树舌灵芝化学成分分析及其多糖、三萜组分的抗氧化活性

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(1.福建农林大学食品科学学院,福建福州 350002;2.福建农林大学海洋研究中心,福建福州 350002;3.国家菌草工程技术研究中心,福建福州350002)

树舌灵芝化学成分分析及其多糖、三萜组分的抗氧化活性

李田田1,2,黄梓芮1,2,潘雨阳1,2,贾瑞博1,2,花朋朋1,2,江小琴1,2,陈弘培1,2,刘斌1,2,3,*

(1.福建农林大学食品科学学院,福建福州 350002;2.福建农林大学海洋研究中心,福建福州 350002;3.国家菌草工程技术研究中心,福建福州350002)

本研究测定了树舌灵芝子实体的粗多糖、粗蛋白、粗脂肪、矿物质元素以及三萜的含量,分析了其氨基酸、脂肪酸及矿物质元素组成,并通过测定DPPH·与HO·的清除率,研究三萜及多糖的抗氧化活性。研究结果表明,树舌灵芝子实体含有总糖43.8%,三萜1.75%,蛋白质11.4%,粗脂肪0.40%,灰分1.80%,维生素C 10.5%,维生素A 15.6%;还包含丰富的矿物质元素如Ca、Fe、Zn等,其含量分别为5740、29.7、15.6 mg/kg。树舌灵芝子实体还富含甲硫氨酸(19.3 g/kg)、天冬氨酸(5.5 g/kg)、缬氨酸(19.4 g/kg)、亮氨酸(4.2 g/kg)以及亚油酸(340.9 mg/kg)等,是一种营养丰富且气味独特的食药用菌,通过测定DPPH·的清除率与HO·的清除率得知,三萜与多糖均具有一定的抗氧化活性,且三萜的抗氧化能力比多糖强。

树舌灵芝,化学成分分析,三萜,多糖,抗氧化性

树舌灵芝(Ganodermaapplanatumn)别名树舌、树舌扁灵芝、扁目灵芝,属真菌门,担子菌亚门,层菌纲,多孔菌科,灵芝属[1]。树舌灵芝在我国分布十分广泛,主要在东北、西北、华东、华南、西南各个省区[2],研究表明,树舌灵芝具有抗癌、抗肿瘤、抗氧化、防衰老、调节免疫力、消炎抗菌、降血糖和保肝等生物活性[3-4]。但目前现有研究主要围绕树舌灵芝的部分活性物质进行分析[5-7],而关于树舌灵芝子实体营养成分分析的研究报道较少。本研究通过对树舌灵芝子实体营养成分及其三萜多糖组分的抗氧化活性进行研究,旨在为树舌灵芝在保健食品及生物医药等领域的进一步开发利用提供基础数据。

表1 树舌灵芝子实体中的营养成分Table 1 The nutrients of Ganoderma applanatum

注：含量按干重计算。

1 材料与方法

树舌灵芝子实体,华益灵芝生物科技开发有限公司提供,经福建农林大学鉴定为树舌灵芝,经40 ℃条件下烘干,粉碎后得到树舌灵芝细粉,备用;氢氧化钠、硝酸铝、氯仿、硫酸亚铁、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、硫酸、葡萄糖、铁氰化钾、正丁醇、L-甲硫氨酸、无水乙醇、水杨酸、三氯乙酸、双氧水、亚硝酸钠,均为分析纯 购自国药集团化学试剂有限公司;氮蓝四唑、苯酚、邻二氮菲、核黄素、1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH) 购自Sigma公司。

电子分析天平 EO2140 赛多利斯科学仪器北京有限公司;电热恒温鼓风干燥箱 苏州德瑞普烘箱制造有限公司;紫外可见分光光度计 上海悦丰仪器有限公司;台式高速冷冻离心机 凯特实验仪器有限公司;搅拌机 广东美的精美电器制造有限公司;Z-5000型原子吸收光谱 日本日立公司;KDN-102F型自动定氮 上海纤检仪器有限公司;RJ型马福炉 上海荣剑实业有限公司;Waters高效液相色谱 Waters公司;脂肪测定仪SZC-C 上海纤检仪器有限公司;恒温水浴摇床HY-2 江苏金坛市宏华仪器厂;R201旋转蒸发仪 南京科尔仪器设备有限公司;KQ-500VDE超声波清洗仪 昆山舒美超声仪器有限公司;TYPEFDU-1000冷冻干燥机 上海亿培实业有限公司。

1.2实验方法

1.2.1 营养成分测定 粗蛋白采用GB5009.5-2010方法测定[8],粗脂肪采用GB/T5009.6-2003方法测定[9],粗纤维采用GB/T5009.88-2008方法测定[10],矿物质元素采用GB/T5009.90-2003方法测定[11],维生素C采用GB/T 5009.159-2003方法测定[12],维生素A采用GB/T 5009.82-2003方法测定[13],粗多糖采用白鸿主编的《保健食品功效成分检测方法》测定[14],三萜采用本课题组前期优化的总三萜测定方法测定[15],粗灰分采用GB/T5009.4-2010方法测定[16],氨基酸采用GB/T 5009.124-2003方法测定[17],树舌灵芝子实体脂肪酸的组成采用GB/T 22223-2008的方法测定[18],测定结果见表1。

1.2.2 三萜及多糖的抗氧化活性比较

1.2.2.1 三萜的提取 取树舌灵芝粉末3 g,加入20倍体积的乙醇水溶液(80%)中,超声(时间为30 min,温度为60 ℃,功率为300 W)提取3次,经离心、抽滤、浓缩定容后测定三萜含量,再取预处理好的D-101大孔吸附树脂10 g湿法装柱,经洗脱,浓缩,冻干制备三萜[15]。

1.2.2.2 多糖的提取 取树舌灵芝粗粉3 g,经15倍体积蒸馏水浸泡12 h后,在95 ℃下,以1∶15的料水比提取3 h,再以1∶10料水比提取2 h,合并两次提取液,过滤,减压浓缩1倍体积,取浓缩液按照1∶3的比例加入95%乙醇。经振荡过夜,离心(3500 r/min,15 min),收集沉淀。加入Sevage试剂(氯仿∶正丁醇=4∶1)混合摇匀振荡过夜,离心取上清液,反复操作3次,此上清液经真空干燥后即为粗多糖。

这样，任何一个学习经历都可以以一点放在图上。例如，传统的演讲（理论式、传授式、教师主导式）会在A箱内，而自我发现学习式的专题研习（实践式、发现式、自我主导式），为另外一个极端，便在B箱内。

1.2.2.3 对HO·的清除能力 取待测样品溶液与FeSO4溶液、水杨酸-乙醇溶液、H2O2溶液充分混合,在37 ℃水浴下反应30 min,510 nm处下测定吸光值。在相同条件下设置空白组(以蒸馏水代替样品作为空白组)与VC对照组[19]。按下式计算:

1.2.2.4 对DPPH·的清除能力 取2.0 mL待测样品溶液,加入0.2 mmol/L DPPH·乙醇溶液2.0 mL,混合均匀后避光放置30 min,在波长517 nm处测定其吸光值。再分别设置空白组(以2.0 mL 95%乙醇代替样品为空白组)与VC对照组[20],计算公式为:

2 结果与分析

2.1营养成分分析

表1所示,树舌灵芝子实体的总糖含量最高达到43.8%,其次是粗纤维、维生素A,蛋白质,维生素C、灰分、三萜和粗脂肪,含量分别为37.8%、15.6%、11.4%、10.5%、1.80%、1.75%和0.40%。其中,多糖具有免疫调节、抗肿瘤、抗炎、抗氧化、抗衰老、降血糖等生物活性[21];三萜具有较强的降“三高”(高血压,高血糖,高血脂)、抗氧化、抗衰老等生理活性。

2.2矿物质元素分析

矿物质元素与人体健康存在密切联系,在维持人体正常生理功能和构成人体组织方面起着不可替代的作用。从表2可知,树舌灵芝子实体中含有人体所必需的矿物质元素如Ca、Fe、Zn等,并且还含有锰(Mn)、铜(Cu)和硒(Se)等微量元素,其中Ca含量很高,在树舌灵芝中的含量高达5740 mg/kg,远远超过其它矿物质元素含量。Ca是人体所必需的常量元素,也是机体中主要的矿物质元素,其主要作用为成骨作用,此外,钙离子对维持神经和肌肉的兴奋过程起重要作用。Fe、Zn、Cu、Mn等的含量虽然很低,但对于人体来说是不可缺少的元素。

表2 树舌灵芝子实体主要矿物质元素的含量分析Table 2 The main mineral elements content analysis of Ganoderma applanatum

注:“-”表示未检出。Fe元素能直接参与人体能量代谢,具有运输氧气、缓解贫血等作用;Zn能帮助神经系统的发育和完善;具有促进机体生长和组织再生、提高食欲和免疫能力的作用;Cu与造血、结缔组织形成、黑色素形成和维护毛发正常结构等有关;Mn是软骨生成中不可缺少的辅助因子,缺Mn可影响Ca的吸收。由以上结果可知,树舌灵芝子实体可作为良好的矿物质补充剂。

2.3氨基酸分析

从树舌灵芝子实体中检测出16种氨基酸，人体必需氨基酸有6种(分别是Met、Val、Ile、Phe、Leu、Thr),含量相对较高,占总氨基酸的62.63%;从表3可以看出,树舌灵芝子实体中富含Met、Asp、Glu和Leu,Asp、Glu及Leu在树舌灵芝子实体中含量均较高,Asp与Glu的总含量占总氨基酸的比值达12.57%,其中Asp是进行新陈代谢的活跃分子,参与尿素、偶联嘌呤核苷酸的循环,它在促进腺嘌呤核苷酸合成、调整心脏功能、改善心肌代谢、保护肝脏及抗疲劳等方面有非常重要的作用;Glu是鲜味氨基酸,而且它还参与人体内的蛋白质代谢过程以及其他的许多重要化学反应;其次,Asp和Glu对促进脑细胞发育和增强记忆力有良好的作用,且Asp和Glu是重要的鲜味物质;Leu为必需氨基酸,作用于合成组织蛋白和血浆蛋白,能维持幼年动物的生长与成年动物的氮平衡,如果缺乏则会产生一种特殊的皮肤病;另外,Tyr与Phe是含芳香氨基酸,其总量占总氨基酸的比值达5.52%。这表明树舌灵芝是一种营养丰富且具有独特气味的优质食药用菌。

表3 树舌灵芝子实体氨基酸组成Table 3 The amino acid composition of Ganoderma applanatum

注:“-”表示未检出。

2.4脂肪酸分析

脂肪酸根据双键数目分为多不饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸、饱和脂肪酸。从图1及表4可以看出,树舌灵芝子实体含有C18∶2、C24∶1、C18∶0、C18∶1、C16∶0等脂肪酸,其中,亚油酸的含量最高,占其脂肪酸总量的27.14%,为人体的必需脂肪酸之一,对胆固醇的代谢很重要,具有相当广泛的生理作用,用于治疗心血管系统疾病、降低血脂[22]。除亚油酸外,油酸、硬脂酸及棕榈酸也具有重要的生理功能,如油酸能延缓动脉粥样硬化形成;棕榈酸能降低胆固醇。因此,树舌灵芝是具有一定营养保健功能的食药用菌。

图1 树舌灵芝脂肪酸总离子色谱Fig.1 The total ion chromatography offatty acid of Ganoderma applanatum注:a-脂肪酸标准品;b-树舌灵芝子实体样品。

表4 树舌灵芝子实体的脂肪酸组成Table 4 The fatty acid composition of Ganoderma applanatum

注:“-”表示未检出。

2.5三萜与多糖的抗氧化

自由基清除率是传统的抗氧化能力测定方法之一。图2和图3探讨了三萜和多糖对DPPH·和HO·的动态清除反应过程。

由图2可知,树舌灵芝总三萜对DPPH自由基的清除效果显著优于树舌灵芝多糖,最高DPPH自由基清除率可分别达到62.13%和35.65%(浓度为4 mg/mL),说明树舌灵芝总三萜以及树舌灵芝多糖对DPPH自由基的清除效果对浓度有一定的依赖性,相同剂量下,树舌灵芝总三萜以及树舌灵芝多糖对DPPH自由基的清除效果均不及抗坏血酸。

图2 DPPH自由基清除能力Fig.2 The curves of DPPH· scavenging ability

由图3可知,树舌灵芝三萜和树舌灵芝多糖均对羟自由基有较好的清除效果,随浓度增加清除效果显著增强,最高羟自由基清除率可分别达到88.65%和80.52%(浓度为4 mg/mL),树舌灵芝三萜对羟自由基清除率高于树舌灵芝多糖,但两个组分之间差异不显著。阳性对照抗坏血酸在浓度为4 mg/mL时,羟自由基清除率能几乎达到100%,显著高于同剂量的树舌灵芝三萜和树舌灵芝多糖。

图3 HO自由基清除能力Fig.3 The curves of HO· scavenging ability

3 结论

树舌灵芝子实体的总糖含量最高可达到43.8%,粗纤维、蛋白质,维生素A,维生素C、灰分、总三萜和粗脂肪,含量分别为37.8%、11.4%、15.6%、10.5%、1.80%、1.75%和0.40%;子实体中含有人体所必需的矿物质元素如Ca(5740 mg/kg)、Fe(29.7 mg/kg)、Zn(15.6 mg/kg)等,并且还含有Mn(32.6 mg/kg)、Cu(13.6 mg/kg)和Se(0.027 mg/kg)等微量元素;子实体富含Met、Asp、Glu和Leu等氨基酸,其中Asp、Glu及Leu在树舌灵芝子实体中含量均较高;树舌灵芝子实体还含有C18∶2、C18∶0、C18∶1、C16∶0等脂肪酸,其中,亚油酸的含量最高,占脂肪酸总量的27.14%。实验结果表明,树舌灵芝子实体中的三萜与多糖均具有一定的抗氧化活性,在同剂量下,三萜的抗氧化能力强于多糖,并且对浓度有一定的依赖性。因此,树舌灵芝具有较高的食用和药用价值,还具备较好的营养保健功效,是极具开发潜力的宝贵资源。

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AnalysisofchemicalconstituentsofGanodermalucidumanditsantioxidantactivityinpolysaccharidesandtriterpenoids

LITian-tian1,2,HUANGZi-rui1,2,PANYu-yang1,2,JIARui-bo1,2,HUAPeng-peng1,2,JIANGXiao-qin1,2,CHENHong-pei1,2,LIUBin1,2,3,*

(1.College of Food Science,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou 350002,China;2.Marine Research Center,Fujian Agriculture and Forest University,Fuzhou 350002,China;3.National Engineering Technology Research Center of JUNCAO,Fuzhou 350002,China)

In this study,crude protein,amino acid,crude fat,mineral and triterpenes contents of theGanodermaapplanatumfruiting bodies were measured. Simultaneously,the compositions of amino acid,fatty acid and mineral were analyzed. Afterwards,the antioxidant activity of total polysaccharides and triterpenoids fromGanodermaapplanatumwere investigated through determining the clearance rate of DPPH· and HO·. The results showed that the total sugar content ofGanodermaapplanatumwas 43.8%,and the contents of triterpene,protein,crude fat,ash,vitamin C and vitamin A were 1.75%,11.4%,0.40%,1.80%,10.5% and 15.6% respectively. It also contained abundant mineral elements such as Ca,Fe,Zn and so on,the contents were 5740,29.7,15.6 mg/kg respectively. Moreover,the fruiting bodies ofGanodermaapplanatum,which contained methionine(19.3 g/kg),aspartic acid(5.5 g/kg),valine(19.4 g/kg),leucine(4.2 g/kg),linoleic acid(340.9 mg/kg)and others,are a nutrient-rich and unique flavor of medicinal bacteria. By measuring the clearance rate of DPPH· and HO·,it was found that triterpenes and polysaccharides had some antioxidant activity,and the antioxidant capacity of triterpenoids was stronger than that of polysaccharides.

Ganodermaapplanatum;chemical composition analysis;triterpenes;polysaccharides;antioxidant activity

TS201.4

A

1002-0306(2017)19-0063-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.19.012

2017-04-11

李田田(1994-)，女，在读硕士研究生，从事食品生物技术方面研究，E-mail:LiTiantian_Sweet@163.com。

*通讯作者:刘斌(1969-)，男，博士，教授，从事食品生物技术研究，E-mail:liubin618@hotmail.com。

福建省海洋与渔业厅(闽海洋高新(2014)17号)；福建省科技重大专项(2014NZ2002-1)；福建省高水平大学建设项目(612014043)。