不同品种番石榴多酚的体外抗氧化与降血糖作用研究

徐金瑞，王 艳，侯方丽，胡 勇，黄建蓉，谈伟君

（广东药科大学食品科学学院，广东 中山 528458）

生物体内自由基过量堆积引发的氧化损伤，是导致生物衰老及诱发Ⅱ型糖尿病等相关代谢性疾病的重要原因[1]。有研究表明，具有抗氧化活性的物质可有效清除体内多余自由基，减少由活性物质引起的细胞氧化损伤，防止多种疾病的发生[2]。α-葡萄糖苷酶可促进肠道食物中碳水化合物（如淀粉、蔗糖、麦芽糖等）分解成单糖，从而引起餐后血糖升高，抑制α-葡萄糖苷酶的活性，可使葡萄糖的生成及吸收减缓，降低餐后血糖峰值，临床上常通过对α-葡萄糖苷酶活性抑制作用的检测，用来初步判断药物有无降糖活性，并将降血糖药物和具有降血糖功效的食品作为预防、改善糖尿病及延缓并发症发生的重要措施之一[3]。

番石榴（Psidium guajava L.）属于桃金娘科，在我国主要栽培于广东、广西、海南、福建等地。番石榴中维生素、果糖、葡萄糖、谷氨酸、膳食纤维及钙、磷、铁等人体所需的微量元素含量丰富，是各种果蔬之冠，常吃番石榴具有抗衰老、调节生理机能、治疗糖尿病、抗病毒、抗辐射等功效[4]。尽管目前对番石榴资源在药理活性试验及临床应用等方面开展了大量的研究工作，但是多限于对番石榴叶功能特性的评价，而有关番石榴果实的功效评价还较少，且多集中在化学成分的研究方面[5-7]。临床研究虽已有关番石榴降血糖的报道，但对其作用机制目前尚不清楚。

对比华南地区5个品种番石榴的多酚含量、总抗氧化能力、清除自由基（DPPH·）能力及抑制α-葡萄糖苷酶活性的差异，在此基础上进一步分析番石榴多酚含量与其总抗氧化能力、清除自由基（DPPH·）能力和抑制α-葡萄糖苷酶活性的关系，探讨番石榴多酚抗氧化与降血糖作用的关系，以期为阐明番石榴降血糖的机理提供一定研究思路，并为番石榴的开发利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

材料：番石榴洗净、切片，于50℃下烘干，粉碎至40目备用。5个品种分别是“新世纪”和“四季”（福建产）、“胭脂红”和“珍珠”（广州产）、“早熟白”（海南产）。

主要试剂：三吡啶三吖嗪（2,4,6-tripyridyls-triazine，TPTZ），Fluka公司提供；DPPH（1,1-二苯基-2-三硝基苯肼），Sigma公司提供；4-硝基苯基-α-D-吡喃葡萄糖苷（4-Nitrophenyl α-D-glucopyranoside，PNPG，纯度≥98%）、α-葡萄糖苷酶（1KU）、阿卡波糖（纯度≥95%），北京索莱宝科技有限公司提供。

1.2 仪器设备

DFY-500型高速中药粉碎机，温岭市林大机械有限公司产品；YM-650CT型超声波提取器，上海豫明仪器有限公司产品；pHS-3C型pH计，上海精密科学仪器股份有限公司产品；V-1200型紫外-可见分光光度计，上海美谱达仪器有限公司产品；RE-2000型旋转浓缩蒸发仪，上海亚荣生化仪器厂产品；FD-1E-80型冷冻干燥机，上海楚定分析仪器有限公司产品。

1.3 试验方法

1.3.1 多酚含量的测定-酒石酸亚铁比色法[8]

吸取待测样液1 mL于25 mL比色管中，加入蒸馏水4 mL和酒石酸亚铁溶液5 mL，混合后，用pH值的7.5磷酸盐缓冲液定容，混匀；同时，以蒸馏水代替样品提取液作空白，于波长540 nm处测定吸光度。另以0～50 μg/mL的焦性没食子酸标准溶液代替样液制作标准曲线，得到回归方程Y=2.669X-0.008 9，R2=0.999 5。

1.3.2 番石榴多酚的制备

不同品种番石榴粉称取适量，按料液比1∶60（g∶mL）加入70%的乙醇，置于超声波提取器中50℃下提取20 min，过滤，将提取液置于旋转蒸发仪中浓缩，冷冻干燥成粉，备用（使用前以蒸馏水配成所需浓度用于1.3.3和1.3.4试验）。

1.3.3 抗氧化试验

（1）总抗氧化能力（TAC）测定[9]。实际加样量扩大20倍，即样品0.2 mL+水0.6 mL+37℃的FRAP工作液6 mL（10 mmol/L TPTZ、20 mmol/L FeCl3、0.3 mmol/L醋酸钠缓冲液以1∶1∶10的质量比混合），摇匀后放置4 min，于波长593 nm处测定吸光度。另以0.1～1.0 mmol/L FeSO4标准溶液代替样品作标准曲线，得到回归方程Y=0.311 7X-0.006，相关系数R2=0.999 4。样品的总抗氧化能力以mmol FeSO4/g提取物表示，单位mmol/g。

（2）清除DPPH·的能力[10]。用无水乙醇作参比空白液，于0.2 mmol/L DPPH·溶液2 mL中加入样品2 mL，摇匀于室温下放置30 min，于波长517 nm处测定其吸光度A1，同时测样品2 mL与无水乙醇2 mL反应后的吸光度A2，再测定0.2 mmol/L DPPH·溶液2 mL与无水乙醇2 mL反应后的吸光度A3；再根据以下公式计算样品对DPPH·的抑制率：

式中：A1——DPPH溶液与样品溶液反应后的吸光度；

A2——样品溶液与空白溶剂反应后的吸光度；

A3——DPPH溶液与空白溶剂反应后的吸光度。

1.3.4 α-葡萄糖苷酶抑制试验[11]

以0.1 mol/L磷酸钠缓冲液（pH值6.8）为溶剂，分别配制1.0 U/mL α-葡萄糖苷酶溶液和1.0 mmol/L底物PNPG溶液。将1.0 U/mL α-葡萄糖苷酶600 μL、pH值6.8磷酸钠缓冲液200 μL，以及0～20 mg/mL不同浓度番石榴多酚溶液200 μL，混匀后于37℃下保持10 min，加入1.0 mmol/L PNPG溶液200 μL，混匀后于37℃下保温30 min，再加入0.5 mol/L Na2CO3溶液2 mL终止反应，于波长400 nm处测定浓度梯度番石榴多酚作用下的吸光度。

式中：A1——加番石榴多酚抑制剂和α-葡萄糖苷酶反应后的吸光度；

A2——只加番石榴多酚抑制剂不加α-葡萄糖苷酶的吸光度；

A3——不加番石榴多酚抑制剂只加α-葡萄糖苷酶反应后的吸光度。

2 结果与分析

2.1 不同品种番石榴多酚的含量

不同品种番石榴多酚的含量对比见图1。

由图1可知，番石榴中多酚类物质因品种不同含量也存在差异，其中胭脂红与早熟白品种亦达到显著水平（p＜0.05）。5个品种番石榴多酚含量由高到低依次为胭脂红＞新世纪＞四季＞珍珠＞早熟白。该结果可能与不同品种栽培的地域条件有关。

图1 不同品种番石榴多酚的含量对比

2.2 不同品种番石榴多酚的总抗氧化能力

不同品种番石榴多酚的总抗氧化能力对比见图2。

图2 不同品种番石榴多酚的总抗氧化能力对比

由图2可知，不同品种番石榴多酚均有一定的抗氧化能力，但品种之间仍存在一定差异。5个品种番石榴多酚的总抗氧化能力以胭脂红品种最强，新世纪品种次之，早熟白品种最差，其中胭脂红与早熟白品种达到显著水平（p＜0.05）。总抗氧化能力总体表现为胭脂红＞新世纪＞四季＞珍珠＞早熟白。这与2.2中不同品种番石榴多酚含量分布的结果一致，说明番石榴多酚的抗氧化能力与其所含多酚含量多少有一定关系。

2.3 不同品种番石榴多酚清除DPPH·的能力

不同品种番石榴多酚清除DPPH·的能力对比见图3。

图3 不同品种番石榴多酚清除DPPH·的能力对比

自由基清除能力通常以IC50值表示，IC50代表清除率50%时对应的浓度，IC50值越小，说明其清除自由基的能力越强。由图3可知，不同品种番石榴多酚均有一定的清除自由基作用，但差异较大，其中新世纪品种和早熟白品种之间达到显著水平（p＜0.05）。清除DPPH·的能力表现为新世纪＞胭脂红＞珍珠＞四季＞早熟白。除了新世纪和胭脂红，这与2.2中不同品种番石榴多酚含量分布的结果基本一致，说明番石榴多酚清除DPPH·的能力与其所含多酚含量多少有一定关系。

2.4 番石榴多酚对α-葡萄糖苷酶活性的抑制作用

不同品种番石榴多酚对α-葡萄糖苷酶活性的抑制作用见图4。

图4 不同品种番石榴多酚对α-葡萄糖苷酶活性的抑制作用

对酶活性的抑制效应通常以IC50值表示，IC50代表抑制率50%时对应的浓度，IC50值越小，表明其抑制作用越强。由图4可知，不同品种番石榴多酚对α-葡萄糖苷酶活性均有一定的抑制作用，但品种之间存在一定差异。5个品种番石榴多酚对α-葡萄糖苷酶活性抑制作用以胭脂红品种最强，新世纪品种次之，早熟白品种最差，其中胭脂红与早熟白品种达到显著水平（p＜0.05），这与2.2中不同品种番石榴多酚含量分布的结果基本一致，说明番石榴多酚对α-葡萄糖苷酶活性的抑制作用与其所含多酚含量多少有一定关系。但与阿卡波糖相比，5个品种番石榴多酚对α-葡萄糖苷酶活性抑制作用均与阿卡波糖存在极显著差异（p＜0.01），这与多酚样品纯度低有很大关系，对番石榴多酚的纯化研究还有待于进一步研究。

2.5 番石榴抗氧化和抑制α-葡萄糖苷酶活性作用与多酚含量的相关性

为了探明番石榴中多酚含量与总抗氧化能力、抑制DPPH·能力及抑制α-葡萄糖苷酶活性之间的关系，对三者之间Pearson相关性进行了分析（说明：因IC50值与自由基清除能力或酶活抑制率呈反比，因此进行相关性分析时，需要以清除率或抑制率进行分析）。

番石榴多酚含量与抗氧化作用和抑制α-葡萄糖苷酶活性的相关性分析见表1。

由表1可知，番石榴多酚含量分别与总抗氧化能力和α-葡萄糖苷酶抑制率呈显著正相关性（p＜0.05），总抗氧化能力分别与DPPH·抑制率和α-葡萄糖苷酶抑制率呈显著正相关性（p＜0.05），结合2.1、2.2、2.3、2.4的研究结果，推测番石榴多酚通过抗氧化作用发挥其对α-葡萄糖苷酶活性的抑制作用，具体作用机理还有待于进一步研究。以上研究结果表明，番石榴多酚可能就是其抗氧化与降血糖作用的主要物质基础，可将番石榴多酚作为降血糖的功效成分之一加以开发利用。

表1 番石榴多酚含量与抗氧化作用和抑制α-葡萄糖苷酶活性的相关性分析

3 结论

试验结果表明，5个品种番石榴均具有较好的抗氧化能力和抑制α-葡萄糖苷酶活性的作用，且在多酚含量、总抗氧化能力、抑制α-葡萄糖苷酶活性方面差异明显，表现为胭脂红＞新世纪＞四季＞珍珠＞早熟白，而清除自由基能力最强的是新世纪，胭脂红次之，早熟白最差。番石榴的总抗氧化能力和抑制α-葡萄糖苷酶活性作用与多酚含量之间具有显著的线性相关性（p＜0.05），因此可以推测番石榴多酚可能就是其抗氧化与降血糖作用的主要物质基础。