全 文 ：梁 潇，黄月琴，陈建平． 山药零余子多糖抗氧化活性及对糖尿病小鼠降血糖作用［J］． 江苏农业科学，2014，42(3):273 － 275．
山药零余子多糖抗氧化活性及对糖尿病小鼠降血糖作用
梁 潇1，黄月琴2，陈建平2
(1．中国人民解放军总医院，北京 100853;2．淮南师范学院化学与化工系，安徽淮南 232001)
摘要:提取山药零余子中的多糖，探讨其体外抗氧化活性和对糖尿病小鼠的降血糖作用。结果表明，山药零余子
多糖的还原力随着浓度的提高显著增强，对 DPPH·和·OH具有较强的清除能力，并呈一定的剂量关系，4． 0 mg /mL
剂量时清除率分别可达到 91． 15%和 89． 06%;山药零余子多糖能显著降低造模小鼠的血糖，且大剂量的山药零余子
多糖降糖更明显。山药零余子多糖具有较好的抗氧化性和降血糖作用，这为安全天然食品抗氧化剂、降血糖药剂的开
发提供了新来源。
关键词:山药零余子;多糖;抗氧化活性;降血糖作用
中图分类号:Ｒ284． 1 文献标志码:A 文章编号:1002 － 1302(2014)03 － 0273 － 02
收稿日期:2013 － 07 － 28
基金项目:淮南师范学院重点基金(编号:2011LK76zd);淮南师范学
院青年基金(编号:2010LK13)。
作者简介:梁 潇(1986—)，女，安徽淮南人，硕士，药师，从事药物分
析研究。E － mail:liangxiao0520@ sina． cn。
山药零余子为薯蓣科多年生草质藤本植物薯蓣
(Dioscorea opposite Thunb．)叶腋间的珠芽［1］，俗称“山药蛋”，
呈卵圆形或椭圆形，直径 0． 4 ～ 2． 0 cm;外表皮淡黄色，有细
皱纹;顶端中间略有茎痕，质坚硬;断面灰白色至灰褐色，气味
淡而不苦，口嚼黏腻;主要含淀粉、多糖(包括黏液质及糖蛋
白)、蛋白质、多种游离氨基酸等有效成分［2］，是药用价值很
高的药材，可食用，具医疗价值［3］。山药零余子资源很丰富，
产量可达 3 000 ～ 6 000 kg /hm2，除了少部分煮食和作为繁殖
材料外，大部分作为废弃物被抛弃。为进一步提高零余子的
开发利用价值，提高山药产业的附加值，对山药零余子多糖抗
氧化活性及对糖尿病小鼠降血糖作用进行研究，以期为山药
零余子的综合开发利用奠定理论基础。
1 材料与方法
1． 1 材料
供试山药零余子，购于河南省焦作市;ICＲ 小鼠，SPF 级，
体重 20 ～ 25 g，购自北京维通利华实验动物技术有限公司。
1． 2 方法
1． 2． 1 山药零余子多糖 山药零余子粉碎后于 60 ～ 80 ℃热
水提取 5 h，收集提取液，减压浓缩至适当体积，按 Sevag 法去
除蛋白，再用乙醇沉淀为粗品多糖。
1． 2． 2 试验动物造模及分组处理 ICＲ 雄性小鼠 80 只，在
试验环境中适应 4 d 后禁食 12 h，经腹腔一次性注射四氧嘧
啶，剂量为 150 rag /kg;再饲养 3 d后禁食 6 h，测定空腹血糖，
并选择空腹血糖在 10 mmol /L 以上的试验小鼠作为糖尿病
小鼠。
将 ICＲ雄性小鼠分为 5 组，即正常对照组、糖尿病模型组
和山药多糖模型组 3 个剂量组，每组 10 只小鼠。山药多糖模
型组小鼠分别以 10、20、30 rag /kg山药多糖灌胃，正常对照组
和糖尿病模型组均灌胃等量的蒸馏水。每日 1 次，连续给药
30 d，分别测定小鼠不同时期的体重和空腹血糖。小鼠耐糖
量检测在试验结束时进行，将空腹 6 h后的小鼠，用葡萄糖以
25 g /kg 剂量灌胃处理，分别测定小鼠口服葡萄糖后 0、1、2 h
的血糖值［4］。
1． 2． 3 山药零余子多糖还原力测定 取不同浓度样品溶液
2． 5 mL于试管中，依次加入 2． 5 mL磷酸缓冲液(0． 2 mol /L，
pH值 6． 6)和 2． 5 mL 1%六氰合铁酸钾溶液，于 50 ℃水浴保
温 20 min后，快速冷却，再加入 2． 5 mL 10%三氯乙酸溶液，
混匀，5 000 r /min离心 10 min;移取上清液 2． 5 mL于试管中，
依次加入 2． 5 mL蒸馏水、0． 5 mL 0． 1%三氯化铁溶液，充分
混匀，静置 10 min 后，以蒸馏水做参比液，在波长为 700 nm
处测定吸光度。吸光度越大表示还原能力越强［5］。
1． 2． 4 山药零余子多糖对 DPPH·清除能力的测定 取样
品液 2 mL，加入 2 mL 0． 000 1 mol /L DPPH溶液(溶于 95%乙
醇)，混匀后在室温下避光反应 20 min，1 000 r /min 离心
10 min，在波长为 517 nm处测得吸光度为 Di;空白组为 2 mL
样品液加入 2 mL 95%乙醇溶液，517 nm处测得吸光度为 Dj;
对照组为 2 mL DPPH溶液与 2 mL 蒸馏水混合，517 nm 处测
得吸光度为 Dc，以等体积蒸馏水和 95%乙醇混合液作为空白
进行调零。清除率计算公式为:DPPH·清除率 =［1 －(Di －
Dj)/Dc］× 100%
［6］。
1． 2． 5 山药零余子多糖对对·OH 清除能力的测定 样品
组试管中依次加入 pH 值为 7． 4 的 0． 4 mol /L 磷酸缓冲液、
2． 5 mmol /L 邻二氮菲溶液、样品液、2． 5 mmol /L 硫酸亚铁溶
液各 1 mL，0． 02 mol /L H2O2 0． 5 mL;损伤组中用 1 mL 蒸馏
水代替样品液;空白组中用 1． 5 mL 蒸馏水代替样品液和
H2O2 溶液。37 ℃恒温水浴反应 l h，快速测定 536 nm处的吸
光度［7］。样品对·OH的清除率计算公式为:·OH 清除率 =
(D0 － D2)/(D1 － D2)× 100%。其中，D0 为加入样品液和
H2O2 的 ·OH 体系吸光度;D1 为加样品液而不加 H2O2 的
·OH 体系吸光度;D2 为加 H2O2 不加样品液的·OH 体系吸
光度。
1． 2． 6 血糖测定 采集试验小鼠眼眶内眦静脉血，空腹血糖
采集禁食 6 h后的小鼠静脉血。取血清用葡萄糖氧化酶 －过
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DOI:10.15889/j.issn.1002-1302.2014.03.118
氧化酶法测定血糖。
1． 2． 7 数据分析 试验数据用“平均值 ±标准差”表示，以
Minitab 16 统计软件进行单因子方差分析，采用邓肯氏新复
极差法进行各组间比较。
2 结果与分析
2． 1 山药零余子多糖的还原能力
还原力是物质抗氧化能力的一个重要指标，还原力强弱
是多糖抗氧化性的重要参数。山药零余子多糖样品在
700 nm 处吸光度的高低，可以间接反映多糖抗氧化能力的大
小。由图 1 可知，随着山药零余子多糖试验样品浓度升高，吸
光度逐渐增加，多糖还原力也呈增加趋势;多糖浓度为
5 mg /mL 时，吸光度最高，还原力最强。
2． 2 山药零余子多糖对 DPPH·的清除能力
由图 2 可知，不同浓度的山药零余子多糖对 DPPH·均
有一定程度的清除作用，且随着浓度升高清除率增加;山药零
余子提取物浓度为 4． 0 mg /mL 时，对 DPPH·的清除率为
91. 15%。回归分析表明，山药零余子多糖对 DPPH·的清除
效果与多糖浓度符合一元一次方程模型，其方程为 y =
22. 994x + 10． 242 9(r2 = 0． 994 6)。
2． 3 山药零余子多糖对·OH 的清除能力
羟基自由基是体内最活泼的氧，累积过剩时可以引起多
种病理变化，而多糖可以提供氢原子，与羟基自由基结合成
水，达到清除自由基的效果。由图 3 可知，不同浓度山药零余
子多糖对体系中产生的·OH 均有一定的清除作用，且随着
山药零余子多糖浓度升高，清除效果逐渐增强;山药零余子多
糖浓度为 4． 0 mg /mL时，对·OH的清除率达到 89． 06%。
2． 4 山药零余子多糖对各组试验小鼠空腹血糖的影响
由表 1 可知，造模前，对照组、山药多糖组小鼠空腹血糖
含量无显著性差异;造模后，各小组血糖含量与正常对照组差
异显著;治疗后，各多糖剂量组的糖尿病小鼠血糖含量均降
低，高剂量(30 mg /kg)山药多糖降糖更加明显。这说明山药
零余子多糖可有效降低糖尿病小鼠的高血糖水平。
表 1 山药零余子多糖对各组试验小鼠空腹血糖的影响
组别
鼠数
(只)
剂量
(mg /kg)
造模前血糖含量
(mmol /L)
造模后血糖含量
(mmol /L)
治疗后血糖含量
(mmol /L)
正常对照组 10 0 5． 53 ± 0． 64aA 6． 15 ± 0． 57aA 6． 09 ± 0． 72aA
模型对照组 10 0 6． 12 ± 0． 78aA 15． 32 ± 0． 64bB 15． 08 ± 0． 73dB
山药多糖组 10 10 5． 92 ± 0． 76aA 15． 28 ± 0． 52bB 14． 23 ± 0． 53cB
10 20 5． 76 ± 0． 57aA 15． 95 ± 0． 64cB 13． 89 ± 0． 70cB
10 30 5． 95 ± 0． 76aA 16． 03 ± 0． 61cB 12． 71 ± 1． 06bB
注:同列数据后不同大写字母表示差异极显著(P ＜ 0． 01)，小写字母表示差异显著(P ＜ 0． 05)。
3 小结与讨论
自由基的氧化损伤与许多疾病的发病机理有关，人体通
过适当摄入具有抗氧化活性的物质可以降低体内自由基水
平，防止脂质过氧化。脂质过氧化与衰老密切相关，甚至诱发
许多疾病［8］。本试验结果表明，山药零余子多糖具有显著的
抗氧化活性，还原力强，4． 0 mg /mL 剂量对 DPPH·和·OH
的清除能力分别为 91． 15%和 89． 06%。
四氧嘧啶诱发糖尿病的机理已经清楚，它能选择性地破
坏胰岛 β细胞，使胰岛内的分泌细胞减少、细胞肿胀、空泡增
多等，在胰岛 β细胞被破坏的机制中，自由基起着至关重要的
作用［9］。本研究结果表明，山药零余子多糖可明显降低四氧
嘧啶糖尿病小鼠血糖，这可能与增加胰岛素分泌、改善受损坏
的胰岛 β细胞功能及清除多余的自由基等有关。
本研究利用化学模型表明山药零余子多糖具有较强的抗
氧化和降血糖作用，为以后安全有效、具营养作用的天然抗氧
化剂和降血糖药剂的开发提供了新资源，这既提高了药农的
收入，又将山药零余子变废为宝。
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烤烟烟碱含量的高光谱预测模型
赵 文1，刘国顺1，贾方方1，丁松爽1，高静静1，邢雪霞1，2
(1．河南农业大学烟草学院 /国家烟草栽培生理生化研究基地，河南郑州 450002;
2．中国烟草总公司南阳市公司，河南南阳 473000)
摘要:利用高光谱参数预测烤烟叶片中的烟碱含量，选取大田试验条件下不同光照强度处理的烟株测定光谱反射
率。选择 18 个高光谱参数与烟碱含量进行相关性分析并构建回归方程，进而建立烤烟叶片烟碱含量的高光谱参数预
测模型，并对模型进行均方根误差和相对误差检验。结果表明:烟碱含量与选取的高光谱参数之间的相关系数均达到
极显著水平，最高为 0． 83。选取其中相关性最好的 8 个高光谱参数并建立多种函数的回归模型发现，抛物线的拟合
精度 r2 在各方程中为最优，达到 0． 773。结合误差检验得出:选取的 8 个参数中误差检验与预测模型的精度相符合，
说明预测模型稳定性良好，能够进行烟碱含量的快速、简便、准确的预测，尤其以 NDSI导数、ＲSI导数、SASI 导数的抛
物线预测模型为最佳。
关键词:烤烟;高光谱;烟碱含量;预测模型
中图分类号:TS41 + 1 文献标志码:A 文章编号:1002 － 1302(2014)03 － 0275 － 05
收稿日期:2013 － 10 － 31
基金项目:中国烟草总公司特色优质烟叶开发重大专项［编号:
110201101001(TS － 01)］。
作者简介:赵 文(1987—)，男，河南民权人，硕士研究生，主要从事
烟草栽培高光谱研究。E － mail:paituoa@ 163． com。
通信作者:刘国顺，教授，主要从事烟草栽培研究。E － mail:
liugsh1851@ 163． com。
烟碱作为烟草特有的化学成分，对烟叶的刺激性、生理强
度以及香吃味都有很大的影响［1 － 2］。有研究表明，烟叶中的
烟碱含量介于 1． 5% ～ 3． 5%之间时，烟叶为优质水平;烟碱
含量过低时，则吸食平淡乏味;烟碱含量过高时，则烟气劲头
过大［3 － 4］。近年来，随着高光谱遥感技术的发展，基于高光谱
原理的无损伤测试技术已经逐步在农业上得到应用，目前国
内外学者已经对多种作物进行了光谱反射率及化学组分的相
关性研究。Johnson等研究了 2 160 nm 波段处树叶反射率的
一阶导数与叶片全氮含量间的相关性，结果发现相关性在整
个可见光至红外波段范围内最好，用光谱分析方法估测鲜叶
的含氮量时发现，其精度大于 85%［5］。牛铮等的研究表明，
小麦鲜叶片的精细光谱特征能够较好地反映出其 7 种化学组
分含量，尤其对粗蛋白、氮、钾含量的反映最好，r2 均达到 0． 8
以上［6］。高光谱预测在烟草上的应用尚处于起步阶段，李向
阳等采用逐步回归方法建立了 K326 烤烟叶片烟碱含量的回
归方程，认为一阶导数光谱回归模型的模拟效果较好，但要达
到田间实时实地检测，还要考虑外界环境的影响［7］。吴玉萍
等指出，不同品种烤烟间的烟碱含量差异显著，因此研究不同
品种烤烟的大田环境光谱预测模型很有必要［8］。刘良云等
认为，460 ～ 740 nm波段光谱反射率与烟碱和全氮含量呈极
显著负相关，430 ～ 710 nm 波段光谱透过率与全氮含量呈极
显著负相关、与烟碱含量呈显著负相关［9］。有研究表明，利
用 PPＲ(550，450)和 NＲI(近红外)建立的烟叶氮素、烟碱、钾
离子含量的光谱预测模型都有很好的稳定性。辛荣等指出，
利用多元分析中的逐步回归法、主成分分析法建立全氮预测
模型的效果较好［10］。此类研究虽然较多，但尚未见涉及不同
光照强度处理下高光谱对烟碱含量的预测模型。由于光照强
度对烤烟烟碱含量的影响较大，且光照强度过低会导致烟碱
含量升高，烟叶品质下降［11］，因此本试验采用在大田中使用
不同层数的纱布遮阴处理烟叶，通过对不同生育期内光谱反
射率的测定研究烤烟烟碱含量与光谱之间的关系，旨在建立
一个精确的烟碱高光谱参数预测模型，为快速测定烤烟叶片
中的烟碱含量提供新的研究方法和思路。
—572—江苏农业科学 2014 年第 42 卷第 3 期