張超 ,談火群,羅曉東,莊遠(yuǎn)杯 ,謝華松,張聲源 *
1. 嘉應(yīng)學(xué)院醫(yī)學(xué)院(梅州 514031);2. 梅州市工程技術(shù)研究中心(梅州 514031)
人在進(jìn)行生命活動(dòng)時(shí)不斷產(chǎn)生的活性氧(ROS)和自由基會(huì)使細(xì)胞和機(jī)體處于氧化應(yīng)激狀態(tài)(oxidative stress),這是引起衰老和產(chǎn)生許多疾病產(chǎn)生的重要因素[1]。正常生理代謝活動(dòng)中,人體自身的抗氧化系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)消滅自由基,但當(dāng)機(jī)體長(zhǎng)期處于氧化壓力狀態(tài)時(shí),便會(huì)面臨諸多慢性炎性疾病的風(fēng)險(xiǎn),如類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、高血壓、肥胖、動(dòng)脈粥樣硬化、肌肉萎縮等疾病[2]。在這種情況下,及時(shí)補(bǔ)充抗氧化劑來(lái)清除過(guò)多的自由基,緩解自由基對(duì)機(jī)體造成的損傷,對(duì)于許多自由基引起的衰老和相關(guān)疾病都能夠很好地預(yù)防。生活中大多的化學(xué)合成抗氧化劑,如二丁基羥基甲苯(BHT)、丁基羥基茴香醚(BHA)等,雖然具有很好的抗氧化能力,但同時(shí)對(duì)人體也有一定的毒性和致癌作用[3],故其在人體中并無(wú)應(yīng)用,只作為工業(yè)抗氧化防腐劑使用,加上天然抗氧化劑具有來(lái)源廣泛、抗氧化活性強(qiáng)、易吸收和安全性高等優(yōu)點(diǎn),開(kāi)發(fā)天然抗氧化劑越來(lái)越受到關(guān)注。
N-亞硝基化合物是一種致癌性很強(qiáng)的化合物,已研究的近300種N-亞硝基化合物中,90%以上具有動(dòng)物致癌性,并證明N-亞硝基化合物可在體內(nèi)外由其前體物胺類(lèi)與硝酸鹽或亞硝酸鹽形成[4]。亞硝酸鹽是自然界中普遍存在的一類(lèi)含氮無(wú)機(jī)化合物,可作為食品添加劑應(yīng)用于肉制品中,起到護(hù)色、增色、增味、防腐等作用,但亞硝酸鹽是一把雙刃劍,為食品加工帶來(lái)效益的同時(shí),也可因一次性攝入過(guò)量亞硝酸鹽引起中毒甚至死亡[5]。另外,亞硝酸鹽被人食用后,會(huì)在人體內(nèi)形成亞硝胺,而亞硝胺是一種強(qiáng)烈致癌物質(zhì),會(huì)引起食道、胃、肝和大腸等部位的癌癥[6-8]。人體從食物中攝入的亞硝胺量極少,但是形成亞硝胺的前體物質(zhì)亞硝酸鹽和胺類(lèi)卻大量存在于硝酸鹽或亞硝酸鹽含量較高的腌制肉制品、泡菜及變質(zhì)的蔬菜等食物中,以及產(chǎn)生于食物在體內(nèi)的代謝過(guò)程中[9]。胃是適合亞硝基化反應(yīng)的有利場(chǎng)所,人體攝入亞硝酸鹽和胺類(lèi)化合物后,兩者就會(huì)在胃內(nèi)進(jìn)行亞硝化反應(yīng),直接生成亞硝胺,所以阻斷或減少亞硝胺的生成是預(yù)防亞硝胺所致癌癥的有效途徑[10]。
紅絲線(xiàn)是爵床科觀(guān)音草屬植物觀(guān)音草(Peristrophe bɑphicɑ(Spreng)Bremek)的干燥全草,又名野靛青、山藍(lán)、紅蘭草、青絲線(xiàn)等,主要分布于印度、東南亞國(guó)家及中國(guó)南部,為廣西壯族自治區(qū)特色食品——紅蘭酒的原料,也是東南亞及我國(guó)西南少數(shù)民族傳統(tǒng)的食用染料植物,全草有清肺熱、涼血止血、活血化瘀、消腫止痛等作用,作為一種民間草藥,其常用于止咳祛痰和治咯血、跌打損傷等癥[11]。據(jù)《常用中草藥手冊(cè)》記載,紅絲線(xiàn)具有“淡涼,散瘀、止血,治跌打淤腫、急性扭挫傷、內(nèi)傷咳血”的作用。《全國(guó)中草藥匯編》中對(duì)紅絲線(xiàn)的描述為:“甘、淡、涼。清肺止咳,散瘀止血。治肺結(jié)核咯血、肺炎、糖尿病、跌打損傷腫痛。”多項(xiàng)研究表明,紅絲線(xiàn)具有多種活性成分,如生物堿、萜類(lèi)、有機(jī)酸、黃酮類(lèi)化合物、揮發(fā)油、脂肪族化合物及微量元素等化學(xué)物質(zhì)[12-14]。紅絲線(xiàn)是梅州客家地區(qū)常見(jiàn)藥膳原料,口感鮮美,具清肺瀉火、消腫解毒等多種功效,民間多用于小兒高熱,驚風(fēng)等;其藥食兩用的科學(xué)內(nèi)涵至今尚未明確,嚴(yán)重制約其進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用。
就國(guó)內(nèi)外來(lái)看,對(duì)紅絲線(xiàn)的研究集中于其化學(xué)成分及藥理活性、不同提取物、毒理學(xué)和生藥學(xué)研究等[15-18],楊朝竣等[19]證實(shí)紅絲線(xiàn)中的色素具有較好的抗氧化活性,而對(duì)紅絲線(xiàn)抑制亞硝化作用的研究卻鮮見(jiàn)有報(bào)道。試驗(yàn)采用DPPH法、ABTS法和普魯士藍(lán)法評(píng)價(jià)紅絲線(xiàn)提取物不同溶劑萃取部位的抗氧化作用,并在模擬人體胃液的條件下采用鹽酸萘乙二胺法和α-萘胺法分別測(cè)定紅絲線(xiàn)提取物對(duì)亞硝酸鹽的清除率和對(duì)亞硝胺合成的阻斷率,從而對(duì)其抗氧化能力及抑制亞硝化作用進(jìn)行研究分析,以期為紅絲線(xiàn)的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)利用提供試驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。
紅絲線(xiàn)干品于2018年5月購(gòu)自梅州市梅江區(qū),經(jīng)嘉應(yīng)學(xué)院醫(yī)學(xué)院張聲源副教授鑒定為爵床科觀(guān)音草屬植物觀(guān)音草(Peristrophe bɑphicɑ(Spreng)Bremek)的干燥全草,標(biāo)本存放于嘉應(yīng)學(xué)院醫(yī)學(xué)院天然藥物標(biāo)本館。
1, 1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、2, 2-聯(lián)氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二銨鹽(ABTS)(美國(guó)Sigma公司);亞硝酸鈉、對(duì)氨基苯磺酸、鹽酸萘乙二胺、二甲胺、1-萘胺(上海阿拉丁生化科技股份有限公司);維生素C(西隴科學(xué)有限公司);其他試劑均為分析純。
UV-1800型紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)(日本島津公司);BT125D型電子分析天平(德國(guó)Sartorius公司);N-1100V型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀(上海愛(ài)朗儀器有限公司);WJX-A1000型高速多功能粉碎機(jī)(浙江省永康市紅太陽(yáng)機(jī)電有限公司);WFT-203B三用紫外線(xiàn)分析儀(上海精科實(shí)業(yè)有限公司);HH-2A恒溫水浴鍋(常州潤(rùn)華電器有限公司)。
取紅絲線(xiàn)干燥樣品2.0 kg粉碎后,90%乙醇溶液超聲提取3次(45 ℃,200 W,30 min),減壓濃縮后加水散開(kāi)成混懸液,依次加入石油醚、乙酸乙酯、正丁醇進(jìn)行萃取濃縮,分別制得紅絲線(xiàn)的石油醚部位24.7 g(P-P)、乙酸乙酯部位10.3 g(P-E)、正丁醇萃部位16.5 g(P-B)、水部位86.8 g(P-W)。
1.4.1 DPPH法
DPPH自由基清除能力測(cè)定參考文獻(xiàn)[20],分別精密吸取100 μL不同質(zhì)量濃度的樣品和VC溶液,并分別加入于3.9 mL 1 mmol/mL DPPH無(wú)水乙醇溶液中,避光反應(yīng)20 min,以無(wú)水乙醇溶劑做空白對(duì)照,在517 nm波長(zhǎng)處測(cè)量其的吸光度(Ai);測(cè)定3.9 mL 1 mmol/mL DPPH無(wú)水乙醇溶液與100 μL無(wú)水乙醇混合后在波長(zhǎng)517 nm處的吸光度(A0);測(cè)定3.9 mL無(wú)水乙醇溶液與100 μL樣品溶液在波長(zhǎng)517 nm處的吸光度(Aj),每個(gè)樣品平行測(cè)定3 次。根據(jù)式(1)計(jì)算各樣品對(duì)DPPH自由基的清除率。
1.4.2 ABTS法
ABTS自由基清除能力測(cè)定參考文獻(xiàn)[21],將2.45 mmol/mL過(guò)硫酸鉀與7.0 mmol/mL ABTS溶液進(jìn)行體積1︰1混合后避光放置16 h制備得ABTS母液,用0.01 mol/mL磷酸緩沖溶液(pH 7.4)稀釋ABTS母液,得到在734 nm波長(zhǎng)處的吸光度0.70±0.02的ABTS工作液。分別將100 μL不同質(zhì)量濃度的樣品和VC溶液加入3.9 mL ABTS工作液中,振蕩30 s,在室溫條件下放置10 min,在734 nm波長(zhǎng)下測(cè)定其吸光度(Ai)。使用同樣方法在波長(zhǎng)734 nm處測(cè)定3.9 mL ABTS工作液與100 μL無(wú)水乙醇混合后的吸光度(A0)。同法在波長(zhǎng)734 nm處測(cè)定3.9 mL 0.01 mol/mL磷酸緩沖溶液與100 μL樣品溶液的吸光度(Aj),每個(gè)樣品平行測(cè)定3次。根據(jù)式(2)計(jì)算各樣品對(duì)ABTS自由基的清除率。
1.4.3 普魯士藍(lán)法
普魯士藍(lán)法的測(cè)定參考文獻(xiàn)[22],并做適當(dāng)修改。分別精密移取2.0 mL不同質(zhì)量濃度的樣品和VC溶液于10 mL試管中,再分別加入2.0 mL磷酸緩沖液(2.0 mol/mL,pH 6.6)和2.0 mL 1%鐵氰化鉀,搖勻,于50 ℃恒溫水浴20 min后取出急速冷卻,再分別加入2.0 mL 10%三氯乙酸溶液。將上述溶液離心10 min(6 000 r/min),取上清液2.0 mL,加入1.5 mL蒸餾水及0.5 mL 0.1% FeCl3混勻,靜置10 min后于波長(zhǎng)700 nm處測(cè)定吸光度,每個(gè)樣品平行測(cè)定3次,吸光度越大,還原能力越強(qiáng)。
1.5.1 鹽酸萘乙二胺法測(cè)定亞硝酸鹽清除率
鹽酸萘乙二胺法亞硝酸鹽清除率的測(cè)定參考文獻(xiàn)[23],并做適當(dāng)修改。取不同質(zhì)量濃度的樣品和VC溶液1.0 mL于25 mL比色管中,分別加入pH 3.0的檸檬酸-磷酸氫二鈉緩沖液2.0 mL、5 μg/mL亞硝酸鈉溶液2.0 mL,充分混勻后37 ℃水浴1 h,加入0.4%對(duì)氨基苯磺酸2.0 mL,混勻,靜置3~5 min,各加1.0 mL 0.2%鹽酸萘乙二胺溶液。定容靜置15 min后在波長(zhǎng)538 nm下測(cè)定吸光度(Ai),同時(shí)測(cè)定空白對(duì)照組的吸光度A0和樣品溶液對(duì)照組Aj,每個(gè)樣品平行測(cè)定3次。根據(jù)式(3)計(jì)算各樣品對(duì)亞硝酸鹽的清除率。
1.5.2α-萘胺法測(cè)定亞硝胺合成阻斷率
α-萘胺法測(cè)定亞硝胺合成阻斷率參考文獻(xiàn)[24],并做適當(dāng)改動(dòng)。取不同質(zhì)量濃度的樣品和VC溶液5.0 mL于25 mL比色管中,分別加入pH 3.0的檸檬酸-磷酸氫二鈉緩沖液10.0 mL、1 mmoL/L NaNO溶液1.0 mL、
21 mol/L二甲胺溶液1.0 mL,定容后37 ℃水浴1 h。取上述溶液1.0 mL于培養(yǎng)皿中,加入0.5% Na2CO3溶液0.5 mL,于紫外分析儀上用波長(zhǎng)254 nm紫外光照射15 min。取出后分別加入1%對(duì)氨基苯磺酸1.5 mL、0.1%α-萘胺1.5 mL和蒸餾水0.5 mL,搖勻后靜置15 min,在最大吸收波長(zhǎng)525 nm處測(cè)定吸光度(Ai),同時(shí)測(cè)定空白對(duì)照組的吸光度A0和樣品溶液對(duì)照組Aj,每個(gè)樣品平行測(cè)定3 次。根據(jù)式(4)計(jì)算各樣品對(duì)亞硝胺合成的阻斷率。
試驗(yàn)結(jié)果所得試驗(yàn)數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示,通過(guò)Origin 8.5和SPSS 24.0進(jìn)行處理分析,計(jì)算IC50值,采用單因素方差法進(jìn)行顯著性分析,p<0.05表示差異顯著。
2.1.1 對(duì)DPPH自由基的抑制作用
紅絲線(xiàn)不同溶劑萃取部位對(duì)DPPH自由基的清除率測(cè)定結(jié)果及IC50見(jiàn)圖1和表1。由圖1可知,在試驗(yàn)濃度范圍內(nèi),紅絲線(xiàn)各萃取部位對(duì)DPPH自由基均具有一定程度的清除作用,清除率隨質(zhì)量濃度增大而增大,呈一定量效關(guān)系,對(duì)DPPH自由基的清除能力順序依次為P-E>P-B>P-W>P-P。據(jù)表1可知,P-E清除DPPH自由基的IC50值最低(0.052 4±0.004)mg/mL,表明紅絲線(xiàn)清除DPPH自由基的活性物質(zhì)主要集中在乙酸乙酯部位。但紅絲線(xiàn)4個(gè)萃取部位對(duì)DPPH自由基的清除能力仍然弱于陽(yáng)性對(duì)照VC(IC50=0.04±0.001 mg/mL,p<0.05)。
圖1 紅絲線(xiàn)各萃取部位對(duì)DPPH自由基清除能力的影響
表1 紅絲線(xiàn)各萃取部位清除DPPH自由基的IC50值
2.1.2 對(duì)ABTS自由基的抑制作用
紅絲線(xiàn)不同溶劑萃取部位對(duì)ABTS自由基的清除率測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖2和表2。由圖2可知,4個(gè)萃取部位對(duì)ABTS自由基的清除能力呈現(xiàn)量效關(guān)系,P-E對(duì)ABTS自由基的清除能力最強(qiáng),P-B與P-W對(duì)ABTS自由基的清除能力接近,清除率由高到低依次為P-E>P-B>P-W>P-P。由表2可知,P-E對(duì)ABTS自由基清除能力比其他3個(gè)極性要強(qiáng),但4個(gè)萃取部位對(duì)ABTS自由基的清除能力仍然弱于陽(yáng)性對(duì)照VC(IC50=0.033±0.003 mg/mL,p<0.05)。
圖2 紅絲線(xiàn)各萃取部位對(duì)ABTS自由基清除能力的影響
表2 紅絲線(xiàn)各萃取部位清除ABTS自由基的IC50值
2.1.3 對(duì)鐵離子的還原能力
通過(guò)還原力強(qiáng)弱評(píng)價(jià)樣品抗氧化作用,由圖3可知,P-E的鐵還原能力最強(qiáng)(578.812±32.344)mmol VC/g。紅絲線(xiàn)各提取物對(duì)鐵離子的還原能力順序依次為P-E>P-B>P-W>P-P,P-E對(duì)鐵的還原能力顯著大于其他萃取部位,表明紅絲線(xiàn)對(duì)鐵還原能力的活性物質(zhì)主要集中在乙酸乙酯部位。
圖3 紅絲線(xiàn)各萃取部位對(duì)鐵還原能力的影響
2.2.1 對(duì)亞硝酸鹽的清除能力
據(jù)圖4可知,在模擬人體胃液條件下,紅絲線(xiàn)4個(gè)萃取部位對(duì)亞硝酸鹽表現(xiàn)出一定程度的亞硝酸鹽清除作用,且清除率在試驗(yàn)濃度的范圍內(nèi)隨質(zhì)量濃度增大而增強(qiáng),但不同萃取部位的清除能力存在較大差異,質(zhì)量濃度相同時(shí)(10 mg/mL),P-E對(duì)亞硝酸鹽的清除率超過(guò)80%,顯示出最強(qiáng)的亞硝酸鹽清除作用。由表3可知,各萃取部位清除亞硝酸鹽能力大小依次為P-E>P-B>P-W>P-P,P-E清除亞硝酸鹽的IC50值為(2.590 9±0.130)mg/mL,遠(yuǎn)小于其他部位,表明4個(gè)萃取部位中乙酸乙酯部位對(duì)亞硝酸鹽的清除能力最強(qiáng),其次是石油醚層,IC50值為(3.480±0.265)mg/mL,但仍大于陽(yáng)性對(duì)照VC(IC50=1.480 2±0.022,p<0.05)。
圖4 紅絲線(xiàn)各萃取部位對(duì)亞硝酸鹽清除能力的影響
表3 紅絲線(xiàn)各萃取部位清除亞硝酸鹽的IC50值
2.2.2 亞硝胺合成的阻斷能力
紅絲線(xiàn)不同溶劑萃取部位對(duì)亞硝胺合成的阻斷率測(cè)定結(jié)果見(jiàn)圖5和表4。由圖5可知,模擬人體胃液條件下,阻斷率隨濃度呈正相關(guān)。在質(zhì)量濃度20 mg/mL,P-E和P-B對(duì)亞硝胺的阻斷率分別達(dá)到81.65%和77.19%,大于P-E(37.29%)和P-P(22.97%),表現(xiàn)出良好的亞硝胺合成阻斷作用。如表4所示,P-E和P-B的IC50最低,但仍大于陽(yáng)性對(duì)比VC,表明紅絲線(xiàn)阻斷亞硝胺合成的活性物質(zhì)主要集中在乙酸乙酯層和正丁醇層,但二者存在差異。
圖5 紅絲線(xiàn)各萃取部位對(duì)亞硝胺合成阻斷能力的影響
表4 紅絲線(xiàn)各萃取部位阻斷亞硝胺合成的IC50值
試驗(yàn)首次對(duì)紅絲線(xiàn)的抗氧化、抑制亞硝化作用進(jìn)行較為系統(tǒng)的探究,將為紅絲線(xiàn)藥材質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的建立、藥理活性研究提供物質(zhì)基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)??寡趸鸵种苼喯趸Y(jié)果顯示,紅絲線(xiàn)不同溶劑萃取部位均具有一定抗氧化能力和抑制亞硝化能力。綜合DPPH自由基清除能力、ABTS自由基清除能力和鐵離子還原能力的試驗(yàn)結(jié)果,4個(gè)不同極性組分抗氧化活性大小為:P-E>P-B>P-W>P-P,因此從整體上看,紅絲線(xiàn)萃取組分中,乙酸乙酯組分(P-E)的抗氧化能力最強(qiáng)。與此同時(shí),綜合亞硝酸鹽的清除能力和亞硝胺合成阻斷能力2種體系評(píng)價(jià)結(jié)果,紅絲線(xiàn)不同極性組抑制亞硝化能力依次為P-E>P-B>P-W>P-P,乙酸乙酯組分(P-E)有比較好的亞硝酸鹽清除作用。因此,可以針對(duì)抗氧化和抑制亞硝化作用評(píng)價(jià)的結(jié)果,對(duì)紅絲線(xiàn)做進(jìn)一步研究,為深入開(kāi)發(fā)這一梅州特色藥食兩用植物提供理論依據(jù)。