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赤小豆萌芽最佳抗敏天数及相关活性物质研究



全 文 :335
赤小豆萌芽最佳抗敏天数
及相关活性物质研究
李 丽,任晗堃,董银卯* ,宋丽雅,张小慧,刘 畅
(北京市植物资源重点实验室,北京工商大学,北京 100048)
收稿日期:2014-06-16
作者简介:李丽(1980-) ,女,博士,讲师,研究方向:化妆品功效添加剂与配方工艺。
* 通讯作者:董银卯(1963-) ,男,博士,教授,研究方向:化妆品科学与技术。
基金项目:北京市优秀人才培养资助 D类(2012D005003000006)。
摘 要:通过透明质酸酶体外抑制实验测定不同萌芽天数(0~6d)赤小豆抗敏活性,同时测定不同萌芽天数(0~6d)赤
小豆中总皂苷、总多酚及总多糖含量,并与透明质酸酶抑制活性进行相关性分析。结果表明:赤小豆萌芽第 4d 抗敏效
果最佳,各成分在萌芽过程中的变化不同,结合萌芽过程中多酚、多糖和皂苷类成分总含量的变化,确定多酚类物质是
赤小豆萌芽中的主要抗敏活性物质。
关键词:赤小豆,萌芽,抗敏,活性成分
Study on the best sprouting day with anti-allergic activity
of red beans and related active substances
LI Li,REN Han-kun,DONG Yin-mao* ,SONG Li-ya,ZHANG Xiao-hui,LIU Chang
(Beijing Key Laboratory of Plant Resources Research and Development,
Beijing Technology and Business University,Beijing 100048,China)
Abstract:The anti- allergic activity of 0~6d of rice bean sprouts was determined by the hyaluronic acid enzyme
inhibition experiment in vitro. The contents of total saponins,total polyphenols,and total polysaccharides in the
sprouting process(0~6d)were also tested.The correlation between the active substances and anti-allergic activity
was analyzed in the same time.The results showed that the 4 th day of the rice bean sprouts had the highest anti-
allergic activity.Different types of components showed different changes in the sprouting process.The results of
correlation analysis showed that polyphenols were the active substances with anti-allergic activity.
Key words:rice bean;sprouts;anti-allergic;active substances
中图分类号:TS201.4 文献标识码:A 文 章 编 号:1002-0306(2015)09-0335-05
doi:10. 13386 / j. issn1002 - 0306. 2015. 09. 064
赤小豆(Vigna umbellata) ,别名红小豆,先载于
《神农本草经》。其与赤豆(P.angularis)的外形和习
性都很相似,不易区分,但赤小豆种子呈圆柱形而稍
扁,两端较平,长 5~8mm,表面暗红色或紫红色,平滑
微有光泽[1]。赤小豆在我国资源分布广泛,主产于我
国浙江、江西、湖南、广东、广西等南部各省[2]。自古
以来,因其良好的清热利湿、解表散邪功效,在治疗
水肿、脚气、黄疸、泻痢、便血、痈肿等症时,发挥重要
作用[3],现代药理学研究表明,其具有增强免疫力、降
血糖、保肝及抗肿瘤的作用[4-9]。
国内外已有研究证明大豆、绿豆、赤豆、荞麦等
多种谷物具有重要的抗敏功效,为抗敏食品的重要
来源。红小豆乙醇提取物乙酸乙酯萃取部位可以完
全抑制 LPS 诱导的 RAW 264.7 细胞 NO 产生,iNOS
和 COX-2 表达,TNF-α和 IL-6 的释放,并通过下调
ERK /p38-和 NF-κB 介导的信号传导途径发挥抗敏
活性,其发挥抗敏活性的主要物质为儿茶素 7-O-β
-D-葡萄糖苷为主的多酚类成分[14]。种子萌芽是天
然的激发过程,随着萌芽过程酶活性提高,活性物质
增加,新陈代谢水平提高,使得包括多酚在内的次级
代谢产物大量生成,从而提高植物本身的药理活性。
赤小豆中主要含有酚类、五环三萜、皂苷、黄酮、
鞣质等活性成分,但目前尚未有研究赤小豆萌芽过
程中抗敏活性变化及相关成分分析的报道,本文通
过透明质酸酶抑制实验筛选赤小豆具有最佳抗敏活
性的萌芽天数,通过对萌芽过程中总皂苷、总多酚及
总多糖含量变化的测定及与抗敏活性的相关性分
析,总结赤小豆萌芽中发挥抗敏活性的主要成分。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
336
表 1 透明质酸酶实验步骤
Table 1 The steps of hyaluronidase experiment
实验步骤 添加试剂 A组 B组 C组 D组
37℃,水浴 20min
0.1mLCaCl2(保护剂) + + + +
0.5mL透明质酸酶(催化) + - + -
37℃,水浴 20min 0.5mL样品(抑制剂) - - + +
37℃,水浴 30min 0.5mL透明质酸钠(底物) + + + +
冰水冷却 8min 0.1mL NaOH(终止反应) + + + +
100℃保温 30min,冰水冷却 8min 0.5mL乙酰丙酮(生色剂) + + + +
常温放置 20min 1.0mL埃尔利希(显色剂) + + + +
点板,200μL,最大吸收波长 555nm进行测定
注:“+”为此项添加,“-”为此项不添加。
赤小豆(种子) 购于北京市永辉超市,原产地
吉林;透明质酸酶 Sigma 公司;透明质酸钠
(Solarbio)及乙酰丙酮、没食子酸、葡萄糖、齐墩果酸、
香草醛、甘草酸二钾对照品 均为国药集团化学试
剂有限公司;浓硫酸、乙醇、甲醇、苯酚、高氯酸、冰醋
酸 北京化工厂;盐酸 北京北化精细化学品有限
责任公司;碳酸钠 西陇化工股份有限公司;Folin-
Ciocalteu试剂 北京索莱宝科技有限公司上述试剂
均为分析纯。
CQ-250 超声波清洗器 上海超声波仪器厂;
JA5003 电子天平 上海精密科学仪器有限公司;酶
标仪 Thermo Science;HH·S21 - 8 电热恒温水浴
锅 北京长安科学仪器厂;SIGMA 4K15 离心机 北
京博劢行仪器有限公司;GX-04 粉碎机 上海高翔
食品机械厂;DS63295,DU34526 移液枪 北京
DRAGON LAB。
1.2 实验方法
1.2.1 萌芽样品的制备 选籽粒饱满、无虫蛀、无霉
烂、无残破的赤小豆,每 10g 赤小豆种子为 1 个实验
组,进行萌芽,重复 3 次,按照最佳抗敏萌芽工艺萌
芽 0~6d,每天取出 1 个实验组赤小豆芽于干燥箱,
50℃干燥 24h,取出后,粉碎机粉碎,过 80 目筛,装入
塑封袋,4℃保存待用。后续实验均采用该方法进行
萌芽材料制备。
1.2.2 透明质酸酶抑制实验 精密称取赤小豆粉末
1.0g,分别加入 75% 甲醇 10mL,室温下超声提取
30min,功率为 100W。离心后,取上清液用缓冲液稀
释后待下一步实验用。根据 Elson-Morgan 法[10],对
样品进行抗敏活性的测定,每个样品三组平行,1%
甘草酸二钾作为阳性对照。具体实验步骤如表 1
所示。
透明质酸酶抑制率(%)= (A - B)-(C - D)
(A - B)
× 100
式中:A-对照溶液 OD值(用醋酸缓冲溶液代替
样品溶液) ;B-对照空白溶液 OD 值(用醋酸缓冲溶
液代替样品溶液及酶液) ;C-试样溶液 OD 值;D-试
样空白溶液 OD值(用醋酸缓冲溶液代替酶液)。
1.2.3 总多酚含量测定 参照 Taga等[11]方法进行改
进。
1.2.3.1 对照品与供试品溶液的制备 对照品溶液
精密称取 0.10g 没食子酸,用蒸馏水溶解、定容至
100mL,此溶液质量浓度为 1.0mg /mL。分别吸取上
述溶液 0.0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0mL 至 10mL 容量瓶
中,用蒸馏水定容至刻度,所得没食子酸标准溶液的
质量浓度分别为 0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mg /mL。供
试品溶液精密称取萌芽 0~6d 赤小豆粉末各 1.0g 于
试管中,加入 75% 甲醇 10mL,超声提取 30min,以
12000r /min离心 5min,取上清液,待测。
1.2.3.2 标准曲线的绘制 分别取不同浓度 100μL
没食子酸对照品于试管中,加入 100μL 甲醇和 0.3%
盐酸(体积之比为 6 ∶ 4) ,加入 2% 的碳酸钠溶液
2.0mL,混匀。静止 2min加入 50%的 Folin-Ciocalteu
试剂 100μL,暗处理 30min,分别测定在 750nm 下的
吸光度,绘制标准曲线。
1.2.3.3 总多酚含量的测定 取 100μL 样液于试管
中,按上述步骤操作,分别在 750nm波长下测定吸光
度,依据标准曲线计算总多酚含量。
1.2.4 总多糖含量测定 参照孙丽丽[12]等的方法进
行改进。
1.2.4.1 对照品与供试品溶液的制备 对照品溶液
精密称取葡萄糖 100mg,加适量水溶解,转移至
100mL容量瓶中,加水稀释至刻度,摇匀,即得
1.0mg /mL对照品溶液。精密吸取 0.0、0.1、0.2、0.3、
0.4、0.5mL 于试管中,加水稀释至 5.0mL,摇匀,即得
浓度为 0、0.02、0.03、0.04、0.05mg /mL的对照品溶液。
供试品溶液精密称取萌芽 0~6d 赤小豆萌芽粉末各
1.0g 于试管中,加入去离子水 10mL,功率 100W,
45℃超声提取 120min,以 12000r /min 离心 5min,取
上清液,待测。
1.2.4.2 标准曲线的绘制 分别取不同浓度葡萄糖
溶液 0.2mL 放入试管中(另取 0.2mL 去离子水做空
白对照)加入 0.1mL 5%苯酚溶液,震荡混合均匀。
再加入 0.5mL浓硫酸,混匀 5min 后,封管沸水浴 1h。
最后,取出冷却至室温,使用紫外可见分光光度计在
490nm处测吸光值。以吸光度值 A 为纵坐标,相应
葡萄糖溶液浓度为横坐标,绘制标准曲线。
1.2.4.3 总多糖含量的测定 取 0.2mL 样品溶液,按
上述步骤操作,分别在 490nm波长下测定吸光度,依
据标准曲线计算总多糖含量。
1.2.5 总皂苷含量测定 参照闫婕[13]等的方法进行
改进。
337
1.2.5.1 对照品与供试品溶液的制备 对照品溶液
精密称定齐墩果酸对照品 2.0mg,置 10mL量瓶中,加
75%甲醇超声溶解定容,制得每 0.2mg /mL 对照品溶
液,冰箱冷藏待用。供试品溶液精密称取萌芽 0~6d
赤小豆萌芽粉末各 1.0g 于试管中,加入 100%甲醇
10mL,超声提取 30min,以 12000r /min 离心 5min,取
上清液,待测。
1.2.5.2 标准曲线的绘制 精密量取对照品溶液
0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08mL,于具塞试管中,水
浴挥干溶剂,各加入新配制的 0.5%香草醛-冰醋酸
0.2mL,高氯酸 0.8mL,密塞摇匀,于 70℃水浴中加热
15min,取出立即流水冷却 15min,摇匀。在 550nm的
波长处测定吸光度。以吸光度值 A 为纵坐标,相应
齐墩果酸含量为横坐标,绘制标准曲线。
1.2.5.3 总皂苷含量测定 精密吸取供试品溶液
0.04mL至具塞试管中,按上述步骤操作,以空白试剂
为对照,在 550nm的波长处测定吸光度,依据标准曲
线计算总皂苷含量。
1.2.6 统计方法 每个实验重复 3 次,结果以 x ± s
表示。数据结果采用 SPSS v17.0 软件进行统计
分析。
2 结果与分析
2.1 具有抗敏活性的最佳天数确定
赤小豆萌芽过程中,碳水化合物、蛋白质、多酚、
有机酸等物质均在发生变化,其功效可能也在发生
变化。通过抗敏功效评价实验,主要考查绿豆萌芽
的抗敏活性及其随萌芽过程的变化规律。实验选择
赤小豆萌芽 0~6d提取物,进行抗敏功效检测。
赤小豆 0~6d 萌芽透明质酸酶抑制率如图 1 所
示。萌芽第 4d 的抑制率最高,为 90.67% ± 4.82%,
并和其它萌芽天数呈极显著差异(p < 0.01)。赤小豆
萌芽过程中,抗敏活性呈先上升后下降的趋势,在第
4d抗敏活性最佳。推测在萌芽初期(第 0d) ,赤小豆
体内的抗敏活性物质尚未被完全激活,随着萌芽过
程的进行,抗敏活性物质种类和含量发生了变化,有
关酶的活性也逐渐增强,在第 4d 达到顶峰,然而随
着萌芽过程的继续进行,在萌芽后期,豆芽整体开始
发蔫,生命机能收到衰减,有关酶的活力逐渐下降,
导致赤小豆萌芽抗敏活性降低。
2.2 不同萌发天数的赤小豆萌芽中总多酚含量测定
总多酚含量的标准曲线方程为:y = 1.211x +
0.012,R2 = 0.998(y 值为吸光度,x 值为加样浓度) ,
结果的变化趋势如图 2 所示。多酚类物质是赤小豆
萌芽次级代谢产物中重要的组成部分,以酚酸、黄酮
类物质为代表,其显著的抗氧化、抗炎、抗敏功效越
来越受到学者的关注。随着萌芽过程的进行,赤小
豆萌芽中总多酚的含量逐渐增高,在第 6d 达到最
高,为 4.65mgGAE /g,与第 0d 形成极显著差异(p <
0.01) ,推测经萌芽作用,赤小豆萌芽体内包括苯丙氨
酸解氨酶(PAL)、黄酮合酶(IFS)在内的酶活性得到
显著提升,从而生成更多的总多酚。从图 2 中可以
看出,萌芽第 3d 至第 4d 过程中,总多酚含量上升了
近 20%,此结果与第 4d 为最佳抗敏活性单天相吻
图 1 不同萌芽天数(0~6d)赤小豆透明质酸酶抑制率(%)
Fig.1 Hyaluronidase inhibition rate of
rice bean sprout extracts in different days
注:采用 Duncan分析,不同字母表示显著差异性
(p < 0.05,n = 3) ;阳性对照为 1%甘草酸二钾。
合,推测赤小豆萌芽抗敏活性的增强与总多酚含量
的增加具有紧密联系。
图 2 赤小豆萌芽总多酚含量
Fig.2 The total polyphenol content of rice bean sprout
注:采用 Duncan分析,不同字母表示
显著差异性(p < 0.05,n = 3)。
2.3 不同萌发天数的赤小豆萌芽中总多糖含量测定
标准曲线方程为:y = 8.395x + 0.110,R2 = 0.999
(y 值为吸光度,x 值为加样浓度) ,结果变化趋势如
图 3 所示。多糖是赤小豆萌芽过程中重要的基础营
养物质,不仅在能量代谢过程中起到重要作用,其所
特有的药学特性和活力在抗敏、抗辐射、抗氧化防衰
老、提高免疫力等应用中表现出优良的生物治疗作
用。由图 3 可知,多糖含量在萌芽前期(0~4d)呈上
升的趋势,并在第 4d 达到最高,为 84.73mg /g,此结
果与第 4d为最佳抗敏活性单天相吻合,推测赤小豆
萌芽抗敏活性与总多糖含量相关;随着萌芽过程的
进行,在萌芽后期(4~6d)多糖含量逐渐下降,第 6d
多糖含量为 37.44mg /g,仅为第 4d 的 44%。从生命
代谢的角度分析,萌芽初期赤小豆萌发需要多糖等
营养物质的维持,因此在此时期多糖含量呈上升趋
势;当萌芽进入稳定期和衰减期后,多糖逐渐分解为
次生代谢产物,其含量也逐渐降低。
2.4 不同萌发天数的赤小豆萌芽中总皂苷含量测定
标准曲线方程为:y = 51.98x-0.114,R2 = 0.999(y
值为吸光度,x值为加样浓度) ,结果变化趋势如图 4
所示。赤小豆萌芽过程中皂苷类物质的含量变化总
体变化不大,在第 3d 含量最高,为 5.60 ± 0.42mg /g,
仅比萌芽初期(第 0d 为 4.79 ± 0.04)提高了 17%。
338
从定量结果分析,萌芽过程对赤小豆中总皂苷的含
量影响不大,但不排除皂苷的种类发生了变化,可以
在后期的研究中深入考察。
图 3 赤小豆萌芽总多糖含量
Fig.3 Total polysaccharide content of rice bean sprout
注:采用 Duncan分析,不同字母表示
显著差异性(p < 0.05,n = 3)。
图 4 赤小豆萌芽总皂苷含量
Fig.4 Total saponin content of rice bean sprout
注:采用 Duncan分析,不同字母表示
显著差异性(p < 0.05,n = 3)。
2.5 各成分含量与抗敏活性的相关性分析
通过 SPSS 17.0 Spearman相关性分析,考察萌芽
过程中各活性物质总含量的变化与抗敏活性变化之
间的相关性,如图 5 所示,多酚类物质总含量与赤小
豆萌芽抗敏活性的相关性最高。
赤小豆萌芽中总多酚含量随萌芽过程的进行逐
渐增多,总多糖的含量呈先降低后升高再降低的趋
势,总皂苷含量随萌芽过程变化不明显,综上,结合
透明质酸酶体外抑制率的变化趋势,采用 SPSS 17.0
Spearman进行相关性分析,得出结论,三种活性物总
含量的变化与抗敏活性并未呈显著相关性,但总多
酚的相关度达到 0.750,与赤小豆萌芽抗敏活性的相
关性最高。
3 结果与讨论
以赤小豆萌芽为考查对象,利用抗敏活性评价
实验、分析化学方法等手段,总结了赤小豆萌芽过程
中抗敏活性的变化,研究了赤小豆萌芽活性物质随
萌芽过程的变化规律。研究结果表明:以 0~6d 为萌
芽周期,采用体外透明质酸酶抑制实验评价萌芽提
取物抗敏活性,结果表明 4d 萌芽提取物抗敏活性较
高。萌芽过程是提高赤小豆多酚类物质代谢水平的
有效途径,并发现萌芽 6d 时总多酚含量相比于 0d
提高了 145%。赤小豆萌芽多糖含量呈先升高后降
图 5 相关性分析标准曲线
Fig.5 Standard curve of correlation analysis
注:通过 SPSS 17.0 Spearman相关性分析。
低的趋势,总皂苷含量随萌芽进程变化不大。今后
可深入研究萌芽过程中活性物质单体的种类和含量
变化规律,通过代谢组学的方法分析赤小豆萌芽中
起抗敏功效的关键物质。
本文首次对赤小豆萌芽的抗敏活性进行研究,结
果证明萌芽作用对于植物药理活性的积极影响,并且
多酚类成分为赤小豆中发挥抗敏功效的主要活性物
质,本文研究结果为赤小豆萌芽作为功能食品及功能
化妆品植物原料应用提供理论基础和科学依据。
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(下转第 342 页)
342
图 4 苦丁茶叶制虫茶粗多酚(CPKMI)
对 HepG2 人肝癌细胞的 E2F1 和 p73 基因表达的影响
Fig.4 Effect of crude polyphenols of Insect tea made by
Kuding tea leaves(CPKMI)on the gene expressions of E2F1
and p73 in HepG2 human hepatoma cells
caspase-3、caspase-9、p53、p21、E2F1、p73 的表达,下
调 HIAP-1、HIAP-2 的表达。表明 CPKMI 可以从多
种基因途径诱导 HepG2 人肝癌细胞凋亡。本研究表
明,CPKMI有望作为一种抗癌功能性食品的原料,其
体内的抗癌活性有待进一步研究。
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