全 文 :收稿日期:2014-09-28.
基金项目:国家自然科学基金项目(21461009 /61463014) ;湖北省科技厅重点基金项目(2011CDA011) ;生物资源保护与利用湖北省重点实验室
开放基金项目(PKLHB1113).
作者简介:王应玲(1965- ) ,女,主要从事地质化学分析的研究;* 通信作者:张驰(1965- ) ,男,教授,主要从事植物生物化学及硒资源的研究.
恩施续断中含硒化合物体外抗氧化活性分析
王应玲1,李艳君2,3,张 驰2,3*
( 1.湖北省地质局 第二地质大队,湖北 恩施 445000;
2.湖北民族学院 生物科学与技术学院,湖北 恩施 445000;
3.生物资源保护与利用湖北省重点实验室( 湖北民族学院) ,湖北 恩施 445000)
摘要:以恩施续断为原料,用蒸馏水、0.5 mol /L NaCl、75%乙醇、0.1 mol /L NaoH四种溶剂对续断中不同种类硒蛋白
进行提取.用热水浸提法提取硒多糖,用原子荧光法测定不同提取物中硒元素的含量,分析了续断中硒的赋存形态.
并采用邻苯三酚自氧化法测定续断不同提取物清除超氧阴离子( O2
-·) 的能力,用 Fenton 法测定其清除羟自由基
( ·OH) 的能力,探究了含硒化合物的抗氧化活性.结果表明:续断中硒的总含量为 1.538 μg /g,蛋白质、多糖中都赋
存一定量的硒;蛋白硒是续断中硒的主要赋存形态.四种溶剂提取物中碱溶性硒蛋白的含量最高,它的含量可达总
可溶性蛋白的 57.28%.按照相同质量样品中结合硒量的多少,可以得出含硒量: 总蛋白硒>多糖硒;醇溶性硒蛋白>
盐溶性硒蛋白>碱溶性硒蛋白>水溶性硒蛋白.恩施续断中各种含硒化合物都有一定的清除超氧阴离子和羟自由基
的能力,且不同溶剂提取物的清除率都不同.其中醇溶性提取物清除超氧自由基的能力最好,碱溶性提取物清除超
氧自由基的能力最弱;硒多糖清除羟自由基的能力最强.
关键词:续断;硒蛋白;硒多糖;抗氧化活性
中图分类号:S567.23 文献标志码:A 文章编号:1008-8423(2014)04-0375-05
Study on Combined Forms of Selenium and Antioxidant
Activity in Enshi Dipsacus
WANG Yingling1,LI Yanjun2,3,ZHANG Chi2,3*
(1.No.2 Geological Brigade of Geological Department of Hubei Province,Enshi 445000,China;
2. School of Biological Science and Technology,Hubei University for Nationalities,Enshi 445000,China;
3.Key Laboratory of Biologic Resources Protection and Utilization of Hubei Province
(Hubei University for Nationlities) ,Enshi 445000,China)
Abstract:Taking Enshi Dipsacus as raw material,different kinds of selenoproteins were extracted with
distilled water,0.5mol /L NaCl solution,75% ethanol and 0.1mol /L NaoH.The hot water extraction meth-
od was used to extract selenium polysaccharide,the atomic fluorescence spectrometry was used to deter-
mine the selenium content in different extracts,and the forms of ocuorrence of selenium in Dipsacus were
analyzed.And pyrogallol Autoxidation method was used to determine the ability of scavenging superoxide
anion of different extracts on Dipsacus,using fetion eaction determination of the ability of scavenging of
hydroxyl radicals,Explores the antioxidant activity of organoselenium compounds.The results showed that
Total content of selenium in Enshi Dipsacus is 1.538 μg /g,Occurrence in a certain amount of selenium
both proteins,and polysaccharides,but Selenium-protein is the mainly forms of selenium in Dipsacus.The
highest concentrations of four kinds of solvent extraction is alkali-soluble selenium protein,whose content
of total soluble protein is 57.28%.According to the same quality samples in the combined amount of sele-
nium,selenium content of order can be calculated as:Selenoprotein > polysaccharides containing seleni-
um;Alcohol-soluble selenoprotein> salt-soluble selenoprotein > alkali soluble selenoprotein > water solu-
ble selenoprotein.Diffient kind of selenium-containing compounds of Enshi Dipsacus that have a certain
degree of superoxide anion and hydroxyl free radical scavenging ability.And of different solvent extracts
from different clearance rate,Alcohol-soluble extracts of which rate is greater than oxygen free radical
第 32卷第 4期 湖北民族学院学报(自然科学版) Vol.32 No.4
2014年 12月 Journal of Hubei University for Nationalities(Natural Science Edition) Dec.2014
scavenging ability of the best.Alkali-soluble extracts of the weakest ultra oxygen free radical scavenging
capacity,selenium polysaccharide of the greatest hydroxyl radical scavenging capacity.
Key words:Dipsacus;Selenoprotein;Selenium polysaccharide;antioxidant activity
续断为川续断科川续断(Dipsacus asper Watl )属植物川续的根.又名川断,是该属的模式种[1].国内外对
续断已有大量的研究,主要集中在化学成分和药理作用等方面,对富硒续断中含硒化合物的抗氧化活性的研
究还不多见[2].我国 72%的地区都缺硒[3],微量元素硒缺乏会引起多种疾病,如克山病、大骨节病等,人体补
充硒可以达到防癌、抗癌的作用[4-5];而续断有很高的药用价值,含有皂苷类(20 多种)[6]、多糖类[7]、生物碱
类[8]、挥发油类(40多种)[9]等多种化合物,其提取物具有促进骨的愈合[10]、免疫调节、抗维生素 E 缺乏[11]、
抑制金黄色葡萄球菌、肺炎双球菌等作用[12],临床上用于腰膝酸软、肢节痿痹、跌打损伤、损筋折股、胎动漏
红、血崩下血以及遗精、带下、痈疽、疮肿等症的治疗[13].研究高硒续断具有很强的实践意义,有利于从富硒
续断中提取硒蛋白和硒多糖等大分子有机硒,成为新一类补硒剂产品,为有机硒药物或保健食品的开发提供
理论依据.
1 材料与方法
1.1 材料
所用材料采自湖北省恩施市的高硒续断.将续断先用自来水充分洗净后,再用双蒸水反复冲洗干净,烘
干(60℃)、粉碎(40目)并密封保存.
1.2 主要药品及试剂
牛血清白蛋白(上海蓝季科技发展有限公司) ;硒标准溶液(100 μg /mL) (中国计量科学研究院) ;考马
斯亮蓝 G-250试剂;磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、硫酸铵、磷酸均为分析纯(天津市福晨化学试剂厂) ;无水乙
醇、盐酸均为优级纯(武汉市中天化工有限责任公司) ;过氧化氢和硝酸分别为分析纯和优级纯(国药集团化
学试剂有限公司) ;硼氢化钾,分析纯(西亚试剂) ;氢氧化钾,分析纯(天津市光复科技发展有限公司).还有
75%乙醇、无水乙醇、氯仿、异戊醇、石油醚、苯酚、草酸、氯化钠、50 mmol /L Tris-HCl 缓冲液(pH 值 8.2)、2.5
mol /L PBS缓冲液(pH 值 6.6)、0.2 moL /L PBS 缓冲液(pH 值 7.4)、3 mmol /L 邻苯三酚(10 mmol /L HCl 配
制)、0.75mmol /L邻二氮菲无水乙醇溶液、0.75 mmoL /L FeSO4 溶液、10%三氯乙酸(TCA)溶液、1% K3Fe(CN)6
溶液、0.1% FeCl3溶液、0.015%H2O2溶液、维生素 C等,所有试剂均为分析纯,所用水为双重蒸馏水.
1.3 主要仪器设备
GZX-9140 MBE型数显鼓风干燥箱(上海福玛实验设备有限公司) ;DFY-500 型 500 g 摇摆式高速中药
粉碎机(上海弘荃机械厂) ;双重蒸馏水器(SZ-93) (上海亚荣生化公司) ;BS 124S 型电子天平(上海天平
厂) ;S21-3型磁力搅拌器(上海司乐仪器厂) ;LXJ-ⅡB 型低速大容量多管离心机(上海安亭科学仪器厂) ;
TU-1810型紫外可见分光光度计(尤尼柯(上海)仪器有限公司) ;微波消解系统(ETHOSPLUS) (意大利
MILESTONE公司) ;AFS-930d原子荧光光度计(北京海光仪器有限公司) ;RE-52 型旋转蒸发器(上海亚荣
生化仪器).
1.4 方法
1.4.1 不同溶剂提取含硒蛋白质的方法及质量分数检测 参照姚敏[14]在富硒灵芝中不同种类蛋白质的提
取方法,对续断中不同种类的含硒蛋白进行了提取、分离与测定.
1)水溶性含硒蛋白质的提取及检测.准确称取续断粉 2 g,在磁力搅拌器上石油醚脱脂后,将沉淀用双蒸
水 50 mL,常温下搅拌提取 4 h,5 000 r /min离心 20 min,得水提物,加(NH4)2SO4至饱和,透析,将蛋白质转出
用双蒸水定容至 100 mL比色.
2)盐溶性含硒蛋白质的提取及检测.在水溶性蛋白硒提取后的残渣中加 0.5 mol /L NaCl 溶液 50 mL,常
温下搅拌提取 4 h,5 000 r /min离心 20 min,得盐提物,加(NH4)2SO4 至饱和,透析,将蛋白质转出用 0.5 mol /L
NaCl溶液定容至 100 mL比色.
3)醇溶性含硒蛋白质的提取检测.在盐溶性蛋白硒提取后的残渣中加 75%乙醇 50 mL,常温下搅拌提取
4 h,5 000 r /min离心 20 min,得提取物,加 1倍量的双重蒸馏水,4℃静置过夜.4℃离心 15 min(转速同上) ,取
673 湖北民族学院学报(自然科学版) 第 32卷
沉淀,用 75%乙醇定容至 100 mL比色.
4)碱溶性含硒蛋白质的提取及检测.在醇溶性蛋白硒提取后的残渣中加 0.1 mol /L NaOH溶液 50 mL,常
温下搅拌提取 4 h,5 000 r /min离心 20 min,得提取物,将上清液中和至 pH7.0,然后透析,方法同上,将蛋白质
转出,0.1 mol /L NaOH溶液定容至 100 mL比色.
1.4.2 硒多糖的提取及含量测定 准确称取续断粉 2 g,在磁力搅拌器上石油醚脱脂后,加入 40 mL蒸馏水,
90℃保温 3 h,4℃离心 15 min(转速同上)的上清液,然后用氯仿-异戊醇(24 ∶ 1)除去蛋白质,氯仿-异戊醇
溶液与提取液体积比为 1 ∶ 1,用分液漏斗分离出蛋白质,倒出上清液,在上清液加入 1 倍量的 95%的乙醇后
将其放入冰箱中静置过夜,离心得到多糖沉淀,用 85%乙醇洗涤 3次,再将沉淀用双蒸水溶解定容到 100mL.
1.4.3 蛋白质含量的测定 考马斯亮蓝法测定蛋白质含量[15].用牛血清蛋白做标准曲线,测定蛋白质量分
数.
1.4.4 多糖含量的测定 采用苯酚—硫酸比色法[16].用葡萄糖标准溶液先作标准曲线,然后测定多糖的质
量分数.
1.4.5 含硒化合物清除超氧阴离子的测定 采用邻苯三酚自氧化法测定清除超氧阴离子的能力,参照文献
[17-18]利用邻苯三酚自氧化产生 O2
-·;清除超氧阴离子能力计算公式为:
抑制率(%)=
ΔD1 /Δt - ΔD2 /Δt
ΔD1 /Δt
× 100
式中:△D1 /△t为邻苯三酚自氧化时反应速率,△D2 /△t为加入样品液后邻苯三酚自氧化时反应速率.
1.4.6 含硒化合物清除羟自由基的方法 参照文献[19-20]并略作改进,利用 Fenton 反应产生·OH.在试管中
依次加入 0.75moL /L邻二氮菲无水乙醇溶液 1mL、pH值为 7.4的 PBS缓冲液 2mL、双蒸水 1L、0.75mmoL /L
FeSO4 溶液 1 mL、H2O2 1 mL,置于 37℃水浴中反应 60 min,以体积比为 1 ∶ 2的缓冲液和双蒸水作参比液,在
536 nm波长处测其吸光度 D损 .按下列公式计算清除率.
清除率(%)=
D样 - D损
D未 - D损
× 100
式中:D样、D未、D损分别为加入样品、不加样品和 H2O2体系的吸光度值.
1.4.7 含硒化合物还原力的测定 对参考文献[21-22]的方法稍加改进,在试管中加入不同体积分数的样
品液 2.0mL,2.5moL /L的 PBS缓冲液 2.0mL,1% K3Fe(CN)6溶液 2.0mL,50℃水浴加热 20min,快速冷却后,
加入 10% TCA溶液 2.0 mL,混匀,3 000 r /min 离心 10 min,取上清液 2.0 mL,依次加入双蒸水 2.0 mL、0.1%
FeCl3溶液 0.4 mL,充分混匀,静置 10 min,以双蒸水作参比,在 700 nm下测定其吸光度 D,D值越大表示还原
能力越强,以样品浓度对作图.
1.4.8 含硒化合物中硒含量的测定 参考文献中含硒化合物的消化方法[23]和原子荧光光度法[24]测定富硒
续断各种提取物中硒含量,每个样品做两次平行.
图 1 不同溶剂提取物中蛋白质的含量的比较
Fig.1 Protein content of different solvents extraction
2 结果与分析
2.1 续断中不同种类蛋白质的质量分数检测结果
考马斯亮蓝 G-250染色法测定蛋白质含量,标准曲线 y= 0.006 6x+0.011 5,R2 = 0.998 5.由此可以计算出
提取的不同种类蛋白质的质量分数如图 1所示.
由图 1可知:续断不同溶剂提取物中都还有一定量的蛋白质,含量多少的排列顺序依次是:碱溶性蛋白
质>水溶性蛋白质>盐溶性蛋白质>醇溶性蛋白质.
2.2 多糖含量测定
苯酚-硫酸法测定多糖质量分数,标准曲线 y =
0. 007 3x-0.006 7,R2 = 0.999 3.由此可以计算续断样品
的多糖含量为 1.677 mg /g.
2.3 各种提取物中硒含量的测定结果
硒的标准溶液做得标准曲线:I = 395. 228 4C +
1. 806 1,式中:C为测得硒的质量分数值,单位:μg /g;I
773第 4期 王应玲等:恩施续断中含硒化合物体外抗氧化活性分析
为荧光度值.续断原样中硒的含量为 1.538μg /g.由此计算出续断各个样品中的含硒量.
图 2 各种提取物中硒含量的比较
Fig.2 Selenium content of different solvents extraction
图 3 不同溶剂提取物对超氧阴离子自由基的清除率比较
Fig.3 The clearance rate of superoxide
anion from different extracts
图 4 不同溶剂提取物对的羟自由基清除率比较
Fig.4 The clearance rate of Hydroxyl free
radicals from different extracts
图 5 不同溶剂提取物还原力的比较
Fig.5 The comparison of reduction ability between
extracts with different solvents
由图 2可知:总蛋白中的含硒量大于多糖硒;四种
溶剂提取蛋白质中硒含量的顺序为:醇溶性硒蛋白>盐
溶性硒蛋白>碱溶性硒蛋白>水溶性硒蛋白.总的来说续
断中的硒主要存在蛋白质中,尤其是醇溶性蛋白含硒量
最高.
2.4 不同溶剂提取物对超氧自由基的清除率的测定
邻苯三酚自氧化测定结果如图 3,不同溶剂提取的
蛋白质和多糖对超氧阴离子清除能力不同,续断碱提物
对超氧阴离子自由基没有清除能力,其它提取物对超氧
阴离子自由基的都有一定的清除能力,其中醇提物清除
力最强,盐提物相对的最弱.多糖具有较强的清除超氧
阴离子作用.
2.5 不同溶剂提取物对羟自由基的清除率的测定
Fenton反应中吸光度值 D损的测定结果如图 4,续
断不同溶剂提取液对羟自由基都有清除能力.按照清除
能力的强弱排列其顺序为:多糖>水提物>盐提物>醇提
物>碱提物.
2.6 不同溶剂提取物还原力测定结果
在还原能力测定反应体系中,不同溶剂提取物溶液
可以提供电子,使 Fe3+还原成 Fe2+,并与自由基形成较
稳定的物质,中断自氧化连锁反应引起体系吸光度增
加,表现出抗氧化作用潜力.所得提取物的还原能力比
较如图 5所示.由图 5 可知,还原能力大小表现为:碱提
物>水提物>盐提物>多糖>醇提物.
3 结论与讨论
本文分别提取了续断中四种溶剂硒蛋白、总可溶性
蛋白及硒多糖,并测定了以上各种提取物的含量,及各
组分中硒的含量,除此之外本文还测定了各提取物清除超氧阴离子自由基、清除羟自由基的能力,以及它们
各自的还原力.分析结果得知:四种溶剂提取物中均含有一定量的硒蛋白,其含量相对来说也比较平均,总可
溶性蛋白质的含量达到 1.314mg /g,蛋白质含量最低的是醇溶性蛋白,含量为 0.258mg /g,四种可溶性蛋白质
含量排列顺序为:碱溶性蛋白质>水溶性蛋白质>盐溶性蛋白质>醇溶性蛋白质.续断中多糖的含量为 1.677
mg /g,比总可溶蛋白含量高.续断中硒的含量为 1. 538 μg /g,蛋白质、多糖中都赋存一定量的硒,蛋白硒是续
断中硒的主要赋存形态.四种溶剂提取物中醇溶性硒蛋白的含量最高,它的含量可达总可溶性蛋白的
42. 76%.按照相同质量样品中结合硒量得多少,可以得出含硒量多少的顺序为:总蛋白硒>多糖结合硒;醇溶
性硒蛋白>盐溶性硒蛋白>碱溶性硒蛋白>水溶性硒蛋白.
恩施续断中各种提取物都有一定的清除超氧阴离子和羟自由基的能力,且不同溶剂提取物的清除率都
不同,其中醇溶性提取物的清除率超氧自由基的能力最好,达到了 22.642%,碱溶性提取物清除超氧自由基
的能力最弱;硒多糖清除羟自由基的能力最强,清除率为 85.42%.续断不同提取物都具有一定的还原力,还
原力的强弱顺序为:碱提物>水提物>盐提物>多糖>醇提物,还原力最强的为碱溶性硒蛋白,其吸光度值达到
了 0.801.可见恩施续断中微量元素硒的含量相对较高,而且总的来说续断中各种提取物的清除自由基的能
力较强.
研究表明,我国缺硒地方还很多,因缺硒引起的疾病如克山病也存在一些,研究续断中硒的赋存及含量
有利于日后从续断中提取硒作为缺硒人群的硒补充剂,硒对预防心血管疾病也有重要作用,有利于维持心血
873 湖北民族学院学报(自然科学版) 第 32卷
管系统正常的结构与功能,预防动脉硬化与冠心病的出现,能维持机体的正常血压.硒的生这些理作用也可
用于保健品,有助于人们的健康.硒的抗衰老作用也日益受到人们的重视,这一作用可以将硒应用到美容产
品中,起到一定的抗皱抗衰老的作用.目前越来越多的研究表明大量的自由基存在危害人们的健康,它是多
种疾病的诱因,因此清除自由基刻不容缓,在众多的合成抗氧化剂在市场上流通的情况下,人们越来越重视
安全、科学养生,从续断中提取天然抗氧化剂将会是一种更加绿色、安全的方法.可见本研究是具有实际意义
的,它为人们的健康有很大的帮助,今后能够应用于生产还需要更进一步的研究,希望今后有更多的人能够
在这个领域上做更进一步的研究.
参考文献:
[1] 中华人民共和国卫生都药典委员会.中国药典(I部) [M].北京:人民卫生出版社,2005:231.
[2] 武芸,丁莉,周吉源.五鹤续断的研究概况与开发前景[J].湖北民族学院报:医学版,2004,4(31) :31-33.
[3] 谭洪根,林生.高效液相色谱法测定续断药材中川续断皂苷Ⅵ的含量[J].中国中药杂志,2006,31(9) :726-727,739.
[4] 陈历程,张勇.微量元素硒的研究现状及其食品强化[J].食品科学,2002,23(10) :134-137.
[5] 何建光.硒的体内作用及对疾病的影响[J].微量元素与健康研究,2003,20(1) :62.
[6] 丁莉,武芸.五鹤续断部分生物学特性及栽培管理研究[J].湖北民族学院学报:自然科学版,2005,23(2) :144-146.
[7] 谭洪根,林生,张启伟.等.高效液相色谱法测定续断药材中川续断皂苷Ⅵ的含量[J].中国中药杂志,2006,31(9) :726-727.
[8] 严忠红.川续断根部免疫调节多糖的分离和化学性质[J].植物学分册,1998,13(3) :122-123.
[9] 中国医学科学院药物研究所.中药志[M].2册.北京:人民卫生版社,1993:536.
[10] 纪顺心,吴雪琴,李崇芳.中药续断对大鼠实验性骨损伤愈合作用的观察[J].中草药,1997,28(2) :98-99.
[11] 严忠红.川续断根部免疫调节多糖的分离和化学性质[J].植物学分册,1998,13(3) :122-123.
[12] 雷志群.续断等中药抗衰老作用的实验研究[J].浙江中医学院学报,1997,21(2) :39.
[13] 吴知行,周胜辉,杨尚军.川续断中挥发油的分析[J].中国药科大学学报,1994,25(4) :202-204.
[14] 姚敏.富硒灵芝中硒含量的分布和赋存形态研究[J].上海大学学报:自然科学版,1997,3(5) :42-49.
[15] 张志良,瞿伟菁.植物生理学实验指导[M].北京:高等教育出版社,2003.
[16] 高俊凤.植物生理学实验技术[M].西安:世界图书出版社,2000.
[17] 邹德乙,项围栋,曹洪宇,等.腐植酸类水稻育秧剂适宜酸度研究[J].腐植酸,2006(6) :38-42.
[18] 李兆君,陆欣,王申贵,等.腐植酸尿素对玉米产量及品质的影响[J].山西农业大学学报:自然科学版,2004,24(4) :322-327.
[19] 张志良,瞿伟菁.植物生理学实验指导[M].北京:高等教育出版社,2003.
[20] 彭正萍,门明新,薛世川,等.腐植酸复合肥对土壤养分转化和土壤酶活性的影响[J].河北农业大学学报,2005,28(4) :1-4.
[23] 蒋步云,柴振林,吕爱华,等.杨梅中硒含量测定的消化方法[J].浙江农业科学,2012(8) :1175-1176,1179.
[24] 张金玲.原子荧光法检测菌类中硒含量[J].中国化工贸易,2014(7) :297.
责任编辑:高 山
( 上接第 370页)
[5] Yamamoto I,Nagumo T,Takahashi M,et al.Antitumor effect of seaweeds. III. Antitumor effect of an extract from Sargassum kjellmanianum[J].Ja-
pan Journal of Experimental Medicine,1981,51(3) :187-189.
[6] 朱浩然.中国淡水藻志[M].2卷.北京:科学出版社,1991:1-10.
[7] 丁广奇,王学文.植物学名解释[M].北京:科学出版社,1986:452-463.
[8] 尤崇杓.生物固氮[M].北京:科学出版社,1987:159-192.
[9] 莫开菊,周志,汪兴平,等.碱液和木瓜蛋白酶预处理对葛仙米多糖提取效果的影响[J].食品科学,2007,28(11) :194-197.
[10] 朱玉婷,谭姚,莫开菊.硫酸酯化修饰葛仙米多糖工艺研究[J].食品科学,2011,32(24) :46-49.
[11] Melo F R,Pereira M S,Foguel D,et al.Antithrombin-mediated anticoagulant activity of sulfated polysaeeharides-different mechanisms for heparin
and sulfated galactans[J].Journal of Biological Chemistry,2004,279(20) :20824-20835.
[12] Nishino T,Nagumo T.The sulfate-content dependence of the anticoagulant activity of a faun sulfate from the brown seaweed Ecklonia kurome[J].
Carbohydrate Research,1991,214(l) :193-197.
[13] Matsubara K,Mori M,Mstsumoto H,et al.Antieoagulant properties of a sulfated galactan isolated from a marine green alga,Codium cylindricum
[J].Journal of Applied phycology,2001,28(5) :395-399.
责任编辑:高 山
973第 4期 王应玲等:恩施续断中含硒化合物体外抗氧化活性分析