多花黃精和滇黃精種子的營養(yǎng)成分及抗氧化物酶活性

王晶晶， 時金殿， 李晨萱， 王人杰， 史光密， 李 軍*

(1.青島農業(yè)大學 農學院， 山東 青島 266109； 2.北京中醫(yī)藥大學 中醫(yī)學院， 北京 100029； 3.山東利丹農業(yè)科技有限公司， 山東 濰坊 262200)

0 引言

【研究意義】黃精為百合科黃精屬多年生藥用植物，在《中國藥典》(2015)版中明確規(guī)定黃精正品是黃精(PolygonatumsibiricumRed)、多花黃精(PolygonatumcyrtonemaHua)和滇黃精(PolygonatumkigianumColl. et Hemsl)的干燥根莖[1]。黃精性甘、味平，在中醫(yī)上歸脾、肺、腎經，具有補脾益氣，滋腎潤肺之功效[2]。此外，在抗菌、解壓、抗衰老和心血管疾病治療等方面也有很好的療效[3]。探究多花黃精和滇黃精種子的營養(yǎng)成分及抗氧化物酶活性對其相關研究與應用具有重要意義。【前人研究進展】當前，對黃精的研究主要集中在藥效成分、藥理活性、真?zhèn)舞b別和產品開發(fā)等方面。張嬌等[4]研究發(fā)現，黃精的主要化學成分包括甾體皂苷、多糖、黃酮和一些生物堿等。FAN等[5]利用高效液相色譜-質譜復合技術，建立了黃精蒸餾加工過程中多糖成分變化的指紋圖譜，并對黃精多糖的提取工藝進行了優(yōu)化。陶愛恩等[6]研究發(fā)現，黃精制劑在治療腎虧虛方面具有明顯療效。王慶[7]認為，黃精市場的規(guī)范應從形態(tài)學、顯微學、化學和分子生物學等方面對黃精真、偽品進行鑒別。張月琴等[8]認為，作為藥食同源的黃精已具備開發(fā)成功能性產品的條件,可加工成適合大眾口味的食品。MU等[9]通過分析GenCLiP3(http://http://ci.smu.edu.cn)、NCBI(https://www.ncbi.nlm.nih.gov)和GeneCard(http://www.genecards.org)數據庫中關于新冠肺炎的靶標發(fā)現，在黃精中存在著與病毒相關的靶點，預示著黃精在新冠肺炎的治療中具有潛在的應用價值。李勇剛等[10]研究發(fā)現，黃精種子具有較高的營養(yǎng)價值，如人體必需的亞油酸含量高達49.77%，且人體必需氨基酸如蛋氨酸和賴氨酸等含量也較高。【研究切入點】已有研究大多集中在黃精根狀莖上，鮮見關于黃精種子營養(yǎng)成分及抗氧化物酶活性的研究報道。【擬解決的關鍵問題】探明多花黃精和滇黃精種子的營養(yǎng)成分及抗氧化物酶活性，以期為深入挖掘黃精種子的研究與應用提供理論支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 黃精種子 多花黃精(P.cyrtonemaHua)和滇黃精(P.kigianumColl. et Hemsl)種子，來源于2020年秋季在山東省潤竹山農業(yè)科技有限公司試驗基地收獲的黃精果實，試驗時挑選籽粒飽滿的種子。

1.1.2 試劑盒 試劑盒購自北京索萊寶科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 淀粉、直鏈淀粉和支鏈淀粉含量的測定 按照試劑盒操作說明，分別提取種子的淀粉、直鏈淀粉和支鏈淀粉，然后用分光光度計法[11]在波長620 nm下測定淀粉含量；用等吸收點作圖法在波長790 nm和參比波長820 nm下測定直鏈淀粉含量，在波長553 nm和參比波長740 nm下測定支鏈淀粉含量。

1.2.2 粗脂肪含量的測定 參照GB2906-82規(guī)定，采用索氏提取法[12]測定粗脂肪含量。

1.2.3 蛋白質、可溶性糖、游離氨基酸和植物甾醇含量的測定 采用考馬斯亮藍法[13]測定種子的蛋白質含量，采用蒽酮-硫酸比色法[14]測定種子的可溶性糖含量，用茚三酮比色法[15]測定種子中游離氨基酸含量；以豆甾醇為標準品繪制標準曲線，用分光光度法[16]測定種子中甾醇含量。

1.2.4 抗氧化物酶活性測定 按照試劑盒操作說明，分別提取種子的超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)和過氧化氫酶(CAT)，然后參照文獻[17-18]的方法，用分光光度法測定SOD、POD和CAT活性。

1.3 數據處理

采用Excel 2010對數據進行處理與分析。

2 結果與分析

2.1 多花黃精及滇黃精種子的主要營養(yǎng)成分含量

從表1可知，多花黃精和滇黃精種子的淀粉、直鏈淀粉和支鏈淀粉等營養(yǎng)成分及化合物含量的變化。多花黃精的淀粉、直鏈淀粉、支鏈淀粉、粗蛋白、粗脂肪、可溶性糖、游離氨基酸和甾醇含量為0.11%～60.94%，滇黃精為0.20%～65.20%；其中，滇黃精的淀粉、直鏈淀粉、支鏈淀粉、粗蛋白、粗脂肪和甾醇含量均高于多花黃精，分別提高6.99%、14.15%、11.78%、145.46%、60.07%和66.67%，多花黃精的可溶性糖和游離氨基酸含量均高于滇黃精，分別是滇黃精的11.98倍和28.92倍。多花黃精和滇黃精種子的淀粉含量與水稻、小麥和玉米相比相對較低，分別降低9.0%～14.0%和4.0%～10.0%；黃精種子的粗脂肪含量則是水稻、小麥和玉米的6.3～10.0倍。

表1 多花黃精及滇黃精種子的主要營養(yǎng)成分及化合物含量

2.2 多花黃精及滇黃精種子抗氧化物酶活性

從表2看出，多花黃精和滇黃精的SOD、CAT和POD活性分別為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，滇黃精的SOD和CAT活性是多花黃精的5.05倍和4.85倍，多花黃精的POD活性是滇黃精的84.21倍。滇黃精種子的CAT活性是小麥的13倍，而與水稻的CAT活性相差不大；多花黃精的POD活性極顯著高于滇黃精及小麥、水稻和玉米三大作物，是小麥、水稻和玉米的126.00～220.00倍。可見，多花黃精和滇黃精種子具有較強的抗氧化能力。

表2 黃精種子的抗氧化物酶活性

3 討論

世界重要糧食作物的營養(yǎng)成分主要由淀粉組成，其中小麥、稻米、小米和馬鈴薯分別為60.0%～70.0%、80.0%、59.4%～70.2%和70.0%～85.0%[22-23]。淀粉作為一種重要的儲能物質，在種子的組成成分中含量較高。黃精種子的淀粉含量高達60%～70%，屬于淀粉性種子。研究結果表明，滇黃精和多花黃精種子中淀粉含量相差不大，但滇黃精含量略高于多花黃精，可能與黃精品種的基因型和產地不同有一定的聯系。黃精種子中的粗脂肪含量遠高于小麥、玉米和水稻等作物，如滇黃精種子粗脂肪含量達14.30%，多花黃精種子粗脂肪含量達8.90%。現代藥理研究表明，黃精具有抗阿爾茲海默癥、保護心臟和抗脂肪肝等多種藥理活性，其藥理活性與黃精中存在大量的信號轉導通路，如氧化應激、細胞凋亡和脂質代謝等有關[24]。黃精種子中較高的粗脂肪含量可能參與脂質代謝信號通路，進而發(fā)揮藥理作用。

蛋白質作為三大營養(yǎng)物質之一，對人體的氮營養(yǎng)平衡具有重要的作用。研究結果表明，多花黃精和滇黃精種子的蛋白質含量均不高，但多花黃精中的游離氨基酸含量較高，達34.70%，與李勇剛等[10]的研究結果基本一致。黃精多糖是黃精中的有效成分，其含量高低是藥典中評價黃精質量的重要指標。黃趙剛等[25]研究表明，黃精多糖的含量受生長環(huán)境和品種基因型的影響較大。研究結果表明，多花黃精種子的可溶性糖含量高達28.40%，是滇黃精可溶性糖含量的11.98倍，進一步證實了多糖含量受黃精基因型的影響較大。

植物甾醇是一類以環(huán)戊烷多氫菲為骨架的三萜類化合物，結構類似于膽固醇，是一種重要的天然化合物[26]。植物甾醇具有降膽固醇、抗癌、抗炎、抗氧化、抗腫瘤、退熱、降低心腦血管疾病和免疫調節(jié)等作用[27]。目前，甾醇被批準使用“有益健康標簽”，可作為未來十大功能性營養(yǎng)成分[28]。研究結果表明，多花黃精和滇黃精種子的甾醇含量均不高，分別為0.12%和0.20%。李曉光等[29]研究發(fā)現，含有0.1%～10.0%植物甾醇酯的蛋白飲料,具有顯著降低膽固醇的功能。可見，多花黃精和滇黃精在食品工業(yè)研發(fā)領域具有較強的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

超氧化物歧化酶(SOD)是植物抗氧化系統(tǒng)的第一道防線，在清除存在于胞質、葉綠體和過氧化物酶體中的超氧自由基方面起主要作用[30]。過氧化物酶(POD)參與木質素生物合成最后一步，可催化木質素單體的聚合反應，通過催化 H2O2分解而發(fā)揮作用[31]。過氧化氫酶(CAT)是植物細胞的活性氧清除劑，逆境條件下有機體H2O2含量增加，CAT可將H2O2水解成O2和H2O，以減輕活性氧對機體造成的損傷[32]。因此，SOD、POD和CAT在植物體內具有防御和保護作用。研究結果表明，多花黃精的POD活性是滇黃精的84.21倍，滇黃精的SOD和CAT活性是多花黃精的5.05倍和4.85倍；滇黃精種子的CAT活性與水稻的CAT活性相差不大，卻是小麥的13倍；多花黃精的POD活性極顯著高于滇黃精及小麥、水稻和玉米三大作物，是小麥、水稻和玉米的126.00～220.00倍。可見，多花黃精和滇黃精在抗氧化、清除細胞內活性氧等方面都具有重要作用，在抗氧化或具防護功用的化妝品開發(fā)方面有很大的開發(fā)潛力。

4 結論

多花黃精和滇黃精與小麥、水稻和玉米三大作物相類似，其種子的淀粉含量較高，屬于淀粉性種子；蛋白質含量較低，粗脂肪和游離氨基酸含量較高；種子的可溶性糖、游離氨基酸和植物甾醇含量較高，具有較高的營養(yǎng)價值和抗氧化酶活性，可在食療和康養(yǎng)等新興領域開發(fā)利用。