《食品科学》:湖北民族大学莫开菊教授:富硒油菜粉抗氧化特性及其与化学成分相关性

健康   2024-12-27 16:12   北京  
硒(Se)是一种微量元素,具有重要的生物学功能,对人体健康具有重要意义。硒通过修饰谷胱甘肽过氧化物酶、硫氧还蛋白还原酶和碘甲状腺原氨酸脱碘酶等至少30 种蛋白的表达影响着人体的生理功能。硒可以通过参与植物体内的物质和能量代谢影响植物体内化合物的合成,进而改变植物体系的抗氧化活性及功能特性。富硒植物提取物可能比未富硒植物提取物具有更强的抗氧化活性。有研究表明油菜具有较强的富硒能力,食用富硒油菜粉可能成为补硒的一条有效途径。
因此,湖北民族大学生物与食品工程学院的杨迪、闵立凤、莫开菊*等测定了富硒油菜粉提取物和普通油菜粉提取物中的总氮、总糖、多酚、黄酮、皂苷、总硒、多糖和多糖硒的含量以及抗氧化活性,并分析其相关性和偏相关性,进一步了解各物质独立的抗氧化活性,以期为开发富硒油菜粉产品提供一定的指导。

01

油菜粉提取物中基本化学成分


从表1可以看出,普通油菜粉提取物中总糖、多糖和皂苷质量浓度明显高于富硒油菜粉提取物,而富硒油菜粉提取物中含氮化合物、多酚、黄酮、总硒以及多糖硒含量明显高于普通油菜粉提取物。有研究表明富硒培养会改变植物体内化学成分的含量,这可能是因为在植物生长过程中,硒参与植物体内的物质和能量代谢,从而促进作物对营养物质的吸收及代谢产物的生成。总之,两种提取物中化学成分含量有所差异,且富硒油菜粉提取物中含氮化合物、多酚、黄酮、总硒和多糖硒含量更高。

02

油菜粉提取物抗氧化能力


机体内氧化反应产生的自由基可以穿过细胞膜,并容易与生物分子包括碳水化合物、蛋白质、脂质和DNA发生反应,导致组织损伤或细胞死亡。由图1可以看出,富硒和普通油菜粉提取物还原Fe3+以及清除DPPH自由基、ABTS阳离子自由基和羟自由基的能力均随质量浓度的增加而上升。当提取物质量浓度为0.25 mg/mL时,富硒油菜粉提取物与普通油菜粉提取物还原Fe3+的能力以及清除羟自由基的能力接近。当提取物质量浓度为4.0 mg/mL时,富硒油菜粉提取物和普通油菜粉提取物还原Fe3+的能力以及清除DPPH自由基和ABTS阳离子自由基的能力接近。除此之外,富硒油菜粉提取物还原Fe3+以及清除DPPH自由基、ABTS阳离子自由基和羟自由基的能力均明显高于普通油菜粉提取物。一般而言,抗氧化活性物质通过给予电子及氢原子阻断自由基的链式反应,达到抗氧化的目的。

从图1可以看出,油菜粉提取物还原Fe3+以及清除DPPH自由基、ABTS阳离子自由基和羟自由基的能力有所差异。DPPH自由基分析法适用于疏水性抗氧化系统;ABTS阳离子自由基分析法可以广泛应用于亲水性和亲脂性抗氧化系统。羟自由基清除实验是利用抗氧化剂清除由芬顿反应产生的羟自由基;FRAP法的原理是在酸性条件下,抗氧化剂将Fe3+-TPTZ还原成蓝色的Fe2+-TPTZ,根据其吸光度变化测定样品的总还原能力,经常被用于快速评估各种食品、饮料以及各种植物提取物的总抗氧化能力。因此,两种油菜粉提取物在不同测定方法中具有不同的抗氧化活性。一般来说,体外测定可以评估特定反应系统中的抗氧化活性,对某一样品可以使用多种抗氧化剂测定法确定其抗氧化活性。与天然油菜粉提取物相比,富硒样品显著提高了还原Fe3+以及清除DPPH自由基、ABTS阳离子自由基和羟自由基的能力,具有更强的抗氧化活性。富硒油菜粉提取物中含有更多的含氮化合物、多酚、黄酮、总硒以及多糖硒等物质,这些物质都具有一定的抗氧化能力。因此,富硒油菜粉较高的抗氧化活性可能也与这些抗氧化活性物质含量较高有关。

03

油菜粉提取物基本化学成分与抗氧化能力相关性分析



3.1 化学成分与抗氧化特性的Pearson相关性分析

由表2可知,总氮、多酚和总黄酮含量的增加均能显著或极显著增加Fe3+还原能力以及DPPH自由基、ABTS阳离子自由基和羟自由清除能力,表明总氮、多酚和总黄酮可能是两种油菜粉提取物中最重要的抗氧化物质;其次,皂苷和多糖硒含量可以正相关地影响3 种抗氧化活性,表明皂苷和多糖对油菜粉提取物的抗氧化能力也有重要影响;最后,总糖、总硒和多糖含量的上升分别能显著增加1~2 种抗氧化活性指标水平,表明总糖、总硒和多糖对油菜粉的抗氧化能力具有一定的贡献。有研究表明,蛋白、多酚和黄酮与抗氧化活性之间呈显著正相关,而皂苷和还原糖以及硒多糖都具有一定的抗氧化活性。相关性分析中总氮、总糖、多酚、总黄酮、皂苷、总硒、多糖和多糖硒均与油菜粉提取物的抗氧化能力存在一定的正相关性,表明这些物质含量的增加有利于提高油菜粉提取物的抗氧化能力。

Pearson相关性可以简洁地反映两个变量间的相关性和线性关系。但在多变量分析中,两个变量间的关系会受到其他变量的影响,Pearson相关性可能无法正确反映两个变量间的内在联系,而偏相关分析通过控制其他变量,在多变量分析中能有效量化选定变量间的相关性,因此采用偏相关分析油菜粉提取物中化学成分与抗氧化性之间的关系。

3.2 化学成分与抗氧化特性的偏相关分析

从表3可以看出,在偏相关分析中总氮、总糖、多酚、总黄酮、皂苷和总硒均被排除,Fe3+还原能力和DPPH自由基、ABTS阳离子自由基、羟自由基清除能力仅与多糖和多糖硒相关,且多糖硒与4 种能力均呈极显著正相关(P<0.01),多糖含量与Fe3+还原能力、DPPH自由基和ABTS阳离子自由基清除能力显著或极显著正相关(P<0.05,P<0.01)。表明油菜粉提取物的主要抗氧化活性可能与多糖和多糖硒有关。

有研究表明硒化后的多糖会增加ABTS阳离子自由基清除能力和Fe3+还原能力,但是单纯的无机硒+多糖干预并不会增强多糖的抗氧化活性,这是由于硒多糖中氢硒基(SeH)或硒酸酯基团可以激活异构碳上的氢原子,基团的活化程度越高,贡献氢原子的能力越强。糖醛酸含量较高的多糖具有更强的抗氧化潜力,而硒多糖含有更多的糖醛酸并具有更高的抗氧化能力。因此,硒的引入可能改变油菜粉中多糖的组成,降低多糖的分子质量,从而增加富硒提取物的抗氧化活性。总之,虽然普通油菜粉中的总糖或总多糖含量较高,但富硒油菜粉中的硒或多糖中硒含量较高,即可能含有更高含量的硒多糖,使其拥有较高的抗氧化活性。因此,油菜粉提取物中硒多糖的含量可能是影响其抗氧化活性的主要因素。

结论



两种油菜粉提取物中,富硒油菜粉提取物含氮化合物、多酚、黄酮和总硒以及多糖硒含量明显高于普通油菜粉提取物,但总糖、多糖和总皂苷含量相对较低。Fe3+还原能力以及DPPH自由基、ABTS阳离子自由基和羟自由基清除能力均随提取物质量浓度的增加而增大,并且富硒油菜粉提取物还原Fe3+以及清除DPPH自由基、ABTS阳离子自由基和羟自由基的能力均强于普通油菜粉提取物。相关性分析表明提取物中含氮化合物、总糖、多酚、黄酮、皂苷、多糖、总硒以及多糖硒含量的增加均能在一定程度上增强提取物的抗氧化活性,尤其是总氮、多酚和黄酮。但偏相关性分析表明多糖和多糖硒可能是油菜粉提取物抗氧化能力的主要因素,即多糖和多糖硒含量的差异可能是造成两种油菜粉提取物抗氧化能力差异的主要因素

本文《富硒油菜粉抗氧化特性及其与化学成分相关性》来源于《食品科学》2024年45卷9期,作者:杨迪,闵立风,张睿,张涵鸣,熊坤,庄洋,傅琴,莫开菊。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20230630-239。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑:小娴;责任编辑:张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

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