摘 要:采用水提醇沉法提取2个采收地3个采收期的地参多糖,并采用硫酸-苯酚法测定其多糖含量;通过DPPH自由基清除活性、FRAP和对亚硝酸盐的清除作用评价了地参多糖的抗氧化活性。结果表明,地参多糖得率范围为28.40 g/100 g~42.20 g/100 g,且随着采收期的延后,呈现先升高后降低的趋势;地参多糖含量范围为16.95 g/100 g DW~31.61 g/100 g DW,且在整个采收过程中,不同采收地的地参其多糖含量变化不同;地参多糖具有较强的抗氧化活性,对DPPH自由基的清除率范围为68.34%~76.38%,铁还原抗氧化能力范围为122.75 μmol Fe(II)/g~239.00 μmol Fe(II)/g,对亚硝酸盐的清除率范围为58.82%~87.37%;且同一抗氧化体系中,不同采收地的地参在整个采收过程中其抗氧化活性的变化不同;不同采收地的地参,在不同的抗氧化体系中,随着采收期的延后其变化也不同。
关键词:地参;多糖;抗氧化活性
地参(Lycopus lucidus Turcz.),又名地瓜儿苗、虫草参、地藕、银条菜、甘露子等,系唇形科(Labiatae)泽兰属多年生草本植物。因其地下根茎部分形状、营养可与人参媲美,故名地参。我国云南地区是地参的主要分布地域[1-2]。地参具有很高的营养及保健功效,是药食兼用的佳品,不仅作为蔬菜享有“蔬菜珍品”、“山中之王”的美称,而且晒干后可入药,功能与冬虫夏草相当[3]。其地上部分春夏时采摘可炒食、凉拌、做汤,晒干后为中药泽兰,具有降血脂、通九窍、利关节、养气血等功能[3]。地下根茎部分营养丰富,含有较丰富的蛋白质、微量元素、有机酸、维生素、β-胡萝卜素、糖类和多种氨基酸[4-5],现代药理学研究表明,地参具有抗肿瘤、抗衰老、降血糖、降血脂、抗炎、抗应激能力、改变红细胞压积作用以及抗心脑血管疾病等多方面药理作用[6-10]。熊伟等[11-12]研究发现地参多糖能明显降低ALX致糖尿病小鼠高血糖及高血脂,且体内外试验均证实地参多糖具有抗肿瘤作用。然而,目前关于地参多糖抗氧化性的研究还少见报道。本试验从地参中提取出了多糖,对其得率及含量进行了测定,并对其抗氧化活性进行了评价,以期为地参的开发和利用提供理论参考。
1.1 材料与仪器
地参:分别于2013年11月19日(T1)、2013年12月22日(T1)和2014年1月25日(T3)采于云南省剑川县沙溪镇四联村(S1)和鳌凤村(S2),真空冷冻干燥备用;1,1-二苯基-2-苦苯肼自由基(DPPH·):美国sigma公司;2,4,6-三(2-吡啶基)-1,3,5-三嗪(TPTZ):FLUKA公司;葡萄糖、浓硫酸,硫酸亚铁、三氯化铁、冰乙酸、氯化钠、对氨基苯磺酸、亚硝酸钠等试剂均为分析纯。
RE-52A型旋转蒸发仪:上海亚东生化仪器厂;FD-1型冷冻干燥机:北京博医康技术有限公司;WFJ2000型可见分光光度计:尤尼柯(上海)仪器有限公司。
1.2 方法
1.2.1 地参多糖的提取
参照陈贵元等[13]的方法,并稍作修改。精密称取地参粉末5.0 g,加蒸馏水75 mL,80℃水浴提取3 h,抽滤,滤液加水重复提取1次,合并提取液,旋转蒸发至15 mL左右,加入3倍体积95%乙醇,放入4℃冰箱醇沉24 h;待醇沉结束,除去上清液,取其沉淀,用95%乙醇、无水乙醇、丙酮依次洗3次,冷冻干燥,即得地参多糖精制粗品,按下式计算多糖得率。
多糖得率/%=多糖质量/原料质量×100
1.2.2 地参多糖含量的测定
按文献[14]采用硫酸-苯酚法进行测定,以配制好的葡萄糖标准溶液(100 μg/mL)做标准曲线,得回归方程为y=7.658 9x-0.103 7,相关系数R2=0.999 3,多糖含量以g/100 g DW表示。
1.2.3 抗氧化活性的测定
1.2.3.1 地参多糖清除DPPH自由基能力测定
分别吸取2 mL地参多糖溶液(2.0 mg/mL)与2 mL DPPH乙醇溶液(60 μmol/L)混合,于室温暗室放置15 min后,在517 nm下测定吸光度值。各试样对DPPH自由基清除率用下式计算:
DPPH自由基清除率/%=[1-(M2-M1)/M0]×100
式中:M0为2 mL乙醇+2 mL DPPH溶液的吸光度值;M1为2 mL样品溶液+2 mL甲醇的吸光度值;M2为2 mL样品溶液+2 mL DPPH溶液的吸光度值。
1.2.3.2 铁还原抗氧化能力的测定
将TPTZ用40 mmol/L HCl配制成10 mmol/L溶液,然后与新鲜配制的0.3 mol/L乙酸纳缓冲液,20 mmol/L FeCl3·6H2O,以1∶10∶1(体积比)的比例混合制成FRAP工作液,使用之前于37℃水浴中保温30 min。将0.1mL试样,1.4mL FRAP工作液,2mL蒸馏水混合,并于37℃水浴中保温30min,之后于593nm下测定吸光度值。以FeSO4·7H2O做标准曲线(100μmol/L~1 000 μmol/L),得回归方程为y=0.000 6x+0.011 8,相关系数R2=0.998 0。地参多糖铁还原抗氧化能力以μmol Fe(II)/g表示。
1.2.3.3 地参多糖对亚硝酸盐清除作用研究
参照郭小鹏等[15]方法,稍作修改。准确称取50 mg的地参多糖置于50 mL容量瓶中,加入25 mL模拟胃液,用超声辅助增溶,37℃预热10 min,再加入5 μg/mL亚硝酸钠溶液2 mL,然后把混合物置于37℃水浴锅中避光反应30 min;加入0.4%对氨基苯磺酸2 mL,摇匀静置5 min;再加入0.2%盐酸萘基乙二胺显色剂1 mL,摇匀加水定容,静置15 min后,在可见光538 nm下测各溶液的吸光值,按以下公式计算地参多糖对NO2-的清除率:
清除率/%=(A-A0)/A
式中:A为未加样液的吸光度值;A0为加提取液后的吸光度值。
1.3 数据处理
试验数据以均值±标准差(D)来表示,数据处理、显著性检验及相关性分析采用SPSS 17.0统计软件进行分析。
2.1 地参多糖得率及含量
地参多糖得率及含量结果见表1。
由表1可以看出,S1和S2采收的地参,随着采收期的延后,多糖得率都呈现先升高后降低的趋势;而多糖含量不同采收地在整个采收过程中其变化不同;S1采收的地参,随着采收期的延后,多糖含量呈现先升高后降低的趋势;而S2采收的地参,随着采收期的延后,多糖含量没有显著性的差异。表明同不同采收地点对地参生长发育过程中多糖的合成与代谢具有显著的影响。糖类的合成主要通过光合作用[16],因此光照强度直接影响植物体内糖类的合成与代谢;已有报道,在低温条件下,植物体内与糖类的合成与代谢相关的酶发生变化,而导致植物体内糖的积累改变[17];K、Zn等矿物质元素对植物体内糖类的合成与代谢也有显著影响,而植物体内矿物质元素的含量与土壤中的含量密切相关[18-19];此外,田间管理如灌溉、施肥等也会影响植物体内糖类的合成与代谢。因此,不同采收地的地参在采收过程中多糖的变化是光照、温度、土壤中矿物质元素含量、田间管理等共同作用的结果。
表1 地参多糖得率及含量
Table 1 Yield and content of polysaccharide from L.lucidus Turcz.
注:S1表示四联村;S2表示鳌凤村;T1表示2013-11-19;T2表示2013-12-22;T3表示2014-1-25;同列不同字母表示同一采收地不同采收期差异具有统计学意义(P<0.05)。
采收时间 多糖得率/(g/100 g) 多糖含量/(g/100g DW)S1 S2 S1 S2 T1 36.90±0.42a 28.40±1.13a16.95±0.47a22.86±0.38aT2 42.20±1.13b 40.40±0.85b 31.61±0.61b 21.84±0.70aT3 30.50±2.97c 37.80±2.26c23.70±0.66c22.34±1.74a
2.2 地参抗氧化活性
采用DPPH自由基、铁还原力和亚硝酸盐清除活性3种体系评价了地参多糖的抗氧化活性,结果见表2。
表2 地参多糖抗氧化活性
Table 2 Antioxidant activity of polysaccharide from lycopus lucidus Turcz.
注:S1表示四联村;S2表示鳌凤村;T1表示2013-11-19;T2表示2013-12-22;T3表示2014-1-25;同行不同字母表示同一采收地不同采收期差异具有统计学意义(P<0.05)。
评价指标 采收地 采收时间T1 T2 T3 DPPH自由基清除活性/% S1 138.58±15.91a167.33±3.54b 125.67±1.18cS2 239.00±27.11a132.33±2.35b 122.75±7.66c对亚硝酸盐(NO2-)的清除作用/% S1 73.12±0.01a 76.38±0.01b 70.35±0.00cS2 68.34±0.01a 73.12±0.00b 73.87±0.00b铁还原抗氧化能力/(μmolFe(II)/g)S1 83.55±0.19a 87.37±0.74b 77.63±0.37cS2 59.74±0.37a 58.82±0.19a 61.58±0.74b
由表2中数据可以看出,2 mg/mL地参多糖对DPPH自由基具有一定的清除活性。除了S2地TI采收的地参,其他地参多糖样品对DPPH自由基的清除活性均超过了70%,其中以S1地T2采收的地参清除率最高,达到76.38%;铁还原抗氧化能力体系中,各地参多糖样品均表现出了一定的铁还原力,其中以S2地T3采收的地参为最低,S2地T1采收的地参为最高;亚硝酸盐清除体系中,各地参多糖样品均对亚硝酸盐均有一定的清除作用,其中以S2地T2采收的地参为最低,S1地T1采收的地参为最高,且整体上而言,S1地采收的地参对亚硝酸盐的清除作用强于S2地。
由表2中数据可以看出,同一抗氧化体系中,不同采收地的地参在整个采收过程中其抗氧化活性的变化不同,如在FRAP体系中,S1采收的地参其铁还原力随着采收期的延后呈现先升高后降低的趋势,而S2地采收的地参呈现出不断降低的趋势;此外,S1采收的地参,在不同的抗氧化体系中随着采收期的延后其变化相同,都呈现出先升高后降低的趋势;而S2采收的地参在不同的抗氧化体系中随着采收期的延后其变化存在差异,如在DPPH自由基清除体系中呈现逐渐升高的趋势,而在FRAP体系中呈现出逐渐降低的趋势。多糖单糖的组成、结构的差异导致其抗氧化活性不同。不同采收地地参多糖抗氧化活性的差异可以归功于其多糖单糖的组成以及结构的差异。另外,多糖提取物中的非糖类物质可能也具有一定的抗氧化活性,对于不同采收地地参多糖抗氧化活性的差异也具有一定的贡献。
2.3 相关性分析
对地参多糖含量与抗氧化活性以及不同抗氧化体系之间进行了相关性分析,结果见表3。
表3 相关性分析
Table 3 Correlational analyses
项目 DPPH FRAP NO2-多糖含量 -0.355 0.416 0.076 DPPH -0.490 0.459 FRAP -0.196
由表3中数据可以看出,地参多糖含量与抗氧化活性无显著相关性,表明多糖提取物中的非糖类成分对抗氧化活性也具有一定的贡献;此外,由于抗氧化体系反应机理的差异,不同抗氧化体系之间也无显著的相关性。
2个不同采收地3个不同采收期的地参,其多糖得率范围为28.40 g/100 g~42.20 g/100 g,且随着采收期的延后,呈现先升高后降低的趋势;地参多糖含量范围为16.95 g/100 g DW~31.61 g/100 g DW,且在整个采收过程中,不同采收地的地参其变化不同;地参多糖具有较强的抗氧化活性,对DPPH自由基的清除率范围为68.34%~76.38%,铁还原抗氧化能力范围为122.75 μmol Fe(II)/g~239.00 μmol Fe(II)/g,对亚硝酸盐的清除率范围为58.82%~87.37%;且同一抗氧化体系中,不同采收地的地参在整个采收过程中其抗氧化活性的变化不同;不同采收地的地参,在不同的抗氧化体系中,随着采收期的延后其抗氧化活性的变化也不同。
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Antioxidant Activity of Polysaccharide from Lycopus lucidus Turcz.
Abstract:The polysaccharide of Lycopus lucidus Turcz.harvested form two sites and three periods were obtained through hot water extraction and ethanol precipitation.The polysaccharide content was determined by Folin-phenol method.The antioxidant activity of L.lucidus Turcz.polysaccharide was evaluated by DPPH radical scavenging activity,FRAP and nitrite scavenging effect.The results showed that the polysaccharide yield of L.lucidus Turcz.was in range of 28.40 g/100 g to 42.20 g/100 g,which was first increased and then decreased with the harvest time delayed.The polysaccharide content of L.lucidus Turcz.was in range of 16.95 g/100 g DW to 31.61 g/100 g DW,and their changes were various in the period of harvest.The polysaccharide of L.lucidus Turcz.possesed higher antioxidant activity.The DPPH radical scavenging capacity,FRAP value and nitrite scavenging effect ranged from 68.34%to 76.38%,122.75μmol Fe(II)/g to 239.00 μmol Fe(II)/g and 58.82% to 87.37%,respectively.In the same antioxidant system,the antioxidant activity of L.lucidus Turcz.polysaccharide obtained from different sites were discrepant in the period of harvest.The antioxidant activity of L.lucidus Turcz.polysaccharide obtained from different sites were varoius in different antioxidant system in the period of harvest.
Key words:Lycopus lucidus Turcz.;polysaccharide;antioxidant activity
DOI:10.3969/j.issn.1005-6521.2016.13.005
基金项目:大理大学博士科研启动费(KYBS201303)
收稿日期:2016-04-13