【摘要】：玉米須,又名玉蜀黍須,是禾本科植物玉蜀黍Zea mays L.的花柱和柱頭。全國(guó)大部分地區(qū)均產(chǎn),夏、秋果實(shí)成孰時(shí)收集,除去雜質(zhì),鮮用或曬干生用。玉米在我國(guó)大江南北廣為栽培,因此玉米須資源十分豐富。玉米須是我國(guó)一種傳統(tǒng)的中草藥,被1985版(一部)的《中華人民共和國(guó)衛(wèi)生部藥材標(biāo)準(zhǔn)》收錄為常用藥材品種,作為我國(guó)的傳統(tǒng)中藥材,民間常用于治療高血壓和糖尿病。玉米須最早的入藥記載是在《滇南本草》,謂其性微溫,味甜,入陽(yáng)明胃經(jīng),寬腸下氣,治療婦人乳汁不通、乳結(jié)紅腫、睡臥壓著、小兒吹著、頭痛體困、怕冷發(fā)熱等。醫(yī)家認(rèn)為玉米須味甘與淡,性平。不僅入陽(yáng)明胃經(jīng),而且還歸肝、膽、腎經(jīng),功能清肝利膽、利水消腫。現(xiàn)代藥理研究也證實(shí)玉米須具有多種藥理活性,如降血糖、降血壓、降血脂、抗腫瘤、保肝、清熱利膽、免疫調(diào)節(jié)等。玉米須化學(xué)成分復(fù)雜多樣,主要含有黃酮類(lèi)化合物、甾體類(lèi)化合物、多糖、皂苷類(lèi)化合物、有機(jī)酸、生物堿、氨基酸、維生素等。研究表明玉米須中的主要活性成分包括多糖、多酚類(lèi)、黃酮類(lèi)、皂苷等。為了明確玉米須中的化學(xué)成分及其生物活性,本文對(duì)玉米須的化學(xué)成分與其抗氧化、降血糖活性進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。銀納米顆粒在電學(xué)、光學(xué)、生物醫(yī)學(xué)和催化等領(lǐng)域展現(xiàn)出了十分優(yōu)異的性能,尤其在生物醫(yī)學(xué)方面,具有廣闊的應(yīng)用空間。銀納米顆粒由于其生物兼容性、表面易修飾、小尺寸效應(yīng)和極大的比表面積等特性,容易與病原微生物接觸,從而發(fā)揮更大的生物效應(yīng),因此具有抗菌范圍廣和持續(xù)殺菌時(shí)間長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。然而,在對(duì)銀納米顆粒的利用過(guò)程中,人們逐漸發(fā)現(xiàn)銀納米顆粒的表面必須做到無(wú)化學(xué)試劑殘留方可對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的生物應(yīng)用,從而達(dá)到預(yù)期的效果,而其中銀納米顆粒的品質(zhì)直接取決于制備方法。生物還原法是近年來(lái)興起的一種新的銀納米顆粒的合成方法,分為微生物法和植物取液法,生物還原法條件溫和、安全、環(huán)保、能耗低。其中,植物取液法相比于微生物法更具優(yōu)勢(shì),它不需要復(fù)雜的過(guò)程,如微生物細(xì)胞培養(yǎng)和多個(gè)凈化步驟。植物取液的來(lái)源廣泛,取便利,用植物取液合成的銀納米顆粒無(wú)毒、無(wú)污染,更利于銀納米顆粒在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。目前,采用的植物主要包括西袖皮、紅棗、橙子和稱(chēng)猴桃等。尚未見(jiàn)用玉米須取液來(lái)合成得到銀納米顆粒的報(bào)道。玉米須在中國(guó)的分布廣泛,價(jià)格低廉,無(wú)毒,便于儲(chǔ)存,不會(huì)造成環(huán)境污染,并且有藥用價(jià)值,以玉米須取液來(lái)制備銀納米顆粒具有合成效果好和綠色安全無(wú)毒的優(yōu)勢(shì)。本文首先對(duì)玉米須中的多糖進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征和抗氧化、降血糖等生物活性的研究。采用80%乙醇取干燥玉米須粉末得到玉米須醇物和濾渣,濾渣再采用水醇沉法得到玉米須粗多糖,Savage法除去蛋白,反復(fù)醇沉除去小分子,得到的粗多糖再經(jīng)過(guò)超濾得到分子量小于30000、30000-80000、大于80000道爾頓的多糖,通過(guò)體外抗氧化實(shí)驗(yàn)(DPPH自由基清除實(shí)驗(yàn)、鐵還原力實(shí)驗(yàn))和α淀粉酶抑制實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),分子量為30000-80000道爾頓間的多糖(PCS2)活性最好,故對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征及進(jìn)一步活性研究。采用GPC分子排阻色譜法確定PCS2的平均分子量為45500 Da左右,FT-IR紅外數(shù)據(jù)表明了多糖的特征峰,掃電鏡觀察得到了多糖多孔且光滑的表面結(jié)構(gòu),氣相色譜法確定了多糖的單糖組成及比例為半乳糖:甘露糖:葡萄糖:木糖:阿拉伯糖:鼠李糖=1.00:0.67:0.63:0.42:0.16:0.08。對(duì)于PCS2的降血糖活性研究,采用了高糖高脂飼料配合鏈脲佐菌素注射誘導(dǎo)的二型糖尿病小鼠模型,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示PCS2可以顯著改善糖尿病小鼠的飲食攝水,顯著降低了糖尿病小鼠的空腹血糖值。葡萄糖耐受實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明PCS2顯著改善了小鼠的葡萄糖耐受。通過(guò)測(cè)定血清指標(biāo)發(fā)現(xiàn)游離脂肪酸、低密度脂肪酸、糖化血清蛋白等的水平較糖尿病小鼠陰性對(duì)照組都有了顯著降低,同時(shí)體內(nèi)抗氧化酶如谷胱甘肽過(guò)氧化物酶、過(guò)氧化氫酶、超氧化物歧化酶的活性都有了顯著的增高。這些結(jié)果說(shuō)明了PCS2作為一種天然的功能食品有用于治療糖尿病的潛力。其次是對(duì)玉米須醇溶性成分進(jìn)行分級(jí)(石油醚,乙酸乙酯,正定醇)萃取,對(duì)比不同極性部分的化學(xué)成分和生物活性,再采用活性追蹤的方法對(duì)正丁醇層進(jìn)行分離純化。首先為了明確玉米須的活性部位,本文首先對(duì)比研究了玉米須不同極性部位(石油醚,乙酸乙酯,正定醇)的化學(xué)成分與抗氧化活性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明玉米須石油醚層具有最高的總甾醇含量但是體外抗氧化活性和消化酶抑制活性(α-淀粉酶抑制實(shí)驗(yàn)、α-葡萄糖苷酶抑制實(shí)驗(yàn))最低,而乙酸乙酯層和正丁醇層的總多酚、總黃酮含量及體外抗氧化活性(DPPH自由基清除實(shí)驗(yàn),鐵還原力實(shí)驗(yàn))、消化酶抑制活性(α-淀粉酶抑制實(shí)驗(yàn)、α-葡萄糖苷酶抑制實(shí)驗(yàn))相對(duì)較高,這說(shuō)明了多酚和黃酮類(lèi)物質(zhì)可能是玉米須中起到抗氧化和消化酶抑制作用的主要成分。同樣采用高糖高脂飼料配合鏈脲佐菌素注射誘導(dǎo)的二型糖尿病小鼠模型對(duì)正丁醇層萃取物進(jìn)行體內(nèi)降血糖活性實(shí)驗(yàn),結(jié)果顯示正丁醇層萃取物可以顯著降低血糖水平,調(diào)節(jié)胰島素分泌及葡萄糖耐受。正丁醇層萃取物也顯著調(diào)節(jié)血脂水平,高體內(nèi)抗氧化酶(過(guò)氧化氫酶、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶、超氧化物歧化酶)的活性。同時(shí)通過(guò)HE染色發(fā)現(xiàn),正丁醇層萃取物也可以起到保護(hù)肝、腎、胰腺等組織細(xì)胞的作用。這些結(jié)果表明正丁醇層萃取物能通過(guò)抑制消化酶、改善體內(nèi)抗氧化環(huán)境以及修復(fù)受損的組織和器官以達(dá)到良好的抗糖尿病的作用。通過(guò)對(duì)玉米須正丁醇層萃取物的液質(zhì)聯(lián)用分析,初步鑒定出其中的15種化合物,發(fā)現(xiàn)其中含有大量的多酚,而黃酮類(lèi)化合物是其中的主要物質(zhì)。然后,本文根據(jù)活性追蹤的方法采用多種分離純化方法(大孔樹(shù)脂柱、凝膠柱色譜法、制備高效液相色譜法等)對(duì)玉米須正丁醇層萃取物進(jìn)行了分離純化,并對(duì)得到的黃酮苷類(lèi)化合物采用~1H-NMR,~(13)C-NMR等方法進(jìn)行了結(jié)構(gòu)鑒定,共分離純化得到了5種化合物,鑒定出了其中3種黃酮苷,分別是apigenin-6-C-glucopyranosyl-8-C-arabinopyranoside,apigenin-6-C-glucopyranosyl-8-C-rhamnopyranoside和chrysoeriol-6-C-boivinopyranosyl-7-O-glucopyranoside。最后是對(duì)玉米須銀納米顆粒的制備與表征研究。近年來(lái),金屬納米顆粒的綠色合成方法越來(lái)越受到人們的重視。通過(guò)微生物或植物取物的生物合成方法已取代化學(xué)合成和其他物理方法,變得簡(jiǎn)單、綠色、可行。由于玉米須取物中含有豐富的還原糖、多酚、黃酮等還原性物質(zhì),故采用玉米須水液還原制備得到了銀納米顆粒。為優(yōu)化條件,本課題探究了不同濃度、溫度、pH對(duì)其形成的影響,結(jié)果表明過(guò)低的pH降低了銀納米顆粒的形成速率,而過(guò)高的pH會(huì)影響銀納米顆粒形成的粒度和規(guī)則性。溫度和濃度則影響其形成速率,對(duì)其他的性質(zhì)基本無(wú)影響。FT-IR的結(jié)果表明羥基是影響銀納米顆粒形成的主要基團(tuán)。掃電鏡觀察到固體狀態(tài)下,銀納米顆粒由15-30 nm左右的小球團(tuán)聚在一起。能量彌散X射線探測(cè)器則表明了它的化學(xué)組成主要為銀。對(duì)于銀納米顆粒的活性研究,采用96孔板法對(duì)其革蘭陽(yáng)性和革蘭陰性菌的抑菌活性進(jìn)行了初步測(cè)定,采用MTT法對(duì)HepG2細(xì)胞系抗癌活性進(jìn)行了初步測(cè)定,結(jié)果表明玉米須水物合成得到的銀納米顆粒展現(xiàn)出了良好的抑菌活性和抗癌活性。綜上所述,玉米須中多糖及醇溶性成分均展現(xiàn)出良好的抗氧化活性及降血糖活性,利用玉米須制備得到的銀納米顆粒也展現(xiàn)出良好的生物活性。今后將對(duì)玉米須多糖及小分子的協(xié)同降血糖作用及機(jī)制進(jìn)行更深層次的研究。未來(lái)對(duì)于玉米須的綜合利用也將會(huì)有更深入的探索。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：R284;R285

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本文編號(hào)：2587797