全 文 ：509※营养卫生 食品科学 2007, Vol. 28, No. 11
葫芦巴多糖酸解和酶解产物抗氧化及
抗菌活性的比较研究
吴 婷，闫茂华，张 娅，缪月秋，陆长梅，吴国荣*
(南京师范大学生命科学学院，江苏 南京 210097)
摘 要：本实验在成功研究葫芦巴多糖的酸解和酶解的基础上比较研究了葫芦巴多糖不同分子量的酸解和酶解产物
的抗氧化活性以及对几种植物病原菌的抑菌作用。结果表明：酸解和酶解产物均具有一定的体外清除超氧阴离子
(O2·)和羟自由基(·OH)的能力。接种淋巴癌细胞(S180)的小鼠实验结果显示，酸解和酶解产物均能抑制小鼠肝、
肾等内脏器官超氧化物歧化酶(SOD)活性下降，减少脏器中膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)生成量。两种水解产物对
4种植物病原菌即葡萄灰酶、蚕豆褐班、棉红腐、茄子菌核均具有较为明显的抑制作用，并呈现明显的量效关系。
比较而言，葫芦巴多糖的酶解产物的抗氧化活性以及抗菌作用强于酸解产物。
关键词：葫芦巴多糖；酸解产物；酶解产物；抗氧化；抑菌活性
Antioxidant and Antimicrobial Activity of Acidolysis and Enzymolysis Products of
Fenugreek Polysaccharides
WU Ting，YAN Mao-hua，ZHANG Ya，MIAO Yue-qiu，LU Chang-mei，WU Guo-rong*
(College of Life Science, Nanjing Normal University, Nanjing 210097, China)
Abstract ：An ioxidant activity and inhibitory effects on plant pathogenic fungi of the acidolysis and enzymolysis products
with different molecular weights of fenugreek polysaccharide were studied in this paper. Results showed that: acidolysis and
enzymolysis products have effects on clearing hydroxyl radical (·OH )a d superoxide anion(O2·). They inhibit the decline
of superoxide dismutase (SOD) activity of liver and nephros of S180 mice, and reduced the production of MDA. These two
kinds of products both have obvious inhibitory effects on 4 plant pathogenic fungi: Botry is cinerea, F.moniliforme, A c chyta
fabae speg and Eg plant Verticillicum wilt. And their dose-effect relationship is obvious. Enzymolysis products have more obvious
effects on antioxidant and antimicrobial activity than acidolysis products.
Key words：fenugreek polysaccharide；acidolysis products；enzymoly is products； antioxidant；activity
中图分类号：TQ929.2 文献标识码：A 文章编号：1002-6630(2007)11-0509-04
收稿日期：2006-09-07 *通讯作者
基金项目：“十五”国家科技攻关计划基金项目(2001BA502B03)；全国供销合作总社科学技术发展项目
作者简介：吴婷(1983-)，女，硕士研究生，主要从事植物化学及天然活性物质研究。
胡芦巴(Trigonella foenumgraecum Linn)又名香豆子、
芦巴、香草等，系豆科胡芦巴属一年生草本植物，在
我国新疆、河北、陕西等地均有分布。胡芦巴多糖是
由胡芦巴种子内胚乳中提取出的一种多糖胶，主要成分
为半乳甘露聚糖[1]，其分子式为(C6H10O5)n·2H2O，分
子量接近250000，这类高分子多糖可作为增稠剂、稳
定剂等，广泛应用于食品、石油、纺织、造纸等领
域[2-4]。目前国内已经从不同角度对葫芦巴中性多糖进
行研究，主要集中在其黏度[5]、流动性[6-7]、降血糖效
应[8-9]等方面，且已经具有多方面的应用，近年来对高
分子量的植物多糖进行酸水解或酶解等研究发现，水解
后的低聚糖具有很多生理活性功能。具有水溶性好，稳
定性高，安全无毒等良好的理化特性。作者的前期研
究工作表明，葫芦巴多糖的水解产物能够促进肠道中双
歧杆菌、乳酸杆菌的生长，抑制大肠杆菌的生长，改
善肠道菌群的平衡，对促进人体健康有重要的作用。因
此，将大分子植物多糖水解为低聚糖，已成为大分子
多糖开发、应用研究的热点。本实验在葫芦巴多糖酸
水解和酶解参数的优化、研究其不同水解产物理化性质
的基础上[10-11]，比较研究了胡芦巴多糖酸解和酶解的不
同产物体外和模型动物体内的抗氧化活性和抑制大肠杆
菌及多种植物病原菌的活性，以期为胡芦巴多糖在果蔬
2007, Vol. 28, No. 11 食品科学 ※营养卫生510
防病、保鲜，功能性食品和医药保健等领域中的开发
应用提供有价值的资料。
1 材料与方法
1.1材料
1.1.1药品
按照正交试验结果确定的胡芦巴多糖酸解和酶解最
佳工艺条件[10-11]，由本实验室制备酸解和酶解产物，酸
解产物为分子量范围500～1000的低聚糖，经甘露聚糖
酶水解后的产物为分子量范围7500～10000的半乳糖甘露
聚糖片断。
1.1.2菌种
茄子菌核(Eggplant sclerotinza sclerotiorum)、茄
子黄萎(Eggplant Verticillicum wilt)和小麦赤霉病
(Fusarium graminearum Schwabe) 南京师范大学微生物
研究所。
N8葡萄灰霉(Botrytis cinerea)、N9棉红腐菌(F.
moniliforme)、N10蚕豆褐班菌、N11棉花黄萎菌
(Verticillium dahliae)、N12番茄早疫菌(Alternaria solani)
南京农业大学食品学院微生物研究室。
1.1.3模型鼠及癌细胞
实验动物为昆明种小鼠，雌性，体重18～22g，
由南京医科大学实验动物中心提供；S180腹水瘤细胞 本
院分子生物医学研究中心。
1.2方法
1.2.1体外去除超氧阴离子自由基(O2·)的作用
参照Stewert R C、Bewley J D的方法[12]，以VC作
阳性对照。
1.2.2体外去除羟自由基(·OH)的作用
参考董季平和吴珍龄的方法[13]，采用活性氧试剂盒
测定，以V C作阳性对照。
1.2.3模型鼠体内抗氧化实验
1.2.3.1建立腹水瘤(S180)模型小鼠
选择连续接种S180腹水瘤细胞5d后的小鼠，消毒
腹部皮肤，用无菌空针抽吸腹水，生理盐水稀释，台
盼蓝染色后用血球计数板在倒置式显微镜下计数，使
S180细胞数达到1×107个/ml。
1.2.3.2验小鼠分组
分成六组，每组10只。
正常对照组：随机选择与建模小鼠同时购进的健
康小鼠，每只正常小鼠每天灌胃生理盐水，连续
14d。S180模型组：随机选择符合建模标准的模型小
鼠，每只模型小鼠每天灌胃生理盐水，连续14d。低
剂量试验组：随机选择符合建模标准的模型小鼠，每
只模型小鼠每天灌胃酸解或酶解产物40mg/kg d，连
续14d。中剂量试验组：随机选择符合建模标准的模
型小鼠，每只模型小鼠每天灌胃酸解或酶解产物
80mg/kg d，连续14d。高剂量试验组：随机选择符
合建模标准的模型小鼠，每只模型小鼠每天灌胃酸解
或酶解产物160mg/kg d，连续14d。
实验过程中每隔一天称一次重量，并注意小鼠的皮
毛、饮食及活动状况，加以记录。
1.2.3.3小鼠器官组织匀浆的制备
实验结束后，处死小鼠，分别剖取各实验组小鼠
的肝、肾各2g，加入生理盐水15ml，冰浴中充分匀
浆，4℃，10000r/min离心10min，取上清，用蒸馏
水补足到20ml，制备成10%的组织匀浆，低温保存
待测。
1.2.3.4超氧化物歧化酶(SOD)活力和丙二醛(MDA)含
量的测定
超氧化物歧化酶活性采用南京建成生物公司的SOD
试剂盒测定。以抑制率达50%时所对应的亚硝酸盐单位
为一个SOD活力单位，即U/ml。丙二醛(MDA)含量参
照赵世杰、李得全[14]的硫代巴比妥酸(TBA)比色法，单
位为μmol/ml。
1.2.4对植物病原菌的抑菌活性测定
参照李书正、Hamrick和Godt M的方法[15-16]，植
物病原真菌用PDA培养基与胡芦巴中性多糖酸解和酶解
产物分别混和制备成含水解产物分别为0.5、1、2、5、
10μg/ml的平板，以不接菌的纯PDA平板为对照。接
种后，置生化培养箱中28℃培养，培养6d后数菌落数，
每个浓度重复3次。以每10cm2的菌落的个数为指标。
1.2.5统计学方法
采用SPSS13.0统计软件包。实验数据均为三次实验
的平均值，采用Univariate进行分析，各处理组之间差
异采用Duncan检验，以p＜0.05为显著性差异，p＜
0.01表示极显著性差异。
2 结果与分析
2.1葫芦巴多糖酸解和酶解产物的抗氧化实验
2.1.1体外去除O2·作用
图1可见，胡芦巴中性多糖酸解和酶解产物对超氧
阴离子自由基(O2·)均具有较强的清除作用，浓度越
高，清除率越大，在12.5μg/ml到40μg/ml之间，酸
解和酶解产物对O2·的清除率与其浓度呈显著正相关
(r酸解=0.9832，p＜0.05；r酶解=0.9912，p＜0.01)，比
较而言，相同浓度下酶解产物的对O2·的清除率大于
酸解产物，但两者对O2·的清除率都小于V C。
511※营养卫生 食品科学 2007, Vol. 28, No. 11
2.1.2体外去除·OH的作用
78.89%和98.97%，酶解产物对·OH的清除作用强于酸
解产物，前者为同浓度VC的79.80%，而后者是VC的
44.38%。当浓度为40μg/ml时，两者的清除率与VC之
间已经没有显著差异。
2.1.3对S180模型小鼠脏器超氧岐化酶(SOD)活力和丙
二醛(MDA)含量的影响
两种葫芦巴多糖的水解产物对接种S180细胞5d的模
型小鼠脏器中的SOD活性的降低具有缓解作用，并能够
在一定程度上抑制脏器中膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)
生成量。如表1所示，实验14d后模型组小鼠已趋于死
亡，其肝、肾器官中SOD活性都明显低于正常组(p＜
0.05)脂质过氧化产物(MDA)的生成量则显著升高。而不
同剂量的试验组小鼠生命状况不同程度好于模型组，其
同类器官中SOD的活性的下降，随灌胃剂量的加大而减
小，而M D A的含量的升高则趋于降低，当剂量达到
160mg/kg时，酸解产物组肝、肾的SOD活力与模型组
相比呈显著差异(p＜0.05)，而酶解产物组肝、肾SOD
活力与模型组呈极显著差异(p＜0.01)。MDA含量的增
高亦呈现相似的现象。表明就组织的SOD活性的损伤
和脂质过氧化作用的增强看，移植淋巴肿瘤细胞(S180)
后对小鼠的肝、肾的损伤程度较大，而葫芦巴多糖水
解产物对这些组织器官的损伤有明显的保护作用，有
效缓解了肝、肾细胞中SOD活性的下降，抑制相关器
官膜脂过氧化的进行，延缓了肝肾等重要脏器生理功
能的损伤，从实验的结果来看酶解产物效果优于酸解
产物。
2.2葫芦巴多糖抑菌活性测定
胡芦巴多糖酸解、酶解产物对数种植物病原菌的抑
制实验结果(表2)显示，它们对4种植物病原真菌即葡萄
灰霉、蚕豆褐班菌、棉红腐菌、茄子菌核具有较为明
显的抑制作用，且随处理浓度的增加，抑制作用亦随
之增强，呈现极显著的正相关。对上述4种植物病原真
菌而言，同种浓度下酶解产物的抑制效应明显大于酸解
120
100
80
60
40
20
0
12.525 50 100200400
清
除
率
(
%
)
样品浓度(μg/ml)
图1 葫芦巴多糖酸解和酶解产物对O2·的清除作用
Fig.1 Scavenging activities of products of acid hydrolysis and
enzyme hydrolysis on O2·
酶解产物
酶解产物
V C
120
100
80
60
40
20
0
12.525 50 100200400
清
除
率
(
%
)
样品浓度(μg/ml)
图2 葫芦巴多糖酸解和酶解产物对·OH的清除作用
Fig.2 Scavenging activities of products of acid hydrolysis and
enzyme hydrolysis on·OH
酶解产物
酶解产物
V C
由图2可见，胡芦巴中性多糖酸解、酶解产物对
羟自由基(·OH)具有显著的清除作用，浓度越高，清
除率越大，在12.5μg/ml到40μg/ml之间，酸解、酶
解产物对羟自由基(·OH)的清除率与其浓度呈显著正相
关(r酸解=0.9435，p＜0.05；r酶解=0.9234，p＜0.01)，
20μg/ml的酸解、酶解及VC的清除率分别达到43. 93%、
表1 葫芦巴中性多糖酸解、酶解产物对小鼠脏器 SOD活力和丙二醛(MDA)含量的影响(X± S,n=10)
Table 1 Effects of acid hydrolysis and enzyme hydrolysis production from fenugreek neutral polysaccharide on SOD activity and MDA
capacity of tested mice(X± S,n=10)
组别
剂量 肝 肾
(mg/kg)SOD活力(U/ml) 丙二醛(MDA)含量(μmol/ml) SOD活力(U/ml) 丙二醛(MDA)含量(μmol/ml)
正常组 － 190.3±2.6* 101.2±4.3* 185.3±4.2* 61.3± .4*
S180模型组 － 153.8±2.9 143.4±3.5 162.4±3.2 82.1± .5
40 159.3±3.8 139.3±3.1 166.3±3.7 75.3±2.6
酸解产物组 80 165.4±4.2 127.5±4.7 174.3±3.6 70.2± .4
160 170.2±4.7* 115.9±3.7* 178.2±3.1* 67.2±3.1
40 165.3±2.6 137.5±3.0 169.5±2.7 72.1±2.1
酶解产物组 80 178.4±3.1 120.3±2.6 178.4±2.4 68.3±2.3
160 187.2±3.5** 109.4±2.3** 184.1±1.8** 63.9±1.4*
注：与生理盐水组相比，**表示差异极显著(p＜0.01)，*表示差异显著(p＜0.05)。
2007, Vol. 28, No. 11 食品科学 ※营养卫生512
产物，大于等于0.05μg/ml浓度下，两者的抑菌效应呈
极显著性差异。两种水解产物对茄子黄萎、小麦赤霉
病、番茄早疫菌等病原细菌在本试验浓度下则基本不表
现为抑制作用。
3 结 论
我国有丰富的葫芦巴多糖资源，在其已有利用途径
的基础上，进一步的处理和深层次的开发利用具有显著
的社会效益和经济价值。作者用酸水解和甘露聚糖酶水
解葫芦巴多糖，分别得到分子量为500～1000的低聚糖
和7500～10000的半乳糖甘露聚糖片断。实验结果证
实：(1)葫芦巴多糖的酸解和酶解产物均有较强的体外清
除O2·和·O H的作用。它们对于·O H的清除作用
较O2·更为显著，并随浓度的提高，逐步接近与其同
浓度的阳性对照VC的作用。(2)在接种淋巴癌细胞(S180)
的小鼠模型实验中，葫芦巴多糖的酸解和酶解产物均能
有效抑制模型小鼠肝、肾等内脏器官SOD活性的下降，
酶解产物作用更显著。这种效应与模型小鼠这些脏器中
膜脂过氧化产物MDA生成量得到有效抑制相互印证。
(3)实验浓度的葫芦巴多糖水解产物对葡萄灰霉、棉红腐
菌等植物病原真菌具有效的抑制作用。
实验结果表明葫芦巴多糖的酶解产物体外和模型动
物体内的抗氧化活性及对数种植物病原真菌的抑菌功能
要强于酸解产物，推测可能与酶解条件较酸水解温和，
多糖链结构和组成单糖上的功能基团受的影响较小有联
系，其机制尚有待进一步探讨。
实验结果也显示出葫芦巴多糖的水解产物在果蔬防
治病害、保鲜、食品的抗氧化等领域中都具有深入应
用的远大前景。
参考文献：
[1] 王宗训. 中国资源植物利用手册[M]. 北京: 中国科技出版社, 1989:
463-465.
[2] BOCIEK M S, IZZARD J M, MORRISON A, et al. The 13C-NMR
spectra of (1-6) α-D-galactosyl-(l-4) β-D-mannans[J]. Carbohydr Res,
1981, 93: 279-283.
[3] 李欣, 范明娟, 冯廉彬, 等. 24种豆科植物的半乳甘露聚糖胶的分析
[J]. 植物学报, 1980, 14(4): 323-328.
[4] MADAR Z, SHOMER I J. Polysaccharides composition of gel fraction
derived from fenugreek and its effect on starch digestion and bile acid
absorption in rats[J]. Agric Food Chem, 1990, 38: 1535-1595.
[5] 蒋建新, 张卫明, 朱莉伟, 等. 胶粉粒径对植物多糖胶粘度的影响[J].
中国野生植物资源, 2003(10): 65-66.
[6] 姚健, 郭守军, 丁兰, 等. 葫芦巴胶粗粉的流变性研究[J]. 西北师范
大学学报, 1999(4): 55-57.
[7] 郭守军, 杨永利, 张继, 等. 热水溶葫芦巴胶的流变性研究[J]. 西北
植物学报, 1999, 19(6): 185-188.
[8] 蒋建新, 朱莉伟, 张卫明, 等. 食品级葫芦巴胶及其降血糖功效的研
究[J]. 食品科学, 2002, 23: 123-125.
[9] 丁霄霖, 方涛. 胡芦巴胶的降血糖疗效[J]. 无锡轻工大学学报, 1999
(1): 16-20.
[10]缪月秋, 梅秋红, 顾龚平, 等. 葫芦巴中性杂多糖酶解工艺及其产物
对青春双歧杆菌增殖作用的研究[J]. 安徽农业大学学报, 2006, 33
(2): 238-242.
[11]缪月秋, 张卫明, 顾龚平, 等. 葫芦巴中性多糖酸水解工艺优化的研
究[J]. 食品科学, 2006, 27: 134-137.
[12]STEWRET R C, BEWBY J D. Lipid peroxidation associated with
Accelerated Aging of soybean axes[J]. Plant Physiol, 1980, 65: 245-248.
[13]董季平, 吴珍龄. 黑豆皮醇提物清除自由基效果的研究[J]. 西南农
业大学学报, 2002, 24(5): 445-459.
[14]赵世杰, 李德全. 丙二醛的测定[M]//现代植物生理学实验指南. 北
京: 科学出版社, 1999: 305-306.
[15]李书正. 农药实验法杀菌剂篇[M]. 北京: 农业出版社, 1991: 31-38.
[16]HAMRICK J L, GODT M J W. Allozyme diversity in plant species
[M]//Brown A H D, Clegg M T, Kahler A C, et al. Plant population
genetics, breeding and genetic resources, sunderland. Mass: Sinauer,
1990: 43-63.
表2 胡芦巴中性多糖酸解、酶解产物抑制植物病原真菌的实验结果(X± S, n=3)(单位菌落数 /10cm2)
Table 2 Inhibition of acid hydrolysis and enzyme hydrolysis production from fenugreek neutral polysaccharide on plant pathogenic fungi
(X± S, n=3)(bacteria colonies/10cm2)
样品 浓度(μg/ml)
受试菌种
葡萄灰霉 蚕豆褐班菌 棉红腐菌 茄子菌核
对照 － 85.67±2.56 89.78±3.62 75.42±3.12 96.49±3.84
0.5 77.87±2.21 75.67±2.75 63.69±2.59 84.63±2.92
1 64.54±1.85 69.98±2.05 56.74±1.42* 71.56±1.72
酸解产物 2 54.78±1.32* 60.67±1.73* 45.21±1.12* 59.57±1.02*
5 43.34±1.65** 58.45±1.31* 31.43±0.83** 42.64±0.82**
10 37.89±1.16** 47.51±0.86** 28.48±0.31** 32.63±0.24**
0.5 65.78±2.01 71.73±2.26 56.68±2.39 81.32±2.46
1 53.65±1.46* 67.48±1.84 43.65±1.85* 68.53±1.73*
酶解产物 2 41.78±1.51** 54.37±1.41* 32.53±0.95** 52.53±1.20**
5 30.21±1.21** 43.73±0.84** 27.54±0.53** 38.63±0.83**
10 22.51±1.02** 31.79±0.31** 19.79±0.28** 23.46±0.53**
注：酸解产物：rN8=0.9926、rN9=0.9894、rN10=0.9921、r菌核=0.9967；酶解产物：rN8=0.9962、rN9=0.9968、rN10=0.9987、r菌核=0.9953；
*p＜0.05，**p＜0.01。