一种具有降血糖作用的山药多糖锌配合物的制备方法及其应用与流程

本发明属于生物医药领域，涉及一种具有降血糖作用的山药多糖锌配合物的制备方法及其应用。

背景技术：

山药自古以来就是药食同源的保键食品，近些年，随着生活水平的不断提高，人们的健康保健意识在逐渐增强，多糖作为保健食品的主要成分已悄然兴起。山药中多糖是已经公认的山药主要功能因子之一。山药多糖具有的广泛生物活性，具有较高的安全性、低毒性、可降解性和高度生物相容性。山药多糖具有抗氧化抗衰老、降血糖降血脂、抗肿瘤、提高免疫等生物活性，而引起人们的广泛关注。山药，自古就用于消渴症的治疗。微量元素锌是人体所必需的微量元素之一，在消化吸收过程中，对能量转换和组织构成起重要作用。现代药理学研究表明，缺锌与糖尿病密切相关。适当补充锌，可以降低糖尿病患者的血糖水平，增加体内抗氧化水平，保护视网膜。此外，补锌能明显的改善糖尿病大鼠的糖代谢紊乱。

技术实现要素：

本发明为解决山药在降血糖应用中遇到的技术问题，公开了一种具有降血糖作用的山药多糖锌配合物的制备方法及其应用。

为解决上述技术问题，采用以下技术方案：

以edta或柠檬酸三钠为催化剂，在水溶液中使锌离子与山药多糖发生配位反应，具体步骤如下：

（1）三种山药粗多糖的制备：将山药饮片粉碎，过筛，按料液比按（w/v）1：（6-10）加入85%乙醇，水浴80℃回流提取3h，提取2次，抽滤。将乙醇回流提取过的固体残渣晾干后，加入7-9倍量的蒸馏水，水浴80℃回流提取，时间为3h，提取2次，合并2次水提液，减压浓缩至一定量，将浓缩液加入一定量乙醇，至乙醇体积分数达20%。4℃静置10-15h，收集上清液ⅰ除去沉淀，将上清液ⅰ进一步加入乙醇，至乙醇体积分数达40%，4℃静置10-15h，分离上清液ⅱ，所得白色沉淀干燥后即为山药粗多糖sydt-1。向上清液ⅱ中继续添加乙醇，至乙醇体积分数达60%，4℃静置10-15h，分离上清液ⅱ所得灰白色沉淀，干燥后即为山药粗多糖sydt-2。剩余上清液ⅲ继续添加乙醇，至乙醇体积分数达80%，4℃静置10-15h，弃上清液得粘稠状淡褐色沉淀，干燥后即为山药粗多糖sydt-3。

（2）山药多糖锌配合物的制备：将制得的三种山药粗多糖sydt-1，sydt-2，sydt-3分别溶于水中，然后加入edta或柠檬酸三钠做催化剂，加入锌的酸溶液，山药粗多糖：催化剂：锌加入的的质量比为1:（0.1-5）:（0.1-5）在加入过程中同时加入氢氧化钠控制溶液的ph值保持在5-10之间，5-90℃反应0.1-24h后，干燥，得到三种相应的山药多糖锌sydt-zn-1，sydt-zn-2，sydt-zn-3。本方法制备的三种山药多糖锌均呈球形，粒径、形貌均一。其中，sydt-zn-1分散性良好，有一定水溶性。sydt-zn-2水溶性优于sydt-zn-1，sydt-zn-3极易溶解于水。

（3）动物实验研究结果表明：sydt-zn-1，sydt-zn-2，sydt-zn-3在小鼠急性毒性试验中，均未见任何不良反应。对stz导致的ⅱ型糖尿病大鼠实验表明，sydt-zn-2，sydt-zn-3能显著降低stz导致的ⅱ型糖尿病大鼠的血糖值（p<0.05），降低血液中总胆固醇，甘油三酯，低密度脂蛋白，增加高密度脂蛋白，提高肝脏中总抗氧化物，超氧化物歧化酶活性，提高丙二醛含量等作用。同时，可以改善由于糖尿病引起的胰岛素抵抗。由于锌含量在24-27%之间，还具有一定的补锌作用。

本发明的有益效果在于：

（1）本发明方法简单易操作，反应时间短，制备的三种山药多糖锌配合物均呈近球形，在水溶液中具有一定的溶解性，所制得的山药多糖锌可用于补锌、降血糖等方面。

（2）本发明首次制备了三种不同的山药粗多糖sydt-1，sydt-2，sydt-3，并且在“绿色化学”的指导原则下制备了具有降血糖作用的三种山药多糖锌配合物sydt-zn-1，sydt-zn-2，sydt-zn-3。

说明书附图

图1为实施例1所得三种山药粗多糖sydt-1(a)，sydt-2(b)，sydt-3(c)的扫描电镜图。

图2为实施例1所得三种山药粗多糖sydt-1(a)，sydt-2(b)，sydt-3(c)的红外光谱图。

图3为实施例1所得三种山药粗多糖sydt-1(a)，sydt-2(b)，sydt-3(c)的热重图。

图4为实施例1所得三种山药粗多糖sydt-1(a)，sydt-2(b)，sydt-3(c)的xrd图。

图5为实施例1所得三种山药多糖锌配合物sydt-zn-1(a)，sydt-zn-2(b)，sydt-zn-3(c)的扫描电镜图。

图6为实施例1所得三种山药多糖锌配合物sydt-zn-1(a)，sydt-zn-2(b)，sydt-zn-3(c)的红外光谱图。

图7为实施例1所得三种山药多糖锌配合物sydt-zn-1(a)，sydt-zn-2(b)，sydt-zn-3(c)的热重图。

图8为实施例1所得三种山药多糖锌配合物sydt-zn-1(a)，sydt-zn-2(b)，sydt-zn-3(c)的xrd图。

具体实施方式

一种具有降血糖作用的山药多糖锌配合物的制备方法，步骤为：从山药中提取若干种山药粗多糖，在催化剂存在的情况下，向山药粗多糖溶液中加入锌的酸溶液，保持ph为5-10，温度5-90℃，反应完全、干燥后便得到山药多糖锌配合物。

所述山药粗多糖包括山药粗多糖sydt-1、山药粗多糖sydt-2、山药粗多糖sydt-3；山药粗多糖sydt-1的制备为将山药粉碎得山药粉碎物，加入乙醇，水浴回流提取、抽滤，收集并晾干回流提取后得固体残渣；向固体残渣中加入蒸馏水，水浴回流提取得到提取液，减压浓缩得浓缩液，向浓缩液中加入乙醇、静置，取上清液ⅰ，向上清液ⅰ中加入乙醇，静置，分离上清液ⅱ，得白色沉淀，干燥后即得山药粗多糖sydt-1；向上清液ⅱ中添加乙醇，静置后分离上清液ⅲ，所得灰白色沉淀干燥后，即得山药粗多糖sydt-2；向上清液ⅲ中添加乙醇，静置得粘稠状淡褐色沉淀，干燥后即得山药粗多糖sydt-3。

所述山药粗多糖的制备步骤为：

（1）山药粗多糖sydt-1的制备：将山药粉碎得山药粉碎物，加入85%乙醇，80℃水浴回流提取3h，重复提取2次，抽滤，收集并晾干回流提取后得固体残渣；向固体残渣中加入7-9倍固体残渣质量的蒸馏水，80℃水浴回流提取3h，重复提取2次，合并2次的提取液，减压浓缩得浓缩液，向浓缩液中加入乙醇，至乙醇体积分数达到20%，4℃静置10-15h，取上清液ⅰ，向上清液ⅰ中加入乙醇，至乙醇体积分数为40%，4℃静置12h，分离上清液ⅱ，所得白色沉淀干燥后即得山药粗多糖sydt-1；

（2）山药粗多糖sydt-2的制备：向步骤（1）得到的上清液ⅱ中添加乙醇，至乙乙醇体积分数为60%，4℃静置10-15h，分离上清液ⅲ，所得灰白色沉淀干燥后即得山药粗多糖sydt-2；

（3）山药粗多糖sydt-3的制备：向步骤（2）得到的上清液ⅲ中添加乙醇，至乙乙醇体积分数为80%，4℃静置10-15h，得粘稠状淡褐色沉淀，干燥后即得山药粗多糖sydt-3。

所述山药包括新鲜山药、山药饮片或山药蛋。

所述步骤（1）中山药粉碎物：85%乙醇的料液比w/v为1:（6-10）；浓缩液为合并后提取液体积的1/4-1/3。

山药多糖锌配合物的制备步骤为：将山药粗多糖sydt-1、山药粗多糖sydt-2和山药粗多糖sydt-3分别溶于水中，加入催化剂和锌的酸溶液，保持ph为5-10，温度5-90℃，反应0.1-24h后，干燥即得到相应的山药多糖锌配合物sydt-zn-1、sydt-zn-2和sydt-zn-3。

所述步骤中，山药粗多糖：催化剂：锌的质量比为1:（0.1-5）:（0.1-5）。

所述催化剂为edta或柠檬酸三钠，锌的酸溶液的质量浓度为（0.01-0.05）g/ml，锌的酸溶液指锌的盐酸溶液、锌的硫酸溶液或锌的硝酸溶液。

一种具有降血糖作用的山药多糖锌配合物作为补锌、降血糖、降血脂、抗氧化药物的应用。

具有降血糖作用的山药多糖锌配合物通过注射、内服作为补锌、降血糖、降血脂、抗氧化药物的应用。

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

实施例1

1.三种山药粗多糖的制备

将山药饮片粉碎，过筛，按料液比按（w/v）1：8加入85%乙醇，水浴80℃回流提取3h，提取2次，抽滤。将乙醇回流提取过的固体残渣晾干后，加入8倍量的蒸馏水，水浴80℃回流提取，时间为3h，提取2次，合并2次水提液，减压浓缩至水提液原体积的1/3，将浓缩液加入一定量乙醇，至乙醇体积分数达20%。4℃静置12h，除去沉淀。将上清液进一步加入乙醇，至乙醇体积分数达40%，4℃静置12h，所得白色沉淀干燥后即为山药粗多糖sydt-1。将上清液继续添加乙醇，至乙醇体积分数达60%，4℃静置12h，所得灰白色沉淀，干燥后即为山药粗多糖sydt-2。剩余上清液继续添加乙醇，至乙醇体积分数达80%，4℃静置12h，得粘稠状淡褐色沉淀，干燥后即为山药粗多糖sydt-3。

2.山药多糖锌配合物的制备

将制得的三种山药粗多糖sydt-1，sydt-2，sydt-3分别溶于水中，充分搅拌均匀，然后以一定比例加入edta做催化剂，加入锌的盐酸溶液，山药粗多糖：催化剂：锌加入的质量比为1:1:5，在加入过程中同时加入氢氧化钠控制溶液的ph值保持在8，40℃反应12h后，干燥，得到三种相应的山药多糖锌sydt-zn-1，sydt-zn-2，sydt-zn-3。本方法制备的三种山药多糖锌均呈球形，粒径、形貌均一。其中，sydt-zn-1分散性良好，有一定水溶性。sydt-zn-2水溶性优于sydt-zn-1，sydt-zn-3极易溶解于水。三种山药粗多糖sydt-1(a)，sydt-2(b)，sydt-3(c)的红外光谱图如图2所示；三种山药粗多糖sydt-1(a)，sydt-2(b)，sydt-3(c)的热重图如图3所示；三种山药粗多糖sydt-1(a)，sydt-2(b)，sydt-3(c)的xrd图如图4所示。

实施例2

1．三种山药粗多糖的制备

将新鲜山药打浆，按料液比按（w/v）1：10加入85%乙醇，水浴80℃回流提取3h，提取2次，抽滤。将乙醇回流提取过的固体残渣晾干后，加入7倍量的蒸馏水，水浴80℃回流提取，时间为3h，提取2次，合并2次水提液，减压浓缩至水提液原体积的1/4，将浓缩液加入一定量乙醇，至乙醇体积分数达20%。4℃静置10h，收集上清液ⅰ除去沉淀，将上清液ⅰ进一步加入乙醇，至乙醇体积分数达40%，4℃静置10h，分离上清液ⅱ，所得白色沉淀干燥后即为山药粗多糖sydt-1。向上清液ⅱ中继续添加乙醇，至乙醇体积分数达60%，4℃静置10h，分离上清液ⅱ所得灰白色沉淀，干燥后即为山药粗多糖sydt-2。剩余上清液ⅲ继续添加乙醇，至乙醇体积分数达80%，4℃静置10-15h，弃上清液得粘稠状淡褐色沉淀，干燥后即为山药粗多糖sydt-3。

2.山药多糖锌配合物的制备

将制得的三种山药粗多糖sydt-1，sydt-2，sydt-3分别溶于水中，然后加入柠檬酸三钠做催化剂，加入锌的硫酸溶液，山药粗多糖：催化剂：锌加入的质量比为1:0.1:5，在加入过程中同时加入氢氧化钠控制溶液的ph值保持在5，90℃反应0.1h后，干燥，得到三种相应的山药多糖锌sydt-zn-1，sydt-zn-2，sydt-zn-3。本方法制备的三种山药多糖锌均呈球形，粒径、形貌均一。其中，sydt-zn-1分散性良好，有一定水溶性。sydt-zn-2水溶性优于sydt-zn-1，sydt-zn-3极易溶解于水。

实施例3

1.三种山药粗多糖的制备

将山药饮片粉碎，过筛，按料液比按（w/v）1：6加入体积分数85%乙醇，水浴80℃回流提取3h，提取2次，抽滤。将乙醇回流提取过的固体残渣晾干后，加入9倍量的蒸馏水，水浴80℃回流提取，时间为3h，提取2次，合并2次水提液，减

压浓缩至水提液原体积的1/3，将浓缩液加入一定量乙醇，至乙醇体积分数达20%。4℃静置15h，收集上清液ⅰ除去沉淀，将上清液ⅰ进一步加入乙醇，至乙醇体积分数达40%，4℃静置15h，分离上清液ⅱ，所得白色沉淀干燥后即为山药粗多糖sydt-1。向上清液ⅱ中继续添加乙醇，至乙醇体积分数达60%，4℃静置15h，分离上清液ⅱ所得灰白色沉淀，干燥后即为山药粗多糖sydt-2。剩余上清液ⅲ继续添加乙醇，至乙醇体积分数达80%，4℃静置10-15h，弃上清液得粘稠状淡褐色沉淀，干燥后即为山药粗多糖sydt-3。

2.山药多糖锌配合物的制备

将制得的三种山药粗多糖sydt-1，sydt-2，sydt-3分别溶于水中，然后加入edta做催化剂，加入锌的盐酸溶液，山药粗多糖：催化剂：锌加入的质量比为1:5:0.1，在加入过程中同时加入氢氧化钠控制溶液的ph值保持在10，5℃反应24h后，干燥，得到三种相应的山药多糖锌sydt-zn-1，sydt-zn-2，sydt-zn-3。本方法制备的三种山药多糖锌均呈球形，粒径、形貌均一。其中，sydt-zn-1分散性良好，有一定水溶性。sydt-zn-2水溶性优于sydt-zn-1，sydt-zn-3极易溶解于水。

实施例4

1.三种山药粗多糖的制备

将山药饮片粉碎，过筛，按料液比按（w/v）1：9加入85%乙醇，水浴80℃回流提取3h，提取2次，抽滤。将乙醇回流提取过的固体残渣晾干后，加入8倍量的蒸馏水，水浴80℃回流提取，时间为3h，提取2次，合并2次水提液，减压浓缩至水提液原体积的1/2-1/4，将浓缩液加入一定量乙醇，至乙醇体积分数达20%。4℃静置13h，收集上清液ⅰ除去沉淀，将上清液ⅰ进一步加入乙醇，至乙醇体积分数达40%，4℃静置12h，分离上清液ⅱ，所得白色沉淀干燥后即为山药粗多糖sydt-1。向上清液ⅱ中继续添加乙醇，至乙醇体积分数达60%，4℃静置14h，分离上清液ⅱ所得灰白色沉淀，干燥后即为山药粗多糖sydt-2。剩余上清液ⅲ继续添加乙醇，至乙醇体积分数达80%，4℃静置13h，弃上清液得粘稠状淡褐色沉淀，干燥后即为山药粗多糖sydt-3。

2.山药多糖锌配合物的制备

将制得的三种山药粗多糖sydt-1，sydt-2，sydt-3分别溶于水中，然后加入柠檬酸三钠做催化剂，加入锌的稀硝酸溶液，山药粗多糖：催化剂：锌加入的质量比为1:3:0.9，在加入过程中同时加入氢氧化钠控制溶液的ph值保持在8，50℃反应10h后，干燥，得到三种相应的山药多糖锌sydt-zn-1，sydt-zn-2，sydt-zn-3。本方法制备的三种山药多糖锌均呈球形，粒径、形貌均一。其中，sydt-zn-1分散性良好，有一定水溶性。sydt-zn-2水溶性优于sydt-zn-1，sydt-zn-3极易溶解于水。

实施例5

1.三种山药粗多糖的制备

将山药饮片粉碎，过筛，按料液比按（w/v）1：7加入85%乙醇，水浴80℃回流提取3h，提取2次，抽滤。将乙醇回流提取过的固体残渣晾干后，加入8倍量的蒸馏水，水浴80℃回流提取，时间为3h，提取2次，合并2次水提液，减压浓缩至水提液原体积的1/4，将浓缩液加入一定量乙醇，至乙醇体积分数达20%。4℃静置11h，收集上清液ⅰ除去沉淀，将上清液ⅰ进一步加入乙醇，至乙醇体积分数达40%，4℃静置12h，分离上清液ⅱ，所得白色沉淀干燥后即为山药粗多糖sydt-1。向上清液ⅱ中继续添加乙醇，至乙醇体积分数达60%，4℃静置14h，分离上清液ⅱ所得灰白色沉淀，干燥后即为山药粗多糖sydt-2。剩余上清液ⅲ继续添加乙醇，至乙醇体积分数达80%，4℃静置14h，弃上清液得粘稠状淡褐色沉淀，干燥后即为山药粗多糖sydt-3。

2.山药多糖锌配合物的制备

将制得的三种山药粗多糖sydt-1，sydt-2，sydt-3分别溶于水中，然后加入柠檬酸三钠做催化剂，加入锌的盐酸溶液，山药粗多糖：催化剂：锌加入的质量比为1:2:1，在加入过程中同时加入氢氧化钠控制溶液的ph值保持在6，50℃反应10h后，干燥，得到三种相应的山药多糖锌sydt-zn-1，sydt-zn-2，sydt-zn-3。本方法制备的三种山药多糖锌均呈球形，粒径、形貌均一。其中，sydt-zn-1分散性良好，有一定水溶性。sydt-zn-2水溶性优于sydt-zn-1，sydt-zn-3极易溶解于水。

效果实施例

以实施例1制备的三种山药粗多糖sydt-1，sydt-2，sydt-3进行药理、性能检测

1.急性毒性实验

昆明种小鼠（购自河南省动物实验中心）每组10只，雌雄各半，山药多糖锌配合物sydt-zn-1，sydt-zn-2，sydt-zn-3分别按350，700，1050，1400和1750mg/kg灌胃给药，连续观察14天。结果，小鼠均无死亡，期间未见小鼠有任何不良反应。

2.对stz导致的ⅱ型糖尿病大鼠的降血糖、降血脂、肝脏抗氧化结果

采用高脂饲料（购自北京华阜康生物科技股份有限公司）喂养加一次性小剂量注射stz，建立ⅱ型糖尿病大鼠模型。山药多糖锌配合物sydt-zn-1，sydt-zn-2，sydt-zn-3分别按150mg/kg连续灌胃给药42天。结果，sydt-zn-2，sydt-zn-3可显著降低糖尿病大鼠血糖值，降低血液中总胆固醇（t-cho），甘油三酯（tg），低密度脂蛋白（ldl-c），增加高密度脂蛋白（hdl-c），提高肝脏中总抗氧化物（t-aoc），超氧化物歧化酶（sod）活性，提高肝脏中丙二醛（mda）含量，可以改善由于糖尿病引起的胰岛素抵抗，与对照组相比均有显著性差异如表1所示。

表1山药多糖锌配合物sydt-zn-1，sydt-zn-2，sydt-zn-3对糖尿病大鼠血糖、血脂、肝脏抗氧化结果(n=6)

notes:^##p<0.01vs.正常组；*p<0.05vs.糖尿病组；**p<0.01vs.糖尿病组。

3.制备得到的三种山药多糖锌配合物sydt-zn-1，sydt-zn-2，sydt-zn-3的结构表征

按照实施例1制备得到的三种山药粗多糖，其中sydt-1为纯白色，微观结构表面较平整；sydt-2为灰白色，微观结构为无规则呈枝杈状；sydt-3为淡褐色，微观结构呈球形无规则堆积，如图1所示。

按照实施例1制备得到的三种山药多糖锌配合物sydt-zn-1，sydt-zn-2，sydt-zn-3，均为白色，微观结构均为类球形，如图5所示。

三种山药多糖锌配合物sydt-zn-1，sydt-zn-2，sydt-zn-3的红外光谱图，热重图，xrd图与三种山药粗多糖sydt-1，sydt-2，sydt-3相比，均发生了明显的改变，说明有新的物质生成。通过icp检测，sydt-zn-1的锌含量为22.86%，sydt-zn-2的锌含量为24.89%，sydt-zn-3的锌含量为26.64%。