左麗麗,王振宇,2*,樊梓鸞,田雙起
(1.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院,化學(xué)工程與技術(shù),哈爾濱 150090;2.東北林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院,哈爾濱 150040)
隨著人們生活節(jié)奏的加快和膳食結(jié)構(gòu)的提高,受到電離輻射、紫外線、食品農(nóng)藥殘留等外界環(huán)境的影響越來越嚴(yán)重,由此產(chǎn)生了一系列的疾病,例如心臟病、癌癥、心腦血管疾病、炎癥、糖尿病、組織器官老化等等,現(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究證明,這些疾病的發(fā)生都與過剩的活性氧自由基有關(guān)[1]。又據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計,全世界現(xiàn)有760萬人死于癌癥,1500萬人死于心腦血管疾病,預(yù)計到2020年,死亡人數(shù)將較現(xiàn)在增加50%左右??梢姡祟惖慕】得媾R很大的威脅。許多研究發(fā)現(xiàn),多酚類化合物能夠清除60%以上的自由基。植物多酚是多羥基類化合物的總稱,廣泛存在于植物體內(nèi),主要存在于植物的根、莖、葉、果實、表皮中,在自然界儲量非常豐富[2]。
水果、蔬菜和茶中含有各種各樣的抗氧化劑,包括多酚類化合物和維生素,多酚類化合物例如花色苷、黃酮、黃烷醇以及單寧酸等等。研究較多的多酚有茶多酚、蘋果多酚、葡萄多酚、芒果多酚、石榴多酚等,都表明它們有很強的抗氧化以及預(yù)防各種疾病的能力。研究顯示,植物多酚具有很強的抗氧化作用,以及明顯的抑菌、抗癌、抗老化和抑制膽固醇上升等功效,攝取一定量的植物多酚能夠有效的預(yù)防和抑制疾病的發(fā)生。因此,植物多酚是自由基清除劑因此,在日本有人將植物多酚稱之為繼第六營養(yǎng)素膳食纖維之后的“第七類營養(yǎng)素”。
野生獼猴桃是中國特有的植物品種,廣泛分布于中國東北大興安嶺地區(qū),對它們的研究報道很少,以前的研究顯示了中華獼猴桃的抗氧化活性,從野生獼猴桃中提取多酚等抗氧化成分,對其成分及其抗氧化功能進(jìn)行分析,可以很好的評價其品質(zhì),揭示野生獼猴桃資源的要要哪個價值及抗氧化機理,為進(jìn)一步開發(fā)功能性食品提供理論依據(jù)。
狗棗獼猴桃、軟棗獼猴桃采自大興安嶺地區(qū),中華獼猴桃購于當(dāng)?shù)爻小?/p>
電子天平;榨汁機,超聲波;離心機;旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀;紫外分光光度計,顯微鏡;酶標(biāo)儀;X射線儀。所用的試劑均為分析純。
1.3.1 獼猴桃多酚的提取。分別稱取狗棗獼猴桃(Actinidia kolomikta)、軟棗獼猴桃(Actinidia arguta)、中華獼猴桃(Actinidia chinensis)各200g,用60%的乙醇按照1∶5的料液比,40℃,超聲30min提取多酚[3],重復(fù)提取3次,將3次提取液合并,50℃濃縮,分別濃縮至50mL,分裝后并于-20℃保存?zhèn)溆谩?/p>
1.3.2 獼猴桃多酚含量的測定。獼猴桃多酚含量是使用Folin-Ciocalteu方法經(jīng)過一些修改進(jìn)行測定。用10mL蒸餾水溶解0.5g沒食子酸,定容至100mL,再將其稀釋50倍,得0.1mg/mL的沒食子酸溶液。從中吸取此濃度沒食子酸0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0mL于10mL比色管中,加入蒸餾水定容到2mL,搖勻后加入1.0mL福林酚試劑,4min后加入1.0mL10%的NaCO3溶液,25℃水浴2h,測定溶液在765nm處的吸光度,并做3組平行試驗[4]。
1.3.3 總還原能力的測定。采用普魯士藍(lán)法,在10mL試管中加入不同濃度樣品1mL,0.6mL磷酸鹽緩沖液(0.2mol/L,pH=6.6),和1.5mL 1%鐵氰化鉀,置于50度恒溫水浴中反應(yīng)20min。流水冷卻至室溫。加入3mL 10%冰乙酸,放置10min,取反應(yīng)液3mL,加入5mL蒸餾水和0.2mL 1%FeCl溶液,混合均勻。5min后于波長為517nm分光光度計下測定其吸光度。吸光度越大表示還原能力越強,以蒸餾水代替鐵氰化鉀溶液同時做本底[5]。
1.3.4 細(xì)胞的培養(yǎng)。將復(fù)蘇的 HT-29、HepG2細(xì)胞株置于含10%胎牛血清的1640、DMEM完全培養(yǎng)液中,37℃,5%CO2培養(yǎng)箱、飽和濕度條件下傳代培養(yǎng)。
1.3.5 細(xì)胞增殖抑制試驗。試驗設(shè)為對照組、試驗組。試驗組、對照組分別以細(xì)胞濃度1×104/mL將兩種癌細(xì)胞接種于96孔培養(yǎng)板,每孔100μL。待細(xì)胞貼壁后加藥,使藥物的終濃度分別為0、8、16、24、32、40mg/mL;對照組加入等體積的PBS溶液,每組設(shè)置6個平行。分別孵育24、48、72h后,每孔加入5mg/mL MTT溶液10μL,37℃孵育4h,棄上清,加入150μL DMSO后振蕩搖勻,置酶標(biāo)儀上測量波長490nm,參考波長655nm測OD值[6]。按照公式計算抑制率:
細(xì)胞抑制率(%)=(對照組OD值-試驗組OD值)/對照組OD值×100
1.3.6 抗輻射能力測定。輻射模型的建立:用HepG2作為模型,模擬正常細(xì)胞進(jìn)行輻射研究。選取生長狀態(tài)良好的HepG2細(xì)胞,制成細(xì)胞懸浮液,按照每孔100μL的量將待檢測細(xì)胞接種于96孔板,每孔細(xì)胞覆蓋率約為孔面積的80%,于37℃,5%CO2條件下的培養(yǎng)箱中貼壁培養(yǎng)12h。待細(xì)胞全部貼壁,用X射線分別照射30、60、90、120min,輻照后立即放入37℃,5%CO2條件下培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)24h。培養(yǎng)結(jié)束后每孔加入10μL MTT溶液,于37℃孵育4h,終止培養(yǎng)。小心吸棄孔內(nèi)溶液,每孔加入150μL DMSO,搖床震蕩15min使結(jié)晶物充分溶解,酶標(biāo)儀參考波長570nm,測定波長490nm下測定各孔吸光度值A(chǔ),計算各組相對于輻射對照組的細(xì)胞損傷。結(jié)果顯示照射30min后細(xì)胞的致死率達(dá)到50%左右,選取輻照30min作為輻射模型。
修復(fù)組:選取生長狀態(tài)良好的HepG2,Huvel細(xì)胞,制成細(xì)胞懸浮液,按照每孔100μL的量將待檢測細(xì)胞接種于96孔板,每孔細(xì)胞覆蓋率約為孔面積的80%,于37℃,5%CO2條件下的培養(yǎng)箱中貼壁培養(yǎng)12h。待細(xì)胞全部貼壁,用X射線照射30min,輻照后立即放入37℃,5%CO2條件下培養(yǎng)箱中繼續(xù)培養(yǎng)2h,每組6個平行孔。向每孔中加入等體積不同終濃度的獼猴桃粗提物,繼續(xù)培養(yǎng)24h。培養(yǎng)結(jié)束后每孔加入10μL MTT溶液,于37℃孵育4h,終止培養(yǎng)。小心吸棄孔內(nèi)溶液,每孔加入150μL DMSO,搖床震蕩15min使結(jié)晶物充分溶解,酶標(biāo)儀參考波長570nm,測定波長490nm下測定各孔吸光度值A(chǔ),計算各組相對于輻射對照組的細(xì)胞損傷[7]。
防護(hù)組:是在同樣條件下,待細(xì)胞體壁后加入不同濃度的獼猴桃粗提物,再用X射線照射,之后同于修復(fù)組。
圖1 沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線
將狗棗、軟棗、中華獼猴桃提取液稀釋合適的濃度,吸取1mL于10mL比色管中,按上述標(biāo)準(zhǔn)曲線測定方法,在765nm波長下測定其吸光度。
沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖1,獼猴桃多酚含量分別為:狗棗獼猴桃中多酚含量為430.0313mg/100g鮮果,軟棗獼猴桃中多酚含量為362.1771mg/100g鮮果,中華獼猴桃中多酚含量為115.7609mg/100g鮮果。狗棗獼猴桃>軟棗獼猴桃>中華獼猴桃。
圖2 三種獼猴桃和VC總還原能力的測定
通過總還原力的測定,可以檢測樣品是否為良好的電子供體。還原力強的物質(zhì)可以提供更多的電子,其供應(yīng)的電子除了可以使Fe3+還原為Fe2+外,也可以參與自由基反應(yīng),使自由基形成穩(wěn)定的物質(zhì)。以Vc為對照,測定了三種獼猴桃提取物的總還原能力(圖2)??傔€原力隨獼猴桃粗提物濃度的增加而升高,且在相同的濃度下,狗棗獼猴桃的總還原力最強,其次是軟棗獼猴桃,最后是中華獼猴桃。
圖3 加藥24、48、72h對HepG2細(xì)胞的抑制率
使用MTT方法測定獼猴桃粗提物對腫瘤細(xì)胞增殖率的影響,測定結(jié)果如圖3所示。由圖可以看出,在不同的時間內(nèi)軟棗獼猴桃對HepG2具有很好的抑制作用。其次是軟棗獼猴桃和中華獼猴桃。三種獼猴桃對HepG2的抑制效果呈明顯的劑量依賴關(guān)系。這與獼猴桃粗提物中的多酚含量相關(guān)。同時以前的研究報道獼猴桃中富含硒類化合物,這是已知的抗癌類礦物質(zhì)[8]。軟棗獼猴桃具有比狗棗更高的抗癌活性,我們推測軟棗獼猴桃比其他兩種獼猴桃中富含更多的硒類化合物。因此,HepG2細(xì)胞更容易受到硒類化合物的攻擊。
圖4 狗棗、軟棗對HepG2、Huvel細(xì)胞的修復(fù)作用
圖5 狗棗、軟棗對HepG2、Huvel細(xì)胞的防護(hù)作用
用HepG2模擬正常細(xì)胞,結(jié)果顯示修復(fù)組和防護(hù)組中,X射線照射后,HepG2和Huvel細(xì)胞存活數(shù)明顯降低,兩組實驗分別加藥24h后狗棗獼猴桃對HepG2和Huvel細(xì)胞有很好的修復(fù)和防護(hù)作用,而軟棗獼猴桃對HepG2和Huvel細(xì)胞沒有起到有效的修復(fù)和防護(hù)作用。有實驗報道酚類化合物具有很好的抗輻射作用。因此,狗棗獼猴桃良好的抗輻射作用與自身含有大量的多酚類化合物有關(guān)。
眾所周知,用于食品中的天然抗氧化劑比人工合成的抗氧化劑更安全、更有益于健康。我們的結(jié)果顯示狗棗和軟棗獼猴桃都有很好的還原能力,粗提物中,狗棗獼猴桃含有最高的多酚含量且具有最好的抗輻射能力。但是軟棗獼猴桃有更好的抗癌能力,這可能是與以前報道的獼猴桃中富含硒類化合物有關(guān),軟棗獼猴桃可能含有更多的硒類化合物。它們的這些活性很多都?xì)w因于獼猴桃中存在的植物化學(xué)物質(zhì)的相互作用。獼猴桃粗提物中還很有很多的活性成分,有待于進(jìn)一步的研究開發(fā),為開發(fā)功能性食品提供理論依據(jù)。
[1]Ismail,H.I.,Chan,K.W.,Mariod,A.A.,&Ismail,M..Phenolic content and antioxidant activity of cantaloupe(cucumis melo)methanolic extracts[J].Food Chemistry,2010:119,643-647.
[2]李進(jìn),李淑珍,馮文娟,等.黑果枸杞葉總黃酮的體外抗氧化活性研究[J].食品科學(xué),2010:259-262(13).
[3]孫敏,岳田利,袁亞宏.獼猴桃果汁多酚類物質(zhì)的提取工藝研究[J].農(nóng)產(chǎn)品加工(學(xué)刊)2007:40-43.
[4]Suarez,B.,Alvarez,A.L.,Garcia,Y.D.,del Barrio,G.,Lobo,A.P.,&Parra,F(xiàn)..Phenolic profiles,antioxidant activity and in vitro antiviral properties of apple pomace[J].Food Chemistry,120(1),2010:339-342.
[5]周娟,吳宏,劉青,等.海帶多糖的體外抗氧化活性研究[J].廣東藥學(xué)院學(xué)報,2090(4):397-400.
[6]王正,楊青松,劉露.大豆黃酮抗氧化及抗癌作用[J].生命的化學(xué),2010(2):198-201.
[7]García-Pérez,M.-E.,Royer,M.,Duque-Fernandez,A.,Diouf,P.N.,Stevanovic,T.,&Pouliot,R..Antioxidant,toxicological and antiproliferative properties of Canadian polyphenolic extracts on normal and psoriatic keratinocytes[J].Journal of Ethnopharmacology,2010:132(1):251-258.
[8]Fan,Z.-L.,Wang,Z.-Y.,& Liu,J.-R.Cold-field fruit extracts exert different antioxidant and antiproliferative activities in vitro.Food Chemistry,In Press,Corrected Proof.