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苦荞颗粒冲剂抗氧化活性研究



全 文 :2011 年 7 月
第 26 卷第 7 期
中国粮油学报
Journal of the Chinese Cereals and Oils Association
Vol. 26,No. 7
Jul. 2011
苦荞颗粒冲剂抗氧化活性研究
马挺军1 陕 方2 贾昌喜1
(北京农学院食品科学学院1,北京 102206)
(山西省农业科学院农产品综合利用研究所2,太原 030031)
摘 要 研究苦荞颗粒冲剂(TBPM)对 D -半乳糖诱导衰老小鼠氧化应激状态的影响及其作用机理。将
健康的昆明雄小鼠随机分为对照组、模型组、和苦荞颗粒冲剂 1 号低、中、高 3 个剂量组与苦荞颗粒冲剂 2 号
中剂量组。饲养 6 周后,测定不同剂量苦荞颗粒冲剂对小鼠抗氧化酶活性、脂质过氧化产物丙二醛含量的影
响。结果表明,摄入苦荞颗粒冲剂 2 号后小鼠血清和肝脏中的 SOD酶活显著增加 (P < 0. 01) ,肝脏 GSH - px
活力增加(P < 0. 001) ;摄入苦荞颗粒冲剂 1 号高剂量后小鼠肝脏中丙二醛的含量减少,血清和肝脏中 SOD酶
活显著增加(P < 0. 05)。苦荞颗粒冲剂具有一定的抗氧化活性。
关键词 苦荞颗粒冲剂 抗氧化 D -半乳糖
中图分类号:R587. 1 文献标识码:A 文章编号:1003 - 0174(2011)07 - 0099 - 04
基金项目:“十一五”国家科技支撑计划(2006BAD02B06) ,北京
市农产品加工及贮藏工程重点建设学科项目(PXM
2009_014207 _078172) ,北京市科技新星项目(2007
B030)
收稿日期:2010 - 08 - 25
作者简介:马挺军,男,1973 年出生,博士,副教授,天然产物提取
与利用
通讯作者:贾昌喜,男,1956 年出生,教授,农产品加工
苦荞(Fagopyrum tataricum (Linn)Gaench)又称
野荞麦,蓼科荞麦属一年生草本植物,种子供食用或
作饲料。荞麦含有多种营养成分,如高活性蛋白、高
活性膳食纤维、维生素和矿物质含量较高且结构合
理,同时,荞麦富含生物类黄酮(Flavonoid)、糖醇
(Fagopyritol)、D -手性肌醇(D - chiro - inositol)、花
青素(Anthocyanidin)等功能成分。这些成分结构明
确、含量丰富,在抗肿瘤、抗氧化和清除自由基、防治
心脑血管疾病,调节血糖、血脂、血压等方面效果显
著[1 - 3]。苦荞叶、壳提取物对脂质的过氧化具有较强
的抑制作用,并且对羟自由基和超氧阴离子均有较
强的清除能力,能强烈抑制大鼠肝脏脂质过氧化物
丙二醛的产生[4 - 9]。荞麦独特的营养保健功能使之
成为现代临床营养学最具影响力的粮食资源之一。
本试验以苦荞麦为原料制备颗粒冲剂,研究该食品
对 D -半乳糖诱导衰老小鼠抗氧化作用,为进一步开
发苦荞功能食品提供依据。
1 材料与方法
1. 1 受试物及主要试剂
苦荞颗粒冲剂(TBPM) :1 号、2 号各一袋,各
500 g,褐色颗粒状固体,由山西农科院农产品综合利
用研究所提供,使用时研碎,用蒸馏水分别配制成
0. 07、0. 13 及 0. 27 g /mL,4 ℃保存。
D -半乳糖:Amresco 0637,100 g /瓶,北京楚和
霞光生物技术发展中心,使用时用生理盐水配制成
10 mg /mL 溶液,4 ℃保存;维生素 E(油) :批号为
W0019,纯度≥98%,25 g /瓶,使用时用大豆油稀释
成 0. 83 mg /mL溶液,4 ℃避光保存;
乙酰胆碱酯酶(TChE)测试盒、单胺氧化酶
(MAO)测试盒、丙二醛(MDA)测试盒、超氧化物歧
化酶(SOD)测试盒、谷胱甘肽 -过氧化物酶(GSH -
px)测试盒、考马斯亮兰蛋白测定试剂盒:南京建成
生物工程研究所产品。
1. 2 试验仪器
电子恒温水浴锅:天津市泰斯特仪器有限公司;
UV -1601PC型可见紫外分光光度计:日本 Shimadzu
公司;ULTRA - TURRAX T25 高速组织匀浆机:德国
IKA实验室设备公司。
1. 3 苦荞颗粒冲剂的制备
按 8∶ 1 ∶ 1 比例称取苦荞麸皮细粉、燕麦麸皮细
粉、辅剂糊精及糖醇添加物,混合均匀,其中 1 号冲
剂燕麦经脱脂处理;加入 65%的医药乙醇将混合好
的原料制成适宜软材,再经 20 目的筛网振荡搓压过
筛,制成湿颗粒;湿颗粒于 60 ℃烘干,分装。
1. 4 一般营养成分的测定 [10]
粗蛋白:凯氏定氮法;水分:常压干燥法;灰分:
中国粮油学报 2011 年第 7 期
重量法;纤维:酸水解法;脂肪:索氏抽提法。
1. 5 试验动物
SPF级昆明种小鼠 77 只,♂,(20 ± 2)g,购于北
京维通利华实验动物技术有限公司,许可证号:
SCXK(京)2007 - 0001,各组小鼠购入后于 SPF 级动
物实验室适应 3 d 后开始试验。小鼠饲养于 SPF 级
动物实验室,室温控制在 23 ~ 26 ℃,湿度控制在(60
± 2)%,14 h照明,10 h黑暗。
1. 6 动物饲养及 D -半乳糖衰老模型的建立
77 只小鼠按体重随机分为 7 组:苦荞颗粒 1 号
低、中、高 3 个剂量组[2、4、8 g /(kg·d) ],苦荞颗粒
2 号一个剂量组 4 g /(kg·d) ,并设一个空白对照组
和一个模型对照组及阳性对照组(维生素 E,
25 g /(kg·d) ) ,各组每天皮下注射 D -半乳糖溶液
(100 mg /kg)造模,正常对照组每天皮下注射生理盐
水。同时各剂量组灌胃给予不同浓度受试样品,模
型对照组和正常组灌胃给予同体积溶剂,阳性对照
组灌胃给予维生素 E溶液,每天给药 1 次,连续给药
6 周后观察各组小鼠形态学变化及新环境中行为,并
在最后一次给药后第 2 天摘眼球取血,3 000 r /min
离心 10 min,分离出血清测定其丙二醛(MDA)、超氧
化物歧化酶(SOD)及谷胱甘肽 -过氧化物酶(GSH
- px)活性。小鼠取血后断头处死,立即取脑及肝脏
(在冰面进行) ,制备 10%组织匀浆,测定脑中乙酰胆
碱酯酶(TChE)及单胺氧化酶(MAO)活性,肝脏中丙
二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)及谷胱甘肽 -
过氧化物酶(GSH - px)活性,组织蛋白含量测定采
用考马斯亮兰法。
1. 7 新环境中行为的观察
将每只小鼠单独放于大号笼子中,记录 1 min 内
小鼠后腿站立和理毛次数,比较各组小鼠在新环境
中自发行为表现的差异。
1. 8 10%组织匀浆制备及指标测定
取组织块(肝脏取 0. 5 g左右,均取同一部位,脑
取全部) ,用冷的生理盐水漂洗,除去血液,滤纸拭
干,称重,放入 10 mL 的带盖离心管中,剪碎,加入 9
倍体积的预冷的生理盐水,将离心管放入装有冰水
混合物的小烧杯中,用高速组织匀浆机匀浆后,4 ℃,
3 000 r /min离心 10 min。将离心好的匀浆留上清液
弃沉淀,根据预试结果取最佳浓度进行测定。各项
指标测定均采用南京建成生物工程研究所的试剂
盒,具体操作步骤见说明书。由于样本量众多,故血
清及组织匀浆制备后立即于 - 20 ℃冻存。
1. 9 数据处理
数据均以 mean ± S. E. M.来表示,结果采用 Stat
View (SAS System for Windows V8)软件进行 ANOVA
Procedure Dunnetts t检验和方差分析,并以 LSD法进
行组间的比较。
2 结果分析
2. 1 TBPM对小鼠在新环境中行为的观察
与正常对照组比较,模型对照组小鼠 1 min 内后
腿站立次数明显减少(P < 0. 001) ,阳性对照组与模
型对照组比较 1 min内后腿站立次数显著增加(P <
0. 05) ,而各 TBPM 药剂量组 1 min 内小鼠后腿站立
次数与模型对照组比较均无显著性差异(见表 1)。
表 1 TBPM对 D -半乳糖衰老模型小鼠在新环境中行为的影响
(珋x ± s,n = 11)
组别 剂量 / g /(kg·d) ) 1 min内后腿站立次数
正常对照组 - 15. 09 ± 4. 55
模型对照组 - 7. 33 ± 2. 16△
阳性对照组 0. 025 12. 00 ± 4. 05*
1 号低剂量组 2 8. 55 ± 3. 98
1 号中剂量组 4 9. 73 ± 3. 82
1 号高剂量组 8 10. 88 ± 2. 17
2 号中剂量组 4 9. 00 ± 3. 58
注:与正常对照组比较:△P <0. 001;与模型对照组比较:* P <0. 05
2. 2 TBPM 对脑中乙酰胆碱酯酶(TChE)及单胺氧
化酶(MAO)活性影响
与正常对照组比较,模型对照组小鼠大脑 TChE
及 MAO活性显著升高(P < 0. 001,P < 0. 05) ,说明
模型成功。阳性对照组与模型对照组比较大脑
TChE及 MAO活性显著降低(P < 0. 05,P < 0. 001) ,
而各 TBPM给药剂量组则未见大脑 TChE 及 MAO活
性降低(见表 2)。
表 2 TBPM对 D -半乳糖衰老模型小鼠大脑中 TChE
及 MAO活性的影响(x- ± s,n = 11)
组别 剂量 /g /(kg·d) TChE/U /mgprot MAO/U /mgprot
正常对照组 - 0. 55 ± 0. 05 3. 32 ± 0. 77
模型对照组 - 0. 67 ± 0. 03△△ 3. 98 ± 0. 68△
阳性对照组 0. 025 0. 62 ± 0. 05* 3. 06 ± 0. 48**
1号低剂量组 2 0. 71 ± 0. 08 4. 34 ± 0. 33
1号中剂量组 4 0. 71 ± 0. 06 4. 26 ± 0. 46
1号高剂量组 8 0. 65 ± 0. 02 3. 77 ± 0. 59
2号中剂量组 4 0. 71 ± 0. 06 3. 86 ± 0. 39
注:与正常对照组比较:△P < 0. 05,△△ P < 0. 001;与模型对照组
比较:* P < 0. 05,**P < 0. 001
2. 3 TBPM对 MDA水平的影响
由表 3 可见,肝脏中:模型对照组与正常对照组
001
第 26 卷第 7 期 马挺军等 苦荞颗粒冲剂抗氧化活性研究
表 3 TBPM对 D -半乳糖衰老模型小鼠肝脏及血清中 MDA水平、SOD及 GSH - px活性的影响(珋x ± s,n = 11)
组别
剂量
/g /(kg·d)
MDA SOD GSH - px
肝脏 /U /mgprot 血清 /U /mL 肝脏 /U /mgprot 血清 /U /mL 肝脏 /U /mgprot 血清 /U /mL
正常对照组 - 1. 42 ± 0. 41 9. 86 ± 2. 29 223. 50 ± 30. 80 154. 26 ± 30. 80 504. 56 ± 175. 99 1 376. 89 ± 197. 47
模型对照组 - 1. 86 ± 0. 34△ 14. 59 ± 5. 14△ 175. 60 ± 10. 09△△ 106. 98 ± 38. 42△△ 282. 12 ± 107. 09△△ 819. 20 ± 220. 99△△△
阳性对照组 0. 025 0. 40 ± 0. 15*** 9. 36 ± 3. 62* 236. 81 ± 10. 60** 171. 30 ± 38. 07** 426. 43 ± 70. 27* 1 306. 54 ± 285. 90***
1 号低剂量组 2 1. 74 ± 0. 66 12. 40 ± 3. 54 194. 29 ± 40. 44 153. 87 ± 41. 36** 504. 15 ± 146. 97** 782. 50 ± 128. 20
1 号中剂量组 4 1. 67 ± 0. 54 15. 16 ± 4. 99 195. 51 ± 20. 95 136. 43 ± 40. 95 263. 38 ± 50. 33 787. 60 ± 122. 89
1 号高剂量组 8 1. 33 ± 0. 60* 15. 54 ± 5. 09 215. 84 ± 20. 71* 151. 75 ± 38. 51* 371. 09 ± 69. 51 796. 96 ± 80. 00
2 号中剂量组 4 1. 84 ± 0. 48 12. 32 ± 2. 87 233. 04 ± 20. 30** 156. 41 ± 42. 52** 589. 19 ± 123. 56*** 491. 93 ± 128. 07
注:与正常对照组比较:△P < 0. 05,△△P < 0. 01,△△△P < 0. 001;与模型对照组比较:* P < 0. 05,**P < 0. 01,***P < 0. 001
比较,MDA水平显著升高(P < 0. 05) ,阳性对照组及
TBPM 1 号高剂量组小鼠肝脏中 MDA 水平则明显降
低(P < 0. 001、P < 0. 05)。
血清中:模型对照组比正常对照组血清 MDA
水平显著升高(P < 0. 05) ,阳性对照组则能显著降
低其 MDA水平(P < 0. 05) ,而各 TBPM给药剂量组
与模型对照组比较,均未见血清 MDA 水平显著降
低。
2. 4 TBPM对 SOD活性的影响
由表 3 可见,肝脏中:模型对照组 SOD活性与正
常对照组比较显著降低(P < 0. 01) ,阳性对照组与模
型对照组比较其 SOD 活性显著升高(P < 0. 01)。
TBPM 1 号高剂量组及 TBPM 2 号中剂量组 SOD 活
性均显著性升高(P < 0. 05,P < 0. 05,P < 0. 01)。
血清中:模型对照组血清 SOD 活性与正常对照
组比较显著降低(P < 0. 01) ,阳性对照组、TBPM 1 号
低剂量组、高剂量组及 TBPM 2 号中剂量组其血清
SOD活性均显著性升高(P < 0. 01,P < 0. 01,P <
0. 05,P < 0. 01)。
2. 5 TBPM对 GSH - PX活性的影响
由表 3 可见,肝脏中:模型对照组与正常对照组
比较,GSH - px活性显著降低(P < 0. 01) ,阳性对照
组、TBPM 1 号低剂量组及 TBPM 2 号中剂量组均可
见 GSH - px 活性显著升高(P < 0. 05,P < 0. 01,P <
0. 001)。
血清中:模型对照组与正常对照组比较 GSH -
px活性显著降低(P < 0. 001) ,阳性对照组则能显著
升高其血清 GSH - px 活性(P < 0. 001) ,而各 TBPM
给药剂量组未见血清 GSH - px活性升高。
2. 6 TBPM的营养成分分析
动物试验所用的 TBPM 主要营养成分见表 4,
其中 2 号多糖、糖醇的含量均较高,荞麦糖醇为
0. 8%。
表 4 TBPM主要营养成分含量 /%
成分 水分 蛋白 脂肪 纤维 灰分 多糖 糖醇
1 号 6. 14 17. 03 4. 87 38. 0 2. 71 10. 824 0. 5
2 号 7. 12 16. 0 2. 15 43. 0 4. 05 15. 0 0. 8
3 讨论与结论
D -半乳糖可引起细胞和机体的衰老[11 - 12],致
小鼠亚急性衰老模型衰老变化明显,模型稳定。体
内产生 SOD、GSH - px 活性间接反映机体清除氧自
由基的能力,而 MDA水平高低间接反映细胞受自由
基攻击的严重程度。模型对照组与正常对照组比较
各项指标均具有显著性差异,说明模型建立成功,而
阳性药维生素 E也显示出抗氧化作用。
TBPM 1 号及 2 号给药组与模型对照组比较,
TBPM 1 号高剂量组表现出降低肝脏 MDA 水平、升
高肝脏及血清中 SOD活性的作用;TBPM 2 号中剂量
组显示升高肝脏及血清中 SOD以及肝脏中 GSH - px
活性作用,因此 TBPM 1 号及 2 号均表现出了一定的
抗氧化作用。从 TBPM 1 号及 2 号营养成分表说明
配方差别不大,TBPM 2 号多糖、糖醇的含量均较高,
荞麦糖醇为 0. 8%,不是影响 TBPM抗氧化的主要成
分。
TBPM 1 号和 2 号给药剂量组对小鼠新环境中
行为指标、脑中 TChE、MAO 活性均未见显著影响,
说明 TBPM虽可提高抗氧化系统机能,减少自由基
及脂质过氧化物的生成,但没有减轻自由基及脂质
过氧化物对神经细胞的损伤,对胆碱能系统乙酰胆
碱酯酶(TChE) ,单胺能神经递质系统单胺氧化酶
(MAO)活性没有抑制,具体原因有待进一步的
研究。
研究表明,连续 6 周服用 TBPM 1 号、2 号可以有
效对抗 D -半乳糖所致的小鼠亚急性衰老,具有抗氧
化作用。其抗氧化的机制可能是通过提高机体
101
中国粮油学报 2011 年第 7 期
SOD、GSH - px 等抗氧化酶活力,减少脂质过氧化产
物 MDA 的含量,从而对抗自由基对细胞的损伤。
TBPM有望成为一种长期食用的方便保健食品。
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Study on Antioxidation Effects of Tartary Buckwheat Power
Medicine on the D - gal Induced Aged Mice
Ma Tingjun1 Shan Fang2 Jia Changxi1
(College of Food Science,Beijing Agricultural College1,Beijing 102206)
(Institute of Farm Products Comprehensive Utilization,Shanxi Academy of Agricultural Sciences2,Taiyuan 030031)
Abstract To study the antioxidant effect of tartary buckwheat power medicine (TBPM) ,the effect and mecha-
nism of TBPM on oxidation were investigated by using D - galactose induced aged mice. Male KM mice (77)were di-
vided into seven groups,saying the control group,the model group,three dosage groups with low,middle and high TB-
PM 1#,and the dosage group with TBPM 2#. After being fed respectively for six weeks,the effect of the different dos-
age of TBPM on antioxidation enzyme activity and malondialdehyde content of the mice were determined. The results
showed that the intaking of TBPM Sample 2 significantly enhanced the activities of SOD in serum and liver (P <
0. 01)and GSH - px in liver (P < 0. 001)for the mice;the intaking of Sample 1 reduced liver malondialdehyde a-
mount and enhanced the activities of SOD in serum and liver (P < 0. 05). It is demonstrated that TBPM has remarka-
ble antioxidation effects on aged mice.
Key words Tartary buckwheat power medicine,antioxidation,D - galactose
201