薏米中多酚类物质对抗氧化、抗肿瘤和降血脂作用的评价研究

发布时间：2018-10-18 18:34

【摘要】：全谷物食品的健康益处日益受到人们的重视，其推荐摄入标准近年来持续被提高，近5年来，针对全谷物食品开发出的新型食品，是以前的3倍。全谷物食品中的多酚类物质具有显著的抗氧化活性，能够清除游离自由基，对一些肿瘤细胞具有增殖抑制作用。但是，一直以来，对全谷物食品多酚类物质的研究，仅注重其游离型多酚的含量，而忽略了同样在全谷物食品中占有一定比重的结合型多酚，造成了全谷物食品中多酚类物质的含量被严重低估。薏米作为一种具有药食两用功效的全谷物食品，在亚洲地区被广泛种植，具有很好的抗氧化活性。但目前对我国现有薏米品种抗氧化活性和对肿瘤细胞的增殖抑制作用的研究和评价，鲜有研究报道。所以本文以国内常见品种薏米为研究样本，探讨薏米提取物功能成分及其含量测定，确定薏米提取物体外和细胞内抗氧化活性，研究薏米提取物对不同肿瘤细胞毒性和增殖抑制作用及其作用机制，并采取动物实验来评价薏米提取物对高胆固醇膳食大鼠的降血脂作用。以不同品种薏米为研究对象，采取不同提取方法，提取出薏米样品中游离型和结合型多酚，分别对其多酚、黄酮、维生素E含量进行测定，，同时对薏米提取物中化学成分预试，并采用HPLC法扫描测定分析薏米提取物中的活性成分。其中，结合型多酚的提取，采用NaOH消化结合乙酸乙酯萃取法，可将薏米样品中90%以上的结合型多酚提取出来，更加全面的评价薏米样品中的多酚、黄酮含量；采用硼氢化钠-氯醌比色法测定总黄酮含量，比较于当前国内常用的AlCl3比色法和高效液相色谱法，测定结果能够覆盖几乎所有黄酮种类，数据更加准确。结果发现：薏米样品中结合型多酚含量接近游离型多酚，结合型多酚贡献了总多酚含量的45.28%，结合型黄酮贡献了总黄酮含量的71.08%。不同品种间多酚含量差异性较为明显，总体来说，辽宁5号薏米品种和龙薏1号薏米品种，要明显优于贵州黑谷薏米。薏米样品中生育酚含量和其他谷类作物在同一数量级，和小麦生育酚含量相接近。贵州黑谷薏米总生育酚含量最高，达到14.75±0.62μg/mL，品种间生育酚含量存在显著性差异（P0.05），且均无法检出δ-生育酚。首次对不同品种薏米样品进行高效液相色谱法扫描分析，结果表明薏米提取物的HPLC谱图相似，含有基本相同的特征性成分。游离型多酚提取物的出峰时间早于结合型，均在6min左右时间出峰。薏米提取物HPLC谱图中峰形均较为复杂、吸收峰较多，间接证明实验品种薏米提取物中含有种类丰富的植物活性成分。以ORAC值和PSC值为体外抗氧化活性评价指标，以CAA值为细胞内抗氧化活性评价指标，分别对不同品种薏米提取物进行抗氧化能力测定。其中，PSC法较之ORAC方法，既可以测出水溶性部分抗氧化活性，也能够测定出样品中脂溶性部分的抗氧化活性，结果更加快速、全面；而细胞内抗氧化活性实验（CAA实验），较之常见的化学评价抗氧化能力方法，因在生物学层面上建立细胞培养模型，分析物质的抗氧化能力，更有实际意义。结果发现：结合型部分抗氧化能力（ORAC方法和PSC方法）分别贡献了总抗氧化能力的48.08%和43.64%，证明了在谷类作物薏米样品中，虽然结合型多酚因不易被分离提取出，往往被忽视，但其依然能够表现出接近游离型多酚的抗氧化能力，从而可使薏米的抗氧化能力翻倍。细胞内抗氧化活性测定结果显示结合型龙薏1号薏米的CAA值最大，为1.37±0.48μmol QE/100g薏米样品（PBS wash）和9.87±1.53μmol QE/100g薏米样品（noPBS wash），总抗氧化能力最高的亦是龙薏1号薏米，这和体外化学评价方法相一致。样品的总抗氧化能力同时也高度相关于样品的总多酚含量（r2=0.935）。但具体到游离型和结合型各自的抗氧化能力，细胞评价方法与体外化学评价方法不完全相同。研究薏米提取物对MCF-10a、MDA-MB-231、MCF-7和HepG2细胞毒性和抗增殖作用，结果发现：薏米提取物实验细胞存在显著性品种差异，具有较为明显的增殖抑制作用，且毒性实验证明样品本身毒性。对于MCF-10a细胞，薏米样品总体来说均无明显的毒性和增殖抑制作用；.对于MDA细胞，薏米品种间对细胞株的增殖抑制作用有较大的差异性。游离型辽宁5号薏米抗增殖作用能力最强（EC50=124.52±10.17mg/mL），显著高于贵州黑谷和龙薏1号薏米（P0.05），同时，未检测到MDA-MB-231细胞的毒性（CC50320mg/mL）；对于MCF-7细胞，薏米品种间的差异和抗增殖作用能力与MDA-MB-231细胞基本相一致；对于HepG2细胞，薏米品种具有明显的增殖抑制作用。研究了PCNA、p21和CDK4蛋白对HepG2细胞周期循环的影响。发现当薏米提取物浓度为150mg/mL时，p21蛋白表达上升，当薏米提取物浓度为180mg/mL时，与对照相比，p21蛋白表达量增加了100%。CDK4蛋白在本实验中未被明显检出。研究证实薏米提取物能够显著下调PCNA，同时上调p21的表达，表明薏米提取物是通过DNA聚合酶调节因子PCNA和p21介导的细胞周期调控来抑制人体肝癌HepG2细胞的增殖。研究利用高胆固醇膳食大鼠模型来评价薏米提取物降血脂和抗氧化作用。结果发现：用高胆固醇饲料饲喂4周的Wistar大鼠，血清中TC含量和LDL-C含量与正常组对比显著上升，而体重增重、饲料利用率和肝指数没有明显变化。薏米提取物可显著降低高胆固醇膳食大鼠血清中TC和LDL-C含量，并且薏米提取物高剂量组能够使其恢复到正常水平，说明薏米提取物对高胆固醇膳食大鼠有降血脂作用，具有临床意义。另外，与模型组相比，薏米提取物能显著提高肝脏中CAT和GSH-PX活力和抗氧化能力，显著降低高胆固醇膳食大鼠血清中MDA含量；薏米提取物中剂量组、高剂量组、游离型多酚组以及结合型多酚组的抗氧化能力均显著上升，上升幅度分别为82.89%（P 0.05）、107.52%（P 0.01）、129.25%（P 0.01）、113.64%（P 0.01），证明薏米提取物可显著提高高胆固醇膳食大鼠血清的抗氧化能力。
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【学位授予单位】：江南大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TS210.1;R151

【引证文献】