全 文 ：第 35 卷 第 6 期
2014 年 11 月
内 蒙 古 农 业 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 )
Journal of Inner Mongolia Agricultural University (Natural Science Edition)
Vol． 35 No． 6
Nov． 2014
怀山药及其零余子多糖抗氧化活性的比较研究
*
程云环1， 滕井通2， 张爱民2， 薛建平2* ， 盛玮2
(1．淮北师范大学化学与材料科学学院 淮北 235000;2． 淮北师范大学生命科学学院 淮北 235000)
摘 要: 采用 Sevage试剂和蛋白酶分别对怀山药及其零余子多糖提取溶液除蛋白，经过浓缩、醇沉得到四种多糖，采用体
外抗氧化实验研究四种多糖的还原能力以及对二苯代苦味酰基自由基(DPPH·)、超氧阴离子自由基( (O －2 ·)和羟基自由
基(·OH)的清除能力． 结果表明:不同方法提取的怀山药及其零余子多糖均具有还原能力和抗氧化活性，但存在差异，采
用 Sevage试剂脱蛋白得到的零余子多糖的抗氧化活性最强，采用蛋白酶法除蛋白得到的怀山药多糖的抗氧化活性最弱。与
怀山药多糖抗氧化活性比较，怀山药零余子多糖抗氧化活性更强，为进一步利用零余子提供了理论依据。［1］
关键词: 怀山药;零余子;多糖;抗氧化性
中图分类号: Q539 文献标识码: A 文章编号 1009 － 3575(2014)06 － 0068 － 05
COMPAＲISON STUDY ON ANTIOXIDANT ACTIVITY OF
POLYSACCHAＲIDES EXTＲACTED FＲOM Dioscorea
opposita THUNB． AND LTS BULBILS
CHENG Yunhuan1， TENG Jingtong2， ZHANG Aimin2， XU Jianping2* ， SHENG Wei2
(1． School of Chemistry and Materials Science，Huaibei Normal University，Huaibei 235000，China;
2． School of Life Science，Huaibei Normal University，Huaibei 235000，China)
Abstract: The sevage reagent and protease were used to remove proteins from polysaccharides of Dioscorea opposita Thunb． and its
bulbils，through concentration and alcohol sedimentation，four species polysaccharides were obtained． The antioxidant activities in
vitro experiments of the four polysaccharides were conducted to investigate the reducing ability and scavenging capacity on 1，1 － di-
phenyl － 2 － picryl － hydrazyl(DPPH·)，superoxide (O －2 ·)and hydroxyl radical(·OH)． The results showed that，despite all
the four polysaccharides have reducing capacity and antioxidant activities，the different were also existed． The highest antioxidant ac-
tivity was obtained by polysaccharides of Dioscorea opposita Thunb． bubils achieved through sevage method removing protein，while
the lowest antioxidant activity was obtained by the polysaccharides of Dioscorea opposita Thunb． removing protein by protease． Com-
pared the antioxidant activity with Dioscorea opposita Thunb．，the polysaccharides of Dioscorea opposita Thunb． bubils has the higher
antioxidant activity，which provided a theoretical basis for further utilization of Dioscorea opposita Thunb． bubils．
Keywords:Dioscorea opposita Thunb． Bubil polysaccharides antioxidant activity
怀 山 药，又 名 薯 蓣 (Dioscorea opposita
Thunb．) ，为薯蓣科多年生藤本植物，主产于河南
省焦作地区的沁阳、武陟、温县等地，为我国传统的
药食同源植物。《本草纲目》记载:山药味甘性平，
* 收稿日期:2014 － 09 － 01
资助项目:资源植物生物学安徽省重点实验室项目资助(ZY2012008)
作者简介:程云环(1974)，女，博士，讲师，研究方向为植物资源开发利用与植物生理生态学。
* 通讯作者:xuejp@ 163． com
第 6 期 程云环等:怀山药及其零余子多糖抗氧化活性的比较研究
益肾气，健脾胃，止泻痢，化痰涎，润皮毛。目前研
究表明，怀山药及其零余子均含有含有淀粉、蛋白
质、氨基酸、微量元素、多糖、薯蓣皂苷元和尿囊素
等营养成分和生物活性物质［1 － 4］。其中，多糖具有
提高机体免疫力、抗衰老抗氧化、抗肿瘤、降血糖及
增强大脑记忆力等功能［5 － 9］，已成为山药化学成分
及功能成分的研究热点［10］。怀山药零余子为其叶
腋间的珠芽［11］，因其体积小、商品价值不高，对其功
能成分研究较少，缺乏开发利用的科学依据［12］，目
前基本上作为废弃物被抛弃，造成资源上的浪
费［3］。
目前，关于怀山药多糖的提取及活性研究相对
较多［13 － 15］，对怀山药多糖的功效和价值已经得到研
究证实［8 － 9］，但对零余子中多糖及其抗氧化性研究
还不多见，亟待深入。本文以怀山药及其零余子为
供试材料，提取多糖，对多糖还原能力及抗氧化能
力进行研究，为怀山药零余子综合利用提供理论依
据。
1 材料与方法
1． 1 材料与试剂
怀山药(Dioscorea opposita Thunb．)及其零余
子采集于河南省温县，经淮北师范大学生命科学学
院薛建平教授鉴定为薯蓣科薯蓣属怀山药及其零
余子。将样品洗净，烘干，粉碎过 20 目筛备用。
二苯代苦味酰基自由基(DPPH·)为 sigma 公
司产品;氯化硝基四氮唑蓝，硫代巴比妥酸，2 －脱氧
－ D －核糖，六氰合铁酸钾，核黄素，乙二胺四乙酸，
抗坏血酸，木瓜蛋白酶(酶活≥6000u /mg)等均为国
药集团化学试剂有限公司产品;无水乙醇，三氯乙
酸，苯酚，石油醚(沸程 60 － 90℃)，氯仿，丁醇，过氧
化氢等试剂均为国产分析纯。
1． 2 仪器
SHH·W21·420 三用电热恒温水浴锅(北京
东南仪诚实验室设备有限公司);ＲE －52AA旋转蒸
发器(上海亚荣生化仪器厂);FDV 超微粉碎机(北
京环亚天元机械技术有限公司);SHZ － D(Ⅲ)循环
水式真空泵(巩义市予华仪器有限责任公司);GZX
－9240MB电热恒温鼓风干燥箱(上海博讯实业有
限公司医疗设备厂) ;G16 － WS台式高速离心机(长
沙湘仪离心机仪器有限公司) ;755B 紫外可见分光
光度计(上海菁华科技仪器有限公司)。
1． 3 试验方法
1． 3． 1 怀山药及其零余子多糖的提取 分别称取
怀山药和零余子粉末各 10． 0 g，用滤纸包好置于索
氏提取器中，用石油醚在 90 ℃回流 4 h进行脱脂处
理，脱脂后用体积分数 80%的乙醇 90 ℃回流提取 4
h，以除去单糖、低聚糖和皂苷等小分子物质，过滤
后挥干乙醇，加入 100． 0 mL蒸馏水，于 60 ℃提取 3
h，真空抽滤，清洗滤渣 2 次，合并滤液，将其蒸发浓
缩至 20． 0 mL。一种采用 Sevage 试剂除蛋白:向浓
缩液中加入 5． 0 mL Sevage试剂，充分振荡，静置 30
min，6000 r /min 离心 15 min，取上清液，重复 3 次，
得怀山药和零余子多糖溶液，向多糖溶液中加 4 倍
体积的无水乙醇，收集沉淀，置烘箱中 55 ℃烘干、粉
碎，得怀山药及零余子多糖，依次记作 S1、S2;另一
种采用木瓜蛋白酶法除蛋白:先调节多糖溶液 pH
至 6． 0 － 6． 5，加入 3% 的木瓜蛋白酶 1． 0 mL，45 ℃
保温 2 h，得到怀山药及零余子多糖溶液，向除去蛋
白质的多糖溶液中加 4 倍体积的无水乙醇，收集沉
淀，55 ℃烘干、粉碎，得怀山药及零余子多糖，依次
记作 E1、E2。将所得多糖配成质量浓度为 10． 0
mg /L的多糖溶液，置于 4 ℃冰箱中备用。
1． 3． 2 怀山药及其零余子多糖还原能力的测定
分别取样品溶液各 0． 50 mL，加入 pH 6． 6 0． 20 mol /
L的磷酸盐缓冲液 2． 50 mL 和 1%的六氰合铁酸钾
溶液 2． 50 mL，混匀，于 50 ℃水浴保温 20 min后，迅
速冷却，再加入 10%的三氯乙酸溶液 2． 50 mL，混合
均匀后以 6000 r /min离心 10 min。取 2． 50 mL上清
液，加蒸馏水 2． 50 mL 和 0． 1%的三氯化铁溶液 1．
00 mL，混匀，静置 10 min后，在 700 nm处测定吸光
值，吸光值越大表示还原能力越强［16］。
1． 3． 3 怀山药及其零余子多糖对二苯代苦味酰基
自由基(DPPH·)的清除作用 清除 DPPH·能力
的测定采用 Shimada 等［17］的方法。将 5． 0ml DPPH
·溶液(6． 5 × 10 － 5mol /L)加入到 1． 0 mL 浓度为
10． 0 mg /L多糖溶液中，室温放置 30 min，对照组以
蒸馏水代替待测样品，在 517 nm处测定吸光值。按
照下式计算怀山药及其零余子多糖对 DPPH ·的
清除率:
DPPH·的清除率(%)=
(AC － AS)
AC
× 100
式中:AC为未加入样品在 517nm 处吸光值，AS 为加
入多糖溶液在 517nm 处吸光值;
1． 3． 4 对超氧阴离子自由基(O －2 ·)的清除作用
采用光照核黄素法［18 － 19］测定怀山药及零余子多
糖对超阳阴离子自由基的清除作用。用 pH 为 7． 8
的 0． 05 mol /L混合磷酸盐缓冲液为溶剂，配制含 3．
3 × 10 － 6mol /L 核黄素，0． 01mol /L 蛋氨酸和 4． 6 ×
96
内 蒙 古 农 业 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 ) 2014 年
10 － 5mol /L 氯化硝基四氮唑蓝，加入多糖样品溶
液，在 25℃、4000lx 照度下光照 30min，于波长 560
nm处测定吸光值。按照下式计算多糖对 O －2 ·的
清除率:
O－2·的清除率(%)=
(AC － AS)
AC
× 100
式中:AC 为未加入样品在 560nm 处吸光值，AS 为加
入多糖溶液在 560nm 处吸光值。
1． 3． 5 对羟基自由基(·OH)的清除作用 利用
Fenton反应产生·OH，测定怀山药及零余子多糖对
羟基自由基(·OH)的清除作用［19］。向具塞试管中
依次加入 0． 40 mL pH7． 4 浓度为 50． 0 mmolL － 1 的
磷酸盐(Na2HPO4 － NaH2PO4)缓冲液、0． 10 mL 浓
度为 10． 0 mg /L的样品溶液、0． 10 mL 浓度为 1． 04
mmol /L的乙二胺四乙酸溶液、0． 10 mL 浓度为 1． 0
mmol /L的三氯化铁溶液、0． 1 mL 浓度为 12． 0
mmol /L的过氧化氢溶液 0． 10 mL、浓度为 60 mmol /
L的 2 －脱氧 － D －核糖溶液和浓度为 2． 0 mmol /L
抗坏血酸溶液，混匀后，将试管于 37 ℃恒温水浴加
热 1． 0 h，取出后迅速加入 1． 0mL的 25% HCl和 1．
0 mL 1%硫代巴比妥酸溶液，沸水浴 15 min 后取
出，冷却，在 532 nm 处测定吸光值。对照组以蒸馏
水代替待测样品，同时做样品空白实验［19］。按照下
式计算对·OH的清除率:
·OH的清除率(%)=
A0 － (A1 － A2)
A0
× 100
式中:A0 为不加样品时吸光值，A1 为加入样品后测
得的吸光值，A2 为试剂空白吸光值。
2 结果与分析
2． 1 怀山药及零余子多糖还原能力
图 1 怀山药及零余子多糖的还原能力
Fig． 1 Ｒeducing Capacity of Polysaccharides of Dioscorea
opposita Thunb． and Its Bulbils
在怀山药及其零余子多糖对 Fe3 +的还原能力
测定实验中，来自样品中的多糖能将六氰合铁酸钾
中的 Fe3 +还原成 Fe2 +，Fe2 +进一步生成在 700nm 处
有最大吸光值的 Perl 普鲁士兰，因此，测定 700nm
处吸光值的高低可以间接反应多糖还原能力的大
小。图 1 显示，四种多糖均具有还原能力，但不同来
源的多糖(怀山药多糖和零余子多糖)及同一来源
不同方法提取的多糖的还原能力均差异显著 (p ＜
0． 01)，总体而言，怀山药多糖的还原能力较零余子
多糖的还原能力弱。
2． 2 怀山药及其零余子多糖对 DPPH·的清除能
力
DPPH·是一种稳定的自由基，可通过检测多糖
溶液对 DPPH·的清除率，表示其抗氧化能力的强
弱。怀山药及其零余子多糖对 DPPH·的清除能力
如图 2 所示，四种多糖对 DPPH·均具有清除作用，
清除能力表现为 S2 ＞ S1 ＞ E2 ＞ E1。采用 Sevage
试剂脱蛋白得到的两种多糖对 DPPH·的清除能力
差异极显著(p ＜ 0． 01)，蛋白酶法提取的两种多糖
对 DPPH·的清除能力差异也达到了显著水平 (p
＜ 0． 05)。Sevage试剂脱蛋白得到的零余子多糖对
DPPH·的清除能力最强，清除率为 68． 79%;用蛋
白酶法除蛋白得到的怀山药多糖对 DPPH·的清除
能力最弱，清除率为 8． 38%。
图 2 怀山药及零余子多糖对 DPPH·的清除能力
Fig． 2 Scavenging Capacity of f Polysaccharides of
Dioscorea opposita Thunb． and Its Bulbils on DPPH·
2． 3 怀山药及其零余子多糖对 O －2 · 的清除作用
怀山药及其零余子多糖均对 O －2 ·的清除作用
效果如图 3 所示，4 种多糖对 O2
－·均具有清除作
用，清除效果表现为 S2 ＞ S1 ＞ E2 ＞ E1，采用 Sevage
试剂脱蛋白得到的零余子多糖对超氧阴离子自由基
的清除能力最强，清除率为 76． 47%;采用用蛋白酶
法除蛋白得到的怀山药多糖对超氧阴离子自由基的
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第 6 期 程云环等:怀山药及其零余子多糖抗氧化活性的比较研究
清除能力最差，清除率为 33． 33% 。不同方法提取
的零余子多糖对 O －2 ·的清除能力均高于相应的怀
山药多糖，Sevage 试剂脱蛋白得到的零余子多糖的
抗氧化活性显著高于怀山药多糖(p ＜ 0． 05) ，但蛋
白酶法获取的两种多糖抗氧化活性差异不显著 (p
＞ 0． 05)。
图 3 怀山药及零余子多糖对 O －2 ·的清除能力
Fig． 3 Scavenging Capacity of f Polysaccharides of
Dioscorea opposita Thunb． and Its Bulbils on O2
－·
2． 4 怀山药及其零余子对·OH的清除作用
怀山药及其零余子多糖均对羟基自由基的清
除作用如图 4 所示，四种多糖对·OH 均具有清除
作用，清除效果表现为 S2 ＞ S1 ＞ E2 ＞ E1，采用
Sevage试剂脱蛋白得到的零余子多糖对·OH 的清
除能力最强，清除率为 74． 54%，采用用蛋白酶法除
蛋白得到的怀山药多糖对·OH 的清除能力最差，
清除率为 60． 00%。
图 4 怀山药及零余子多糖对·OH的清除能力
Fig． 4 Scavenging Capacity of f Polysaccharides of
Dioscorea opposita Thunb． and Its Bulbils on ·OH
不同方法脱蛋白得到的多糖及不同来源的多
糖对·OH的清除能力存在差异，但均未达到显著
水平(p ＞ 0． 05)。
3 讨论
怀山药多糖是怀山药的主要生物活性物质，研
究表明具有多种生物活性［9］，通过比较研究怀山药
多糖及零余子多糖的性质，可以为零余子资源的开
发利用提供科学依据。研究显示，不同方法提取的
怀山药多糖及零余子多糖均有抗氧化活性，零余子
多糖的还原能力(图 1)以及对 DPPH·，O －2 ·和
·OH的清除能力(图 2，3，4)优于怀山药多糖，表明
零余子多糖具有较高的生物活性，具有开发利用价
值。此外，研究发现，不同方法除蛋白获取的怀山药
及零余子多糖的还原能力及抗氧化活性存在一定的
差异，对不同的自由基的清除能力也表现出一定不
同，说明不同方法提取获得的多糖组成可能存在一
定的差异［20，2］，Sevage 试剂脱蛋白是多糖提取过程
中最常用的一种除方法，由于该方法脱除的是游离
蛋白［21 － 22］，所以获取的多糖中可能含有结合蛋白保
留，而酶法除蛋白则同时脱除了游离蛋白和结合蛋
白，同时，不同提取方法提取的多糖分子量、结构等
均可能发生变化［23］，因而 Sevage 试剂脱蛋白获取
的多糖的自由基清除能力与酶法除蛋白获取的多糖
存在一定的差异。而多糖对不同自由基的清除能力
的差异，与多糖的来源、性质和浓度有关，也与自由
基本身的稳定性有关，以往的相关研究也表明不同
的糖类对不同的自由的清除能力存在差异［24］，怀山
药及其零余子多糖对自由基清除能力的差异也可能
是这个原因。关于怀山药零余子多糖的提取工艺、
多糖的组成、结构和性质等方面还需进一步详细研
究，以揭示其抗氧化活性机理。
4 结论
本文通过对 Sevage 法和蛋白酶法除蛋白得到
的怀山药及其零余子多糖还原能力及体外抗氧化能
力的测定、比较表明，不同方法提取的怀山药及其零
余子多糖均具有还原能力和体外抗氧化活性。采用
Sevage试剂脱蛋白得到的零余子多糖的抗氧化活性
较强，用蛋白酶法除蛋白得到的怀山药多糖的抗氧
化活性较弱。与怀山药多糖活性相比，怀山药零余
子多糖具有的抗氧化活性优于怀山药，为进一步开
发利用零余子提供科学依。但是，关于零余子的化
学成分、营养成分及药用价值还有待于广泛深入的
17
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研究，以促进其综合利用。
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