多糖对酶活性的抑制作用属于竞争与反竞争的混合型抑制类型。
[0060]
由此可见，玉米苞叶多糖对α
‑
葡萄糖苷酶有一定的抑制效果，从而起到降低血糖的作用。通过动力学试验发现，玉米苞叶多糖对α
‑
葡萄糖苷酶的抑制类型属于可逆性竞争与反竞争混合型抑制。因此，玉米苞叶具有被开发为辅助降糖的功能性食品的潜在性价值。而玉米苞叶作为农业废弃物，若能开发利用，既可以变废为宝又能降低环境污染，本发明为玉米苞叶的研究与开发提供了新的研究方向。
[0061]
实施例4
[0062]
玉米苞叶多糖降糖泡腾片对糖尿病患者体内肠液的影响试验，通过查阅文献得知，糖尿病患者体内肠液ph值为5.5，健康人成年人体内肠液为6.8，故通过模拟肠液，观察加入泡腾片后ph的改变情况。
[0063]
健康成年人肠液制备：取6.8g磷酸二氢钾，加500ml水使其溶解，0.1mol/l氢氧化钠溶液调节ph至6.8；另称取10g胰蛋白酶加适量水溶解，将两液混合后，加水稀释定容至1000ml量瓶中，即得。
[0064]
糖尿病患者肠液制备：取6.8g磷酸二氢钾，加500ml水使其溶解，0.1mol/l氢氧化钠溶液调节ph至5.5；另称取10g胰蛋白酶加适量水溶解，将两液混合后，加水稀释定容至1000ml量瓶中，即得。
[0065]
将实施例1制得的玉米苞叶降糖泡腾片放入模拟的糖尿病患者肠液中，可以明显的提升患者肠液内ph值，使其趋于正常水平。对于糖尿病患者来说，泡腾片中的碳酸氢钠能改善体内酸碱度、碱化尿液及酸血症。
[0066]
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。