樊輕亞,汪學(xué)猛
(信陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院,河南 信陽 464000)
沙苑子為豆科一年生草本植物扁莖黃芪的成熟種子,內(nèi)含蛋白質(zhì)、多肽,黃酮類、鞣質(zhì)、維生素A類物質(zhì)等化學(xué)成分。研究表明,其具有抗衰老、抗腫瘤、調(diào)脂和保肝等作用[1-6]。此外,沙苑子也有明顯的體外抗氧化活性。相對(duì)藥材黃芪來說,沙苑子的研究尚處起步階段,隨著黃芪種植面積的加大,沙苑子的產(chǎn)量也隨之增加,多余資源的開發(fā)問題將提上日程。
自由基學(xué)說認(rèn)為,自由基攻擊生命大分子造成組織細(xì)胞損傷,是引起機(jī)體衰老的根本原因,也是誘發(fā)腫瘤等惡性疾病的重要起因。因此有效的自由基清除劑一直是近年的研究熱點(diǎn)。植物中含有眾多消除活性氧自由基的抗氧化類功能因子,從植物中尋找高效、廉價(jià)、低毒的天然抗氧化劑成為目前發(fā)展的一個(gè)必然趨勢[7-10]。本文旨在探索從沙苑子中提取蛋白質(zhì)的最佳條件,并對(duì)其體外內(nèi)抗氧化能力方面的藥用價(jià)值進(jìn)行研究,為其在功能食品、保健食品、化妝品和藥品等方面的應(yīng)用提供依據(jù)。
Cary 50 紫外分光光度計(jì)(美國Varian公司);RE-5205型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器(上海亞榮生化儀器廠);LGJ-10B型冷凍干燥機(jī)(北京四環(huán)科學(xué)儀器廠);數(shù)顯恒溫水浴鍋(上海申勝生物技術(shù)有限公司);KDC-1044低速離心機(jī)(安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司)。2,2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH,F(xiàn)luka公司);抗壞血酸對(duì)照品(中國食品藥品檢定研究院);鹽酸、氫氧化鈉、石油醚、無水乙醇均為分析純。沙苑子,安徽亳州藥材市場。
1.2.1 蛋白質(zhì)自提取實(shí)驗(yàn)
1)材料預(yù)處理。取材料沙苑子粉碎,過2號(hào)篩,粉末用濾紙包好置入索氏提取器中用石油醚(30~60 ℃)浸泡1夜,次日,于水浴鍋在46 ℃回流提取,提取時(shí)間24 h,最大量的除去油脂,提取液回收石油醚及油,渣晾干,備用。
2)蛋白質(zhì)提取方法。采用堿提酸沉法從沙苑子中提取分離蛋白質(zhì)。工藝流程:籽料→除雜→粉碎→過篩→堿液提取→離心→上清液調(diào)酸→過濾→沉淀干燥→成品。
3)常溫磁力攪拌法。稱取10 g渣料,加入一定比例的蒸餾水,攪拌均勻,用1 mol·L-1氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為10~11,常溫磁力攪拌1 h,低速離心4 000 r·min-1離心10 min,殘?jiān)匦绿崛?,合并兩次上清液?/p>
4)加熱磁力攪拌法。稱取10 g渣料,加入一定比例的蒸餾水,攪拌均勻,用1 mol·L-1氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為10~11,50 ℃條件下磁力攪拌1 h,離心取沉淀,殘?jiān)匦绿崛?,合并兩次上清液?/p>
5)常溫超聲提取法。稱取10 g渣料,加入一定比例的蒸餾水,攪拌均勻,用1 mol·L-1氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為10~11,超聲提取1 h,低速離心10 min,殘?jiān)匦绿崛。喜纱紊锨逡骸?/p>
6)加熱超聲提取法 稱取10 g渣料,加入一定比例蒸餾水,攪拌均勻,用1 mol·L-1氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH值為10~11,50 ℃超聲提取1 h,離心取沉淀,殘?jiān)匦绿崛?,合并兩次上清液?/p>
7)將上述常溫磁力攪拌、加熱磁力攪拌、常溫超聲提取、加熱超聲提取的上清液,分別加1 mol·L-1鹽酸調(diào)節(jié)pH值至2~3,放冰箱靜置1夜。離心取沉淀,用1 mol·L-1NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值為中性,冷凍干燥24 h、稱重,得棕色沙苑子蛋白質(zhì)。
1.2.2 粗蛋白得率計(jì)算方法
式中:m1—干燥后蛋白質(zhì)質(zhì)量;
m2—提取前原料質(zhì)量。
1.2.3 抗氧化實(shí)驗(yàn)[11-13]
1)溶液配制。稱取0.039 4 g DPPH, 用無水乙醇配制成濃度為0.001 mol·L-1DPPH溶液。
稱取0.005 g蛋白質(zhì)提取物,用無水乙醇定容配制成質(zhì)量濃度分別為 0.02,0.04,0.06,0.08,0.10 g·L-1樣品溶液。
稱取0.005 g抗壞血酸,用無水乙醇定容配制成質(zhì)量濃度分別為0.02,0.04,0.06,0.08,0.10 g·L-1抗壞血酸溶液,避光保存。
2) 清除DPPH自由基 以抗壞血酸作為陽性對(duì)照,根據(jù)呈深紫色的DPPH 甲醇溶液,在最大吸收峰 517 nm 處褪色程度測定沙苑子蛋白質(zhì)的DPPH 清除能力。
DPPH自由基清除率計(jì)算式:
式中:At—樣品和DPPH混合液的吸光度;
A0—溶劑和DPPH混合液的吸光度。
由圖1(a)可見,不同的提取方式對(duì)于沙苑子的蛋白質(zhì)得率有影響,磁力攪拌隨著溫度的提高,得率有所增加;而超聲提取時(shí),隨著溫度的提高,蛋白質(zhì)反而下降。
圖1 不同提取方法對(duì)沙苑子的蛋白得率(a)和蛋白質(zhì)純度(b)的影響
由圖1(b)可見,不同的提取方式對(duì)于沙苑子的蛋白質(zhì)純度影響頗大,在常溫磁力攪拌條件下,蛋白質(zhì)純度較高,達(dá)78%;伴隨溫度的提高,純度有所下降;而超聲提取時(shí),伴隨溫度的提高,蛋白質(zhì)純度下降??傮w磁力攪拌所得蛋白質(zhì)純度均高于超聲提取法所得蛋白質(zhì);溫度提高,可能影響到蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性,故純度均降低。
綜圖1所示,沙苑子粗蛋白的得率與純度與提取溫度有直接關(guān)系,超過30 ℃,蛋白質(zhì)純度降低,故提取時(shí)盡量保持常溫;冷藏和冷凍時(shí)也需控制溫度,否則蛋白質(zhì)變性影響后期實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。
由圖2可見,不同方法得到的粗蛋白中必需氨基酸有不同程度變化,隨溫度升高,提取率有所增加,其中磁力攪拌法提取氨基酸的效率高于超聲提取。
圖2 不同提取方法得到的粗蛋白中必需氨基酸含量(g·100 g-1)
但對(duì)比黑豆、黃豆的營養(yǎng)成分,沙苑子中的甲硫氨酸含量很高,對(duì)養(yǎng)殖方面是一種優(yōu)秀的資源,值得開發(fā)。
抗壞血酸質(zhì)量濃度和蛋白質(zhì)提取物質(zhì)量濃度對(duì)DPPH自由基清除率的影響見圖3。
由圖3(a)可見,DPPH自由基清除率隨抗壞血酸濃度的增加而增加。由圖3(b)可見,沙苑子蛋白質(zhì)對(duì)DPPH自由基的清除率隨提取物質(zhì)量濃度的增加而增加,表明沙苑子粗蛋白有明顯的清除作用,在其質(zhì)量濃度為 0.1 g·L-1時(shí),清除率高達(dá)50.64%,表明沙苑子粗蛋白可作為抗氧化藥物和保健品的資源。
圖3 抗壞血酸質(zhì)量濃度(a)和沙苑子蛋白質(zhì)量濃度(b)對(duì)DPPH自由基清除率的影響
本文用堿提酸沉法輔助不同的提取方式,考察蛋白質(zhì)最佳提取方案,為沙苑子蛋白質(zhì)開發(fā)打下良好的基礎(chǔ)。本文研究表明,沙苑子清除自由基的能力與其蛋白含量有關(guān),據(jù)此推斷沙苑子改善血液流變學(xué)指標(biāo)、抗衰老、降脂保肝、抑制血小板聚集、增強(qiáng)免疫功能等作用也可能與其抗氧化活性和蛋白質(zhì)含量有關(guān)。后繼可進(jìn)一步開發(fā)沙苑子的有效成分,揭示沙苑子的藥理作用機(jī)制,促進(jìn)沙苑子資源的開發(fā)利用。