自由基在机体的生命过程中发挥着重要的作用,体内过多的自由基不仅能够攻击DNA、蛋白质和多糖等生物大分子,而且会导致机体损伤,引发多种慢性疾病。流行病学和营养学研究表明,长期摄入适量的天然抗氧化剂能够显著降低癌症和心脑血管硬化等疾病的发病率。
从食品中寻找安全的天然抗氧化剂,保护机体免受氧化应激,预防慢性疾病的发生,已经成为研究热点。枸杞蜜是蜜蜂采集枸杞花蜜后与自身分泌物在蜂巢中酿制而成的,为我国西北地区特有的单花种蜂蜜,呈浅琥珀色,花香味淡雅,结晶细腻,深受消费者青睐。
玄红专等测定了洋槐、枸杞、椴树和枣花等四种单花蜜对羟基自由基的清除能力,但研究结果未能反应枸杞蜜的抗氧化活性与生物体的相关性。单细胞凝胶电泳(,SCGE)技术又被称为彗星试验,是一种灵敏的测定DNA损伤的方法,当DNA断裂损伤时,在细胞电泳过程中,细胞核带负电荷的DNA片段由核心向阳极移动,形成彗星状的图像,可根据尾部与头部的荧光比例评定DNA的损伤程度。淋巴细胞是机体的免疫细胞能够准确反映机体的健康及生理状况,而羟基自由基是最活泼的活性氧分子,是导致DNA损伤的重要因素。
不同蜂蜜中化合物种类和含量的不同,对特定自由基和过渡态金属离子的亲和力存在差异,因此在抗氧化活性方面表现出很大差异。目前关于枸杞蜜的过渡态金属离子络合力、总抗氧化能力等体外抗氧化活性的研究很少,而有关枸杞蜜总酚、总*酮含量及其对DNA氧化损伤保护作用研究还未见报道。本文对青海枸杞蜜样本的总酚、总*酮含量和抗氧化活性进行初步评定,并采用彗星电泳技术,研究了枸杞蜜对小鼠淋巴细胞DNA氧化损伤的保护作用,旨为枸杞蜜的质量控制、生物活性评价和功能性食品的开发提供参考依据。
枸杞蜜的花粉分析
当蜂蜜中单一花粉比例高于80%时,即为单花蜜。各样本蜂蜜中枸杞花粉所占的比例为80.4%~89.4%,表明本研究中各样本蜂蜜均为枸杞单花蜜。
枸杞蜜中单酚类化合物
HPLC-ECD结果所示,所有样本枸杞蜜中均含有没食子酸、阿魏酸和槲皮素。不同枸杞蜜样品的酚酸含量也有显著差异(p<0.05),没食子酸含量为8.~16.mg/kg、阿魏酸含量为5.~13.mg/kg和槲皮素含量为0.~1.mg/kg,且没食子酸含量明显高于阿魏酸和槲皮素含量。Tenore等的研究结果显示枸杞蜜中的没食子酸含量显著高于柑橘蜜、柠檬蜜、杏花蜜等三种蜂蜜,而Liang等的研究表明,枣花蜜中没食子酸含量为0.25~0.32mg/kg,远低于枸杞蜜中的没食子酸含量。因此没食子酸可以作为一种潜在的花源标志物用于鉴别枸杞蜜和其他浅色蜜。枸杞蜜的总酚和总*酮含量蜂蜜的总酚含量与蜜源植物、气候、收获技术和贮藏条件等因素相关,因此各蜂蜜样品的总酚含量存在差别。
在枸杞蜜中发现有酚酸类和*酮类物质,因此测定其总酚和总*酮含量。与Tenore等的研究结果一致,实验中测得枸杞蜜的总酚酸、总*酮含量分别为~mgGAE/kg和7.19~12.26mgRE/kg。
枸杞蜜的体外抗氧化活性
DPPH自由基清除能力
枸杞蜜样品对DPPH自由基清除能力结果所示,所有枸杞蜜样品对DPPH自由基均有清除作用,枸杞蜜对DPPH自由基清除活性的IC50值为36.72~52.32mg/mL。曹炜等的研究结果表明蜂蜜的DPPH自由基清除能力主要与其总酚含量相关。实验中枸杞蜜的总酚含量越高,对应的DPPH自由基清除IC50值越小,自由基清除能力越强。由表3和图2可得,样品S9的总酚含量最高,其DPPH自由基清除能力清除能力也最强。
总抗氧化能力(FRAP)
对10种枸杞样品总抗氧化能力进行评价,枸杞蜜的FRAP值为.5~.6mgTrolox/kg。不同枸杞蜜样品的FRAP值如图3所示,S3样品的FRAP值最小为.5mgTrolox/kg,而S9号样品的FRAP值最大为.6mgTrolox/g。FRAP法不是测定具体某种自由基,而是样品总的还原能力,一些学者用此法测定样品的总抗氧化活性。
Can等的研究结果显示柑橘蜜的FRAP值为57.3~89.2mgTrolox/kg,远低于枸杞蜜的FRAP值,表明柑橘蜜的抗氧化活性弱于枸杞蜜,可能与蜂蜜的产地、气候的因素相关。枸杞蜜产地为我国西北地区,是典型的干旱半干旱地区,而柑橘蜜的产地为湿润区,一般干旱半干旱地区蜂蜜的抗氧化活性高于湿润区蜂蜜的抗氧化活性。
枸杞蜜的Fe3+还原力测定
10种枸杞蜜样品铁离子还原力实验结果所示,枸杞蜜的Fe3+还原力平均值为0.~0.mgVC/kg。枸杞蜜的Fe3+还原力有较大的差异性,其中S9号枸杞蜜样品的Fe3+还原力能力最强,约为S3枸杞样品的2倍。Wang等的研究结果表明蜂蜜的Fe3+还原力与蜂蜜的采收时间、运输和贮藏温度等因素相关,而在实际生产中蜂蜜的采收时间、运输和贮存条件很难保持一致,因此不同枸杞蜜样本的Fe3+还原力呈现较大的差异性。
枸杞蜜对Fe2+的络合力,测定的10个枸杞蜜样品均对Fe2+具有络合力,在27.4~41.7mgEDTA-2Na/kg之间。Sun等认为蜂蜜对Fe2+的络合合能力主要与其*酮类物质独特的C6-C3-C6结构和碳桥上特定的酚羟基能够高效的络合过渡态金属离子有关。
Wang等研究结果显示荆条蜜的Fe2+的络合力为3.18~41.7mgEDTA-2Na/kg。Tenore等研究结果表明,花蜜的成分受植物的生长环境和气候影响较大,接受充足阳光的植物比其他植物具有更多的多酚含量,而荆条蜜产地的纬度与枸杞蜜相似,因此两种蜜的Fe2+的络合力无显著性差异。
总酚、总*酮含量与抗氧化活性的相关性分析枸杞蜜的抗氧化活性与总酚、总*酮含量的相关性分析结果如表4所示。酚类物质中的酚羟基可以提供电子,具有较强的还原能力,是蜂蜜具有抗氧化活性的化学基础。枸杞蜜的DPPH自由基清除能力和Fe3+还原能力与其总酚含量均显著相关(p<0.05,p<0.01),表明枸杞蜜清除DPPH自由基和Fe3+还原能力主要是通过酚羟基中的氢原子的还原性。
枸杞蜜的Fe2+络合能力与其总*酮含量极显著相关(p<0.01),是由于*酮类物质特殊的化学结构,使Fe2+能够螯合在*酮类化合物母核的3-羟基和4-羰基之间。
枸杞蜜对H2O2诱导的小鼠淋巴细胞DNA损伤的保护作用
采用羟基诱导小鼠淋巴细胞作为DNA损伤模型,研究枸杞蜜对DNA氧化损伤的保护作用。枸杞蜜S9的总酚、总*酮含量是10个样本蜜中最高的,因此选用S9样品进行彗星电泳实验。空白对照组无明显DNA损伤,细胞呈圆形,模型组因加入H2O2的能够通过Fenton反应产生羟基自由基对DNA结构造成严重的损伤,细胞呈现明显的彗星式拖尾,而加入枸杞蜜的各剂量组与模型组相比拖尾明显减弱。由于细胞间存在个体差异,为避免受极值的影响,各实验组随机选择细胞50个,统计尾部DNA含量、尾矩和Olive尾矩,以比较各组数据分布和组间差异。结果所示,三个加入枸杞蜜保护组淋巴细胞的尾部DNA含量、尾矩和Olive尾矩,均显著低于模型组(p<0.05)。
彗星电泳实验结果表明枸杞蜜在0.05~0.2g/mL浓度范围内能够减轻由羟基自由基诱导的小鼠淋巴细胞DNA氧化损伤。对比低、中、高三个剂量组,当枸杞蜜浓度增加时,彗星尾部DNA比例(依次为63.5%、50.4%和35.0%),尾矩(依次为.9、.8和91.5)和Olive尾矩(依次为.7、91.6和57.4)依次减小。多元线性回归结果显示,尾部DNA含量、尾矩和Olive尾矩与枸杞蜜浓度的线性回归方程决定系数依次为:R2=0.,R2=0.,R2=0.9,表明枸杞蜜对小鼠淋巴细胞DNA的保护作用存在明显的剂量-效应关系。羟基自由基在活性氧中对DNA攻击能力最强,能够直接导致DNA开环甚至断裂。
当机体内的自由基过多,机体无法正常清除时会发生氧化应激,外源抗氧化剂能够起到预防自由基对DNA生物大分子的氧化损伤。枸杞蜜对DNA氧化损伤的保护机制可能是蜂蜜中酚类化合物能够直接清除羟基自由基或通过酚羟基络合过渡态金属离子抑制Fenton反应从而减少羟基自由基。
张华等的研究结果表明,酚酸类物质的抗氧化活性高于*酮类物质,枸杞蜜中的酚酸含量较高。枸杞蜜中*酮类物质含量较低,对Fe2+络合力弱,因此枸杞蜜对DNA的主要保护机理可能为通过酚酸类物质的酚羟基直接清除羟基自由基,而络合过渡态金属离子抑制Fenton反应为辅助途径。本研究结果表明枸杞蜜能够减轻羟基自由基诱导的小鼠淋巴细胞DNA氧化损伤,且其对DNA氧化损伤的保护作用与枸杞蜜浓度存在剂量-效应关系。
结论
西北地区特有的枸杞蜜是单花种蜜,具有较强的还原能力、DPPH自由基的清除活性和抗氧化能力,在体外环境中能够对羟基自由基诱导的小鼠淋巴细胞DNA的氧化损伤起到较好的保护作用。枸杞蜜的抗氧化活性不仅与其总酚含量呈显著的正相关(p<0.05),而且对羟基自由基诱导的小鼠淋巴DNA氧化损伤的保护作用也呈量效关系(p<0.05)。枸杞蜜对DNA氧化损伤的保护机制主要与其酚类物质有较强的清除自由基活性有关,而枸杞蜜中抗氧化成分的分子结构特征、抗氧化机制及其各抗氧化成分间的协同相互作用还有待进一步深入研究。
(来源:《食品工业科技》,枸杞蜜的抗氧化活性及其对DNA氧化损伤的保护作用,何亮亮赵浩安刘新艳张颖王银程妮曹炜)
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