趙 巖,于鑫淼,魏玉萍,白冰瑤,張 麗,張 斌,潘磊慶,宋麗軍,
(1.塔里木大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,新疆阿拉爾 843300;2.蚌埠學(xué)院食品與生物工程學(xué)院,安徽蚌埠 233030;3.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院,江蘇南京 210095)
管花肉蓯蓉(Cistanche tubulosa),也稱之為南疆大蕓、紅柳大蕓、硬大蕓[1],主要分布在我國(guó)新疆南疆[2],寄生于檉柳(紅柳)屬植物的根部,柴性較大,木質(zhì)纖維比重較高。由于肉蓯蓉屬為寄生植物,其有效成分的種類和含量與寄主的存活能力以及獲取養(yǎng)分的能力密切相關(guān)[3]。管花肉蓯蓉的宿主植物紅柳根系深廣,能夠?yàn)槠涮峁└嗟臓I(yíng)養(yǎng)成分,故管花肉蓯蓉中生物活性物質(zhì)種類豐富,如松果菊苷、毛蕊花糖苷和多糖等[4?5]。研究發(fā)現(xiàn),肉蓯蓉具有抗氧化、護(hù)肝、潤(rùn)腸通便、降血糖、降血脂、緩解疲勞等生理活性[6?11]。其中松果菊苷和毛蕊花糖苷等苯乙醇苷類化合物為補(bǔ)腎陽、抗衰老、抗疲勞主要藥效物質(zhì)[12],同時(shí)能夠增殖成骨細(xì)胞并促進(jìn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞向成骨細(xì)胞分化[13?14]。2020 版《中國(guó)藥典》規(guī)定管花肉蓯蓉中松果菊苷和毛蕊花糖苷的總量不得少于1.5%[15]。
隨著肉蓯蓉需求量的增加,野生資源的逐漸匱乏,人工種植管花肉蓯蓉已成為市場(chǎng)上的主流品種[16]。青海省位于我國(guó)的西北地區(qū),與甘肅、新疆相鄰,其中柴達(dá)木盆地降水量低,氣候干旱,適合荒漠植物的生長(zhǎng)。目前在青海地區(qū)已成功實(shí)現(xiàn)肉蓯蓉仿野生栽培,產(chǎn)量日益增加。肉蓯蓉具有“性從地變,質(zhì)與物遷”的特性,栽培環(huán)境對(duì)其品質(zhì)具有顯著影響,目前我國(guó)對(duì)管花肉蓯蓉的研究產(chǎn)地多為新疆南疆地區(qū),關(guān)于其它地區(qū)管花肉蓯蓉品質(zhì)的研究不夠深入。
因管花肉蓯蓉各部位的有效成分含量差異懸殊[1],為更加合理的進(jìn)行品質(zhì)評(píng)價(jià),本文以青海地區(qū)栽培的管花肉蓯蓉為原料,對(duì)其不同部位生物活性成分及抗氧化活性進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)定,為青海管花肉蓯蓉的質(zhì)量評(píng)價(jià)及其加工產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
肉蓯蓉樣品 青海柴達(dá)木地區(qū)管花肉蓯蓉干燥肉質(zhì)莖。取1 kg 樣品(15~20 cm),根據(jù)已報(bào)道[17?18]的取樣方法,將每個(gè)樣品平均分成3 份,分別命名為根部、中部、頂部(圖1),樣品粉碎后過50 目篩,真空密封包裝備用。乙腈、甲酸 色譜純,德國(guó)Merck公司;毛蕊花糖苷、松果菊苷標(biāo)準(zhǔn)品 色譜純,安倍爾(上海)有限公司;其他試劑 均為國(guó)產(chǎn)分析純。
圖1 不同部位肉蓯蓉劃分示意圖Fig.1 Schematic diagram of different parts ofCistanchetubulosa
FA2204B 電子天平 歐萊博光電技術(shù)(北京)有限公司;FW-135 超微粉碎機(jī) 北京永光明醫(yī)療器械有限公司;DHG-9030A 電熱鼓風(fēng)干燥箱 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;HC-1016 離心機(jī) 安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司;752G 紫外可見分光光度計(jì)、LC-210 高效液相色譜儀 上海精密科學(xué)儀器有限公司;BK-EL10C 多功能酶標(biāo)儀 博騰儀器有限公司。
1.2.1 總多酚含量測(cè)定 采用福林酚法測(cè)定,參照LI 等[19]的方法稍作修改。
樣液的制備:準(zhǔn)確稱取樣品粉末0.50 g,按料液比1:40(70%乙醇),于60 ℃條件下超聲輔助提取40 min,冷卻后離心10 min(4500 r/min),取上清液定容至50 mL 備用。
取樣品溶液1 mL,加入5 mL 福林酚溶液(10%),混勻,靜置15 min,加入4 mL Na2CO3溶液(7.5%),漩渦振蕩搖勻,于室溫條件下避光靜置40 min,用紫外-可見分光光度計(jì)于765 nm 處測(cè)定吸光度。以沒食子酸配制標(biāo)準(zhǔn)溶液繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=0.0505x+0.0347,R2=0.9991,樣品測(cè)定結(jié)果以沒食子酸當(dāng)量表示(mg Gallic acid equivalent,GAE/g DW)。
1.2.2 總多糖含量測(cè)定 采用苯酚-硫酸法測(cè)定,參照Dubois 等[20]的方法稍作修改。
樣液的制備:精確稱取樣品粉末1.00 g,按料液比1:30(去離子水),于50 ℃條件下超聲輔助提取60 min,冷卻后離心10 min(4500 r/min),取上清液,緩慢加入95%乙醇至乙醇終濃度為80%,4 ℃條件下靜置12 h 后,4500 r/min 離心處理,棄去上清液,將沉淀依次用無水乙醇、丙酮、乙醚清洗,反復(fù)清洗兩次后,加入去離子水復(fù)溶,用sevage 溶液(氯仿:正丁醇=4:1)脫去蛋白,定容后待測(cè)。
取1 mL 樣液加入600 μL 苯酚溶液(6%)、3 mL濃硫酸,渦旋混合60 s 后,沸水浴10 min,冷卻至室溫后于490 nm 處測(cè)定吸光度。以葡萄糖配制標(biāo)準(zhǔn)溶液繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=0.0146x?0.015,R2=0.9998,樣品測(cè)定結(jié)果以葡萄糖當(dāng)量表示(mg dextrose equivalent,DE/g DW)。
1.2.3 總?cè)坪繙y(cè)定 參照何策等[21]的方法稍作修改。
樣液制備方法同1.2.1。取0.4 mL 樣液水浴揮干,加入0.4 mL 1.5%香草醛-冰乙酸溶液(現(xiàn)用現(xiàn)配),再加入1.6 mL 高氯酸,70 ℃水浴15 min,取出后快速冷卻,加入5 mL 乙酸乙酯,靜置5 min 后于560 nm 處測(cè)定吸光度。以齊墩果酸配制標(biāo)準(zhǔn)溶液繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=16.005x?0.0256,R2=0.9987,樣品測(cè)定結(jié)果以齊墩果酸當(dāng)量表示(mg Oleanolic acid equivalent,OAE/g DW)。
1.2.4 總原花青素含量測(cè)定 采用香草醛-鹽酸法測(cè)定,參照呂筱等[22]的方法稍作修改。
樣液的制備:精確稱取樣品粉末0.50 g,按料液比1:30(80%乙醇),于50 ℃條件下超聲輔助提取40 min,冷卻后離心10 min(4500 r/min),取上清液定容至50 mL 備用。取干凈試管加入0.5 mL 樣液、3 mL 香草醛-甲醇溶液(4%),混勻,再加入1.5 mL濃鹽酸,混勻后于室溫條件下顯色20 min,于500 nm處測(cè)定吸光度。以原花青素配制標(biāo)準(zhǔn)溶液繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=2.1709x?0.0036,R2=0.9979,樣品測(cè)定結(jié)果以原花青素當(dāng)量表示(mg Proanthocyanidin equivalent,PCE/g DW)。
1.2.5 毛蕊花糖苷與松果菊苷含量測(cè)定 參照許明君等[23]的實(shí)驗(yàn)方法并略加修改。
樣液的制備:精確稱取樣品粉末1.00 g,按料液比1:30(80%乙醇),于60 ℃條件下超聲輔助提取40 min,冷卻后離心10 min(4500 r/min),取上清液定容至50 mL 備用。
色譜柱:Alltima C18柱(4.6 mm×250 mm,5 μm);流動(dòng)相:0.4%甲酸溶液(A)-乙腈(B);洗脫程序?yàn)?~10 min,90%(A);10~20 min,90%~80%(A);20~30 min,80%~75%(A);30~40 min,75%~80%(A);40~50 min,80%~90%(A),柱溫25 ℃,流速1.00 mL/min;檢測(cè)波長(zhǎng):330 nm;進(jìn)樣量10 μL。以濃度為橫坐標(biāo),相應(yīng)的峰面積為縱坐標(biāo),繪制松果菊苷標(biāo)準(zhǔn)曲線y=15311296.40x?119140.61,R2=0.9996,線性范圍0.04~0.48 mg/mL;毛蕊花糖苷標(biāo)準(zhǔn)曲線y=21780400.45x?121356.95,R2=0.9994,線性范圍0.04~0.08 mg/mL。松果菊苷與毛蕊花糖苷標(biāo)準(zhǔn)品HPLC 色譜圖見圖2和圖3。
圖2 松果菊苷標(biāo)準(zhǔn)品HPLC 色譜圖Fig.2 HPLC chromatogram of echinoside standard
圖3 毛蕊花糖苷標(biāo)準(zhǔn)品HPLC 色譜圖Fig.3 HPLC chromatogram of verbascoside standard
1.2.6 體外抗氧化活性測(cè)定 樣液制備:稱取1.20 g樣品粉末,加入30 mL 乙醇(60%),于60 ℃條件下超聲輔助提取40 min,冷卻后離心10 min(4500 r/min),取上清溶液,加入乙醇(60%)稀釋,使樣液濃度分別為1、3、5、10、20、30、40 mg/mL,待測(cè)。
1.2.6.1 ABTS 自由基清除能力 參照Roberta 等[24]的實(shí)驗(yàn)方法稍作修改:用去離子水配制ABTS 終濃度為7 mmol/L 與過硫酸鉀終濃度為2.45 mmol/L的混合溶液,于25 ℃避光靜置12 h。使用前用去離子水稀釋,使其在734 nm 處的吸光度為(0.70±0.05),即得ABTS 工作液。取10 μL 樣液加入酶標(biāo)板中,再加入200 μL ABTS 工作液,室溫避光反應(yīng)30 min后,于734 nm 處測(cè)定吸光度,以60%乙醇為對(duì)照。按照公式(1)計(jì)算ABTS 自由基清除率。
其中:A0:空白對(duì)照(60%乙醇代替樣品)的吸光值;A1:ABTS 溶液與樣品的吸光值;A2:去離子水代替ABTS 溶液的吸光值。
1.2.6.2 DPPH 自由基清除能力 參照Kirigaya 等[25]的實(shí)驗(yàn)方法稍作修改:將10 μL 樣液與250 μL 新配制的DPPH 溶液加入酶標(biāo)板充分混勻,室溫避光條件下反應(yīng)30 min,以60%的乙醇為對(duì)照,在517 nm 處測(cè)定吸光度。按照公式(2)計(jì)算DPPH 自由基清除率。
其中:A0:空白對(duì)照(60%乙醇代替樣品)的吸光值;A1:DPPH 溶液與樣品的吸光值;A2:無水乙醇代替DPPH 溶液的吸光值。
所有數(shù)據(jù)平行測(cè)定三次,結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差(SD)的表示。利用SPSS Statistics 26.0 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析、方差分析,P<0.05 表示差異顯著。
圖4 為管花肉蓯蓉不同部位總多酚含量。由圖4可知:根部的總多酚含量顯著高于中部和頂部(P<0.05)。根部含量為36.62 mg GAE/g DW,中部和頂部分別為20.10 mg GAE/g DW 和12.13 mg GAE/g DW。根部總多酚含量分別為中部、頂部的1.82 倍和3.02 倍。包斌等[26]通過用不同溶劑提取管花肉蓯蓉中的總多酚,結(jié)果顯示甲醇、乙醇提取物中總多酚含量分別為32.65±6.22 和31.45±3.54 mg GAE/g DW,與本文根部總多酚含量較接近。
圖4 肉蓯蓉不同部位總多酚含量Fig.4 Total polyphenol content in different parts ofCistanche tubulosa注:圖中不同字母表示組間差異顯著(P<0.05);圖4~圖9 同。
圖5 為管花肉蓯蓉不同部位總多糖含量。由圖5可知:根部的總多糖含量顯著高于中部和頂部(P<0.05),根部含量(28.06 mg DE/g DW)分別為中部含量(18.71 mg DE/g DW)和頂部含量(13.15 mg DE/g DW)的1.50 倍、2.13 倍。楊太新等[27]通過對(duì)華北平原管花肉蓯蓉不同部位的多糖含量進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)多糖含量根部>中部>頂部,與本文研究結(jié)果一致。
圖5 肉蓯蓉不同部位總多糖含量Fig.5 Total polysaccharide content in different parts ofCistanche tubulosa
原花青素廣泛存在于植物中,有著較強(qiáng)的清除自由基和抗氧化能力,具有抗腫瘤、抗衰老、防治糖尿病的功效,具有極高的食用、藥用價(jià)值[28]。三萜類化合物具有抗腫瘤、抗炎、保肝保腎以及調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)等作用[29]。
本文研究了管花肉蓯蓉不同部位的總?cè)坪浚▓D6)和總原花青素含量(圖7)。由圖6 可知:根部的總?cè)坪枯^高,為10.52 mg OAE/g DW,其次為中部(8.02 mg OAE/g DW)和頂部(6.44 mg OAE/g DW)。由圖7 可知:三部位之間的總原花青素含量無明顯差異(P>0.05),其根部、中部和頂部的含量分別為2.76、2.59、2.88 mg PCE/g DW。與其他富含色素的植物相比,管花肉蓯蓉中原花青素含量較低。
圖6 肉蓯蓉不同部位總?cè)坪縁ig.6 Total triterpenoid content in different parts ofCistanche tubulosa
圖7 肉蓯蓉不同部位總原花青素含量Fig.7 Total procyanidin content in different parts ofCistanche tubulosa
松果菊苷和毛蕊花糖苷是肉蓯蓉中主要的生物活性物質(zhì)。圖8 為肉蓯蓉不同部位松果菊苷含量。由圖8 可知:根部的松果菊苷含量最高,含量為79.12 mg/g DW,中部和頂部含量分別為27.53、11.73 mg/g DW,根部含量分別為中部和頂部的2.87 倍、6.75 倍。
圖8 管花肉蓯蓉不同部位松果菊苷含量Fig.8 Echinoside content in different parts ofCistanche tubulosa
圖9 為肉蓯蓉不同部位毛蕊花糖苷含量。由圖9 可知:根部的含量為13.31 mg/g DW,中部和頂部的含量分別為4.84、3.48 mg/g DW;根部含量分別為中部、頂部的2.75 倍、3.82 倍。郭雄飛[1]、楊太新[17]通過對(duì)管花肉蓯蓉不同部位的松果菊苷與毛蕊花糖苷進(jìn)行測(cè)定比較,發(fā)現(xiàn)根部的含量顯著高于其他部位,與本文測(cè)定結(jié)果一致。本文中青海管花肉蓯蓉三個(gè)部位松果菊苷的平均含量為39.46 mg/g DW,毛蕊花糖苷的平均含量為7.21 mg/g DW,兩種有效成分總含量為46.67 mg/g DW(4.67%),滿足《中國(guó)藥典》對(duì)其規(guī)定的不少于1.5%的含量要求。而蔡鴻等[16]測(cè)定60 批新疆地區(qū)產(chǎn)管花肉蓯蓉,其中松果菊苷含量為3.39~86.64 mg/g DW,平均含量29.24 mg/g DW,毛蕊花糖苷含量為0.70~12.89 mg/g DW,平均含量為5.43 mg/g DW。由此表明,本文中青海管花肉蓯蓉樣品根部的松果菊苷與毛蕊花糖苷含量較高,且三部位的平均值也高于新疆地區(qū)60 批樣品的平均值。
圖9 管花肉蓯蓉不同部位毛蕊花糖苷含量Fig.9 Verbascoside content in different parts ofCistanche tubulosa
綜上所述,本文所研究的管花肉蓯蓉樣品三個(gè)部位中,除總原花青素?zé)o顯著差異性,其它有效成分含量均為根部>中部>頂部。這一結(jié)果與同為肉蓯蓉基源植物的荒漠肉蓯蓉表現(xiàn)一致,姬曉慧等[30]通過對(duì)荒漠肉蓯蓉不同部位的功效物質(zhì)含量差異進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)根部的多種功效物質(zhì)要高于其他部位,分析產(chǎn)生這一現(xiàn)象可能與其生殖生長(zhǎng)及營(yíng)養(yǎng)成分的運(yùn)輸有關(guān)。
肉蓯蓉富含多種抗氧化活性成分,其總抗氧化活性與不同活性成分之間的協(xié)同作用密切相關(guān)[26]。圖10 和圖11 分別為管花肉蓯蓉不同部位對(duì)ABTS和DPPH 自由基的清除能力。由圖10 可知:隨著樣品濃度的增加,對(duì)ABTS 自由基的清除能力逐漸增強(qiáng)。根部對(duì)ABTS 自由基的清除能力最強(qiáng),其次為中部和頂部。當(dāng)濃度為5 mg/mL 時(shí),根部、中部和頂部的清除率分別為96.75%、93.82%和81.03%;當(dāng)樣品濃度為10 mg/mL 時(shí),根部和中部對(duì)ABTS自由基的清除率達(dá)到99%以上,接近抗壞血酸的清除能力。根部、中部和頂部對(duì)ABTS 自由基清除能力的IC50值分別為0.91、1.59 和2.32 mg/mL(表1)。
圖10 管花肉蓯蓉不同部位ABTS 自由基清除能力Fig.10 ABTS free radical scavenging ability in different parts ofCistanche tubulosa
圖11 管花肉蓯蓉不同部位DPPH 自由基清除能力Fig.11 DPPH free radical scavenging ability in different parts ofCistanche tubulosa
如圖11 所示,隨著樣品濃度的增加,對(duì)DPPH自由基的清除能力也逐漸增強(qiáng)。根部對(duì)DPPH 自由基的清除能力最強(qiáng),其次為中部和頂部。當(dāng)樣品濃度為10 mg/mL 時(shí),根部、中部和頂部的清除率分別為76.31%、64.75%和54.54%,當(dāng)樣品濃度大于10 mg/mL時(shí),濃度的增加并沒有對(duì)DPPH 自由基的清除帶來明顯的效果,雖然未達(dá)到抗壞血酸的清除效果,但也表現(xiàn)出較好的自由基清除能力。根部、中部和頂部對(duì)DPPH 自由基清除能力的IC50值分別為0.77、5.16、10.66 mg/mL(表1)。*相關(guān)性顯著(P<0.05),**相關(guān)性極顯著(P<0.01)。
表1 不同部位自由基清除能力的IC50值(mg/mL)Table 1 IC50values of free radical scavenging ability of different parts (mg/mL)
包斌等[26]分別研究了管花肉蓯蓉甲醇和乙醇提取物的抗氧化活性,結(jié)果顯示兩種提取物均可有效清除DPPH 自由基,甲醇和乙醇提取物的DPPH IC50值分別為0.142、0.175 mg/mL;何夢(mèng)夢(mèng)等[31]通過研究發(fā)現(xiàn),肉蓯蓉水提物對(duì)DPPH 和ABTS 自由基具有較強(qiáng)的清除能力。上述研究結(jié)果均表明肉蓯蓉提取物均有較好的自由基清除能力。
綜上所述,青海省管花肉蓯蓉對(duì)ABTS 和DPPH自由基均有較好的清除能力,且不同部位的抗氧化能力順序均為:根部>中部>頂部。
表2 為不同指標(biāo)之間的相關(guān)性,由表2 可知,總多酚含量與總多糖、總?cè)埔约八晒哲蘸恐g呈顯著正相關(guān)(P<0.05);總多糖與總?cè)坪砍蕵O顯著正相關(guān)(P<0.01),與松果菊苷含量呈顯著正相關(guān)(P<0.05);松果菊苷與毛蕊花糖苷含量呈顯著正相關(guān)(P<0.05);ABTS IC50值與總?cè)坪砍曙@著負(fù)相關(guān)(P<0.05);ABTS IC50值及DPPH IC50值與總多酚、總?cè)?、總多糖、松果菊苷、毛蕊花糖苷含量呈?fù)相關(guān),說明青海管花肉蓯蓉的DPPH 和ABTS 自由基清除能力與總多酚、總?cè)?、總多糖、松果菊苷以及毛蕊花糖苷含量密切相關(guān);ABTS IC50值及DPPH IC50值與總原花青素含量呈正相關(guān)關(guān)系,可能是由于三個(gè)部位的總原花青素含量差異不顯著導(dǎo)致,并不能說明總原花青素?zé)o抗氧化能力。
表2 不同測(cè)定指標(biāo)相關(guān)性分析Table 2 Correlation analysis of different measured indexes
本文對(duì)青海管花肉蓯蓉根、中、頂三部位生物活性成分含量及其抗氧化活性進(jìn)行了比較研究。研究表明,青海管花肉蓯蓉中含有豐富的多酚、三萜、多糖、苯乙醇苷類等生物活性物質(zhì)。除總原花青素在不同部位的含量差異不顯著外,總多酚、總?cè)?、總多糖、松果菊苷及毛蕊花糖苷含量均表現(xiàn)為根部>中部>頂部。其中的松果菊苷與毛蕊花糖苷平均含量分別為39.46、7.21 mg/g DW,滿足2020 版《中國(guó)藥典》規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。管花肉蓯蓉對(duì)ABTS 和DPPH 自由基均有較強(qiáng)的清除能力,且不同部位的抗氧化能力強(qiáng)弱順序均為根部>中部>頂部。其根部、中部和頂部對(duì)ABTS 自由基清除能力的IC50值分別為0.91、1.59、2.32 mg/mL,對(duì)DPPH 自由基清除能力的IC50值分別為0.77、5.16、10.66 mg/mL。管花肉蓯蓉醇提物對(duì)ABTS 自由基與DPPH 自由基的具有較強(qiáng)的清除能力。本研究為青海管花肉蓯蓉的精深加工提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。