樊梓鸞,王振宇,2*,左麗麗,田雙起
(1.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院,哈爾濱 150090;2.東北林業(yè)大學(xué) 林學(xué)院,哈爾濱 150040)
大量數(shù)據(jù)表明,許多慢性病都與過(guò)量的自由基產(chǎn)生有關(guān)。自由基通常包括活性氧自由基(ROS)和活性氮自由基(RNS)。大多數(shù)活性氧產(chǎn)生于細(xì)胞的線粒體呼吸鏈[1]。內(nèi)源性代謝反應(yīng)過(guò)程中,好氧細(xì)胞產(chǎn)生活性氧,如超氧陰離子,過(guò)氧化氫(雙氧水),羥自由基(OH·),在缺氧條件下,線粒體呼吸鏈產(chǎn)生一氧化氮(NO),它可以產(chǎn)生活性氮。RNS可以進(jìn)一步反應(yīng)生成其他反應(yīng)基團(tuán),例如,丙二醛和4-羥基物,將誘導(dǎo)過(guò)多的脂質(zhì)過(guò)氧化。
紅豆越橘(Vaccinium vitis-idaea)為杜鵑花科(Ericaceae)越橘屬(Vacciniumspp.)常綠小灌木[2],俗稱雅格達(dá),主要分布N52°以北大興安嶺森林中,果實(shí)為亮紅色,是提取天然色素的重要原料,在越橘的果實(shí)和莖葉中含有花色苷、黃酮、萜類等多種活性成分。紅豆越橘中最主要的酚類化合物是花色苷,是一種強(qiáng)抗氧化劑,能夠抑制脂質(zhì)過(guò)氧化和生物系統(tǒng)的氧化;可以預(yù)防和減少炎癥、癌細(xì)胞增殖的危險(xiǎn)[3]。飲食富含花色苷的果汁對(duì)冠狀心臟病人有益,體外和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,花色苷可以有效的改善記憶力[4]。本文采用X-5大孔樹(shù)脂純化富集花色苷,并對(duì)分離得到的組分進(jìn)行活性跟蹤,分析抗氧化和抗癌細(xì)胞增值活性。為開(kāi)發(fā)高純度花色苷類物質(zhì)提供理論依據(jù)。
紅豆越桔樣品于2010年采自大興安嶺加格達(dá)奇,-20℃凍存。癌細(xì)胞株:結(jié)腸癌HT29、卵巢癌Hela、肺癌A549和肝癌HepG-2細(xì)胞,由哈爾濱醫(yī)科大學(xué)腫瘤分院提供。
BS110型電子天平;721型分光光度計(jì),JJ-2型組織粉碎機(jī),F(xiàn)A25高剪切分散乳化機(jī)。
1.3.1 紅豆越橘提取物制備。用天平稱取凍存漿果20kg,加入冷凍的80%丙酮(1∶2w/v)在組織搗碎機(jī)中勻漿5min,從搗碎機(jī)中取出勻漿,在高速均質(zhì)機(jī)中均質(zhì)3min,放入抽濾瓶上的布式漏斗中,漏斗上放置濾紙,抽濾瓶接真空泵進(jìn)行抽濾。收集濾液置于旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀中,在45℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至浸膏,于-80℃儲(chǔ)存,用于后續(xù)純化富集用。
1.3.2 大孔樹(shù)脂富集純化紅豆越橘花色苷
通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)選定大孔吸附樹(shù)脂X-5富集純化花色苷,首先進(jìn)行樹(shù)脂預(yù)處理,裝柱上樣,靜態(tài)吸附,用蒸餾水沖洗柱層析,除去糖分及小分子物質(zhì),用斐林試劑(斐林試 劑 甲:0.1g/mL NaOH,斐 林 試 劑 乙:0.05g/mL CuSO4)檢測(cè)殘?zhí)橇?,大約兩個(gè)柱體積后既無(wú)殘?zhí)恰2捎?0%~60%乙醇梯度洗脫,洗脫流速2mL/min,每250mL收集一餾分,分別測(cè)定多酚含量和抗氧化活性。
1.3.3 樣品中多酚含量測(cè)定
采用菲林酚比色法檢測(cè)多酚含量[5]。精密吸取125μL沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)溶液或漿果提取物,分別置于l0mL試管中,加入0.5mL的蒸餾水,再加入125μL的菲林酚試劑(FCR),樣品混合充分,靜置6min,加入1.25mL 7%Na2CO3水溶液。用水補(bǔ)足終體積到3mL。90min后在760nm測(cè)定藍(lán)色溶液的吸光度。沒(méi)食子酸作標(biāo)品,結(jié)果用平均值表示[mg沒(méi)食子酸等同量/l00g鮮重(fresh weight FW)],±SD三個(gè)重復(fù)。
1.3.4 ABTS法測(cè)定抗氧化能力
配制ABTS自由基工作液。將樣品用甲醇配制成一系列濃度,取0.1mL不同濃度的稀釋提取液加入1.5mL ABTS自由基工作液,混合,放置6min后,在734nm處測(cè)定吸光度[6]。每份樣品平行操作3次,計(jì)算公式為:
清除率(%)=[(AContral-ASample)/AContral]×100%
式中:AContral為1.5mL ABTS溶液與0.1mL甲醇混合后的吸光度,ASample為1.5mL ABTS溶液與0.1mL樣品混合后的吸光度。
1.3.5 抗細(xì)胞增值活性
所有細(xì)胞培養(yǎng)基添加10%胎牛血清,50單位/mL青霉素,50μg/mL鏈霉素,100μg/mL慶大霉素。收集對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的癌細(xì)胞,使其濃度在1×104~5×104細(xì)胞/每孔,在96孔板上鋪板,37℃培養(yǎng)12h后,加入不同濃度的提取物,三次重復(fù)。無(wú)提取物的培養(yǎng)基作為空白,處理48h,72h后,加入 MTT,4h后,棄去上清液,加入150μL DMSO,在490nm下用酶標(biāo)儀測(cè)定細(xì)胞的增殖活性[7]。
用Sigmaplot 10.0分析軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
對(duì)紅豆越桔粗提物進(jìn)行富集,通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)選取X-5大孔吸附樹(shù)脂,采用10%~60%乙醇梯度洗脫,洗脫流速2mL/min,每250mL收集一組餾分,共收集了12個(gè)組分,結(jié)果如圖1所示,組分2、3、4、5具有較高的多酚含量和抗氧化活性,因此將此四種組分分別命名為L(zhǎng)B-2、LB-3、LB-4、LB-5,并將其混合組分命名為L(zhǎng)B-MIX。
圖1 大孔吸附樹(shù)脂X-5富集分離紅豆越橘丙酮提取物,10%~60%乙醇梯度洗脫共收集12個(gè)組分
將大孔樹(shù)脂純化的后的5組樣品及陽(yáng)性對(duì)照環(huán)磷酰胺,分別作用結(jié)腸癌HT29細(xì)胞48h和72h后,如圖2所示,處理48h后,環(huán)磷酰胺和LB-4各劑量組對(duì)結(jié)腸癌細(xì)胞的抑制活性沒(méi)有 LB-MIX、LB-2、LB-3和 LB-5效果明顯。其中LB-MIX在48h后對(duì)結(jié)腸癌細(xì)胞的抑制活性最強(qiáng),但作用72h后,LB-5對(duì)癌細(xì)胞的抑制活性最大,細(xì)胞只增殖了22.25±5.45%。
圖2 紅豆越橘初級(jí)純化產(chǎn)物在48h和72h抑制結(jié)腸癌HT29細(xì)胞增殖活性
如圖3所示,各組分抑制肝癌細(xì)胞HepG2細(xì)胞的增殖活性呈現(xiàn)明顯的劑量效應(yīng)關(guān)系,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),劑量的增大表現(xiàn)出明顯的抑制肝癌細(xì)胞活性。48h,LB-MIX對(duì)癌細(xì)胞的抑制增殖活性達(dá)到22.25±5.45%。72h,對(duì)癌細(xì)胞的抑制增殖活性達(dá)到13.64±0.88%。其次為 LB-5、LB-3。LB-2、LB-4和環(huán)磷酰胺對(duì)癌細(xì)胞抑制增殖活性沒(méi)有達(dá)到半數(shù)抑制率。
圖3 紅豆越橘初級(jí)純化產(chǎn)物在48h和72h抑制肝癌HepG2細(xì)胞增殖活性
如圖4所示,LB-MIX、LB-5、LB-3能夠明顯的抑制卵巢癌Hela細(xì)胞的增殖并隨著濃度的增加抑制活性增強(qiáng),48h,72h后,LB-MIX濃度達(dá)到400μg/mL時(shí),其對(duì)癌細(xì)胞的抑制增殖活性分別達(dá)到29.04±3.32%和24.27±3.05%。其次,為L(zhǎng)B-5和LB-3。
圖4 紅豆越橘初級(jí)純化產(chǎn)物在48h和72h抑制卵巢癌Hela細(xì)胞增殖活性
圖5 紅豆越橘初級(jí)純化產(chǎn)物在48h和72h抑制肺癌A549細(xì)胞增殖活性
如圖5所示,抗癌活性由大到小依次為L(zhǎng)B-MIX> LB-5>LB-3> LB-2> LB-4> 環(huán)磷酰胺。72h后,LB-MIX抑制A549增殖最有效,其只增殖了12.67±0.37%。
紅豆越橘粗提物經(jīng)過(guò)大孔樹(shù)脂X-5純化后,分部收集最有效地組分,進(jìn)行抗氧化和抗癌細(xì)胞增殖活性分析,結(jié)果顯示,紅豆越橘的總純化組分的抗癌活性比分部收集的組分還要好,因此選定總純化組分作為后續(xù)的研究對(duì)象。
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