朱曉琳，劉躍鈞，陸 敏，呂麗爽,*

不同品種馬蘭的活性組分及抑制蛋白糖基化功能

朱曉琳1，劉躍鈞2，陸 敏1，呂麗爽1,*

（1.南京師范大學金陵女子學院，江蘇 南京 210097；2.浙江省麗水市林業(yè)科學研究所，浙江 麗水 323000）

選取10 個品種馬蘭（M1～M10）為研究對象，測定M1～M10的β-胡蘿卜素、多酚、黃酮和皂苷的含量；并初步分析10 個品種馬蘭抑制蛋白糖基化的活性及其與各功能成分之間的關系。結果表明：馬蘭中的活性成分含量較高，其中M2、M5的β-胡蘿卜素含量最高；M3、M10的多酚和黃酮含量最多；M4、M6的皂苷含量最高。10 個品種馬蘭粗提物具有良好的抑制蛋白糖基化效果，抑制率達到49%～71%。馬蘭對由甲基乙二醛（methylglyoxal，MGO）和乙二醛（glyoxal，GO）引發(fā)的蛋白質的非酶糖基化反應的抑制作用與其多酚含量和黃酮含量呈現(xiàn)一定的線性關系；而皂苷含量僅與對MGO引起的非酶糖基化反應的抑制作用呈現(xiàn)一定的線性關系。

馬蘭；黃酮；蛋白質非酶糖基化

馬蘭（Kalimeris indica（L.）Sch-Bin.）為菊科馬蘭屬植物的帶根全草，各地又有泥鰍串、雞兒腸、田邊菊等稱法，是多年生草本植物。我國江浙一帶自古就作為蔬菜食用。據(jù)《本草綱目》載：根、葉，主諸瘧及腹中急痛，痔瘡?，F(xiàn)代醫(yī)學認為，馬蘭性涼味辛，有涼血、清熱、利濕、解毒等功效。與一般蔬菜比較，其Se、Zn、Mg、Ca含量更高[1-2]。目前馬蘭中已分離得到的化合物主要有皂苷類物質和甾醇類物質[3-9]。而正是這些活性成分，可能與馬蘭的功能有著密不可分的關系。

近年來，活性二羰基化合物如：甲基乙二醛（methylglyoxal，MGO）和乙二醛（glyoxal，GO）引起了人們的廣泛關注，它不僅是食品顏色和香氣的前體物質，更是引起糖尿病并發(fā)癥的前體物質[10-12]。MGO和GO是人體內產(chǎn)生代謝的主要活潑羰基化合物，極易與含有賴氨酸、精氨酸和半胱氨酸殘基的蛋白質反應，最終形成與糖尿病密切相關的糖基化終產(chǎn)物（advanced glycationend products，AGEs）。有研究發(fā)現(xiàn)，在體外培養(yǎng)的人血紅細胞中，當血糖升高時MGO濃度增大[13]；而且在糖尿病患者和鏈唑霉素誘導的糖尿病大鼠血液中也發(fā)現(xiàn)MGO水平升高[14-15]。體外實驗表明MGO會與蛋白質快速發(fā)生反應[16]，即便是MGO處于生理濃度下[17]，生成具有熒光特性的產(chǎn)物，產(chǎn)物特征與蛋白質在衰老和糖尿病患者體內特征相似[18]。2002年，首次報道油炸和烘焙食品中含有致癌性物質丙烯酰胺，Mottram等[19]就用天冬酰胺和糖的模型研究了美拉德反應生成丙烯酰胺的途徑。后來他們進一步證明了MGO是生成丙烯酰胺的中間產(chǎn)物。

已有研究發(fā)現(xiàn)，茶多酚可以通過抑制機體糖基化的進行，降低機體糖基化產(chǎn)物的含量來緩解高糖環(huán)境下糖基化誘導的腎臟損傷[20]。無糖漿果的植物化學提取物能抑制蛋白的糖化，這種抗糖化效果歸因于提取物清除活性羰基的能力，酚類化合物如兒茶素，可以通過與它們形成加合物來清除反應性羰基化合物[21]。飲食中的黃酮類化合物：蘆丁、兒茶素、木犀草素、槲皮素，對甲基乙二醛介導糖基化終產(chǎn)物的形成表現(xiàn)出顯著的抑制作用[22]。徐惠琴等[23]發(fā)現(xiàn)山茱萸環(huán)烯醚萜總苷對由糖尿病血管并發(fā)癥引起的氧化應激損傷具有保護作用，能提高超氧化物歧化酶的含量，抑制非酶糖化終產(chǎn)物的形成，阻止其對超氧化物歧化酶的破壞作用。本實驗旨在分析比較10 個品種馬蘭的營養(yǎng)成分，并討論10 個品種馬蘭抑制蛋白質糖基化的抑制作用及與各種活性物質含量的關系，為馬蘭的深加工利用提供理論依據(jù)，從而進一步促進了馬蘭種植和加工業(yè)的發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

馬蘭由浙江省麗水市林業(yè)科學研究院馬蘭種質資源圃提供，并由該院劉躍鈞院長做品種鑒定，10 個品種馬蘭的植物學特征如表1所示。

表1 10 個品種馬蘭的分類Table1 Botanical features of ten varieties of Kalimeris inddiiccaa

牛血清白蛋白（bovine serum albumin，BSA） 生工生物工程（上海）股份有限公司；MGO、GO 美國Sigma公司；其他均為分析純 南京化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

RE-52A旋轉蒸發(fā)器 上海亞榮生化儀器廠；SHB-Ⅲ循環(huán)水式多用真空泵 鄭州長城儀器廠；KDN-04型消化爐 上海新嘉電子有限公司；SX-5-12型箱式電阻爐、FM100高速萬能粉碎機 天津泰斯特儀器有限公司；HH-6數(shù)顯恒溫水浴鍋 常州國華電器有限公司；LD5-10低速離心機 北京醫(yī)用離心機廠；V5100型可見分光光度計 上海元析儀器有限公司；Infinite 200Pro-多用酶標儀 奧地利帝肯公司。

1.3 方法

1.3.1 馬蘭粗提物的制備

馬蘭→干燥→粉碎→80%乙醇溶液提取（料液比1∶10（m/V），60 ℃水浴60 min，磁力攪拌）→1 800×g離心20 min→殘渣以同樣的方法重復提取2 次→減壓濃縮制→冷凍干燥→冷藏備用

1.3.2 馬蘭粗提取物中多酚含量的測定

多酚含量采用Folin-Ciocalteus法測定，以沒食子酸為對照品。參照李靜等[24]的方法，用標準曲線法測定樣品樣品多酚的含量。所得標準曲線的回歸方程為：y=0.014 07x+0.030 42（R2=0.997 3），式中：x為多酚含量/（mg/mL），y為吸光度。

1.3.3 馬蘭粗提取物中黃酮含量的測定

黃酮含量的測定采用亞硝酸鈉-硝酸鋁-氫氧化鈉顯色法測定，以蘆丁為對照品。參照劉新明等[25]的方法，用標準曲線法測定樣品黃酮含量。所得標準曲線回歸方程為：y=0.011 59x－0.019 17（R2=0.999 2），式中：x為黃酮含量/（μg/mL），y為吸光度。

1.3.4 馬蘭粗提取物中皂苷含量的測定

皂苷含量的測定采用香草醛-濃硫酸顯色法測定，以齊墩果酸為對照品。參照劉新明等[25]的方法，用標準曲線法測定樣品中皂苷含量。所得回歸方程為：y=0.036 81x+0.012 18（R2=0.999 5），式中：x為皂苷含量/（μg/mL），y為吸光度。

1.3.5 馬蘭粗提取物中β-胡蘿卜素的測定

按照GB/T5009.83—2003《食品中胡蘿卜素的測定》，以β-胡蘿卜素含量為橫坐標，吸光度為縱坐標繪制標準曲線，用標準曲線法測定樣品中β-胡蘿卜素的含量。所得回歸方程為y=0.018 42x+0.034 66（R2=0.998 0），式中：x為皂苷含量/（μg/mL），y為吸光度。

1.3.6 10 個品種馬蘭粗提物抑制蛋白質非酶糖基化活性

1.3.6.1 蛋白質的糖化溶液體系

BSA質量濃度為30 mg/mL，GO、MGO濃度為20 mmol/L，M1～M10馬蘭提取液的質量濃度均為30 mg/mL，青霉素鏈霉素混合液體積分數(shù)為0.5%。將所有試劑和材料加入反應管后，密封管口，于37 ℃恒溫培養(yǎng)箱中反應168 h。期間每24 h取樣500 μL，冷凍結束反應，作為陽性組。以緩沖液代替M1～M10馬蘭提取液如上操作作為陰性對照。

1.3.6.2 馬蘭提取物對AGEs形成的抑制活性測定

將1.3.6.1節(jié)所得反應液稀釋10 倍后利用酶標儀在λEx/λEm340 nm/465 nm測定熒光值。按照下式計算化含物對BSA糖基化反應的抑制作用，用抑制率表示。

1.4 統(tǒng)計學分析

采用SPSS軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析。測定結果以柱形圖表示，顯著性檢驗為t檢驗，顯著性水平為P＜0.05，極顯著性水平P＜0.01。

2 結果與分析

2.1 10 個品種馬蘭生物活性成分分析

圖1 10 種馬蘭活性成分含量Fig.1 Saponin contents of ten varieties of Kalimeris indica

由圖1A可知，10 個品種馬蘭中β-胡蘿卜素含量差異性顯著。10 種馬蘭的β-胡蘿卜素含量從高到低依次是M2、M5、M3、M7、M6、M8、M1、M4、M9、M10；其中，M2含量最高（33.88 mg/100 g），是含量最低（M10）的2.44 倍；M1、M3、M5、M6、M7、M8的β-胡蘿卜素含量差異不大，均在21～28.5 mg/100 g之間。王福祥等[26]報道馬蘭嫩莖葉水分含量為86.4%，胡蘿卜素含量為31.5 mg/100 g，與本實驗測得的β-胡蘿卜素含量結果較為一致。

由圖1B可知，10 個品種馬蘭中多酚含量均較高，且具有顯著性差異。其中，M10多酚含量顯著高于其他品種，為3.15 g/100 g；M3多酚含量僅次于M10（2.54 g/100 g），顯著高于除M10之外的馬蘭品種；其他馬蘭品種的多酚含量從高到低依次為M4、M5、M8、M2、M6、M1、M9、M7。

由圖1C可知，10 個品種馬蘭中黃酮含量差異性顯著。其中，M10黃酮含量顯著高于其他品種，為1.84 g/100 g；M3黃酮含量僅次于M10（1.5 g/100 g），顯著高于除M10之外的馬蘭品種；其他馬蘭品種的黃酮含量從高到低依次為M5、M2、M8、M4、M6、M1、M9、M7。國內外未見文獻報道馬蘭中的黃酮，葉春等[27]測得新鮮芹菜葉、豌豆尖、青莧菜的黃酮含量較高，分別為3.65、3.00、2.55 mg/g，與這些蔬菜相比，馬蘭的黃酮含量略低。對比圖1B和1C發(fā)現(xiàn)，不同品種黃酮含量與多酚含量的排序較為一致，多酚含量高的品種黃酮含量也高，這可能是由于多酚包括黃酮類，而其他諸如包括單寧類、酚酸類以及花色苷類等含量差異較小造成的。

由圖1D可知，10 個品種馬蘭中皂苷含量差異性顯著。其中，M4皂苷含量顯著高于其他品種，為1.66 g/100 g；其他馬蘭品種的皂苷含量從高到低依次為M6、M2、M7、M9、M10、M8、M5、M3、M1。辛欣等[28]曾報道蘆蒿中皂苷含量為0.192 g/100 g，相比較而言，馬蘭的皂苷含量較高。

綜合以上營養(yǎng)指標，分析認為M4因蛋白含量、皂苷含量高，M10因多酚和黃酮含量高具有較高的營養(yǎng)價值。

2.2 10 種馬蘭提取液抑制蛋白質非酶糖基化活性的比較

2.2.1 10 種馬蘭提取液抑制BSA與GO的蛋白質非酶糖基化的活性

圖2 BSA-GO模型中10 種馬蘭抑制AGEs產(chǎn)生的抑制率Fig.2 Inhibitory rates of AGEs formation by ten varieties of Kalimeris indica in the BSA-GO assay

由圖2可知，10 種馬蘭對BSA與GO發(fā)生的蛋白質非酶糖基化反應的抑制作用各組間存在部分差異性顯著，其中M1、M6、M9三者間，M2、M3兩者間，M4、M8、M10三者間差異性不顯著；其他品種間存在顯著性差異，抑制作用從大到小排序為：M5、M3、M2、M8、M10、M4、M9、M6、M1、M7。M5、M7出現(xiàn)顯著性差異可能是因為這兩個品種馬蘭的各項營養(yǎng)指標均有顯著性差異，各種活性成分含量不同，尤其是黃酮和多酚含量M5為最高，M7為最低，從而導致其抑制非酶糖基化的抑制率也具有顯著性差異。M10、M8、M2、M3、M5的抑制率較高可能與這些品種的多酚和黃酮含量較高有關。相關研究表明，多酚類物質特別是黃酮類化合物對AGEs的形成具有較強的抑制作用，比如葛根、水飛薊等均為潛在的天然AGEs抑制劑[25-26]。

2.2.2 10 種馬蘭提取液抑制BSA與MGO的蛋白質非酶糖基化的活性

圖3 BSA-MGO模型中10 種馬蘭抑制AGEs產(chǎn)生的抑制率Fig.3 Inhibitory rates of AGEs formation by ten varieties of Kalimeris indica in the BSA-MGO assay

由圖3可知，10 種馬蘭對BSA與MGO發(fā)生的蛋白質非酶糖基化反應的抑制作用有一定差異，10 種馬蘭的抑制作用從大到小排序為：M4、M2、M7、M5、M10、M6、M9、M8、M3、M1；其中M4、M2組間差異性不顯著，且其抑制率顯著大于其他品種，接近70%。而M3、M1組間差異性不顯著，而其抑制率顯著小于其他品種，其他品種M5～M10馬蘭的抑制率較為在60%左右，差異性不顯著。出現(xiàn)顯著性差異可能是各種活性成分含量不同，從而導致其抑制非酶糖基化的抑制率也具有顯著性差異，其中，M2、M4的抑制效果較好可能與皂苷含量相對較高有關。

對比10 種馬蘭提取液抑制BSA與GO和MGO的蛋白質非酶糖基化的活性可以看出，馬蘭提取液抑制BSA與MGO的蛋白質非酶糖基化的活性整體上高于抑制BSA與GO的蛋白質非酶糖基化的活性。這可能與GO在水溶液中的存在形式有關，據(jù)報道GO在水溶液中以二聚體、三聚體和游離GO的形式共同存在，因此馬蘭提取液對GO的捕獲需要等待GO二聚體、三聚體轉換成游離GO，因此對GO引起的蛋白糖基化抑制率低于MGO引發(fā)的糖基化[27]。

2.3 10 種馬蘭粗提物抑制蛋白質非酶糖基化活性與各種活性物質含量關系的分析

2.3.1 馬蘭粗提物抑制蛋白質糖基化活性與β-胡蘿卜素含量的關系

圖4 馬蘭對蛋白質糖基化的抑制率和β-胡蘿卜素含量的關系Fig.4 Inhibition of protein glycosylation as a function of β-carotene contents of Kalimeris indica

由圖4可知，不同品種馬蘭對蛋白質糖基化的抑制作用與β-胡蘿卜素含量沒有相關性。

2.3.2 馬蘭粗提物抑制蛋白質糖基化活性與多酚含量的關系

圖5 馬蘭對蛋白質糖基化的抑制率和多酚含量的關系Fig.5 Inhibition of protein glycosylation as a function of polyphenol contents of Kalimeris indica

由圖5可知，不同品種馬蘭粗提物對GO引起的蛋白質糖基化的抑制作用與多酚含量有一定的相關性，線性相關為y=6.434x+39.974（R2=0.824）；M1～M9中蛋白抑制作用大的品種其多酚含量也高，反之，蛋白抑制作用小的多酚含量?。欢鳰10表現(xiàn)異常，對GO引起的蛋白抑制作用屬于中等水平，然而其多酚含量很高。不同品種馬蘭粗提物對MGO引起的蛋白質糖基化的抑制作用與多酚含量的相關性并不明顯。

2.3.3 馬蘭提取液抑制蛋白質糖基化活性與黃酮含量的關系

圖6 馬蘭對蛋白質糖基化的抑制率和黃酮含量的關系Fig.6 Inhibition of protein glycosylation as a function of flavonoid contents of Kalimeris indica

由圖6可知，不同品種馬蘭對GO引起的蛋白質糖基化的抑制作用與黃酮含量有一定的相關性，而且趨勢與圖5相似，即馬蘭對蛋白質糖基化的抑制作用與多酚含量的關系和黃酮含量的關系相似，線性相關性為y=10.021x+41.943（R2=0.767）；其中，M1～M9中蛋白抑制作用大的品種其黃酮含量也高，反之，蛋白抑制作用小的黃酮含量小；但是M10對GO引起的蛋白抑制作用屬于中等水平，然而其黃酮含量很高。另外，不同品種馬蘭對MGO引起的蛋白質糖基化的抑制作用與黃酮含量的相關性并不明顯。

2.3.4 馬蘭粗提物抑制蛋白質糖基化活性與皂苷含量的關系

圖7 馬蘭對蛋白質糖基化的抑制率和皂苷含量的關系Fig.7 Inhibition of protein glycosylation as a function of saponin contents of Kalimeris indica

由圖7可知，M4馬蘭的抑制率最高，皂苷含量也是10 個品種中最高的；M5～M10的抑制率屬于中等水平，皂苷含量也是10 個品種中的中等水平；M1和M3的抑制率最低，皂苷含量也是10 個品種中最低的；表明馬蘭對MGO引起的蛋白質糖基化的抑制作用與皂苷含量有一定相關性，線性關系為y=11.024x+50.185（R2=0.749）。而不同品種馬蘭粗提物對GO引起的蛋白質糖基化的抑制作用與皂苷含量的相關性并不明顯。

3 結 論

綜合以上研究結果，馬蘭是一種營養(yǎng)豐富的蔬菜，所測不同品種馬蘭的營養(yǎng)成分均具有顯著差異，但屬于種間正常差異。β-胡蘿卜素含量和皂苷含量較為豐富，β-胡蘿卜素能降低一些人類腫瘤的發(fā)病率，增強放療和化療對腫瘤的療效，并能提高人群的免疫能力[28]；皂苷具有抗炎、抗菌、抗病毒、抗腫瘤、降低血糖血脂的作用；另外馬蘭可顯著抑制蛋白質非酶糖基化；因此馬蘭是一種具有較好的保健食品。

筆者還討論了10 個品種馬蘭抑制蛋白質糖基化的抑制作用與各種活性物質含量的關系。結果表明，抑制作用與β-胡蘿卜素沒有相關性；對由GO引發(fā)的蛋白質非酶糖基化反應的抑制作用與多酚含量和黃酮含量具有一定的線性相關性；對由MGO引發(fā)的蛋白質非酶糖基化反應的抑制作用與皂苷含量具有一定的線性相關性。

總的來看，馬蘭是一種營養(yǎng)價值和藥用價值都較高的蔬菜。目前對馬蘭的研究多集中于化合物的分離鑒定，對其藥用價值的開發(fā)利用的研究相對較少，關于品種選育的研究幾乎空白。本實驗分析比較了10 個品種馬蘭的營養(yǎng)價值，篩選出馬蘭優(yōu)良品種并且研究了馬蘭抑制蛋白質非酶糖基化的活性，雖然國內外文獻均有關于β-胡蘿卜素、多酚類物質、黃酮類物質和皂苷類物質抑制蛋白質非酶糖基化的活性的報道，但是均未深入這些物質抑制作用的化學本質原因。因此，馬蘭抑制蛋白質非酶糖基化的作用機制還有待進一步研究。

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Functional Components and Inhibitory Activity of Different Varieties of Kalimeris indica against Protein Glycosylation

ZHU Xiao-lin1, LIU Yue-jun2, LU Min1, Lü Li-shuang1,*
(1. Ginling College, Nanjing Normal University, Nanjing 210097, China; 2. Lishui Forestry Research Institute of Zhejiang Province, Lishui 323000, China)

Ten varieties of Kalimeris indica (M1through M10) were selected to determine their contents of β-carotene, polyphenols, flavonoids and saponins according to Chinese national standards and common methods. The inhibitory activity against non-enzymatic glycosylation and its relationship with active ingredients were analyzed as well. The results showed that Kalimeris indica was rich in the active ingredients; of the varieties investigated, M2and M5contained the highest amounts of β-carotene, M3and M10contained the highest amounts of polyphenols and flavonoids, M4and M6contained the highest amounts of saponins. Crude extracts from all these varieties were highly effective against protein glycosylation with inhibition rates between 49% and 71%. The inhibition of non-enzymatic glycosylation caused by either methylglyoxal (MGO) or glucose oxidase (GO) displayed positive linear correlation with the contents of polyphenol or flavonoid, while saponin contents were linearly correlated only with the inhibition of non-enzymatic glycosylation caused by MGO.

Kalimeris indica(L.)Sch-Bip; flavonoid content; protein glycosylation

TS201.4

A

1002-6630（2014）09-0090-06

10.7506/spkx1002-6630-201409019

2013-05-28

浙江省自然科學基金項目（LY12C15001）；江蘇省自然科學基金項目（BK2012850）；江蘇省教育廳自然科學基金項目（12KJB550005）

朱曉琳（1988—），女，碩士研究生，研究方向為功能性食品與食品營養(yǎng)。E-mail：zhuxiaolinrainbow@126.com

*通信作者：呂麗爽（1969—），女，副教授，博士，研究方向為功能性食品的分離及活性。E-mail： lishuanglv@126.com