姜燕,于潤美,李惠津,張海悅,翟碩
(1.大理大學公共衛(wèi)生學院,云南大理671000;2.長春工業(yè)大學化學與生命科學學院,吉林長春130012;3.吉林省中醫(yī)藥科學院藥理所,吉林長春130012)
樹莓又稱“覆盆子”,薔薇科懸鉤子屬漿果植物,其性微溫,味甘酸,腎經(jīng)、歸肝,具有補肝益腎、明目之功效[1]。樹莓中除了含有豐富的糖、有機酸、維生素C等營養(yǎng)成分,還有黃酮類、樹莓酮、多酚類等活性成分具有抗氧化、降血脂能力[2]。樹莓果實和葉片中含有黃酮類物質,不僅具有活血化瘀、降血糖、提高免疫功能,而且對細胞損傷具有一定的修復作用。孫金旭等[3]測得樹莓總黃酮含量為0.312 mg/mL??傸S酮能明顯延長小鼠凝血時間,縮短二磷酸腺苷(adenosine diphosphate,ADP)誘導的血小板聚集肺栓塞所引起呼吸喘促持續(xù)的時間;可降低高膽固醇血癥動物血清總膽固醇和甘油三酯含量。樹莓中樹莓酮的含量約為0.014 g/L~0.034 g/L,具有很好的分解轉化脂肪的功能。Aspeea[4]等通過高效液相-質譜方法確定了樹莓中36種酚類物質包括黃酮苷和單寧的含量,且類黃酮含量較高。
研究樹莓酒主發(fā)酵期總酚、總黃酮和樹莓酮含量的變化以及樹莓酒的輔助降血脂作用。樹莓發(fā)酵制備樹莓酒,不僅解決了樹莓鮮果不易貯存的問題,改善了鮮果過酸的口感,并且對預防高脂血癥和心腦血管疾病具有一定意義。
“紅寶玉”樹莓:吉林省白山市玖宏樹莓種植基地;安琪葡萄酒果酒專用酵母:湖北省宜昌市安琪酵母有限公司;樹莓酮標準品(99.99%):南通興成生物制品廠;沒食子酸標準品(99.9%):天津市化學試劑一廠;福林酚:生工生物工程股份有限公司;甲醇、乙醚、蘆丁標準品(99.9%)、碳酸氫鈉、硫酸鈉、氫氧化鈉、亞硝酸鈉、氯化鋁、濃鹽酸、碳酸鈉(分析純):北京化工廠;高脂飼料(其中包含77.5%基礎飼料、2%膽固醇、10%蛋黃粉、10%豬油、0.2%膽酸鈉、0.3%丙硫氧嘧啶):北京華阜康生物科技股份有限公司;總膽固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(triglyceride,TG)、低密度脂蛋白膽固醇(low density lipoprotein cholesterol,LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(high density lipoprotein cholesterol,HDL-C)試劑盒:南京建成生物技術有限公司。
SD 大鼠,體重180 g~200 g,雄性。合格證號:SCXK(遼)2015-0001,遼寧長生生物技術有限公司。
SW-CJ-1F潔凈工作臺:蘇州安泰空氣技術有限公司;7080全自動生化分析儀:日本日立公司;DL5M離心機:湖南凱達科學儀器有限公司;M34510解剖器械:天津眾美科技開發(fā)有限公司;LC-10AT/SeriesⅢ高效液相色譜儀:日本島津蘇州公司/美國科學系統(tǒng)公司;Varian Cary 50紫外可見分光光度計:上海馭锘實業(yè)有限公司。
1.4.1 樹莓酒制備工藝流程
樹莓→原料分級→清洗→打漿→糖酸調節(jié)→接種果酒酵母→發(fā)酵→陳釀→澄清→二次調配→罐裝→殺菌→產(chǎn)品
1.4.2 標準曲線的繪制
沒食子酸標準曲線的繪制:在765nm處測定不同濃度沒食子酸標準品的吸光度值[5],繪制標準曲線并以此計算樹莓酒總酚含量。蘆丁標準曲線的繪制:在510 nm處測定不同濃度蘆丁標準品的吸光度值[6],繪制標準曲線并以此計算樹莓酒總黃酮含量。
樹莓酮標準曲線的繪制:準確稱取樹莓酮標準品0.5 mg,置于100 mL棕色容量瓶中,甲醇溶解定容,混勻,配制成500 μg/mL的標準儲備溶液,4℃保存。將樹莓酮標準液稀釋配制成濃度為 3.20、4.20、6.40、32.00、64.00 μg/mL系列樣品,以樹莓酮峰面積比值A為縱坐標,以樹莓酮的質量濃度C為橫坐標,繪制標準曲線。
1.4.3 樹莓酮提取及分析方法
主發(fā)酵期每天取10 mL樹莓酒于100 mL濃度為99.9%的甲醇溶液中,60℃條件下水浴2 h,過濾后蒸干,用乙醚溶解后,用1%鹽酸提取,所得酸水液經(jīng)堿化后再用乙醚萃取,除去樹莓提取物中堿性成分。將分出堿性成分的乙醚液,再分別用5%NaHCO3和2%NaOH萃取,所得水溶液分別酸化后用乙醚萃取,除去提取物中的弱酸性成分和酚性成分。將分出堿性、酸性、酚性成分的樹莓提取物乙醚液用水洗至中性,以無水Na2SO4干燥后,加NaHCO3飽和溶液,分出水層,加堿液處理,以乙醚萃取,得到乙醚萃取液,自然揮發(fā)掉溶劑,甲醇定容至5 mL,過0.45 μm的微孔濾膜,密封 4 ℃冷藏,備用[7]。
樹莓酮采用高效液相色譜分析。色譜條件:Symmetry C18色譜柱(2.0 mm×50 mm,2 μm)。流動相A為水,B 為甲醇;0~5 min等度洗脫:45%A:55%B。流速為 0.5 μL/min,柱溫 35 ℃,進樣體積 10 μL。
1.4.4 動物造模、分組及給藥
樹莓酒的降血脂實驗按照國家食藥監(jiān)局《輔助降血脂功能評價方法》[8]中的混合型高脂血癥檢驗方法進行。健康成年雄性大鼠60只,適應性喂養(yǎng)5 d,按體重隨機分成2組,10只大鼠給予基礎飼料作為空白對照組,50只給予高脂飼料作為模型對照組,每周稱量體重1次。模型對照組給予高脂飼料2周后,空白對照組和模型對照組大鼠不禁食不禁水,取尾靜脈血,采血后盡快分離血清,測定血清中甘油三酯(TG)、總膽固醇(TC)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)水平。根據(jù)血脂水平將模型對照組隨機分成4組,分別為模型組、樹莓酒0.76 g/kg劑量組、樹莓酒0.38 g/kg劑量組、樹莓酒0.19 g/kg劑量組。樹莓酒各劑量組每日灌胃一次,按10 mL/kg體積灌胃給藥,連續(xù)給藥35 d,灌胃期間各組自由進食和飲水,空白對照組和模型組給予同體積蒸餾水,每周稱量一次體重,實驗結束時禁食16 h不禁水。測定指標包括:
1)體質量增加量:分別記錄大鼠體重量,計算體重增加速度。
2)分別采用試劑盒測定血清中TG、TC、HDL-C、LDL-C指標。
1.4.5 統(tǒng)計學處理
采用SPSS 13.0統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)處理。計量數(shù)據(jù)用均數(shù)±標準差(x±s)表示,組間差異用單因素方差分析,多個樣本均數(shù)間每兩個均數(shù)的比較采用Q檢驗,p<0.05說明差異有顯著性。
酚類物質具有抗氧化和降血脂血糖等作用,并賦予果酒醇厚、豐滿、結構感強,后味悠長的特點,提高酒的耐儲存能力。果酒的多酚類物質主要有白藜蘆醇和沒食子酸等[9]。通過沒食子酸標準曲線(圖1)及回歸方程測得樹莓酒主發(fā)酵期總酚含量的變化如圖2所示。
圖1 沒食子酸標準曲線Fig.1 Gallic acid standard curve
在主發(fā)酵階段(第0~8天),隨著發(fā)酵的進行,在酵母菌的作用下使果實中的總酚進一步浸出,樹莓酒中總酚含量逐漸增加,在第6天以后增加速度緩慢,從發(fā)酵初期的2.230 g/L提高到2.330 g/L。
圖2 樹莓酒主發(fā)酵期總酚的變化Fig.2 Total phenol content of raspberry wine during primary fermentation period
蘆丁標準曲線如圖3所示。
圖3 蘆丁標準曲線Fig.3 Putin standard curve
擬合的回歸方程為y=0.001 1x+0.001 9,相關系數(shù)R2=0.999 5。在酵母菌發(fā)酵樹莓酒的過程中,黃酮含量的變化趨勢如圖4所示。
圖4 樹莓酒主發(fā)酵期總黃酮的變化Fig.4 Total flavonoid content of raspberry wine during primary fermentation period
在發(fā)酵初期黃酮含量增加較快,與發(fā)酵過程中酒精含量的增加趨勢基本吻合,這是由于酒精有利于黃酮的提取,發(fā)酵后期黃酮含量增加速度緩慢,最后基本保持不變??傸S酮含量從0.164 g/L提高到0.298 g/L。
樹莓酮屬于芳香類酚類化合物,可以很好的分解轉化脂肪,結構與具有減肥和改變脂質代謝辣椒素相似,被稱為“天然脂肪轉化因子”[6-9]。樹莓酮標準曲線如圖5所示。
圖5 樹莓酮標準曲線Fig.5 Raspberry ketone standard curve
擬合的回歸方程為y=14.301x-15.13,相關系數(shù)R2=0.998。樹莓酒主發(fā)酵期樹莓酮含量的變化見圖6。
如圖6所示,在發(fā)酵過程中,樹莓酮含量持續(xù)增加,在第5天以后上升緩慢,主發(fā)酵結束后其含量從2.300 μg/mL提高到9.456 μg/mL,這是由于隨著發(fā)酵的進行酒精度增加,利于樹莓酮浸提,當酒精度變化緩慢時,樹莓酮變化也趨于穩(wěn)定。
圖6 樹莓酒主發(fā)酵期樹莓酮含量的變化Fig.6 Raspberry ketone content of raspberry wine during primary fermentation period
樹莓酒主發(fā)酵結束后,經(jīng)降酸和澄清等工序[10-11],得到樹莓酒成品。依據(jù)GB/T 15038-2006《葡萄酒、果酒通用分析方法》[12]進行感官和理化指標、衛(wèi)生檢測。成品樹莓酒外觀性狀呈酒紅色、透明澄清、無雜質沉淀,具有樹莓特有的香味,各項指標均符合國家規(guī)定的果酒質量標準。
不同劑量酒樣對大鼠體重的影響見表1。
表1 不同劑量酒樣對大鼠體重的影響Table 1 Effects of different doses of raspberry wine on the rats weight
由表1可知,各組大鼠在實驗前的初體重以及前3周體重均無明顯差異(p>0.05)。實驗第四周以后,高劑量組與模型組相比差異顯著(p<0.05),高劑量組大鼠體重增長緩慢,可能是因為樹莓酮通過調解糖脂的代謝紊亂、改善瘦素抵抗和胰島素抵抗等綜合作用來降低肥胖大鼠的體重[13-16]。高脂、高熱量飼料會造成動物肥胖,而高劑量樹莓酒可以緩解因為高熱量造成的體重增長。
給予高脂飼料14 d不同劑量酒樣對大鼠血脂水平的影響如表2所示。
模型組、樹莓酒各劑量組的TC水平、TG含量,與空白對照組比較都有顯著性(p>0.05)。模型組、樹莓酒各劑量組LDL-C含量都升高,與空白對照組比較都有極顯著性(p<0.01),模型組、樹莓酒各劑量組HDL-C含量,與空白對照組比較無顯著性(p>0.05)。綜合判定混合型高脂血癥動物模型造模成功。不同劑量酒樣對大鼠血脂水平的影響見表3。
由表3可見,樹莓酒0.76 g/kg劑量組對TG、TC、LDL-C含量與模型組比較有顯著性(p<0.05),模型組和樹莓酒各劑量組對HDL-C的影響并不顯著(p>0.05),且各組之間的變化差異也不明顯。樹莓中含有大量的花青素,研究發(fā)現(xiàn)花青素可以使miR-33a和miR-122的表達正?;?,miR-33和miR-122可以反饋抑制調節(jié)miR-33a的靶基因ABCA1的水平和miR-122的靶基因FAS和PPAR/δ的表達,從而減少肥胖大鼠肝臟膽固醇含量和減少脂肪酸合成[17-20]。樹莓酮通過抑制參與脂肪的生成途徑,包括過氧化物酶體增殖物活化基因受體G(PPARγ)和CCAAT增強子結合蛋白(C/EBPα)[21-22],這導致了進一步的脂肪型脂肪酸結合蛋白表達下調(AP2)[23-24],從而抑制脂肪細胞的基因表達??傊?,樹莓酒0.76 g/kg劑量組與模型組比較,明顯降低高脂血癥大鼠血清中各項指標,具有顯著性(p<0.05)。
表2 給予高脂飼料14 d不同劑量酒樣對大鼠血脂水平的影響Table 2 Effect of 14 days of high fat diet on serum lipid levels in rats
表3 不同劑量酒樣對大鼠血脂水平的影響Table 3 Effect of raspberry wine samples on the lipid levels of hyperlipidemic rats
探究樹莓酒主發(fā)酵期主要活性成分含量的變化及其降血脂活性。在酵母菌的作用下總酚、總黃酮進一步浸出,主發(fā)酵結束時總酚、總黃酮和樹莓酮含量分別達到 2.330、0.298、9.456 μg/mL。動物實驗表明,樹莓酒中劑量組0.38 g/kg和低劑量組0.19 g/kg與模型組差異不顯著,高劑量組0.76 g/kg與模型組相比差異顯著(p<0.05),樹莓酒可以有效抑制高脂大鼠的體重,且明顯降低高脂血癥大鼠血清中各項指標,說明樹莓酒在一定劑量之內(nèi)具有輔助降血脂功效。