李根林, 李 竹, 吳宿慧, 李寒冰, 張顏語, 呂 寧, 韓素月, 王晨琳, 楊 陽
(河南中醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院,河南鄭州450008)
微孔板和分光光度計(jì)法檢測7種食用菌的抗氧化活性
李根林, 李 竹, 吳宿慧*, 李寒冰, 張顏語, 呂 寧, 韓素月, 王晨琳, 楊 陽
(河南中醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院,河南鄭州450008)
目的 建立微量檢測食用菌體外清除二苯代苦味?;杂苫?(DPPH·)活性的方法,并比較常見食用菌的抗氧化活性,為尋找天然抗氧化劑提供初步的篩選方法和技術(shù)資料。方法 超聲提取得到香菇等7種食用菌和火麻仁的提取物后,采用微孔板與分光光度計(jì)法測定其DPPH·清除率,然后對這兩種方法的測定結(jié)果進(jìn)行曲線擬合,并對實(shí)驗(yàn)耗時、試劑用量和方法重復(fù)性方面進(jìn)行對比,進(jìn)而比較其DPPH·清除活性。結(jié)果 兩種方法所得的DPPH·清除率無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,但在實(shí)驗(yàn)耗時、試劑用量等方面,微孔板法有明顯優(yōu)勢。另外,食用菌水提物的抗氧化活性均明顯高于醇提物,其中香菇水提物的活性最高。結(jié)論 微孔板法測定食用菌DPPH·的清除活性時具有準(zhǔn)確、快捷、重復(fù)性好等特點(diǎn),而且食用菇水溶性成分的抗氧化活性大于醇溶性成分,可為后續(xù)產(chǎn)品的開發(fā)提供技術(shù)資料。
食用菌;抗氧化活性;微孔板;分光光度計(jì);DPPH·
自由基是機(jī)體氧化反應(yīng)中產(chǎn)生的有害化合物,具有強(qiáng)氧化性,當(dāng)體內(nèi)代謝產(chǎn)物的自由基過多或清除能力下降時,會導(dǎo)致生物細(xì)胞氧化性損傷,引發(fā)心血管疾病、癌癥等各種病變[1],因此清除體內(nèi)外過量自由基有著重要意義,而多種食用菌具有確切的體外抗氧化活性[2]。目前,分光光度計(jì)法[3]作為一種經(jīng)典的抗氧化實(shí)驗(yàn)方法,廣泛應(yīng)用于藥品和食品的檢測,其簡便易行[4-7],但測試大規(guī)模樣品時存在耗時長、有機(jī)溶劑消耗大等缺陷,因此建立一種快速、精確、低成本的抗氧化活性測定方法具有廣闊的應(yīng)用前景。本實(shí)驗(yàn)對分光光度計(jì)法進(jìn)行改良,并以陽性對照品維生素E(VE)、具有DPPH·清除作用的火麻仁及香菇為研究對象,建立微孔板法對香菇等7種食用菌進(jìn)行體外抗氧化活性測定,期冀為其活性初篩和相關(guān)機(jī)能食品開發(fā)提供參考。
1.1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑 樣品購自河南省鄭州市農(nóng)貿(mào)市場,經(jīng)河南中醫(yī)學(xué)院陳隨清教授鑒定,分別為真菌類擔(dān)子菌綱傘菌目傘菌科香蕈Lentinus edodes(Berk.)Sing的子實(shí)體香菇、擔(dān)子剛傘菌目側(cè)耳科真菌糙皮側(cè)耳Pleurotus ostreatus(Jacq.ex Fr.)Quel的子實(shí)體平菇、層菌綱傘菌目側(cè)耳科真菌刺芹側(cè)耳Pleurotus eryngii的子實(shí)體杏鮑菇、傘菌目白蘑科真菌冬菇Flammulina velutiper(Fr.)Sing的子實(shí)體金針菇、層菌綱傘菌目白蘑科真菌真姬菇Hypsizygusmarmoreus(Peck)H.E.Bigelow不同品種的子實(shí)體白玉菇、蟹味菇、海鮮菇。
火麻仁購自鄭州本草國藥館,經(jīng)河南中醫(yī)學(xué)院陳隨清教授鑒定,為??浦参锎舐镃annabissativa L的干燥成熟果實(shí)。
二苯代苦味?;杂苫―PPH·,批號STBC5116V,美國Sigma公司);天然型維生素E膠丸 (批號20131008,青島雙鯨藥業(yè)有限公司)。無水乙醇為分析純 (批號20130630,天津市凱通化學(xué)試劑有限公司)。
1.2 主要儀器設(shè)備 96孔細(xì)胞培養(yǎng)板(美國Corning公司);分析天平 (德國賽多利斯公司);100~200目藥材粉碎機(jī) (北京中儀泓瑞科技發(fā)展有限公司);Dragon移液器(北京智杰方遠(yuǎn)科技有限公司);VIS-7220N可見分光光度計(jì)(北京瑞麗分析儀器有限公司);Multiskan GO全波長酶標(biāo)儀(美國Thermo Fisher Scientific公司);KQ-250DE數(shù)控
超聲波清洗器 (昆山市超聲儀器有限公司);SHZ-D循環(huán)真空泵 (鞏義市英峪予華儀器廠)。
1.3 實(shí)驗(yàn)方法
1.3.1 樣品處理 取食用菌適量,去除表面殘留的培養(yǎng)基等雜質(zhì),洗凈,60℃下干燥,粉碎,過60目篩,密封備用。另取火麻仁適量,去皮搗碎,過60目篩,密封備用。
1.3.2 DPPH·溶液的制備[8-9]精密稱取DPPH·0.020 1 g,置于250 mL量瓶中,無水乙醇定容至250 mL,搖勻,即得0.2 mmol/L DPPH·溶液,4℃下避光保存,備用。
1.3.3 陽性對照品維生素E(VE)溶液的制備[8-9]取維生素E膠丸4粒 (每粒含VE 100 mg),剪破膠丸殼,加入無水乙醇5 mL溶解,搖勻,即得80 mg/mL VE溶液。
1.3.4 樣品制備 稱取食用菌干粉 (30.000±0.001)g兩份,分別加入20倍量雙蒸水和無水乙醇,超聲提取25 min(25℃、20 kHz),抽濾,提取液濃縮至1 000 mg/mL,4℃下保存?zhèn)溆??;鹇槿蕵悠返闹苽浞椒ㄅc食用菌相同。
1.3.5 微孔板法 以VE、食用菌香菇水提物、火麻仁醇提物為受試品,每份設(shè)置3組,即對照組、樣品組、空白組(消除樣品背景色),分別加樣于96孔細(xì)胞培養(yǎng)板中。其中,樣品組加入0.5倍梯度稀釋的不同濃度受試品溶液100μL和DPPH·溶液100μL,每孔反應(yīng)體系200μL;空白組以等體積無水乙醇代替DPPH·溶液;對照組以等體積蒸餾水或無水乙醇代替受試品溶液,加樣方法及加樣量見表1。加樣結(jié)束后,室溫下避光反應(yīng)30 min,酶標(biāo)儀在517 nm波長下測定吸光度3次,取平均值,計(jì)算DPPH·的清除率。
表1 各組加樣方法與加樣量
1.3.6 分光光度計(jì)法[8-10]反應(yīng)于10 mL離心管中進(jìn)行,各試劑加樣方法同 “1.3.5”項(xiàng),但加樣量均為3 mL,每管反應(yīng)體系均為6 mL,室溫下避光反應(yīng)30 m in,然后可見分光光度計(jì)在517 nm波長下測定吸光度3次,取平均值,計(jì)算DPPH·的清除率。
1.3.7 測定方法擬合 對 “1.3.5”和 “1.3.6”項(xiàng)下兩種方法所得的結(jié)果進(jìn)行曲線擬合,并進(jìn)行重復(fù)性實(shí)驗(yàn)以比較兩者的RSD。
1.3.8 微孔板法測定食用菇的抗氧化活性 按 “1.3.5”項(xiàng)下方法,對7種食用菌提取物的DPPH·清除率進(jìn)行測定。
1.3.9 計(jì)算方法 計(jì)算公式為DPPH·清除率=[Ac-(A-Aj)]/Ac×100%,Reed Muench法計(jì)算IC50,SPSS 19.0軟件進(jìn)行曲線擬合,Microsoft Excel 2010軟件計(jì)算相對標(biāo)準(zhǔn)偏差 (RSD)。
2.1 曲線擬合模型的建立 維生素E作為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì),分別以微孔板和分光光度計(jì)法所得清除率為因變量,受試品溶液濃度為自變量,建立曲線擬合模型,SPSS 19.0軟件進(jìn)行擬合,并加以比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn),對數(shù)模型的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義優(yōu)于其他模型,因此對對數(shù)模型參數(shù)進(jìn)行描述。
在微孔板法的對數(shù)模型單因素方差分析(one-way ANOVA)中,F(xiàn)(1,4)=71.402,P<0.001,對模型中系數(shù)和常數(shù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義進(jìn)行考察時發(fā)現(xiàn),系數(shù)23.300的t= 8.450,P<0.001,而常數(shù)22.441的t=4.702,P<0.01,表明該模型具有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,可用于實(shí)驗(yàn)分析。另外,模型的決定系數(shù)R=0.973,公式為y=23.3Ln(x)+22.441。
在分光光度計(jì)法的對數(shù)模型one-way ANOVA中,F(xiàn)(1,4)=79.981,P<0.001,對模型中系數(shù)和常數(shù)的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義進(jìn)行考察時發(fā)現(xiàn),系數(shù)23.895的t=8.943,P<0.001,而常數(shù)20.768的t=4.491,P<0.05,表明該模型具有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,可用于實(shí)驗(yàn)分析。另外,模型的決定系數(shù)R=0.976,公式為y=23.895Ln(x)+20.768,見圖1和表2。
圖1 維生素E水提物微孔板法與分光光度計(jì)法的擬合曲線
表2 維生素E曲線擬合的方法學(xué)考察
為了驗(yàn)證模型的可行性,本實(shí)驗(yàn)選擇抗氧化活性已知的火麻仁油 (標(biāo)準(zhǔn)受試品)及未知的香菇進(jìn)行曲線擬合。結(jié)果表明,火麻仁醇提物微孔板法的模型公式為y= 22.425Ln(x)-43.828,分光光度計(jì)法的模型公式為y= 22.245Ln(x)-43.167;香菇水提物微孔板法的模型公式為y=19.182Ln(x)+31.168,分光光度計(jì)法的模型公式為y=20.139Ln(x)+30.049,而且均具有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,見圖2、圖3、表3。
2.2 微孔板和分光光度計(jì)法的差異比較 微孔板和分光光度計(jì)法所得的3種受試品的DPPH·清除率量效關(guān)系擬合曲線的相似度較高,重疊率也很高,見圖1~圖3,可認(rèn)為
兩種方法的結(jié)果一致。另外,還對這兩種方法在實(shí)驗(yàn)耗時、試劑用量和重復(fù)性方面進(jìn)行比較,見表4,可知兩種測定方法所得的IC50值相當(dāng);在實(shí)驗(yàn)耗時方面,微孔板法約40~45 min,而分光光度計(jì)法約55~60 min,但由于前者的反應(yīng)體系在96孔板中進(jìn)行,理論上可以一次測定96個樣品,而后者一次只能測定一個樣品,因此在大規(guī)模樣品篩選時,微孔板法的測定效率將顯著提高;在試劑用量方面,微孔板法只有分光光度計(jì)法的3.33%左右;在重復(fù)性實(shí)驗(yàn)中,各組樣品間RSD值差異不大,說明這兩種方法在多次測定同一樣品時的結(jié)果變異小,重復(fù)性好。
圖2 香菇水提物微孔板法與分光光度計(jì)法的擬合曲線
圖3 火麻仁醇提物微孔板法與分光光度計(jì)法的擬合曲線
表3 曲線擬合的方法學(xué)考察
2.3 微孔板法測定7種食用菌水提物的體外抗氧化活性(圖4) 由圖可知,其半對數(shù)量效關(guān)系曲線均呈明顯的“S”型,與陽性對照藥VE的趨勢相同。由此說明,它們均具有體外清除DPPH·的能力,而且香菇水提物的抗氧化活性明顯高于其他食用菌。
表4 3種受試品微孔板與分光光度計(jì)法的相關(guān)指標(biāo)對比(n=8)
圖4 7種食用菌水提物抗氧化活性對比
2.4 微孔板法測定7種食用菌醇提物的體外抗氧化活性(圖5) 由圖可知,其半對數(shù)量效關(guān)系曲線也均呈明顯的“S”型,與陽性對照藥VE的趨勢也相同。由此說明,醇提物也有一定的抗氧化活性。
圖5 7種食用菌醇提物體外抗氧化活性對比
2.5 7種食用菌水提物和醇提物的體外抗氧化活性比較(表5) 由表可知,食用菌水提物的抗氧化活性依次為香菇>平菇>白玉菇>杏鮑菇>海鮮菇>金針菇>蟹味菇,而醇提物依次為白玉菇>平菇>香菇>海鮮菇>杏鮑菇>金針菇>蟹味菇。由此說明,香菇水提液 (2.81 mg/mL)的抗氧化活性最高,而且7種食用菌水提物的IC50值均明顯低于醇提物,說明前者的體外抗氧化活性大于后者。
本實(shí)驗(yàn)在傳統(tǒng)分光光度計(jì)法測定體外抗氧化活性的基礎(chǔ)上,建立了微孔板法篩選模型。結(jié)果發(fā)現(xiàn),該方法與分光光度計(jì)法相比,具有操作簡便、測試速度快、耗費(fèi)試劑少、精確度高、重現(xiàn)性好等優(yōu)點(diǎn),并克服了傳統(tǒng)方法操作費(fèi)時、溶劑量大、成本高等不足,與文獻(xiàn) [11]報(bào)道一致。因此,微孔板法適合大規(guī)模樣品初篩,具有良好的實(shí)用性,尤其是對微量天然產(chǎn)物 (如食用菌等)抗氧化活性的測試。
表5 7種食用菌水提物和醇提物DPPH·清除率的IC50值(mg/m L)
另外,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,7種食用菌水提物與醇提物的抗氧化活性有明顯差異,水提物的抗氧化活性明顯大于醇提物,并且香菇水提物的活性最高,這為尋找天然抗氧化劑提供了參考,也為香菇等食用菌的進(jìn)一步開發(fā)和利用提供了技術(shù)依據(jù)。
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1001-1528(2015)12-2772-04
10.3969/j.issn.1001-1528.2015.12.046
2014-12-25
國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目 (81473435);河南省高等學(xué)校青年骨干教師資助計(jì)劃項(xiàng)目 (2013GGJS-092);河南省教育廳科學(xué)技術(shù)重點(diǎn)資助項(xiàng)目 (14A310023);河南中醫(yī)學(xué)院研究生創(chuàng)新基金項(xiàng)目 (2014YCX009);河南中醫(yī)學(xué)院藥學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新學(xué)習(xí)項(xiàng)目 (YXCX[2014]22)
李根林 (1963—),男,教授,碩士生導(dǎo)師,從事中藥生物活性評價(jià)研究。Tel:13703920231,E-mail:lhb9988@163.com
*通信作者:吳宿慧 (1980—),女,講師,從事中藥藥理學(xué)研究。Tel:(0371)65962746,E-mail:iwusuhui@163.com