五味子蜂花粉不同萃取物對小鼠肝臟脂質(zhì)過氧化及DNA氧化損傷的作用

陳思南，王心怡，李夢婷，何亮亮，王齊蕾，王郭嬌，王衛(wèi)東，曹 煒，程 妮,*

（1.西北大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710069；2.陜西省康泰萊生物醫(yī)藥工程有限公司，陜西 西安 710075）

蜂花粉是指蜜蜂采集顯花植物的花粉，并向其中加入花蜜和自身分泌物混合而成的不規(guī)則扁圓形團(tuán)狀物[1]。由于其含有豐富的蛋白質(zhì)、不飽和脂肪酸、多糖、維生素、酚類等，被譽(yù)為“天然營養(yǎng)庫”。這些對健康有益的生物活性物質(zhì)使得蜂花粉有抗氧化、抗癌、降低膽固醇和增強(qiáng)免疫等生理保健功能，近年來對其抗氧化、保肝、抗癌等作用的研究已成為熱潮[2-6]。

五味子（Schisandra chinensis）是一種藥用植物，在各國藥典中被廣泛使用，其作為一種傳統(tǒng)中藥已有數(shù)千年臨床診療歷史[7-8]。五味子蜂花粉產(chǎn)量大、分布廣、抗氧化活性強(qiáng)，因此有一定的研究價(jià)值。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)，五味子蜂花粉粗提物含有豐富的酚類化合物，對四氯化碳引起的小鼠肝損傷有顯著的保護(hù)作用。為了探究五味子蜂花粉酚類物質(zhì)組成，明確其中高抗氧化活性酚類物質(zhì)的分布，本研究采用不同極性的溶劑對其粗提物進(jìn)行萃取，測定不同萃取物的總酚、總黃酮含量和Fe2＋絡(luò)合能力、還原力及清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基的能力，探討其對小鼠肝臟脂質(zhì)過氧化的抑制作用及對質(zhì)粒DNA氧化損傷的保護(hù)作用，旨在為五味子蜂花粉高抗氧化活性酚類物質(zhì)的分離純化提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

五味子蜂花粉由陜西老蜂農(nóng)生物科技有限責(zé)任公司提供。C57BL6小鼠：雄性，體質(zhì)量18～22 g，由西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院提供。實(shí)驗(yàn)動(dòng)物生產(chǎn)許可證號：SCXK（陜）2018-001；使用許可證號：SYXK（陜）2015-002。

沒食子酸、蘆丁、DPPH、乙二胺四乙酸二鈉（ethylene diamine tetraacetic acid based sodium salt，Na2EDTA）、水溶性VE（Trolox）、三吡啶基三嗪（2,4,6-tri(2-pyridyl)-S-triazine，TPTZ）、牛血清白蛋白、鐵試劑（FerroZine） 美國Sigma公司；pBR322質(zhì)粒DNA 日本Takara生物醫(yī)藥公司；瓊脂糖 美國Bio-Rad公司；甲醇（色譜級） 德國Merck公司；其他試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

U3000高效液相色譜（high performance liquid chromatography，HPLC）儀 美國Thermo Fisher公司；R-1050Ex旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 鄭州長城科工貿(mào)有限公司；CP224C電子分析天平 奧豪斯儀器（上海）有限公司；L5S紫外-可見分光光度計(jì) 上海儀電分析儀器有限公司；DYY-8D電泳儀 北京六一生物科技有限公司；UVP Gelstudio touch凝膠成像儀 德國耶拿分析儀器股份公司；HH-501超級恒溫水浴鍋 天津市鑫博得儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 五味子蜂花粉不同萃取物的提取與分離

將5 kg五味子蜂花粉粉碎后加入30 倍體積的體積分?jǐn)?shù)75%乙醇溶液浸泡24 h，取上清液，剩余殘?jiān)貜?fù)以上操作1 次，合并兩次提取液進(jìn)行過濾，40 ℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮至無醇味。提取物中加入適量蒸餾水進(jìn)行分散，形成均一懸濁液，依次加入石油醚、乙酸乙酯、正丁醇進(jìn)行萃取。將得到的不同極性萃取液40 ℃濃縮至浸膏，置于-4 ℃冰箱中保存?zhèn)溆?。分別得到石油醚層萃取物228.41 g，乙酸乙酯層萃取物12.0 g，正丁醇層萃取物175.2 g。

1.3.2 HPLC分析五味子蜂花粉不同萃取物活性成分

ZORBAX SB-C18硅烷色譜柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）；流動(dòng)相A：甲醇、流動(dòng)相B：0.1%（體積分?jǐn)?shù)，下同）甲酸；梯度洗脫程序?yàn)椋? min，5%流動(dòng)相A；10 min，15%流動(dòng)相A；20 min，15%流動(dòng)相A；25 min，17%流動(dòng)相A；30 min，30%流動(dòng)相A；50 min，40%流動(dòng)相A；60 min，55%流動(dòng)相A；70 min，80%流動(dòng)相A；75 min，85%流動(dòng)相A；78 min，10%流動(dòng)相A；85 min，5%流動(dòng)相A；流速為1.0 mL/min；二極管陣列檢測器；檢測波長分別為254、280、290、324 nm；柱溫為30 ℃。

1.3.3 總酚含量的測定

參照Zhou Juan等[9]的方法，使用Folin-Ciocalteu法測定五味子蜂花粉不同萃取物的總酚含量。將已分離的五味子蜂花粉正丁醇萃取物、乙酸乙酯萃取物、石油醚萃取物分別配制成質(zhì)量濃度為1.0 mg/mL的待測樣液，準(zhǔn)確移取0.2 mL不同萃取物待測液，加入1 mL Folin-Ciocalteu顯色劑，混勻后加入5 mL 1 mol/L Na2CO3溶液，用蒸餾水定容至10 mL，混合均勻，在室溫條件下避光放置1 h，于760 nm波長處測吸光度?？偡雍勘硎緸槊?00 g浸膏相當(dāng)于沒食子酸的質(zhì)量。

1.3.4 總黃酮含量的測定

參照Blasa等[10]的方法并稍作修改。準(zhǔn)確移取質(zhì)量濃度為1.0 mg/mL不同萃取物待測液1.0 mL，分別加入5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）NaNO2溶液0.4 mL，搖勻，室溫放置6 min。加入10% Al(NO3)3溶液0.4 mL，搖勻放置6 min。加入4% NaOH溶液4 mL，再用80%甲醇溶液定容至10 mL，搖勻，室溫下靜置15 min，于510 nm波長處測定吸光度?？傸S酮含量表示為每100 g浸膏相當(dāng)于蘆丁的質(zhì)量。

1.3.5 對Fe2＋絡(luò)合能力的測定

在Singh等[11]的方法上加以改進(jìn)。準(zhǔn)確移取質(zhì)量濃度為1.0 mg/mL的不同萃取物待測液0.2 mL，加入1 mmol/L FeSO4溶液0.1 mL和1 mmol/L鐵試劑0.3 mL，并用甲醇定容至3.0 mL，混勻，反應(yīng)10 min后在562 nm波長處測吸光度。以不加樣品溶液為參比，Na2EDTA為陽性對照，F(xiàn)e2＋絡(luò)合能力表示為每克浸膏相當(dāng)于Na2EDTA的質(zhì)量。

1.3.6 還原力的測定

參照Benzie等[12]的方法。將正丁醇、乙酸乙酯、石油醚萃取物分別配制成質(zhì)量濃度為0.01、0.1、1.0 mg/mL的待測樣液，分別向試管中加入1.0 mL待測樣液，再加入TPTZ工作液（包括300 mmol/L pH 3.6醋酸鹽緩沖液25.0 mL、10 mmol/L TPTZ溶液2.5 mL、20 mmol/L FeCl3溶液2.5 mL）4.0 mL，混勻，于37 ℃恒溫水浴10 min后在593 nm波長處測定吸光度。以Trolox為標(biāo)準(zhǔn)品，還原力表示為每毫克浸膏相當(dāng)于Trolox的質(zhì)量。

1.3.7 DPPH自由基清除能力的測定

對Rodrigo等[13]的方法進(jìn)行改進(jìn)。將DPPH標(biāo)準(zhǔn)品配制成0.04 mg/mL甲醇溶液，于棕色具塞試管中分別加入不同質(zhì)量濃度待測樣液0.6 mL，再加入上述DPPH溶液5.0 mL，混勻，避光反應(yīng)1 h，于517 nm波長處測吸光度。根據(jù)公式（1）計(jì)算DPPH自由基清除率。

式中：A空白為以甲醇代替樣品吸光度；A樣品為樣品組吸光度。

分別計(jì)算不同萃取物溶液半抑制濃度（half maximal inhibitory concentration，IC50）。

1.3.8 對·OH誘導(dǎo)的pBR322質(zhì)粒DNA氧化損傷保護(hù)作用的測定

參考Yeung等[14]的方法進(jìn)行測定。實(shí)驗(yàn)組加入1 μL DNA、1 μL 1.0 mmol/L FeSO4（誘導(dǎo)劑）、1 μL體積分?jǐn)?shù)1% H2O2、4 μL 1 mg/mL樣品溶液、50 mmol/L pH 7.0磷酸鹽緩沖液定容至15 μL，模型組不加樣品溶液，正常組不加FeSO4和H2O2?；靹颍?7 ℃溫育30 min，加入1 μL Goldenview染色，采用瓊脂糖凝膠電泳分離法檢測DNA條帶。電泳時(shí)間90 min，電壓50 V。結(jié)果采用凝膠呈像儀拍照，用Quantity One軟件分析電泳各條帶的OD值，軟件自動(dòng)計(jì)算對應(yīng)條帶曲線下面積，從而計(jì)算DNA雙鏈與開鏈的比例。

1.3.9 抑制小鼠肝臟脂質(zhì)過氧化能力的測定

頸椎脫臼法處死小鼠，取出肝臟用冰生理鹽水洗去血漬并瀝干，制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%肝勻漿。3 000 r/min離心15 min，取上清液稀釋10 倍體積得質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%肝勻漿待用。

參考曹煒等[15]的方法并稍加改進(jìn)。樣品管取1.0 mL 1%肝勻漿上清液，再加入不同體積的樣品溶液，混勻，加入200 μL 6 mmol/L FeSO4溶液和80 μL 60 mmol/L H2O2溶液作為誘導(dǎo)劑，以磷酸鹽緩沖液補(bǔ)足2.0 mL。模型管不加樣品溶液，空白管不加誘導(dǎo)劑，然后將空白管、模型管和樣品管一同置于37 ℃溫浴1 h，每10 min振搖一次。溫浴完成后冰浴10 min以終止反應(yīng)。向各管加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%三氯乙酸1.0 mL和0.8%硫代巴比妥酸1 mL，混勻，置于100 ℃沸水浴15 min，立即用自來水冷卻，6 000 r/min離心10 min，取上清液于532 nm波長處測吸光度。按公式（2）計(jì)算抑制率。

式中：A模型、A空白、A樣品分別為模型管、空白管、樣品管吸光度。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表示為3 次測定的 ±s。利用SAS 8.1軟件對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析，P＜0.05為差異顯著。采用Origin 8.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 五味子蜂花粉不同萃取物HPLC分析結(jié)果

HPLC法可以定性評價(jià)混合物中抗氧化成分的相對強(qiáng)弱[16-17]，Almaraz-Abarca等[18]通過HPLC分析了不同植物源花粉的酚類成分，而對于五味子蜂花粉不同萃取物酚類分布的研究較少。由圖1可知，不同萃取物峰數(shù)量、保留時(shí)間、響應(yīng)值存在極大差異。正丁醇萃取物峰數(shù)量較少，各峰的保留時(shí)間主要在50～60 min，響應(yīng)值高；主要為極性較強(qiáng)的物質(zhì)，雖種類較少，但含量較高。乙酸乙酯萃取物峰數(shù)量多，在各時(shí)間段都有大量的峰，40 min和60 min左右峰數(shù)量最多且有較高響應(yīng)值，但明顯小于正丁醇萃取物，表明乙酸乙酯萃取物所含物質(zhì)種類很多，但含量不高。石油醚萃取物的峰數(shù)量較少且響應(yīng)值極小，大多出現(xiàn)在15～25 min。比較3 種萃取物，正丁醇萃取物的峰保留時(shí)間主要為60 min左右，且響應(yīng)值明顯高于乙酸乙酯和石油醚萃取物。

圖1 五味子蜂花粉不同萃取物HPLC圖Fig. 1 HPLC of different solvent extracts from S. chinensis bee pollen

2.2 總酚含量測定結(jié)果

表1 五味子蜂花粉不同萃取物總酚、總黃酮含量、Fe2＋絡(luò)合能力及抗氧化能力Table 1 Contents of total phenols and total flavonoids and Fe2+-chelating capacity as well as antioxidant activity of different solvent extracts from S. chinensis bee pollen

如表1所示，五味子蜂花粉不同萃取物總酚含量存在顯著差異（P＜0.05），正丁醇萃取物中總酚含量最高，達(dá)到26.11 g/100 g，乙酸乙酯萃取物次之，石油醚萃取物總酚含量最低，只有3.01 g/100 g，不足正丁醇萃取物的12%。Huang Haibo等[19]測得五味子蜂花粉粗提物總酚含量為5.29 g/100 g，遠(yuǎn)低于本研究中正丁醇萃取物，可見五味子蜂花粉中的酚類物質(zhì)集中分布于正丁醇萃取物中，在乙酸乙酯和石油醚萃取物中只有少量分布。

2.3 總黃酮含量測定結(jié)果

如表1所示，正丁醇萃取物中總黃酮含量最高，達(dá)到27.90 g/100 g，石油醚萃取物中總黃酮含量最低，只有2.85 g/100 g；不同萃取物中總黃酮含量存在顯著差異（P＜0.05），正丁醇萃取物約是乙酸乙酯萃取物的3 倍、石油醚萃取物的10 倍。Huang Haibo等[19]在研究五味子蜂花粉保肝護(hù)腎作用時(shí)測得其粗提物中總黃酮含量為3.03 g/100 g，介于本研究正丁醇萃取物和石油醚萃取物之間。在五味子蜂花粉不同萃取物中總黃酮含量排序?yàn)椋赫〈驾腿∥铮疽宜嵋阴ポ腿∥铮臼兔演腿∥铮c其總酚含量排序相同。

2.4 Fe2＋絡(luò)合能力測定結(jié)果

Fe2＋能夠催化Fenton反應(yīng)的進(jìn)行，生成·OH，對機(jī)體產(chǎn)生氧化應(yīng)激。酚類物質(zhì)能與Fe2＋絡(luò)合，阻止Fenton反應(yīng)的發(fā)生，實(shí)現(xiàn)抗氧化作用[20]。如表1所示，每克正丁醇萃取物的絡(luò)合能力相當(dāng)于137.47 mg Na2EDTA；各萃取物均有較高的絡(luò)合能力，其中正丁醇萃取物的絡(luò)合能力顯著高于乙酸乙酯和石油醚萃取物（P＜0.05），約是其2 倍；而乙酸乙酯萃取物與石油醚萃取物無顯著性差異，可見在正丁醇萃取物中大量存在的酚類化合物可以絡(luò)合Fe2＋，有較強(qiáng)的抗氧化作用。

2.5 還原力測定結(jié)果

還原力是指某種物質(zhì)提供電子與活潑自由基反應(yīng)后轉(zhuǎn)化為較為穩(wěn)定的物質(zhì)，能夠不再讓自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)繼續(xù)進(jìn)行，從而阻止自由基對人體的傷害[21-22]。樣品的還原力越強(qiáng)，其抗氧化性就越強(qiáng)，表示其越能供應(yīng)電子，將Fe3＋還原為Fe2＋，并與自由基反應(yīng)生成更穩(wěn)定的物質(zhì)。如表1所示，正丁醇萃取物的還原力最高，每毫克該提取物的還原力相當(dāng)于0.79 mg Trolox，約是乙酸乙酯萃取物（相當(dāng)于0.32 mg Trolox）的2.5 倍，石油醚萃取物最低?？梢娍偡雍涂傸S酮含量越高，還原力就越強(qiáng)。已有多項(xiàng)研究證實(shí)還原力與總酚酸含量有較強(qiáng)相關(guān)性[23]。

2.6 DPPH自由基清除能力測定結(jié)果

DPPH自由基是一種穩(wěn)定的有機(jī)自由基，其溶液呈深紫色，在517 nm波長處有強(qiáng)吸收，當(dāng)與抗氧化劑共存時(shí)，DPPH自由基與抗氧化劑提供的氫離子相結(jié)合，使體系顏色由紫色變?yōu)榈S色，吸光度降低并達(dá)到穩(wěn)定（AH＋DPPH自由基→DPPH-H＋A·（A為抗氧化劑））[24]。在質(zhì)量濃度為0.01～100 mg/mL時(shí)，正丁醇萃取物DPPH自由基清除率從3.66%增加至94.16%，乙酸乙酯萃取物最高，達(dá)56.30%，而石油醚萃取物增長緩慢。如表1所示，正丁醇和乙酸乙酯萃取物清除DPPH自由基的IC50較低（分別為0.07 mg/mL和0.55 mg/mL），即二者清除DPPH自由基能力相近，顯著低于IC50為30.34 mg/mL的石油醚萃取物，尤其是正丁醇萃取物，其DPPH自由基清除能力是石油醚萃取物的400多倍。

2.7 對·OH引起的質(zhì)粒DNA氧化損傷的保護(hù)作用

當(dāng)氧化應(yīng)激的誘導(dǎo)劑Fe2＋和H2O2混合后，F(xiàn)enton反應(yīng)（Fe2＋＋H2O2→Fe3＋＋·OH＋-OH）立即發(fā)生。其產(chǎn)物·OH能夠?qū)NA產(chǎn)生攻擊作用，導(dǎo)致超螺旋結(jié)構(gòu)斷裂[25-26]。樣品中的酚類物質(zhì)能夠通過絡(luò)合Fe2＋或者清除H2O2，阻止Fenton反應(yīng)的發(fā)生，從而避免DNA損傷。此外酚類物質(zhì)也能通過直接清除Fenton反應(yīng)的產(chǎn)物·OH保護(hù)DNA。由圖2和表2可見，五味子蜂花粉不同萃取物對·OH引起的質(zhì)粒DNA氧化損傷均有保護(hù)作用。正常質(zhì)粒DNA在電泳條件下有92.12%是完整的雙鏈DNA，模型組在誘導(dǎo)劑的作用下96.69%的雙鏈DNA被損傷為開鏈狀態(tài)。而在最終質(zhì)量濃度0.27 mg/mL不同蜂花粉萃取物的作用下，開鏈DNA的比例分別降至8.04%、35.56%、47.93%，表明0.27 mg/mL正丁醇萃取物能夠完全保護(hù)DNA，防止其受到氧化損傷。乙酸乙酯和石油醚萃取物對DNA氧化損傷均具有一定的保護(hù)作用。已有研究證實(shí)花粉提取物對DNA氧化應(yīng)激損傷具有保護(hù)作用，Cheng Ni等[27]研究的山里紅蜂花粉粗提物在質(zhì)量濃度為2.67 mg/mL時(shí)質(zhì)粒DNA損傷比例降至40%左右，可見3 個(gè)不同五味子蜂花粉萃取物對·OH引起的質(zhì)粒DNA損傷的保護(hù)作用明顯優(yōu)于山里紅蜂花粉粗提物。

圖2 五味子蜂花粉不同萃取物對·OH引起pBR322質(zhì)粒DNA斷裂的保護(hù)作用Fig. 2 Protective effects of different solvent extracts from S. chinensis bee pollen on hydroxyl radical-mediated pBR322 DNA damage

表2 五味子蜂花粉不同萃取物對·OH引起pBR322質(zhì)粒DNA斷裂的保護(hù)作用Table 2 Protective effects of different solvent extracts from S. chinensis bee pollen on hydroxyl radical-mediated pBR322 DNA damage

2.8 抑制小鼠肝臟脂質(zhì)過氧化測定結(jié)果

在自由基和一些氧化引發(fā)劑的作用下，不飽和脂肪酸生成自由基中間產(chǎn)物，進(jìn)一步形成脂質(zhì)過氧化物，脂質(zhì)過氧化反應(yīng)的終產(chǎn)物是丙二醛，與硫代巴比妥酸反應(yīng)產(chǎn)生紅色物質(zhì)，并可通過比色法進(jìn)行定量分析。因此，丙二醛的含量可以作為脂質(zhì)過氧化的指標(biāo)[28-30]。五味子蜂花粉中含有豐富的酚類化合物，其提取物有較強(qiáng)的抗氧化活性，對急性肝毒性具有顯著的保護(hù)作用。其保肝作用可能與其自由基清除、增加抗氧化活性和抑制脂質(zhì)過氧化有關(guān)[31]。由圖3可知，不同萃取物對丙二醛的生成均有抑制作用，隨著質(zhì)量濃度的增加，抑制率也相應(yīng)升高。正丁醇和乙酸乙酯萃取物的抑制作用較明顯，在質(zhì)量濃度為0.2 mg/mL時(shí)二者分別達(dá)到85.5%和80.1%，石油醚萃取物的抑制率隨質(zhì)量濃度增加而迅速增大，在0.2 mg/mL時(shí)接近60%。3 個(gè)部位對小鼠肝組織脂質(zhì)過氧化的抑制率排序?yàn)椋赫〈驾腿∥铮疽宜嵋阴ポ腿∥铮臼兔演腿∥铩?/p>

圖3 五味子花粉不同萃取物對脂質(zhì)過氧化的抑制率Fig. 3 Inhibition percentage of lipid peroxidation by different solvent extracts from S. chinensis bee pollen

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)研究了五味子蜂花粉不同萃取物體外抗氧化活性及對小鼠肝臟脂質(zhì)過氧化的抑制作用和對·OH引起的質(zhì)粒DNA氧化損傷的保護(hù)作用。結(jié)果表明，五味子蜂花粉不同極性萃取物的抗氧化活性存在顯著差異，正丁醇萃取物的總酚、總黃酮含量最高，體外抗氧化活性最強(qiáng)，其對小鼠肝臟脂質(zhì)過氧化的抑制效果及對·OH介導(dǎo)的質(zhì)粒DNA氧化損傷的保護(hù)作用也最強(qiáng)，乙酸乙酯萃取物次之，石油醚萃取物最弱。HPLC分析結(jié)果表明，雖然正丁醇萃取物中活性物質(zhì)種類較少，但含量極高。雖然石油醚層的萃取率最高，但其抗氧化活性最差；正丁醇層的萃取率低于石油醚層，高于乙酸乙酯層。因此，正丁醇萃取物可以作為五味子蜂花粉高抗氧化活性酚類化合物分離純化的基礎(chǔ)。本研究可為新資源食品和新型抗氧化功能食品的開發(fā)提供參考依據(jù)。