李勇,曾海英,2,*
(1.貴州大學(xué)釀酒與食品工程學(xué)院,貴州貴陽550025;2.貴州省薏苡工程技術(shù)研究中心,貴州貴陽550025)
隨著人們生活質(zhì)量的提高,社會對健康的意識逐漸增強,保健食品越來越受到人們的喜愛,蕎麥作為一種藥食同源的雜糧不僅營養(yǎng)豐富而且具有很強的保健作用,現(xiàn)代研究表明:苦蕎黃酮有降血糖血脂、抗疲勞、抗缺血、抗氧化、增強機體免疫力等多種保健作用[1-3]。盡管苦蕎黃酮保健作用強,但不同產(chǎn)品、不同工藝,苦蕎食品黃酮的保留率及保健功效特性等是否存在較大差異,或蕎麥的添加量與苦蕎食品的保健功效關(guān)聯(lián)性等研究均未見報道。因此,本研究著眼于貴州蕎麥,以地方特色蕎食為研究對象,通過對苦蕎茶、苦蕎米、苦蕎面粉、苦蕎掛面以及苦蕎羹5類蕎食進行黃酮組分分析,并對其免疫調(diào)節(jié)作用進行綜合評價,采用模糊數(shù)學(xué)綜合評價法得出5類蕎食的免疫調(diào)節(jié)作用差異性,探討黃酮含量與免疫調(diào)節(jié)作用的關(guān)聯(lián)性,為貴州特色苦蕎食品的研發(fā)與推廣提供前期研究數(shù)據(jù)及技術(shù)支撐。
苦蕎米、苦蕎茶、苦蕎面粉、苦蕎掛面、苦蕎羹:貴州省內(nèi)苦蕎生產(chǎn)企業(yè);KM小鼠,6周~8周齡,雌雄各半,SPF級,體重18 g~22 g:重慶騰鑫生物技術(shù)有限公司,實驗動物合格證號為:SCXK(軍)2012-0011;免疫球蛋白 G(immunoglobulin G,IgG)、免疫球蛋白 M(immunoglobulin M,IgM)測定試劑盒:上海鼓臣生物技術(shù)有限公司;2,4-二硝基氟苯(2,4-dinitrofluorobenzene,DNFB):成都西亞試劑有限公司;環(huán)磷酰胺:江蘇恒瑞醫(yī)藥股份有限公司;瑞氏染料:天津市光復(fù)精細化工研究所;雞紅細胞、補體(豚鼠血清):貴州大學(xué)釀酒與食品工程學(xué)院貴州省農(nóng)畜產(chǎn)品貯藏與加工重點實驗室自制。
1220型液相色譜儀:美國安捷倫公司;TU-1810紫外分光光度計:北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;FW100高速萬能粉碎機:天津市泰斯特儀器有限公司;TGL20M臺式高速冷凍離心機:長沙邁佳森儀器設(shè)備有限公司;光吸收酶標儀SpectraMax 190:美谷分子儀器(上海)有限公司;MoticAE31倒置相差顯微鏡:麥克奧迪實業(yè)集團有限公司。
樣品處理:取經(jīng)粉碎樣品1 g,用60%的乙醇,料液比1∶25(g/mL),50℃超聲浸提30 min(超聲功率600 W,頻率40 kHz),離心取上清液,加5 mL 60%乙醇清洗然后離心合并上清液重復(fù)3次,于50 mL容量瓶中定容,搖勻,過0.22 μm微孔濾膜,取濾液備用。
色譜條件:Agilent C18(150 mm×4.6 mm,5 μm);流動相:甲醇-0.4%磷酸溶液(1∶1,體積比),流速:1.0 mL/min,柱溫:35.0℃,檢測波長:360 nm,進樣量:20 μL。
標準曲線:精密稱取蘆丁對照品20.00 mg,槲皮素對照品4.00mg,山奈酚-3-O-蕓香糖苷對照品4.00 mg,分別置于10 mL容量瓶中,用甲醇溶解并定容至刻度,搖勻,取 0.5、1.0、1.5、2.0 mL 于 10 mL 容量瓶中,用甲醇定容至刻度,搖勻,即得蘆丁對照品溶液濃度分別為 0.10、0.20、0.30、0.40 mg/mL,山奈酚-3-O-蕓香糖苷和槲皮素對照品溶液濃度分別為0.02、0.04、0.06、0.08 mg/mL。通過高效液相色譜(high performance liquid chromatography,HPLC)測定,繪制標準曲線。
取經(jīng)粉碎樣品100 g,60%乙醇,料液比1∶25(g/mL),50℃超聲浸提30 min(超聲功率600 W,頻率40 kHz),離心取上清液,加200 mL 60%乙醇搖勻然后離心合并上清液,真空濃縮至5 g,即1 g醇提樣品相當(dāng)于20 g原樣。
參照肖雪筠[4]等方法稍作修改,KM小鼠,隨機分為空白對照組、環(huán)磷酰胺對照組、其中苦蕎茶組(tartary buckwheat tea group,TBT)、苦蕎米組(tartary buckwheat rice group,TBR)、苦蕎面粉組(tartary buckwheat flour group,TBF)、苦蕎掛面組(tartary buckwheat noodles group,TBN)、苦蕎羹組 (tartary buckwheat paste group,TBP),各設(shè)置高、中、低 3個灌胃劑量組,灌胃劑量分別為 600、300、150 mg/kg·bw,每組 10 只。各組小鼠腹腔注射環(huán)磷酰胺溶液,注射量為60 mg/kg·bw,空白對照組腹腔注射等劑量的生理鹽水,連續(xù)3 d,構(gòu)建環(huán)磷酰胺所致小鼠免疫功能低下模型。小鼠免疫功能低下模型建立后,實驗各組按照各自劑量灌胃,空白對照組及環(huán)磷酰胺對照組灌胃等劑量的生理鹽水。
小鼠連續(xù)灌胃9天后,禁食不禁水,24小時后,頸椎脫臼處死小鼠,取小鼠脾臟、胸腺,稱重記數(shù),計算脾臟指數(shù)及胸腺指數(shù)。脾臟指數(shù)=脾臟重量(mg)/體重(g),胸腺指數(shù)=胸腺重量(mg)/體重(g)。
小鼠連續(xù)灌胃10天后,摘眼球取血,1500 r/min離心10 min,取血清,然后按照IgG、IgM測定試劑盒的使用說明書進行。
小鼠連續(xù)灌胃6天后,各鼠腹腔注射2%的雞紅細胞混懸液0.2 mL,4天后,摘眼球取血,1500 r/min離心10 min,取血清,用生理鹽水稀釋至100倍,取1 mL,加10%的雞紅細胞懸浮液0.5 mL、10%的補體1 mL,混合均勻于37℃水浴30 min,置0℃冰箱中中止反應(yīng)。1500 r/min離心5 min,取上清液于450 nm處測吸光度值。與不加血清的生理鹽水試管作對照。頸椎脫臼處死小鼠。
小鼠連續(xù)灌胃6天后,于腹部涂抹8%的硫化鈉去毛,均勻涂抹 5%DNFB 50 μL,3天后,于小鼠左耳均勻涂抹1%DNFB 20 μL,于右耳均勻涂抹20 μL丙酮溶液進行對照,24小時后,頸椎脫臼處死,用打孔器取直徑8 mm的耳片,稱重,計算腫脹率,腫脹率/%=(左耳/右耳-1)×100。
小鼠連續(xù)灌胃6天后,每只小鼠腹腔注射4%的淀粉肉湯1 mL,以引誘體內(nèi)的巨噬細胞向腹腔聚集;間隔2小時后,每只小白鼠注射1%的雞紅細胞懸液1 mL。再間隔2 h,頸椎脫臼處死,室溫保持在27℃避免尸體僵硬,剪開腹壁皮膚,腹腔注射生理鹽水 2 mL,用手輕柔5 min,吸取腹液1 mL均勻涂于載玻片上,立即37℃孵育30 min,用生理鹽水緩慢沖洗1 min,吹干,染色進行觀察。
計數(shù):油鏡下觀察,以巨噬細胞數(shù)200個為記數(shù)范圍,同時記數(shù)其中吞噬雞紅細胞的巨噬細胞數(shù),記錄結(jié)果,計算吞噬率,吞噬率/%=吞噬雞紅細胞的巨噬細胞/200×100。
樣品、混合對照品色譜圖見圖1,樣品黃酮類成分測定見圖2。
圖1 樣品、混合對照品色譜圖Fig.1 Chromatogram of samples and mixed reference substances
圖2 樣品黃酮類成分測定Fig.2 Determination of samples flavonoids
由圖2可以看出,不同苦蕎食品中總黃酮由蘆丁、山奈酚-3-O-蕓香糖苷、槲皮素組成,蘆丁為主要成分,且含量呈顯著性差異(P<0.05)??嗍w茶的總黃酮、蘆丁、山奈酚-3-O-蕓香糖苷含量最高,分別為19.83、19.04、0.67 mg/g;苦蕎羹的槲皮素含量最高,達0.87 mg/g。
脾屬于外周免疫器官,是動物體內(nèi)最大的免疫器官。胸腺屬于中樞淋巴器官,是T細胞分化成熟的主要場所,胸腺指數(shù)、脾臟指數(shù)的大小可反映機體免疫功能的強弱[5-6],各蕎食醇提物對小鼠脾臟和胸腺指數(shù)的影響見表1。
表1 乙醇提取物對小鼠脾臟和胸腺指數(shù)的影響(M±SD,n=10)Table 1 Effects of ethanol extract on mouse spleen and thymus index(M±SD,n=10)mg/g
由表1可知,小鼠免疫低下模型成立(空白對照組與模型對照組比較P<0.01)。各劑量組脾臟和胸腺指數(shù)較模型對照組均有所增加,且呈現(xiàn)劑量效應(yīng)。TBT、TBR高劑量組胸腺指數(shù)增加顯著(P<0.05),其中TBT高劑量組胸腺指數(shù)最高,達4.99 mg/g;TBT、TBR高劑量組脾臟指數(shù)增加極顯著(P<0.01),其中TBT高劑量組脾臟指數(shù)最高,達7.78 mg/g。表明各蕎食醇提物能修復(fù)小鼠脾臟和胸腺或促進其發(fā)育,其中TBT效果最明顯。
免疫球蛋白是免疫活性分子中的一類,按結(jié)構(gòu)分為5類,分別稱免疫球蛋白G(immunoglobulin G,IgG)、免疫球蛋白 M(immunoglobulin M,IgM)、免疫球蛋白A(immunoglobulin A,IgA)、免疫球蛋白D(immunoglobulin D,IgD)和免疫球蛋白E(immunoglobulin E,IgE),其中 IgG、IgM 的含量高、分布廣,是全身性體液免疫反應(yīng)的主要效應(yīng)分子,IgG、IgM的含量高低可反映出機體體液免疫能力的強弱[7],各樣品醇提物對小鼠IgG、IgM含量的影響見表2。
表2 乙醇提取物對小鼠IgG、IgM含量的影響(M±SD,n=10)Table 2Effects of ethanol extract on mouse IGG、IGM conten(tM±SD,n=10) mg/100 mL
由表2可知,小鼠免疫低下模型成立(空白對照組與模型對照組比較P<0.01)。各劑量組IgG、IgM含量較模型對照組均有所增加,且呈現(xiàn)劑量效應(yīng)。TBT、TBR、TBF、TBP高劑量組、TBT、TBR中劑量組IgG含量增加極顯著(P<0.01),TBF 中劑量組增加顯著(P<0.05),其中TBT高劑量組IgG含量最高,達1092.71 mg/100 mL;TBT、TBR、TBF高劑量組IgM含量增加極顯著(P<0.01),TBP 高劑量組、TBT、TBR、TBF 中劑量組增加顯著(P<0.05),其中TBT組IgM含量最高,達 168.75 mg/100 mL。表明各蕎食醇提物均可提高血清中IgG、IgM含量,其中以TBT組的效果最為明顯。
溶血素是指任何能使紅細胞溶解并釋放出血紅蛋白的物質(zhì),屬于特異性體液免疫,血清中溶血素含量能反映出機體體液免疫能力的強弱[8-9],各樣品醇提物對小鼠血清溶血素水平的影響見表3。
由表3可知,小鼠免疫低下模型成立(空白對照組與模型對照組比較P<0.01)。各劑量組血清溶血素水平較模型對照組均有所提高,且呈現(xiàn)劑量效應(yīng)。TBT、TBR、TBF高劑量組、TBT中劑量組提高極顯著(P<0.01),TBP 高劑量組、TBR、TBF 中劑量組顯著 (P<0.05),其中TBT組血清溶血素OD450值最高,達0.49。表明各蕎食醇提物均可提高血清溶血素水平,其中TBT組的效果最為明顯。
表3 對免疫低下小鼠血清溶血素水平的影響(M±SD,n=10)Table 3 Effects of ethanol extract on mouse serum hemolysin levels(M±SD,n=10)
遲發(fā)型過敏反應(yīng)屬于細胞免疫,當(dāng)抗原進入機體后,機體產(chǎn)生致敏淋巴細胞,當(dāng)再次受到同一抗原刺激后,單核-巨噬細胞向局部聚集和吞噬抗原而引起皮膚局部腫脹的一種反應(yīng),其腫脹厚度可反映細胞免疫功能的強弱[10-11],各樣品醇提物對小鼠耳腫脹率的影響見表4。
由表4可知,小鼠免疫低下模型成立(空白對照組與模型對照組比較P<0.01)。各劑量組耳腫脹率較模型對照組均有所增加,且呈現(xiàn)劑量效應(yīng)。TBT、TBR、TBF高劑量組增加極顯著(P<0.01),TBP高劑量組TBT、TBR、TBF中劑量組增加顯著(P<0.05)。其中TBT組耳腫脹率最高,達122.09%。表明各蕎食醇提物均可提高耳腫脹率,其中以TBT組的效果最為明顯。
表4 乙醇提取物對小鼠耳腫脹率的影響(M±SD,n=10)Table 4 Effects of ethanol extract on mouse ear swelling rate(M±SD,n=10)
單核-巨噬細胞能對外來異物進行識別和清除,具有強大的吞噬殺傷作用,吞噬率可以反映機體非特異性免疫功能的強弱[12-13],各樣品醇提取物對小鼠單核-巨噬細胞吞噬率的影響見表5。
表5 乙醇提取物對小鼠單核-巨噬細胞吞噬率的影響(M±SD,n=10)Table 5 Effects of ethanol extract on mouse mononuclearmacrophage phagocytic rate(M±SD,n=10)
由表5可知,小鼠免疫低下模型成立(空白對照組與模型對照組比較P<0.01)。各劑量組吞噬率較模型對照組均有所增加,且呈現(xiàn)劑量效應(yīng)。TBT、TBR、TBF高劑量組增加極顯著(P<0.01),其中TBT組耳腫脹率最高,達49.20%。表明各蕎食醇提物均可提高吞噬細胞吞噬率,其中以TBT組的效果最為明顯。
由于免疫學(xué)評價方法涉及多個指標,很難用單一的標準評價5種苦蕎食品的免疫調(diào)節(jié)作用的強弱,模糊分析法可以按照單因素中各指標間的隸屬度關(guān)系,各因素的對實驗結(jié)果的貢獻率,建立模糊評價的函數(shù),對多個因素結(jié)果進行處理,得到最終模糊總評,所以采用模糊數(shù)學(xué)綜合評價5種苦蕎食品免疫調(diào)節(jié)作用的強弱。
由2.2~2.6分析結(jié)果可知,各蕎食醇提物與免疫調(diào)節(jié)作用存在劑量效應(yīng),且以高劑量組免疫調(diào)節(jié)作用最強,在此以各蕎食醇提物高劑量組免疫學(xué)評價指標為因素集,即U={腺指數(shù),脾臟指數(shù),IgG含量,IgM含量,血清血溶素水平,耳腫脹率,吞噬率};綜合考慮腺指數(shù)、脾臟指數(shù)、IgG含量、IgM含量、血清學(xué)溶素水平、耳腫脹率、吞噬率7個指標的重要性程度分配權(quán)重集為α={0.1,0.1,0.1,0.1,0.2,0.2,0.2}。
本研究用環(huán)磷酰胺構(gòu)建小鼠免疫低下模型,按免疫學(xué)評價方法判定5種苦蕎食品免疫調(diào)節(jié)作用,各項指標大小均介于模型組與空白組之間,則實驗組各指標相對于空白組與模型組的大小可以代表其免疫調(diào)節(jié)作用的強弱,所以屬度函數(shù)采用升半梯型函數(shù)模型,見圖3,式(1)。
圖3 升半梯型函數(shù)模型Fig.3 Ascending ladder type function model
式中:rij為第i個因素指標第j個樣品的隸屬度,且0≤rij≤1;b為第i個因素指標的最大值,即空白對照組;a為第i個因素指標的最小值,即模型對照組。
根據(jù)式(1)得出隸屬度矩陣(R),式(2)。
根據(jù)(2)結(jié)合2.2~2.6實驗數(shù)據(jù),計算結(jié)果見評價矩陣(3)
選取評價函數(shù)(4),α 為權(quán)重集 α={0.1,0.1,0.1,0.1,0.2,0.2,0.2},得出總評價 S,見表6。
表6 模糊數(shù)學(xué)綜合評價結(jié)果Table 6 Comprehensive evaluation result of fuzzy mathematics
根據(jù)表6可知,TBT、TBR、TBF、TBN、TBP 組模糊總評結(jié)果均為正數(shù),說明各蕎食醇提物均能提高免疫低下小鼠的免疫活性,其中TBT組評分最高,達71.13分。表明各蕎食醇提物均有免疫正向調(diào)節(jié)作用,其能力依次為苦蕎茶>苦蕎米>苦蕎面粉>苦蕎羹>苦蕎掛面。
黃酮總量與模糊總評間的關(guān)系見圖4。
圖4 黃酮總量與模糊總評間的關(guān)系Fig.4 Relationship between total flavonoids and fuzzy total evaluation
根據(jù)圖4可知,蕎食總黃酮含量與免疫調(diào)節(jié)模糊總評間呈極顯著(r=0.989,P<0.01)的關(guān)聯(lián)性。表明各蕎食醇提物能增強免疫低下小鼠的免疫能力,且與其黃酮含量呈正相關(guān)。前人大量研究也均表明,苦蕎黃酮可增強機體的非特異性免疫、細胞免疫和體液免疫功能,提高機體的免疫能力[4,14-15]。
由實驗結(jié)果可知,貴州5種苦蕎食品醇提物各劑量組均可提高免疫低下小鼠的胸腺指數(shù)和脾臟指數(shù)、血清中IgG、IgM含量、血清血溶素水平、耳腫脹率及單核-巨噬細胞吞噬率,說明貴州5種苦蕎食品具有一定的免疫調(diào)節(jié)作用。5種苦蕎食品免疫調(diào)節(jié)功效不一,且具劑量效應(yīng),并與其黃酮含量呈極顯著的關(guān)聯(lián)性(P<0.01)。說明苦蕎食品醇提物的免疫調(diào)節(jié)作用與黃酮含量呈正相關(guān),但苦蕎食品醇提物究竟是哪種成分在調(diào)節(jié)免疫功能方面發(fā)揮著作用,還需實驗去進一步探討與驗證。
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