扬州大学食品科学与工程学院刘国艳、张洁、徐鑫等人通过比较鲜榨芹菜汁、2 种芹菜粗提物(经聚酰胺树脂吸附后采用体积分数40%或60%乙醇溶液分别洗脱)中总酚、总黄酮以及黄酮单体在模拟口腔、胃、肠消化过程中的含量变化,考察不同阶段消化液对氧化应激细胞的修复效果,阐明醇提与正常膳食摄入对芹菜黄酮体外消化的影响。通过分析总酚、总黄酮、黄酮单体等成分含量与抗氧化应激能力之间的相关性,揭示发挥抗氧化应激能力的物质基础,为芹菜功能性研究及营养食品的研发提供理论依据。
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1、芹菜汁和粗提物体外消化过程中总酚、总黄酮及黄酮单体的含量变化
体外消化过程中总酚含量变化
与未消化组相比,40%乙醇溶液洗脱物混合物1经口腔消化后总酚含量升高了0.07 倍,经胃消化2 h后总酚含量升高了7.63 倍,经肠消化后总酚含量升高了5.82 倍,比胃消化组总酚含量低。60%乙醇溶液洗脱物混合物2口腔消化后,总酚含量与未消化组相比升高了0.02 倍;经胃消化后总酚含量比未消化组升高了7.98 倍;经肠消化后,总酚含量与未消化组相比升高了5.54 倍,但比胃消化组总酚含量低。鲜榨芹菜汁中总酚含量较低,且总酚含量的变化趋势与混合物1、混合物2相似。
体外消化过程中总黄酮含量变化
与总酚含量变化规律相似,与未消化组相比,混合物1经口腔、胃、肠消化后总黄酮含量分别增加了0.29、10.35、5.03 倍;混合物2总黄酮含量相应增加了0.14、10.58、5.50 倍;芹菜汁总黄酮含量与总酚含量都较低,且总黄酮含量的变化趋势与总酚含量变化趋势相似。结果表明胃液消化可使芹菜黄酮进一步释放,且部分黄酮在肠液中会发生降解。
体外消化过程中黄酮单体含量变化
3-甲氧基芹菜苷含量变化
与未消化时相比,混合物1、混合物2、芹菜汁中3-甲氧基芹菜苷含量经口腔消化10 min后分别升高了1.57、0.19、0.27 倍;胃消化2 h后含量变化不显着(P>0.05);肠消化2 h后含量分别升高了8.07、3.09、3.67 倍。在植物体内,多酚通常与多糖或有机酸连接,如苯甲酸或苯甲醛及它们的衍生物通常共价连接到植物细胞壁多糖,与阿拉伯糖或木质素内核形成酯键。所以推测口腔消化过程中,与多糖结合的黄酮类物质可能被释放出来,造成黄酮单体含量增加。混合物1经胃消化30 min时,与未消化时相比,3-甲氧基芹菜苷含量升高了3.38 倍,胃消化30 min后,3-甲氧基芹菜苷含量显着下降并逐渐趋于稳定;肠消化时,3-甲氧基芹菜苷含量逐渐升高,肠消化2 h时达到最高值。
芹菜苷含量变化
与未消化时相比,混合物1、混合物2、芹菜汁中芹菜苷的含量经口腔消化10 min后分别升高了0.57、0.37、0.40 倍;胃消化2 h后含量变化不显着(P>0.05);肠消化2 h后含量分别升高了21.17、16.60、7.58 倍。混合物1经胃消化30 min时,芹菜苷含量显着升高,与未消化时相比,含量升高了16 倍,胃消化30 min后,芹菜苷含量逐渐降低并趋于稳定;肠消化过程中,芹菜苷含量显着升高,肠消化2 h时含量最高。胃液较低的pH值可以促进芹菜苷的释放,原因可能是较低的pH值降低了分子间的作用力,有利于芹菜苷的释放;而芹菜苷在肠消化30 min后含量降低,可能是由于肠液环境中其酯键被胰酶水解,导致芹菜苷在肠消化过程中稳定性较差。有研究表明黄酮类物质会在胃液中释放,且在30 min内释放量显着增加,部分黄酮类物质会在胃液中稳定存在。
木犀草素-7-O-葡萄糖-2-O-芹糖苷含量变化
与未消化时相比,混合物1、混合物2、芹菜汁中木犀草素-7-O-葡萄糖-2-O-芹糖苷的含量经口腔消化10 min后分别升高了0.71、0.40、0.11 倍;胃消化2 h后含量变化不显着(P>0.05);肠消化2 h后含量分别升高了25.18、11.46、4.16 倍。混合物1、混合物2与芹菜汁体外消化过程中,木犀草素-7-O-葡萄糖-2-O-芹糖苷含量变化趋势相似,口腔、胃消化阶段其含量变化不显着,肠消化阶段其含量升高,且在肠消化2 h时其含量最高。
木犀草苷含量变化
与未消化时相比,混合物1、混合物2、芹菜汁中木犀草苷的含量经口腔消化10 min后分别升高了3.41、0.23、0.53 倍;胃消化2 h后含量降低;肠消化2 h后含量分别升高了7.62、4.21、1.63 倍。混合物1经胃消化30 min时,与未消化时相比,木犀草苷含量升高了3.71 倍,胃消化30 min后其含量逐渐降低并趋于稳定;肠消化过程中木犀草苷含量逐渐升高,并在肠消化2 h时含量达到最高值。混合物2与芹菜汁体外消化过程中木犀草苷含量变化规律相似,口腔消化过程中木犀草苷含量升高;胃消化时含量降低;肠消化30~90 min时含量逐渐降低,90 min后含量升高。
2、对氧化应激细胞的影响
细胞活性测定结果
3 种粗提物不同阶段消化液孵育细胞存活率在93%~112%之间,即对HUVEC-C细胞无明显毒性,可用于后期实验。
NO含量变化测定结果
混合物1经体外消化后对氧化应激细胞的修复效果较明显,口腔消化组、胃消化组和肠消化组抗氧化应激能力与未消化时相比分别升高了0.24、1.64、0.52 倍。混合物2经体外消化后抗氧化应激能力也较显着,口腔消化组、胃消化组抗氧化应激能力与未消化时相比分别升高了0.13、0.96 倍,肠消化组与未消化时相比抗氧化应激能力反而降低。
3、总酚、总黄酮、黄酮单体、NO含量变化之间的相关性分析
以总黄酮为研究对象,考察芹菜汁与2 种芹菜粗提物中总黄酮与总酚、黄酮单体、NO之间的相关性。混合物1、混合物2及芹菜汁中总黄酮与总酚、NO之间具有极显着的正相关性(P<0.01)。即粗提物中总黄酮含量与抗氧化应激能力呈正相关,黄酮含量越高,修复效果越好。总黄酮与4 种黄酮单体含量变化之间不存在显着相关性(P>0.05)。
结论
CONCLUSION
本实验通过体外模拟消化法,评价芹菜汁与2 种芹菜粗提物在模拟口腔、胃、肠消化过程中总酚、总黄酮、黄酮单体的含量变化以及不同阶段消化液对氧化应激细胞的影响,考察醇提与正常膳食摄入对芹菜黄酮体外消化的影响,验证总酚、总黄酮、黄酮单体等成分含量与抗氧化应激能力之间的相关性。研究结果显示,芹菜汁与2 种芹菜粗提物体外消化过程中,总酚、总黄酮、NO含量均呈现先升高后降低的趋势,这可能是由于胃液、肠液均可促进活性成分的释放,使其含量升高,但较高pH值的肠液环境中又会促进部分黄酮类物质降解。口腔、胃消化、肠消化对芹菜总酚、总黄酮及黄酮单体含量的影响不同,芹菜总酚、总黄酮体外消化过程中含量变化呈显着正相关,4 种黄酮单体与总黄酮之间含量变化不存在显着相关性,而且体外消化过程中4 种黄酮单体之间含量变化不存在显着相关性。口腔消化与肠消化均可促进4 种黄酮单体含量升高;胃消化可显着促进3-甲氧基芹菜苷与芹菜苷含量升高,对于木犀草素-7-O-葡萄糖-2-O-芹糖苷与木犀草苷影响较小。不同黄酮单体在模拟体外消化过程中变化规律大体一致,但在不同消化阶段释放程度有一定的差距,在消化液中酶解或降解程度有所不同,这与各黄酮单体自身结构或与消化液中某些成分相互作用有关。提取物抗氧化应激能力是其自身抗氧化应激成分发挥相互协同或拮抗的结果,胃肠环境的改变会影响抗氧化应激成分含量、结构及相互作用,从而导致抗氧化应激能力发生变化。结果显示口腔、胃、肠消化均可促进芹菜总酚和总黄酮含量升高,而且总酚、总黄酮与抗氧化应激能力之间呈显着正相关。醇提与正常膳食摄入对芹菜黄酮体外消化影响不显着。