孟鵬舉,朱振元,張翥妮,楊 凡,張金豫,李 盟
(天津科技大學(xué)食品工程與生物技術(shù)學(xué)院,天津 300457)
滑子菇是珍稀品種,且產(chǎn)量大,具有味道美味、營養(yǎng)豐富的特點(diǎn)。滑子菇黏液對腫瘤有一定抑制作用。黏液中包含黃酮,具有預(yù)防大腸桿菌、葡萄球菌等多種細(xì)菌感染的作用[1]。黃酮的功效是多方面的,它是一種很強(qiáng)的抗氧劑,可有效清除體內(nèi)的氧自由基,黃酮化合物是一類重要的并且在植物界分布很廣的天然化合物[2]。此類物質(zhì)對多種疾病有良好的療效,醫(yī)用價值甚高[3]。醇提法效率高、成本低,且能將樣品里的有效活性成分大量提取出來[4]。試驗(yàn)利用醇提法通過控制料液比、提取時間、超聲波功率等因素來提取滑子菇活性成分,完成提取優(yōu)化工藝過程[5]。經(jīng)紫外分光光度計進(jìn)行全波長掃描后,比對波長初步判定滑子菇醇提物中黃酮含量較高,再經(jīng)顯色反應(yīng)進(jìn)一步確定黃酮的存在,從而展開滑子菇黃酮的抗氧化活性和抑菌試驗(yàn)的研究。
新鮮滑子菇,市售;無水乙醇、鹽酸、氫氧化鈉、鄰苯三酚、抗壞血酸、氯化鈉、牛肉膏、蛋白胨、瓊脂均為分析純,天津北方天醫(yī)化學(xué)試劑廠提供;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH),梯希愛(上海) 化成工業(yè)發(fā)展有限公司提供;Tris,美國Sigma公司提供;蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品,上海時代生物科技有限公司提供。
KQ-400KDB型超聲波清洗儀,沈陽龍騰電子稱量儀器有限公司產(chǎn)品;RE-52AA型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀,上海亞榮生化儀器廠產(chǎn)品;DZF-6020型真空干燥箱,上海益恒科技有限公司產(chǎn)品;SP-2102UV型紫外可見分光光度計,上海光譜儀器有限公司產(chǎn)品;GHX-9160B-1型隔水式恒溫培養(yǎng)箱,上海?,攲?shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司產(chǎn)品;立式壓力蒸汽滅菌器,上海華線醫(yī)用核子儀器有限公司產(chǎn)品;超凈工作臺,蘇凈集團(tuán)安泰公司產(chǎn)品。
1.3.1 滑子菇黃酮提取
取50 g新鮮滑子菇[6],按一定料液比,加入乙醇溶液后在一定的超聲波功率和時間下進(jìn)行提取,得到滑子菇黃酮[7]。經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀旋蒸后,得到固體滑子菇黃酮粗品。
1.3.2 單因素試驗(yàn)
(1) 乙醇體積分?jǐn)?shù)對滑子菇黃酮得率的影響。分別設(shè)置乙醇體積分?jǐn)?shù)為10%,30%,50%,70%,90%的5個平行試驗(yàn),在超聲波功率250 W,料液比1∶5(g∶mL) 的條件下處理0.5 h,然后測定滑子菇黃酮得率。
(2)提取時間對滑子菇黃酮得率的影響。分別設(shè)置提取時間為0.5,1.0,1.5,2.0,2.5 h的5個平行試驗(yàn),在超聲功率250 W,料液比1∶5(g∶mL),乙醇體積分?jǐn)?shù)50%的條件下處理,然后測定滑子菇黃酮得率。
(3)超聲功率對滑子菇黃酮得率的影響。分別設(shè)置超聲功率為250,360,480,560,720 W 5個平行試驗(yàn),在料液比1∶5(g∶mL),乙醇體積分?jǐn)?shù)50%的條件下處理0.5 h,然后測定滑子菇黃酮得率。
(4)料液比對滑子菇黃酮得率的影響。分別設(shè)置料液比為 1∶3,1∶4,1∶5,1∶6,1∶7 (g∶mL)的5個平行試驗(yàn),在超聲波功率250 W,乙醇體積分?jǐn)?shù)50%的條件下處理0.5 h,然后測定滑子菇黃酮得率。
1.3.3 正交試驗(yàn)設(shè)計
在4個單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行正交試驗(yàn),考查乙醇體積分?jǐn)?shù)、提取時間、超聲功率和料液比4個因素,根據(jù)L9(34)的設(shè)計正交試驗(yàn),從而優(yōu)化滑子菇醇提提取條件[8-9]。
正交試驗(yàn)因素與水平見表1。
表1 正交試驗(yàn)因素與水平
1.3.4 紫外分光光度計全波長掃描
利用紫外分光光度計全波長掃描法[10]對醇提物進(jìn)行全波段掃描,測定條件為掃描波長段150~800 nm,掃描高度-0.1~5.0 A,掃描速度1 800 nm/min。
1.3.5 黃酮的顏色反應(yīng)
黃酮類化合分子可與鋁鹽、鎂鹽等反應(yīng)生成絡(luò)合物[11]。取1支試管,加入新鮮配置的1%三氯化鋁溶液2 mL和10 mg/mL的樣品溶液2 mL,靜置數(shù)分鐘觀察顏色變化。
1.3.6 AlCl3顯色法[12]測定滑子菇黃酮含量
(1) 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制。依據(jù)文獻(xiàn)方法[13],配制蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液,分別精密量取蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液0,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0 mL,以體積分?jǐn)?shù)35%乙醇補(bǔ)足至5.0 mL,加入1%AlCl3溶液4 mL,用體積分?jǐn)?shù)35%乙醇定容,以第1個管為空白對照,于415 nm處測定吸光度。以蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液濃度為橫坐標(biāo),吸光度為縱坐標(biāo),繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線[14]。
(2)黃酮含量的測定。精確量取質(zhì)量濃度10mg/mL滑子菇黃酮粗品溶液1 mL,按照1.3.6(1) 的方法操作[15],于415 nm處測定吸光度,帶入線性回歸方程,計算出滑子菇黃酮粗品中總黃酮含量。
(3) D-101型大孔樹脂法純化黃酮。根據(jù)文獻(xiàn)方法[16],預(yù)處理大孔吸附樹脂。大孔吸附樹脂純化流程:預(yù)處理的D-101型大孔吸附樹脂50 mL裝柱,70%乙醇溶液200 mL洗脫前提下,洗脫體積流量2.0 BV/h,滑子菇黃酮質(zhì)量濃度10 mg/mL,pH值6.0。
(4) 純化后黃酮含量測定。收集1.3.6(3) 中乙醇洗脫流出液,在干燥箱中烘干后得到固體黃酮,精確量取1 g固體黃酮,溶于100 mL無水乙醇,制成10 mg/mL樣品溶液,用1.3.6(2) 的方法測定滑子菇黃酮粗品純化后總黃酮含量[17]。
1.3.7 對羥基自由基的清除作用
采用可見分光光度法[18],在比色皿中依次加入濃度為9 mmol/L FeSO4溶液2 mL,濃度為9 mmol/L水楊酸-乙醇溶液2 mL,滑子菇黃酮2 mL,濃度為8.8 mmol/L H2O2溶液2 mL,其中H2O2啟動整個反應(yīng)[19]。于37℃條件下反應(yīng)0.5 h。用蒸餾水代替滑子菇黃酮作空白,在510 nm處測定樣品吸光度,記錄數(shù)據(jù)。
式中:Ax——樣品液清除自由基吸光度;
A0——空白對照的吸光度;
Ax0——不加水楊酸時提取液自身的吸光度。
1.3.8 對DPPH自由基的清除作用
配置0.5 mg/mL的VC溶液(作為對照)[20]。將測試樣品稀釋至5個不同質(zhì)量濃度。取2 mL滑子菇黃酮溶液及濃度為0.1 mmol/L DPPH自由基溶液2 mL加入到同一試管中,室溫下靜置30 min后測定其吸光度Asample,同時測定2 mL DPPH溶液與2 mL溶劑混合后的吸光度Acontrol,以及2 mL滑子菇黃酮樣品溶液與2 mL無水乙醇混合后的吸光度Ablank。
1.3.9 對超氧陰離子自由基的清除作用
取4.5 mL Tris-HCl(pH值8.2) 緩沖液加4.2 mL蒸餾水,于25℃條件下水浴保溫20 min,加到25℃預(yù)熱0.3 mL的3 mmol/L鄰苯三酚溶液中,于325 nm處每隔30 s測A值1次,共測5 min,計算對照溶液吸光度隨時間的變化率F0。以1 mL滑子菇黃酮溶液替代1 mL蒸餾水,計算滑子菇黃酮溶液吸光度隨時間的變化率Fx。以10 mmol/L HCl代替鄰苯三酚作為空白[21]。
1.3.10 滑子菇黃酮對細(xì)菌抑菌特性的研究
(1) 菌種的活化培養(yǎng)[22]。預(yù)先將4種供試菌(大腸桿菌、沙門氏菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌)接種于適宜的培養(yǎng)基中進(jìn)行活化,然后制成一系列菌懸液,濃度約為107CFU/mL備用。
圖1 各種因素對滑子菇黃酮得率的影響
(2) 肉湯固體培養(yǎng)基。牛肉膏2.5 g,蛋白胨5 g,NaCl 2.5 g,水 500 mL,瓊脂 10 g,pH 值 7.2~7.4。滅菌條件為121℃,20 min。
(3)滑子菇黃酮的抑菌活性測定。分別制備質(zhì)量濃度依次為8,16,32,64 mg/mL的樣品,利用紙片法,對4種供試菌進(jìn)行試驗(yàn),傾倒平板后于37℃條件下培養(yǎng)24 h,檢測抑菌活性情況。
各因素對滑子菇黃酮得率的影響見圖1。
由圖1(a) 可知,隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的不斷增大,滑子菇黃酮的得率呈現(xiàn)先減小后逐漸增大的趨勢線。當(dāng)最大體積分?jǐn)?shù)為90%時,滑子菇黃酮得率最大。在正交試驗(yàn)中選取50%,70%,90%這3個對滑子菇黃酮得率影響最大的水平。由圖1(b)可知,隨著提取時間的延長,滑子菇黃酮得率呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢,在提取時間為1.5 h時滑子菇黃酮得率達(dá)到最大值,選取1.0,1.5,2.0 h為宜。由圖1(c) 可知,在料液比1∶5時滑子菇黃酮得率最大??赡苁且?yàn)樵?∶5的料液比的情況下,乙醇提取液相對于滑子菇黃酮差不多達(dá)到飽和的狀態(tài),選1∶5,1∶6,1∶7(g∶mL) 較合適。由圖 1(d) 可知,隨著超聲功率的不斷增加,滑子菇黃酮得率在不斷增加,但是增長率在不斷下降甚至趨向于零,選取480,560,720 W為宜。
以乙醇體積分?jǐn)?shù)、提取時間、料液比、超聲波功率為4個因素,進(jìn)行四因素三水平L9(34)的正交試驗(yàn)進(jìn)一步優(yōu)化滑子菇黃酮醇提的工藝條件。
正交試驗(yàn)分析結(jié)果見表2。
由表2可知,4個因素對滑子菇黃酮得率的影響順序?yàn)锽>C>A>D。超聲功率和提取時間對滑子菇黃酮得率的影響較大,乙醇體積分?jǐn)?shù)和料液比對滑子菇黃酮得率的影響較小;滑子菇黃酮提取的最佳條件為A2B3C1D1,對此條件進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn),得率為2.989%,高于正交試驗(yàn)設(shè)計中的組合,因此確定滑子菇黃酮醇提的最優(yōu)工藝條件為乙醇體積分?jǐn)?shù)70%,提取時間2 h,料液比1∶5,超聲波功率480 W。
滑子菇醇提物全波長掃描見圖2。
由圖2可以看出,滑子菇醇提物經(jīng)過紫外分光光度計全波長掃描后,在190~230 nm出現(xiàn)吸收峰,在250~800 nm處無明顯吸收峰。多糖吸收波長在562~630 nm,大部分黃酮類化合物的特征吸收在200~300 nm,所以可以初步確定滑子菇醇提物成分中含有黃酮。
樣品溶液與1%AlCl3溶液反應(yīng)后,溶液顏色變?yōu)辄S色,并生成黃色絡(luò)合物,符合黃酮類化合物顯色反應(yīng)結(jié)果,表明滑子菇醇提物成分中確實(shí)含有黃酮類化合物。
蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線見圖3。
根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可得到如圖3所示的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線,其線性回歸方程與相關(guān)系數(shù)分別為Y=0.104 1X+0.000 5,R2=0.998 4。由此可知,蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品溶液在0~0.08 mg/mL的質(zhì)量濃度呈較良好的線性關(guān)系。
根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和2.5中回歸方程,計算出滑子菇黃酮粗品中總黃酮含量為3.29%。
根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和2.5中回歸方程,計算出滑子菇
黃酮粗品純化后總黃酮含量為41.47%。
DPPH自由基清除率見表3。
表3 DPPH自由基清除率
由表3可知,隨著滑子菇黃酮質(zhì)量濃度的升高,不同質(zhì)量濃度之間存在顯著性差異(p<0.05)。質(zhì)量濃度為10 mg/mL時,滑子菇黃酮對DPPH自由基的清除率升高到78.09%。結(jié)果表明,滑子菇黃酮對DPPH自由基具有很好的清除能力。
2.8.2 羥基自由基(·OH)清除率的測定結(jié)果
羥基自由基(·OH) 清除率見表4。
表4 羥基自由基(·OH) 清除率
由表4可知,滑子菇黃酮對羥基自由基的清除作用隨著質(zhì)量濃度的增長,逐漸變大,但清除率較低。其清除作用在其質(zhì)量濃度為10 mg/mL時為5.60%,明顯差于VC。這說明滑子菇黃酮對羥基自由基有一定的清除作用,但清除能力不強(qiáng)。
2.8.3 超氧陰離子自由基(O2-)清除率的測定結(jié)果
試驗(yàn)數(shù)據(jù):F0=0.067 8;Fx1=0.103 1;Fx2=0.093 8;Fx3=0.084 8;Fx4=0.075 8;Fx5=0.062 7 (x1~x5分別代表滑子菇醇提物的質(zhì)量濃度10~50 mg/mL)。說明雖然F值即變化率隨著滑子菇黃酮質(zhì)量濃度在逐漸降低,但是Fx值始終比F0的值要大,這也就是說明,滑子菇黃酮對于超氧陰離子自由基并無清除作用。
觀察平板,結(jié)果顯示在涂布有大腸桿菌菌懸液的平板上出現(xiàn)了明顯抑菌圈,且樣品溶液濃度越大,抑菌效果越明顯,而涂布有其他3種細(xì)菌菌懸液的平板上無抑菌圈出現(xiàn)。說明滑子菇黃酮對大腸桿菌有明顯抑菌作用,對沙門氏菌、金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌這3種細(xì)菌沒有抑菌效果。
(1)試驗(yàn)對新鮮滑子菇黃酮的醇提條件進(jìn)行單因素試驗(yàn)分析和正交試驗(yàn)分析,得到最優(yōu)醇提條件為乙醇體積分?jǐn)?shù)70%,提取時間2 h,超聲功率480 W,料液比1∶5(g∶mL),此條件下滑子菇黃酮的得率最大,為2.989%。
(2)用紫外分光光度法將滑子菇醇提物進(jìn)行全波長掃描后,初步判定滑子菇醇提物的成分主要是黃酮,再經(jīng)顏色反應(yīng)鑒定,驗(yàn)證了黃酮的存在。滑子菇黃酮在醇提后得到滑子菇黃酮粗品,粗品中總黃酮含量為3.29%,經(jīng)D-101型大孔吸附樹脂精制后,其總黃酮含量為41.47%。
(3)在進(jìn)行抗氧化活性試驗(yàn)中,當(dāng)滑子菇黃酮質(zhì)量濃度為10 mg/mL時,DPPH自由基的清除率為78.09%;當(dāng)滑子菇醇提物質(zhì)量濃度為10 mg/mL時,羥基自由基的清除率為5.60%;滑子菇黃酮對超氧陰離子無清除作用。綜上說明,滑子菇黃酮有一定的清除自由基、抗氧化的能力,但是均弱于抗壞血酸。
(4) 對滑子菇黃酮進(jìn)行細(xì)菌抑菌特性的研究,滑子菇黃酮對大腸桿菌有明顯抑菌作用,且黃酮濃度越大,抑菌效果越明顯,對沙門氏菌、金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌這3種細(xì)菌沒有抑菌效果。
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