全 文 ：园 艺 学 报 2010，37（6）：1009–1014
Acta Horticulturae Sinica
山药糖蛋白体外抗氧化活性研究
孙宇婧 1，韩 涛 1,*，李丽萍 2，杨 蕊 1
（1北京农学院食品科学系，北京 102206；2北京工商大学植物资源研究开发北京市重点实验室，北京 100037）
摘 要：采用热水浸提法提取山药糖蛋白，经 DEAE-52和 SephadexG-75柱层析纯化，得到两种山药
糖蛋白纯品，分析其体外抗氧化活性，包括还原能力以及对 H2O2、　、·OH、DPPH的清除作用、对脂质
体过氧化的抑制能力，并分别与抗坏血酸效果作比较。结果表明，山药糖蛋白具有较高的还原能力，对
H2O2、　、·OH、DPPH有一定的清除能力，对脂质体过氧化具有抑制作用。山药糖蛋白的抗氧化活性在
一定浓度范围内（0 ~ 20 mg · mL-1）存在量效关系，随着山药糖蛋白浓度的增加，其还原能力和对 H2O2、
　、· OH、DPPH清除能力增加，但对脂质体过氧化的抑制是先增加后降低。在相同浓度下，山药糖蛋白
CYG-1的抗氧化能力稍弱于山药糖蛋白 CYG-2。
关键词：山药；糖蛋白；抗氧化活性；体外
中图分类号：S 632.1 文献标识码：A 文章编号：0513-353X（2010）06-1009-06

Antioxidant Activity in Vitro of Glycoprotein from Chinese Yam
SUN Yu-jing1，HAN Tao1,*，LI Li-ping2，and YANG Rui1
（1Department of Food Science，Beijing University of Agriculture，Beijing 102206，China；2Beijing Key Laboratory of Plant
Resources Research and Development，Beijing Technology & Business University，Beijing 100037，China）
Abstract: After yam flesh were exposed to hot water extraction and then purified by DEAE-52 and
SephadexG-75 columns，two pieces of glycoproteins in Chinese yam were obtained，i.e. CYG-1 and
CYG-2. The antioxidant activities in vitro of the two glycoproteins were investigated. The results showed
that the two glycoproteins had scavenging activities against hydroxyle radical（·OH），hydrogen peroxide
（H2O2），superoxide anion radical（　）and 1，1-diphenyl-2-picryl-hydrazyl（DPPH）as well as inhibiting
capacity of lipidsome peroxidation. There were positive relations between CYGs concentrations and their
antioxidant activities. There were some differences on antioxidant activities between CYG-1 and CYG-2.
Generally，CYG-2 exhibited better effects than CYG-1.
Key words：Chinese yam；Dioscorea opposite Thumb.；glycoprotein；antioxidation activity；in vitro

糖蛋白是一类由较短、往往具有分支的寡糖链与蛋白质（多肽链）共价相连而构成的糖复合物
（Grandjean et al.，2009）。许多科研工作者对糖蛋白的药理作用及保健功能进行了研究，取得了一
系列重要的成果（李金忠，2005；Bertram et al.，2008）。糖蛋白在新型特种药物及功能性食品开发
方面具有广阔的应用前景。
山药（Dioscorea opposite Thumb.）在我国是传统的药食同源类产品，具有补脾养胃，补肺益肾

收稿日期：2010–02–11；修回日期：2010–04–01
基金项目：北京市重点建设学科项目
* 通信作者 Author for correspondence（E-mail：taolhan@yahoo.com.cn；Tel/Fax：010-80799170）
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等功效。山药不仅营养丰富，更由于含有大量粘性糖蛋白及多糖类的生物活性物质，具有调节免疫
（赵国华 等，2003a；Chan et al.，2009）、抑制肿瘤（Gu et al.，1998；赵国华 等，2003b）、抗氧
化（胡国强 等，2004）、抗突变（阚建全 等，2001）等作用。国内对山药糖蛋白的提取、纯化等已
见报道，鲜见对其抗氧化作用较为全面的研究。本研究中以山
白，分析其还原能力，清除过氧化氢（H2O2）、超氧阴离子自由
自由基能力以及对脂质体过氧化作用的抑制能力，为全面考查
步研究开发山药糖蛋白药物及功能食品奠定理论基础。
1 材料与方法
试验于 2009年 5—10月在北京农学院果蔬综合试验室进
新鲜山药（怀山药）购自北京回龙观城北交易市场。辣根
磷脂为生化试剂；其它均为分析纯。
山药经破碎匀浆，65 ℃热水浸提，离心收集上清液减压浓
集沉淀复溶，Sevag法除游离蛋白，用无水乙醇沉淀；沉淀依
后经低温干燥得糖蛋白粗品。再经 DEAE-52和 SephadexG-75
白纯品 1（CYG-1）和山药糖蛋白纯品 2（CYG-2）。
山药糖蛋白还原能力的测定采用普鲁士蓝法（晏文杰 等，
氧化物酶法（Lin & Chun，2004）；对　自由基的清除作用采用核
1977；Fen & Liu，2000）；对·OH的清除作用采用 2–脱氧–D
Ragini，2004）；对 DPPH自由基清除作用采用（项惠丹 等，
山药糖蛋白对卵磷脂脂质体过氧化的抑制作用采用何开跃
卵磷脂溶于 30 mL 10 mmol · L-1 pH 7.4磷酸盐缓冲液中，冰浴振
的 BHT 溶液，备用。在具塞试管中依次加入 1 mL 卵磷脂溶
（FeCl3）、1 mL 400 µmol · L-1抗坏血酸和 1 mL样品，混匀。避
TCA–TBA–HCl （三氯乙酸 15.00 g—硫代巴比妥酸 0.38 g—
15 min，迅速冷却，以 2 000 r · min-1离心 10 min，取上清液
代替样品作为对照（以相同方法测定 BHT 溶液的抑制作用）
〔抑制率（%）=（A对照 − A样品）/A对照 × 100〕。以上指
2 结果与分析
2.1 山药糖蛋白的组成及其鉴定
采用热水浸提法提取到粗山药糖蛋白，经过
Sevag法去游离蛋白，DEAE-52和 SephadexG-75
柱层析后得到纯山药糖蛋白，命名为 CYG-1和
CYG-2，其多糖质量分数与蛋白质质量分数见表1。
经过 DEAE-52柱层析，以 NaCl作为洗脱液，
每 3 min 收集一管洗脱液，分别测定其 OD280 nm（紫外分光法
法测定多糖）（表 2），在 48 ~ 78 min时，洗脱液在 OD280 nm和 O
Tabl
山药糖蛋白
Glycoproteins
CYG-1
CYG-2药为原料，利用得到的纯化山药糖蛋
基（　）、羟自由基（·OH）和 DPPH
山药糖蛋白的体外抗氧化活性，进一行。
过氧化物酶、2–脱氧–D–核糖、卵
缩，用 4倍体积的 95%乙醇沉淀，收
次用无水乙醚、丙酮洗涤 2 ~ 3次，最
柱层析纯化后透析干燥可得山药糖蛋
2000）；对 H2O2清除作用采用辣根过
黄素—光照法（Giannopolitiis & Ries，
–核糖法（焦中高 等，2004；Singh &
2008）方法测定。
等（2007）的方法测定。将 300 mg
荡，备用；制备样品液和 0.5 mg · mL-1
液（LLS）、1 mL 0.1%三氯化铁溶液
光于 37 ℃水浴 60 min，再加入 2 mL
浓盐酸 2.10 mL）混合液，100 ℃水浴
在 532 nm测吸光度；空白管以双蒸水
，计算样品对脂质体过氧化的抑制率
标测定均为 3次重复。
测定蛋白质）和 OD490 nm（苯酚—硫酸
D490 nm处都有吸收峰，在 138 ~ 186 min
表 1 山药糖蛋白中多糖与蛋白质的组成
e 1 Total sugar and rotein contents of CYG-X /%

多糖
Polysaccrdie
蛋白质
Protein
68.56 20.62
72.31 15.16
6期 孙宇婧等：山药糖蛋白体外抗氧化活性研究 1011
表 2 药糖蛋白经柱层析的出峰情况
Table 2 The peaks of glycoprotein at DEAE-52 and
SephadexG-75 columns /min
柱材料 Columns OD280 nm OD490 nm
48 ~ 78 48 ~ 87DEAE-52
138 ~ 186 138 ~ 198
SephadexG-75 21 ~ 45 24 ~ 48
33 ~ 57 27 ~ 60
时洗脱液中也有一个二者共同出现的吸收峰，表
明两分离产物各自既含有多糖又含有蛋白质，故
认定它们为糖蛋白。随后，将分离后的两个糖蛋
白组分分别经过 SephadexG-75 葡聚糖凝胶柱层
析，它们各自只出现一个 OD280 nm和 OD490 nm处共
有吸收峰（表 2），进一步证明它们各自是纯的糖
蛋白。
2.2 山药糖蛋白的还原能力
一般来说，物质的还原能力与其抗氧化活性之间有着显著的相关性（舒媛 等，2006）。本试验
中首先对两种山药糖蛋白的还原能力进行了测定，并且与抗坏血酸的还原能力作了比较，吸光度值
越大，表示其还原能力越大。
两个山药糖蛋白均具有还原能力（图 1），且还原能力与糖蛋白浓度呈正相关，在浓度为 0 ~ 12
mg · mL-1的范围内，两个山药糖蛋白的还原能力随浓度的增大而增强；在 12 ~ 20 mg · mL-1的范围
内，还原能力随浓度增大缓慢增强。两个山药糖蛋白相比，CYG-1 的还原能力明显小于 CYG-2 的
还原能力（P < 0.05）。山药糖蛋白的还原能力明显低于抗坏血酸，约为后者的 0.5 ~ 1.0倍。
2.3 山药糖蛋白对H2O2清除作用
两种山药蛋白多糖对 H2O2均具有清除作用（图 2）。在 0 ~ 20 mg · mL-1浓度范围内清除作用随
浓度的增加而增强；在 20 ~ 28 mg · mL-1浓度范围内清除率增长趋势缓慢。CYG-1和 CYG-2浓度为
20 mg · mL-1时清除率分别为 27.59%与 32.45%；在浓度大于 12 mg · mL-1时 CYG-2明显高于 CYG-1
（P < 0.05）。在试验浓度范围内，山药糖蛋白对 H2O2的清除能力为抗坏血酸的 40% ~ 60%。
图 1 不同浓度山药糖蛋白的还原能力
Fig. 1 Reducing power of Chinese yam glycoprotein at
different concentrations

图 2 不同浓度山药糖蛋白对 H2O2的清除作用
Fig. 2 Scavenging H2O2 of Chinese yam glycoprotrin at
different concentratinos
2.4 山药糖蛋白对　自由基的清除作用
两种山药糖蛋白对　自由基均具有清除能力（图 3），清除
到 28 mg · mL-1时，CYG-1和 CYG-2的清除率分别为 83.35%
对　清除能力明显高于山药糖蛋白（P < 0.05），但在较高浓度
率随着浓度的升高而增大，当浓度达
和 88.14%。在相同浓度下，抗坏血酸
下（20 ~ 28 mg · mL-1），清除率相近。
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2.5 山药糖蛋白对·OH的清除作用
山药糖蛋白对·OH具有一定的清除作用（图 4），浓度在 0 ~ 16 mg · mL-1范围内变化时，CYG-1
和 CYG-2的清除能力均随浓度的升高而增强，呈明显的剂量效应；浓度在 16 ~ 28 mg · mL-1范围内
时 CYG-1和 CYG-2的清除率上升趋势缓慢，在浓度为 28 mg · mL-1时 CYG-1和 CYG-2清除率分别
为 35.01%和 47.41%，后者的清除能力大于前者。抗坏血酸在试验浓度范围清除能力显著高于山药
糖蛋白（P < 0.05），大约是山药糖蛋白的 1.5 ~ 2.0倍。
图 3 不同浓度山药糖蛋白对　的清除作用
Fig. 3 Scavenging of 　 Chinese yam glycoprotein at
different concentrations
图 4 不同浓度山药糖蛋白对·OH的清除作用
Fig. 4 Scavenging of ·OH Chinese yam glycoprotein at
different concentrations
2.6 山药糖蛋白对DPPH自由基清除作用
DPP 基，若受试物能将其清除，表明受试物具有降低羟基
自由基、 度和终止脂质过氧化链反应作用（莫凤奎 等，1997）。
山药糖蛋 （图 5）；但随着浓度的增加，清除率呈先上升后呈平
缓下降的
两种糖蛋
糖蛋白的
2.7 山药
机体
等，1997
具有很强
增大而增
围内，两
于 CYG-
作用与抗
时出现最
磷脂 LLS
生出一些
2001）。 H 是一种很稳定的以氮为中心的自由
烷基自由基或过氧化自由基的有效浓
白对 DPPH自由基有一定的清除作用
趋势。在测试浓度范围内，最高清除率 CYG-1为 31.69%，CYG-2为 35.18% （20 mg · mL-1），
白的清除率十分相近，差异几乎不显著。而抗坏血酸的最高清除率为 75.58%，大约为山药
2.5倍。
糖蛋白对卵磷脂脂质体过氧化的抑制作用
内自由基最容易攻击生物膜磷脂中的不饱和脂肪酸，从而引起膜脂质过氧化反应（莫凤奎
）。故以此来评价山药糖蛋白样品的抗氧化活性具有一定意义。山药糖蛋白在卵磷脂脂质体
的抗氧化活性（图 6），在样品浓度为 0 ~ 20 mg · mL-1范围内，糖蛋白的抑制率都随浓度的
强，在 20 mg · mL-1时达到最强，分别为 49.06%和 52.49%；在浓度为 20 ~ 28 mg · mL-1范
种糖蛋白的抑制率并未随浓度的增大而增强，反而有下降的趋势，且 CYG-2的抑制率略低
1。BHT（2，6–二叔丁基–4–甲基苯酚）是广泛用于含油脂体系的抗氧化剂，其抗氧化
坏血酸的几乎相近。两种山药糖蛋白的抑制率与BHT比较接近，BHT在浓度为 24 mg · mL-1
大抑制率，随后有下降的趋势。在试验浓度范围内，山药糖蛋白能够抑制由 Fe3+引发的卵
分散体系过氧化，CYG-1和 CYG-2的抑制率先增加后减小，原因可能是在反应过程中衍
过氧化产物及其它的自由基，都可能造成油脂的连锁反应，进而促进油脂氧化（吕春华 等，
6期 孙宇婧等：山药糖蛋白体外抗氧化活性研究 1013
图 6 不同浓度山药糖蛋白在卵磷脂脂质体中的抑制作用
Fig. 6 Inhibiting of Chinese yam glycoprotein on
lipidsome peroxidation at different concentrations
图 5 不同浓度山药糖蛋白对 DPPH的清除作用
Fig. 5 Scavenging DPPH of Chinese yam glycoprotein at
different concentrations
3 讨论
糖蛋白不仅具有凝集素、结构蛋白、酶、贮藏蛋白、毒素等方面的作用，而且对人体也具有极
大的利用价值，如具有增强免疫调节（免疫球蛋白、生长因子和细胞介素等），抗氧化、降血脂、抗
疲劳、抗辐射等功能（阚建全，2003）。在薯类糖蛋白的研究中（阚建全，2003；李金忠，2005；舒
媛 等，2006），甘薯糖蛋白具有免疫调节作用及降血脂作用，山药糖蛋白对 H2O2、　 和·OH 等有
抗氧化作用，其他薯类糖蛋白的功能性质研究还未见报道。
本研究采用了含氧元素活性氧、以氮为中心的自由基以及不饱和脂质等指标来更为全面地评价
山药糖蛋白的体外抗氧化性，其中 H2O2、·OH和 　 等 3项指标的结果与王丽霞等（2008）对山药
蛋白多糖体外抗氧化作用的研究结果基本一致；而本研究中以氮为中心的自由基、还原能力以及不
饱和脂质 3 项指标的测定结果也进一步证明山药糖蛋白具有一定的抗氧化能力。两种山药糖蛋白
CYG-1与 CYG-2的活性氧清除作用基本相当，但 CYG-2强于 CYG-1；原因可能是由于 CYG-1的
多糖含量低于 CYG-2的多糖含量，这是否提示糖蛋白的抗氧化能力与多糖部分含量有关。抗坏血酸
和 BH 用作参照系 ，
同时， 化物质。关 类
似的抗

Refer
Bertram
12
Chan Y
ala
Fen Yi-
Tr
Gianno
Ph
Grandje
im
T是两种很强的抗氧化剂，在本研究中
表明了山药糖蛋白是一种良好的抗氧
氧化作用需要进一步研究。 ences
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