多花黄精和滇黄精种子的营养成分及抗氧化物酶活性

2022-02-17王晶晶时金殿李晨萱王人杰史光密

贵州农业科学 2022年1期

王晶晶，时金殿，李晨萱，王人杰，史光密，李军*

(1.青岛农业大学农学院，山东青岛 266109； 2.北京中医药大学中医学院，北京 100029； 3.山东利丹农业科技有限公司，山东潍坊 262200)

0 引言

【研究意义】黄精为百合科黄精属多年生药用植物，在《中国药典》(2015)版中明确规定黄精正品是黄精(PolygonatumsibiricumRed)、多花黄精(PolygonatumcyrtonemaHua)和滇黄精(PolygonatumkigianumColl. et Hemsl)的干燥根茎[1]。黄精性甘、味平，在中医上归脾、肺、肾经，具有补脾益气，滋肾润肺之功效[2]。此外，在抗菌、解压、抗衰老和心血管疾病治疗等方面也有很好的疗效[3]。探究多花黄精和滇黄精种子的营养成分及抗氧化物酶活性对其相关研究与应用具有重要意义。【前人研究进展】当前，对黄精的研究主要集中在药效成分、药理活性、真伪鉴别和产品开发等方面。张娇等[4]研究发现，黄精的主要化学成分包括甾体皂苷、多糖、黄酮和一些生物碱等。FAN等[5]利用高效液相色谱-质谱复合技术，建立了黄精蒸馏加工过程中多糖成分变化的指纹图谱，并对黄精多糖的提取工艺进行了优化。陶爱恩等[6]研究发现，黄精制剂在治疗肾亏虚方面具有明显疗效。王庆[7]认为，黄精市场的规范应从形态学、显微学、化学和分子生物学等方面对黄精真、伪品进行鉴别。张月琴等[8]认为，作为药食同源的黄精已具备开发成功能性产品的条件,可加工成适合大众口味的食品。MU等[9]通过分析GenCLiP3(http://http://ci.smu.edu.cn)、NCBI(https://www.ncbi.nlm.nih.gov)和GeneCard(http://www.genecards.org)数据库中关于新冠肺炎的靶标发现，在黄精中存在着与病毒相关的靶点，预示着黄精在新冠肺炎的治疗中具有潜在的应用价值。李勇刚等[10]研究发现，黄精种子具有较高的营养价值，如人体必需的亚油酸含量高达49.77%，且人体必需氨基酸如蛋氨酸和赖氨酸等含量也较高。【研究切入点】已有研究大多集中在黄精根状茎上，鲜见关于黄精种子营养成分及抗氧化物酶活性的研究报道。【拟解决的关键问题】探明多花黄精和滇黄精种子的营养成分及抗氧化物酶活性，以期为深入挖掘黄精种子的研究与应用提供理论支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 黄精种子多花黄精(P.cyrtonemaHua)和滇黄精(P.kigianumColl. et Hemsl)种子，来源于2020年秋季在山东省润竹山农业科技有限公司试验基地收获的黄精果实，试验时挑选籽粒饱满的种子。

1.1.2 试剂盒试剂盒购自北京索莱宝科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 淀粉、直链淀粉和支链淀粉含量的测定按照试剂盒操作说明，分别提取种子的淀粉、直链淀粉和支链淀粉，然后用分光光度计法[11]在波长620 nm下测定淀粉含量；用等吸收点作图法在波长790 nm和参比波长820 nm下测定直链淀粉含量，在波长553 nm和参比波长740 nm下测定支链淀粉含量。

1.2.2 粗脂肪含量的测定参照GB2906-82规定，采用索氏提取法[12]测定粗脂肪含量。

1.2.3 蛋白质、可溶性糖、游离氨基酸和植物甾醇含量的测定采用考马斯亮蓝法[13]测定种子的蛋白质含量，采用蒽酮-硫酸比色法[14]测定种子的可溶性糖含量，用茚三酮比色法[15]测定种子中游离氨基酸含量；以豆甾醇为标准品绘制标准曲线，用分光光度法[16]测定种子中甾醇含量。

1.2.4 抗氧化物酶活性测定按照试剂盒操作说明，分别提取种子的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)，然后参照文献[17-18]的方法，用分光光度法测定SOD、POD和CAT活性。

1.3 数据处理

采用Excel 2010对数据进行处理与分析。

2 结果与分析

2.1 多花黄精及滇黄精种子的主要营养成分含量

从表1可知，多花黄精和滇黄精种子的淀粉、直链淀粉和支链淀粉等营养成分及化合物含量的变化。多花黄精的淀粉、直链淀粉、支链淀粉、粗蛋白、粗脂肪、可溶性糖、游离氨基酸和甾醇含量为0.11%～60.94%，滇黄精为0.20%～65.20%；其中，滇黄精的淀粉、直链淀粉、支链淀粉、粗蛋白、粗脂肪和甾醇含量均高于多花黄精，分别提高6.99%、14.15%、11.78%、145.46%、60.07%和66.67%，多花黄精的可溶性糖和游离氨基酸含量均高于滇黄精，分别是滇黄精的11.98倍和28.92倍。多花黄精和滇黄精种子的淀粉含量与水稻、小麦和玉米相比相对较低，分别降低9.0%～14.0%和4.0%～10.0%；黄精种子的粗脂肪含量则是水稻、小麦和玉米的6.3～10.0倍。

表1 多花黄精及滇黄精种子的主要营养成分及化合物含量

2.2 多花黄精及滇黄精种子抗氧化物酶活性

从表2看出，多花黄精和滇黄精的SOD、CAT和POD活性分别为29.37 U/g、148.24 U/g，61.25 U/g、297.10 U/g，6 804.00 U/g、80.80 U/g，其中，滇黄精的SOD和CAT活性是多花黄精的5.05倍和4.85倍，多花黄精的POD活性是滇黄精的84.21倍。滇黄精种子的CAT活性是小麦的13倍，而与水稻的CAT活性相差不大；多花黄精的POD活性极显著高于滇黄精及小麦、水稻和玉米三大作物，是小麦、水稻和玉米的126.00～220.00倍。可见，多花黄精和滇黄精种子具有较强的抗氧化能力。

表2 黄精种子的抗氧化物酶活性

3 讨论

世界重要粮食作物的营养成分主要由淀粉组成，其中小麦、稻米、小米和马铃薯分别为60.0%～70.0%、80.0%、59.4%～70.2%和70.0%～85.0%[22-23]。淀粉作为一种重要的储能物质，在种子的组成成分中含量较高。黄精种子的淀粉含量高达60%～70%，属于淀粉性种子。研究结果表明，滇黄精和多花黄精种子中淀粉含量相差不大，但滇黄精含量略高于多花黄精，可能与黄精品种的基因型和产地不同有一定的联系。黄精种子中的粗脂肪含量远高于小麦、玉米和水稻等作物，如滇黄精种子粗脂肪含量达14.30%，多花黄精种子粗脂肪含量达8.90%。现代药理研究表明，黄精具有抗阿尔兹海默症、保护心脏和抗脂肪肝等多种药理活性，其药理活性与黄精中存在大量的信号转导通路，如氧化应激、细胞凋亡和脂质代谢等有关[24]。黄精种子中较高的粗脂肪含量可能参与脂质代谢信号通路，进而发挥药理作用。

蛋白质作为三大营养物质之一，对人体的氮营养平衡具有重要的作用。研究结果表明，多花黄精和滇黄精种子的蛋白质含量均不高，但多花黄精中的游离氨基酸含量较高，达34.70%，与李勇刚等[10]的研究结果基本一致。黄精多糖是黄精中的有效成分，其含量高低是药典中评价黄精质量的重要指标。黄赵刚等[25]研究表明，黄精多糖的含量受生长环境和品种基因型的影响较大。研究结果表明，多花黄精种子的可溶性糖含量高达28.40%，是滇黄精可溶性糖含量的11.98倍，进一步证实了多糖含量受黄精基因型的影响较大。

植物甾醇是一类以环戊烷多氢菲为骨架的三萜类化合物，结构类似于胆固醇，是一种重要的天然化合物[26]。植物甾醇具有降胆固醇、抗癌、抗炎、抗氧化、抗肿瘤、退热、降低心脑血管疾病和免疫调节等作用[27]。目前，甾醇被批准使用“有益健康标签”，可作为未来十大功能性营养成分[28]。研究结果表明，多花黄精和滇黄精种子的甾醇含量均不高，分别为0.12%和0.20%。李晓光等[29]研究发现，含有0.1%～10.0%植物甾醇酯的蛋白饮料,具有显著降低胆固醇的功能。可见，多花黄精和滇黄精在食品工业研发领域具有较强的发展潜力。

超氧化物歧化酶(SOD)是植物抗氧化系统的第一道防线，在清除存在于胞质、叶绿体和过氧化物酶体中的超氧自由基方面起主要作用[30]。过氧化物酶(POD)参与木质素生物合成最后一步，可催化木质素单体的聚合反应，通过催化 H2O2分解而发挥作用[31]。过氧化氢酶(CAT)是植物细胞的活性氧清除剂，逆境条件下有机体H2O2含量增加，CAT可将H2O2水解成O2和H2O，以减轻活性氧对机体造成的损伤[32]。因此，SOD、POD和CAT在植物体内具有防御和保护作用。研究结果表明，多花黄精的POD活性是滇黄精的84.21倍，滇黄精的SOD和CAT活性是多花黄精的5.05倍和4.85倍；滇黄精种子的CAT活性与水稻的CAT活性相差不大，却是小麦的13倍；多花黄精的POD活性极显著高于滇黄精及小麦、水稻和玉米三大作物，是小麦、水稻和玉米的126.00～220.00倍。可见，多花黄精和滇黄精在抗氧化、清除细胞内活性氧等方面都具有重要作用，在抗氧化或具防护功用的化妆品开发方面有很大的开发潜力。