張 玲,張江寧,丁衛(wèi)英,楊 春,王宇婷
(山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,山西太原 030031)
α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶是影響體內(nèi)對(duì)碳水化合物消化和吸收的2種關(guān)鍵酶,抑制這2種酶的活性,可以限制胃腸道對(duì)碳水化合物的降解和對(duì)葡萄糖的吸收,從而可以有效地抑制餐后血糖的快速升高[1-2]。不僅能夠調(diào)節(jié)糖類代謝,又能延緩糖尿病的發(fā)生和發(fā)展。目前,糖尿病尚無理想的治療方法,傳統(tǒng)的降糖藥長期服用會(huì)有一定的毒副作用,所以從天然產(chǎn)物中提取高效的α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶抑制劑成為近年來的研究熱點(diǎn)[3]。研究表明,具有抑制這2種酶的天然產(chǎn)物中大多都富含黃酮、多酚、多糖等,如楊梅果實(shí)酚類物質(zhì)[4]、海藻多糖[5]、花粉黃酮[6]等。
歐李(Cerasus humilis(Bge.)kernel)為薔薇科櫻桃屬,是我國特有的一個(gè)古老野生灌木果樹樹種,其果實(shí)富含礦質(zhì)營養(yǎng),其中鈣含量為當(dāng)今水果之冠,故又名鈣果。歐李果實(shí)近年來的開發(fā)應(yīng)用及深加工多集中于果汁、果脯、果酒、果醋等的制備中[7]。果實(shí)加工后會(huì)產(chǎn)生大量的果仁,而果仁也具有很高的營養(yǎng)和藥用價(jià)值[8-10]。歐李仁也是我國醫(yī)書中記載的一種常用藥(郁李仁),可治療津枯腸燥、食積氣滯、腹脹便秘、水腫、腳氣、小便不利等[11]。對(duì)歐李仁提取物降糖作用進(jìn)行初步研究可為歐李資源的綜合利用,以及從天然產(chǎn)物中提取高效的α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶抑制劑的開發(fā)與應(yīng)用提供一定的理論依據(jù)。
歐李仁,采自山西農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝果園;苦杏仁苷、α-淀粉酶、α-葡萄糖苷酶、pNPG(4-硝基苯基-B-D-吡喃葡萄糖苷)阿卡波糖,Sigma公司提供;DNS顯色劑和其他試劑均為分析純。
粉碎機(jī)、離心機(jī)、756型紫外-可見分光光度計(jì)、磁力攪拌器、旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀等。
1.2.1 乙醇和水提取液的制備
稱取樣粉10 g,分別用200 mL 75%乙醇和水在45℃下磁力攪拌提取3 h,超聲波提取20 min,以轉(zhuǎn)速4 800 r/min離心10 min;收集上清液、濃縮并定容至100 mL。
1.2.2 乙醇和水提取液活性成分含量測(cè)定
主要包括苦杏仁苷的測(cè)定[12]、粗多糖的測(cè)定[13]和總黃酮的測(cè)定[14]。
1.2.3 對(duì)α-葡萄糖苷酶活性抑制能力的測(cè)定
參考文獻(xiàn)[15]并稍作改動(dòng)。依次在試管中加入400 μL pH值6.8的磷酸緩沖液,200 μL樣品溶液和200 μL α-葡萄糖苷酶溶液(0.13U/L),混勻,于37℃條件下水浴反應(yīng)15 min,而后加入2.5 mmol/L的pNPG溶液400 μL,繼續(xù)在37℃條件下水浴反應(yīng)15 min,最后加入5 mL 0.1 mol/L的碳酸鈉溶液終止反應(yīng)。于波長405 nm處測(cè)定其吸光度。以阿卡波糖作為陽性對(duì)照,制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。
式中:A1——緩沖溶液+α-葡萄糖苷酶溶液+樣品溶液+pNPG溶液+Na2CO3溶液;
A2——緩沖溶液+樣品溶液+pNPG溶液+Na2CO3溶液;
Ac——緩沖溶液+α-葡萄糖苷酶溶液+
pNPG溶液+Na2CO3溶液。
1.2.4 對(duì)α-淀粉酶活性抑制能力的測(cè)定
參考文獻(xiàn)[16]并稍作改動(dòng)。將0.5 mL待測(cè)樣品與0.5 mL的α-淀粉酶溶液加入試管中,在37℃條件下水浴反應(yīng)30 min,加入1%的淀粉溶液1 mL,繼續(xù)在37℃條件下水浴反應(yīng)15 min,水浴反應(yīng)結(jié)束后,立即加入1 mL DNS顯色劑,沸水浴5 min后冷卻至室溫。加入10 mL蒸餾水稀釋混勻,于波長540 nm處測(cè)定其吸光度。以阿卡波糖作為陽性對(duì)照,制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。
式中:B1——α-淀粉酶溶液+樣品+淀粉溶液+DNS顯色劑;
B2——α-淀粉酶溶液+樣品+DNS顯色劑;
Bc——α-淀粉酶溶液+淀粉溶液+DNS顯色劑。
歐李仁提取液活性成分見表1。
表1 歐李仁提取液活性成分/mg·100 mL-1
從表1可以得知,歐李仁乙醇提取液的總黃酮、粗多糖和苦杏仁苷均高于水提取液,尤其是苦杏仁苷含量,乙醇提取液其含量可達(dá)62.6 mg/100 mL。
阿卡波糖對(duì)α-葡萄糖苷酶抑制率的影響見圖1,阿卡波糖對(duì)α-淀粉酶抑制率的影響見圖2。
圖1 阿卡波糖對(duì)α-葡萄糖苷酶抑制率的影響
圖2 阿卡波糖對(duì)α-淀粉酶抑制率的影響
從圖1可知,質(zhì)量濃度為10 mg/mL的阿卡波糖對(duì)0.132 U/mL的α-葡萄糖苷酶抑制率可達(dá)到78.89%,隨著質(zhì)量濃度降低,其抑制率也逐漸下降,8倍稀釋后其抑制率下降為36.39%。
從圖2可知,質(zhì)量濃度為1 mg/mL的阿卡波糖對(duì)1 U/mL的 α-淀粉酶的抑制率可高達(dá)93.52%;同樣隨著稀釋倍數(shù)的增加,其抑制率也逐漸下降,8倍稀釋后其抑制率下降為54.78%。
從圖1和圖2可以看出,阿卡波糖對(duì)α-淀粉酶的抑制率明顯高于對(duì)α-葡萄糖苷酶的抑制率,此結(jié)論與文獻(xiàn)[17]的研究結(jié)果相同。
歐李仁不同提取物對(duì)α-葡萄糖苷酶抑制率的影響見圖3。
圖3 歐李仁不同提取物對(duì)α-葡萄糖苷酶抑制率的影響
從圖3得知,歐李仁乙醇提取物對(duì)α-葡萄糖苷酶的抑制率高于水提物和10 mg/mL的阿卡波糖的抑制率。同樣質(zhì)量濃度下,未經(jīng)稀釋的乙醇提取物對(duì)α-葡萄糖苷酶的抑制率可達(dá)到80%以上,而水提取物對(duì)α-葡萄糖苷酶的抑制率則小于80%,與質(zhì)量濃度10 mg/mL的阿卡波糖對(duì)0.132 U/mL的α-葡萄糖苷酶抑制率相近。隨著質(zhì)量濃度下降,乙醇提取物、水提取物和阿卡波糖對(duì)α-葡萄糖苷酶的抑制率也逐漸降低。
歐李仁不同提取物對(duì)α-淀粉酶抑制率的影響見圖4。
圖4 歐李仁不同提取物對(duì)α-淀粉酶抑制率的影響
從圖4可知,歐李仁乙醇提取物對(duì)α-淀粉酶的抑制率明顯高于水提物的抑制率。同樣質(zhì)量濃度下,未經(jīng)稀釋的乙醇提取物對(duì)α-淀粉酶的抑制率可高達(dá)95%以上,而水提取物對(duì)α-淀粉酶的抑制率為74%左右,乙醇提取物質(zhì)量濃度經(jīng)8倍稀釋后,其抑制率還可達(dá)到58%左右,相當(dāng)于0.14 mg/mL左右的阿卡波糖對(duì)α-淀粉酶的抑制率,而水提取物同質(zhì)量濃度下,其抑制率已下降為37%左右。同樣,隨著質(zhì)量濃度下降,乙醇提取物、水提取物和阿卡波糖三者對(duì)α-淀粉酶的抑制率也逐漸降低。
以歐李仁為原料,α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制率為指標(biāo),并以阿卡波糖作為陽性對(duì)照,研究其醇提物和水提物的降糖作用。歐李仁活性提取物對(duì)α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶都有一定的抑制作用,歐李仁乙醇提取物對(duì)這2種酶的抑制率高于水提物,這可能是因?yàn)槠浯继嵛镏锌傸S酮、粗多糖、苦杏仁苷等活性成分的含量高于水提物。另外,歐李仁乙醇提取物原質(zhì)量濃度下對(duì)α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的抑制率為84.05%和95.95%,分別相當(dāng)于對(duì)12 mg/mL左右的阿卡波糖對(duì)α-葡萄糖苷酶的抑制率和1 mg/mL左右的阿卡波糖對(duì)α-淀粉酶的抑制率,表明歐李仁提取物有一定的降糖作用,其體內(nèi)降糖機(jī)理還有待進(jìn)一步研究。
[1]Lee B H,Eskandari R,Jones K,et al.Modulation of starch digestion for slow glucose release through“toggling”of activities of mucosala-glucosidasea[J].Journal of Biological Chemistry,2012(38):31 929-31 938.
[2]呂鳳霞,陸兆新.α-淀粉酶抑制劑的研究進(jìn)展 [J].食品科學(xué),2002,23(3):152-155.
[3]屠潔,李前龍.天然產(chǎn)物中α-葡萄糖苷酶抑制劑的篩選研究進(jìn)展 [J].食品研究與開發(fā),2010,31(9):206-210.
[4]張夏南.楊梅果實(shí)酚類物質(zhì)提取物降糖活性及其相關(guān)機(jī)理研究 [D].杭州:浙江大學(xué),2015.
[5]宋彥顯,閔玉濤,陶敬,等.醇提法提取海藻多糖及其α-淀粉酶的抑制活性研究 [J].食品科技,2014,39(10):232-234.
[6]孫巖,童群義,郭慶興.油菜蜂花粉黃酮體外降糖活性研究 [J].食品工業(yè)科技,2015,36(12):122-126.
[7]劉淑琴,常虹,周家華,等.我國歐李的開發(fā)應(yīng)用研究現(xiàn)狀 [J].食品研究與開發(fā),2009,30(12):167-170.
[8]杜俊杰,楊懷毅.山西省歐李資源的分布及類群 [J].作物品種資源,1993(2):6-7.
[9]張美莉,鄧秋才,楊海霞,等.內(nèi)蒙古歐李果肉和果仁中營養(yǎng)成分分析 [J].氨基酸和生物資源,2007,29(4):18-20.
[10]張英,郭寶禹,張玲,等.歐李仁多肽的制備及其對(duì)DPPH自由基清除作用的研究 [J].農(nóng)產(chǎn)品加工,2017(3):6-8.
[11]陰健.中藥現(xiàn)代研究與臨床應(yīng)用 [M].北京:中醫(yī)古籍出版社,1993:253-256.
[12]鄔曉勇,孫雁霞,何鋼,等.歐李種仁中苦杏仁苷的提取及其抗氧化活性 [J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,52(19):4 764-4 767.
[13]劉璐,喬宇,汪蘭,等.山藥多糖的抗氧化作用研究 [J].食品科技,2014,39(12):212-216.
[14]Kelly Wolfe,Xianzhong Wu,Ruihai Liu.Antioxidant activity of Apple Peels[J].Journal of Biological J.Agric.Food Chem,2003(5):609-614.
[15]蘇堯堯.垂柳葉α-葡萄糖苷酶抑制劑的分離及活性研究 [D].無錫:江南大學(xué),2014.
[16]葉瓊仙,劉靜,苗愛清,等.白葉單樅黑茶抗氧化及體外降血糖活性研究 [J].食品工業(yè)科技,2014,35(16):153-157.
[17]張煜.扁枝槲寄生提取物體外抗氧化、降糖、降脂效應(yīng)研究 [D].昆明:云南農(nóng)業(yè)大學(xué),2016.◇