邱韻，何慶峰，林妙玲，劉玥，趙俊旭，張湘汮

（天津農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)系，天津300384）

苦瓜提取物抗氧化及抑制淀粉酶協(xié)同作用研究

邱韻，何慶峰*，林妙玲，劉玥，趙俊旭，張湘汮

（天津農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)系，天津300384）

通過(guò)析因設(shè)計(jì)研究不同溶劑苦瓜提取物的協(xié)同作用，為苦瓜功能保健食品的開(kāi)發(fā)提供參考。以鄰二氮菲-Fe2+氧化法抗氧化試驗(yàn)及α-淀粉酶的抑制試驗(yàn)研究苦瓜醇提物和水提物的劑量-反應(yīng)關(guān)系，并進(jìn)行3×3析因設(shè)計(jì)，通過(guò)析因分析研究苦瓜醇提物與水提物的協(xié)同作用。結(jié)果表明苦瓜的醇提物和水提物在抗氧化及α-淀粉酶抑制作用方面存在協(xié)同作用。協(xié)同抗氧化效果最好組合是水提物0.2 mg/mL，醇提物0.15 mg/mL；協(xié)同抑制α-淀粉酶效果最好的組合是水提物40 mg/mL，醇提物30 mg/mL。

苦瓜提取物；析因分析；協(xié)同作用；抗氧化；α-淀粉酶

苦瓜（Momordica charantiaL.）是一種藥食同源的植物，具有清熱解毒、抗腫瘤、提高免疫功能等多種作用［1-3］。近年來(lái)，苦瓜在糖尿病中的預(yù)防和輔助調(diào)節(jié)作用也被國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛研究［4-6］。多項(xiàng)研究結(jié)果表明，不同溶劑苦瓜提取物可以通過(guò)多種途徑輔助降血糖，其中，抗氧化及抑制α-淀粉酶是苦瓜調(diào)節(jié)血糖作用的主要途徑［7-9］。不同溶劑的苦瓜提取物在抗氧化及抑制α-淀粉酶方面是否具有協(xié)同作用尚未見(jiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)在以往研究的基礎(chǔ)上，采用析因設(shè)計(jì)研究苦瓜水提物及醇提物抗氧化及抑制α-淀粉酶的協(xié)同作用，為苦瓜調(diào)節(jié)血糖研究及苦瓜功能食品的開(kāi)發(fā)提供參考。

1材料與方法

1.1材料與試劑

苦瓜：紅旗農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)（產(chǎn)自山東壽光）；菲羅啉（分析純）：天津奧濱醫(yī)科醫(yī)藥銷(xiāo)售有限公司；雙氧水（分析純）：天津市北方天醫(yī)化學(xué)試劑廠；α-淀粉酶：天津市明川試劑有限公司；Trolox：Sigma公司。

1.2儀器與設(shè)備

WFJ7200型可見(jiàn)分光光度計(jì)：龍尼柯（上海）儀器有限公司；ELx800型酶標(biāo)儀：深圳安捷儀器有限公司；HWS28型電熱恒溫水浴鍋：上?！憧瓶萍加邢薰?；JA2003電子天平：上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司。

1.2方法

1.2.1苦瓜提取物的制備

1.2.1.1苦瓜水提物

提取工藝條件為：料水比（g/mL）1∶10、溫度為100℃、浸提時(shí)間為60 min、浸提3次共3 h。浸提液離心，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮，冷凍干燥備用。

1.2.1.2苦瓜醇提物

提取工藝條件為：60%的乙醇，70℃浸提2 h。反復(fù)提取3次，過(guò)濾，收集濾液，旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮，冷凍干燥備用。

1.2.2抗氧化的測(cè)定

醇提物及水提物受試濃度為：0.01、0.025、0.05、0.1、0.15 mg/mL。抗氧化能力的測(cè)定方法如表1。

表1　抗氧化能力的測(cè)定方法Table 1Method of antioxidant capacity determination

抗氧化能力值=［（A樣品-A樣品空白-A損傷）/（ATrolox-A損傷）］×（mTrolox/m樣品），式中：A樣品為樣品管吸光度；A樣品空白為樣品空白管吸光度；ATrolox為標(biāo)準(zhǔn)管吸光度；A損傷為損傷管吸光度；mTrolox為標(biāo)準(zhǔn)管所含Trolox的μmol數(shù)；m樣品為標(biāo)準(zhǔn)管所含樣品的質(zhì)量［10］。

1.2.3α-淀粉酶抑制試驗(yàn)

醇提物及水提物受試濃度為：10、20、30、40、50、60、70、80、90、100 mg/mL。反應(yīng)體系如表2。

表2　α-淀粉酶活性抑制反應(yīng)體系Table 2α-amylase activity inhibition test

α-淀粉酶抑制率（%）=（1-A0/A1）×100，A0=A2-A3；式中：A1、A2、A3分別為540 nm處空白對(duì)照、抑制劑管和背景對(duì)照的吸光值。以抑制劑濃度為橫坐標(biāo)，抑制率為縱坐標(biāo)，繪制抑制曲線［11-12］。

1.3統(tǒng)計(jì)分析

將數(shù)據(jù)整理后，輸入SPSS13.0，采用3×3析因分析過(guò)程，以主效應(yīng)項(xiàng)考察各因素的單獨(dú)效應(yīng)，以交互作用項(xiàng)考察各因素的協(xié)同作用，以0.05作為顯著性差異標(biāo)準(zhǔn)。

2結(jié)果

2.1苦瓜提取物抗氧化作用的協(xié)同性分析

2.1.1抗氧化作用劑量-反應(yīng)關(guān)系

抗氧化作用劑量-反應(yīng)關(guān)系見(jiàn)圖1。

圖1　苦瓜提取物抗氧化值劑量-效應(yīng)關(guān)系圖Fig.1Dose-effect relationship of bitter melon extracts antioxidant value

圖1可以看出，苦瓜醇提物和水提物具有一定的抗氧化作用，且隨著劑量的增加抗氧化能力增強(qiáng)，有劑量依賴性，且趨勢(shì)趨于平緩。在本次試驗(yàn)中，醇提物最佳抗氧化濃度為0.1、0.15、0.2 g/L；水提物最佳抗氧化濃度為0.1、0.15、0.2 g/L。

2.1.2苦瓜醇提物及水提物抗氧化作用協(xié)同作用分析苦瓜醇提物及水提物抗氧化作用協(xié)同作用分析

見(jiàn)表3，表4。

表3　苦瓜提取物抗氧化值析因試驗(yàn)設(shè)計(jì)（n=3，μmol/g）Table 3Interaction analysis of bitter melon extracts antioxidant value

表4　抗氧化作用析因設(shè)計(jì)方差分析表Table 4Varianc of antioxidant factorial design

由表4可以看出，總變異分解為主效應(yīng)、交互作用及隨機(jī)誤差項(xiàng)。主效應(yīng)中，醇提物及水提物均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，說(shuō)明醇提物及水提物確實(shí)具有抗氧化效用。交互作用項(xiàng)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.01），提示醇提物與水提取確實(shí)存在著交互作用，即兩種物質(zhì)的抗氧化具有協(xié)同作用。從表3可以看出，協(xié)同抗氧化效果最好的組合是A2B3，即水提物0.2 g/L，醇提物0.15 g/L。

2.2苦瓜提取物對(duì)于α-淀粉酶的抑制試驗(yàn)結(jié)果

2.2.1α-淀粉酶的抑制作用劑量-反應(yīng)關(guān)系

α-淀粉酶的抑制作用劑量-反應(yīng)關(guān)系見(jiàn)圖2。

圖2　苦瓜提取物α-淀粉酶抑制率劑量-效應(yīng)關(guān)系Fig.2Dose-response relationship of bitter melon extract on αamylase inhibition

由圖2可以看出，醇提物和水提物具有一定的α-淀粉酶的抑制作用，且隨著劑量的增加抑制能力增強(qiáng)。在本次試驗(yàn)中，醇提物最佳α-淀粉酶的抑制作用濃度為80、90、100 mg/mL；水提物α-淀粉酶的抑制作用濃度為80、90、100 mg/mL。

2.2.2α-淀粉酶的抑制作用協(xié)同作用分析

α-淀粉酶的抑制作用劑量-反應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表5，表6。

由表6可以看出，總變異分解為主效應(yīng)、交互作用及隨機(jī)誤差項(xiàng)。主效應(yīng)中，醇提物及水提物均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，說(shuō)明醇提物及水提物確實(shí)具有α-淀粉酶抑制作用。交互作用項(xiàng)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.01），提示醇提物與水提取確實(shí)存在著交互作用，即兩種物質(zhì)的α-淀粉酶抑制作用具有協(xié)同作用。從表5可以看出，協(xié)同抑制α-淀粉酶效果最好的組合是水提物40 mg/mL，醇提物30 mg/mL。

3討論

表5　苦瓜提取物對(duì)α-淀粉酶抑制作用析因設(shè)計(jì)試驗(yàn)（n=3，%）Table 5Factorial design experiment of bitter melon extracts on α-amylase inhibitory

表6　苦瓜提取物對(duì)α-淀粉酶抑制作用析因設(shè)計(jì)方差分析表Table 6Factorial design variance of bitter melon extracts on αamylase inhibitory

協(xié)同作用是指多種處理因素產(chǎn)生的綜合效應(yīng)中，不能用各試驗(yàn)因素解釋的部分。目前，關(guān)于協(xié)同作用的研究方法很多，在功能性食品配方的研發(fā)中，較常用的方法是正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，但正交試驗(yàn)雖然能減少試驗(yàn)次數(shù)尋找最佳配方，但忽略了試驗(yàn)因素間的交互作用。而析因試驗(yàn)實(shí)際是多種試驗(yàn)因素的全面組合，不僅能考察各種組合的效果，還能分析各試驗(yàn)因素間的協(xié)同作用［13］。近年來(lái)的研究表明，不同植物提取物間存在協(xié)同作用，功能保健食品的功效是多種活性成分協(xié)同作用的結(jié)果，天然植物提取物的協(xié)同作用研究逐漸成為保健食品領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)。苦瓜中有多種功能成分，具有降糖及抗氧化功效［14］，但不同苦瓜提取物間的協(xié)同作用尚不清楚。因此，本研究以析因試驗(yàn)設(shè)計(jì)研究了兩種不同的苦瓜提取物在抗氧化及α-淀粉酶抑制作用的協(xié)同性，為苦瓜降糖作用研究提供參考。

苦瓜醇提物和水提物的抗氧化作用是隨著濃度參考文獻(xiàn)：

的增加而增強(qiáng)的，但是兩者的交互作用并非是濃度最強(qiáng)組合（A3B3）抗氧化作用最強(qiáng)，而是（A2B3）效果最強(qiáng)?？喙洗继嵛锖退嵛锏摩?淀粉酶抑制作用是隨著濃度的增加而增大的，但是兩者的交互作用也并非是濃度最強(qiáng)的組合（C3D3），而是濃度最小的組合（C1D1），這種交互作用的具體機(jī)理還需要進(jìn)一步研究。

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Study of Synergy Effect of Different Bitter Melon Extracts on Activities of Antioxidant and Inhibition of Amylase through Factorial Design

QIU Yun，HE Qing-feng*，LIN Miao-ling，LIU Yue，ZHAO Jun-xu，ZHANG Xiang-jun
（Department of Food Science，Tianjin Agricultural University，Tianjin 300384，China）

The aim of this experiment was to study the synergies of different solvents extracts derived from bitter melon by factorial design and to provide reference for the development of functional foods bitter gourd. Antioxidant and α-amylase inhibition capacity of the bitter alcohol extract and aqueous extract were detected by phenanthroline-Fe2+oxidation assay and α-amylase inhibition experiments in this study.Hypoglycemic effect was explored by statistical analysis of factorial design.The results showed that alcohol extract and aqueous extract had synergies effects on antioxidant and α-amylase inhibition activity.Best combination of synergistic antioxidant effect was 0.2 mg/mL aqueous extract，0.15 mg/mL alcohol extract.The best combination on αamylase inhibition was 40 mg/mL aqueous extract，30 mg/mL alcohol extract.

bitter melon extracts；factorial design；synergies；antioxidant；α-amylase

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.14.001

2014-03-10

國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（201410061029）

邱韻（1994—），女（漢），本科，研究方向：食品質(zhì)量與安全。

何慶峰（1979—），男（漢），講師，碩士，研究方向：食品營(yíng)養(yǎng)與安全。