苦瓜提取物抗氧化及抑制淀粉酶協同作用研究

邱韻，何慶峰，林妙玲，劉玥，趙俊旭，張湘汮

（天津農學院食品科學系，天津300384）

苦瓜提取物抗氧化及抑制淀粉酶協同作用研究

邱韻，何慶峰*，林妙玲，劉玥，趙俊旭，張湘汮

（天津農學院食品科學系，天津300384）

通過析因設計研究不同溶劑苦瓜提取物的協同作用，為苦瓜功能保健食品的開發提供參考。以鄰二氮菲-Fe2+氧化法抗氧化試驗及α-淀粉酶的抑制試驗研究苦瓜醇提物和水提物的劑量-反應關系，并進行3×3析因設計，通過析因分析研究苦瓜醇提物與水提物的協同作用。結果表明苦瓜的醇提物和水提物在抗氧化及α-淀粉酶抑制作用方面存在協同作用。協同抗氧化效果最好組合是水提物0.2 mg/mL，醇提物0.15 mg/mL；協同抑制α-淀粉酶效果最好的組合是水提物40 mg/mL，醇提物30 mg/mL。

苦瓜提取物；析因分析；協同作用；抗氧化；α-淀粉酶

苦瓜（Momordica charantiaL.）是一種藥食同源的植物，具有清熱解毒、抗腫瘤、提高免疫功能等多種作用［1-3］。近年來，苦瓜在糖尿病中的預防和輔助調節作用也被國內外學者廣泛研究［4-6］。多項研究結果表明，不同溶劑苦瓜提取物可以通過多種途徑輔助降血糖，其中，抗氧化及抑制α-淀粉酶是苦瓜調節血糖作用的主要途徑［7-9］。不同溶劑的苦瓜提取物在抗氧化及抑制α-淀粉酶方面是否具有協同作用尚未見報道。本試驗在以往研究的基礎上，采用析因設計研究苦瓜水提物及醇提物抗氧化及抑制α-淀粉酶的協同作用，為苦瓜調節血糖研究及苦瓜功能食品的開發提供參考。

1材料與方法

1.1材料與試劑

苦瓜：紅旗農貿市場（產自山東壽光）；菲羅啉（分析純）：天津奧濱醫科醫藥銷售有限公司；雙氧水（分析純）：天津市北方天醫化學試劑廠；α-淀粉酶：天津市明川試劑有限公司；Trolox：Sigma公司。

1.2儀器與設備

WFJ7200型可見分光光度計：龍尼柯（上海）儀器有限公司；ELx800型酶標儀：深圳安捷儀器有限公司；HWS28型電熱恒溫水浴鍋：上海—恒科科技有限公司；JA2003電子天平：上海舜宇恒平科學儀器有限公司。

1.2方法

1.2.1苦瓜提取物的制備

1.2.1.1苦瓜水提物

提取工藝條件為：料水比（g/mL）1∶10、溫度為100℃、浸提時間為60 min、浸提3次共3 h。浸提液離心，旋轉蒸發濃縮，冷凍干燥備用。

1.2.1.2苦瓜醇提物

提取工藝條件為：60%的乙醇，70℃浸提2 h。反復提取3次，過濾，收集濾液，旋轉蒸發濃縮，冷凍干燥備用。

1.2.2抗氧化的測定

醇提物及水提物受試濃度為：0.01、0.025、0.05、0.1、0.15 mg/mL。抗氧化能力的測定方法如表1。

表1　抗氧化能力的測定方法Table 1Method of antioxidant capacity determination

抗氧化能力值=［（A樣品-A樣品空白-A損傷）/（ATrolox-A損傷）］×（mTrolox/m樣品），式中：A樣品為樣品管吸光度；A樣品空白為樣品空白管吸光度；ATrolox為標準管吸光度；A損傷為損傷管吸光度；mTrolox為標準管所含Trolox的μmol數；m樣品為標準管所含樣品的質量［10］。

1.2.3α-淀粉酶抑制試驗

醇提物及水提物受試濃度為：10、20、30、40、50、60、70、80、90、100 mg/mL。反應體系如表2。

表2　α-淀粉酶活性抑制反應體系Table 2α-amylase activity inhibition test

α-淀粉酶抑制率（%）=（1-A0/A1）×100，A0=A2-A3；式中：A1、A2、A3分別為540 nm處空白對照、抑制劑管和背景對照的吸光值。以抑制劑濃度為橫坐標，抑制率為縱坐標，繪制抑制曲線［11-12］。

1.3統計分析

將數據整理后，輸入SPSS13.0，采用3×3析因分析過程，以主效應項考察各因素的單獨效應，以交互作用項考察各因素的協同作用，以0.05作為顯著性差異標準。

2結果

2.1苦瓜提取物抗氧化作用的協同性分析

2.1.1抗氧化作用劑量-反應關系

抗氧化作用劑量-反應關系見圖1。

圖1　苦瓜提取物抗氧化值劑量-效應關系圖Fig.1Dose-effect relationship of bitter melon extracts antioxidant value

圖1可以看出，苦瓜醇提物和水提物具有一定的抗氧化作用，且隨著劑量的增加抗氧化能力增強，有劑量依賴性，且趨勢趨于平緩。在本次試驗中，醇提物最佳抗氧化濃度為0.1、0.15、0.2 g/L；水提物最佳抗氧化濃度為0.1、0.15、0.2 g/L。

2.1.2苦瓜醇提物及水提物抗氧化作用協同作用分析苦瓜醇提物及水提物抗氧化作用協同作用分析

見表3，表4。

表3　苦瓜提取物抗氧化值析因試驗設計（n=3，μmol/g）Table 3Interaction analysis of bitter melon extracts antioxidant value

表4　抗氧化作用析因設計方差分析表Table 4Varianc of antioxidant factorial design

由表4可以看出，總變異分解為主效應、交互作用及隨機誤差項。主效應中，醇提物及水提物均有統計學差異，說明醇提物及水提物確實具有抗氧化效用。交互作用項具有統計學差異（P＜0.01），提示醇提物與水提取確實存在著交互作用，即兩種物質的抗氧化具有協同作用。從表3可以看出，協同抗氧化效果最好的組合是A2B3，即水提物0.2 g/L，醇提物0.15 g/L。

2.2苦瓜提取物對于α-淀粉酶的抑制試驗結果

2.2.1α-淀粉酶的抑制作用劑量-反應關系

α-淀粉酶的抑制作用劑量-反應關系見圖2。

圖2　苦瓜提取物α-淀粉酶抑制率劑量-效應關系Fig.2Dose-response relationship of bitter melon extract on αamylase inhibition

由圖2可以看出，醇提物和水提物具有一定的α-淀粉酶的抑制作用，且隨著劑量的增加抑制能力增強。在本次試驗中，醇提物最佳α-淀粉酶的抑制作用濃度為80、90、100 mg/mL；水提物α-淀粉酶的抑制作用濃度為80、90、100 mg/mL。

2.2.2α-淀粉酶的抑制作用協同作用分析

α-淀粉酶的抑制作用劑量-反應關系見表5，表6。

由表6可以看出，總變異分解為主效應、交互作用及隨機誤差項。主效應中，醇提物及水提物均有統計學差異，說明醇提物及水提物確實具有α-淀粉酶抑制作用。交互作用項具有統計學差異（P＜0.01），提示醇提物與水提取確實存在著交互作用，即兩種物質的α-淀粉酶抑制作用具有協同作用。從表5可以看出，協同抑制α-淀粉酶效果最好的組合是水提物40 mg/mL，醇提物30 mg/mL。

3討論

表5　苦瓜提取物對α-淀粉酶抑制作用析因設計試驗（n=3，%）Table 5Factorial design experiment of bitter melon extracts on α-amylase inhibitory

表6　苦瓜提取物對α-淀粉酶抑制作用析因設計方差分析表Table 6Factorial design variance of bitter melon extracts on αamylase inhibitory

協同作用是指多種處理因素產生的綜合效應中，不能用各試驗因素解釋的部分。目前，關于協同作用的研究方法很多，在功能性食品配方的研發中，較常用的方法是正交試驗設計，但正交試驗雖然能減少試驗次數尋找最佳配方，但忽略了試驗因素間的交互作用。而析因試驗實際是多種試驗因素的全面組合，不僅能考察各種組合的效果，還能分析各試驗因素間的協同作用［13］。近年來的研究表明，不同植物提取物間存在協同作用，功能保健食品的功效是多種活性成分協同作用的結果，天然植物提取物的協同作用研究逐漸成為保健食品領域關注的熱點。苦瓜中有多種功能成分，具有降糖及抗氧化功效［14］，但不同苦瓜提取物間的協同作用尚不清楚。因此，本研究以析因試驗設計研究了兩種不同的苦瓜提取物在抗氧化及α-淀粉酶抑制作用的協同性，為苦瓜降糖作用研究提供參考。

苦瓜醇提物和水提物的抗氧化作用是隨著濃度參考文獻：

的增加而增強的，但是兩者的交互作用并非是濃度最強組合（A3B3）抗氧化作用最強，而是（A2B3）效果最強。苦瓜醇提物和水提物的α-淀粉酶抑制作用是隨著濃度的增加而增大的，但是兩者的交互作用也并非是濃度最強的組合（C3D3），而是濃度最小的組合（C1D1），這種交互作用的具體機理還需要進一步研究。

［1］耿麗晶，周圍.苦瓜皂苷的提取方法及其生理功能的研究進展［J］.中國釀造，2009（7）:448-450

［2］陳敬鑫，張子沛，羅金鳳，等.苦瓜保健功能的研究進展［J］.食品科學，2012，33（1）:271-275

［3］劉葦芬.苦瓜抗氧化活性物質的初步鑒定［J］.食品研究與開發，2012，8（33）:72-73

［4］張美萍，葉淑紅，王際輝，等.苦瓜籽蛋白的提取條件及其抗氧化性質［J］.大連工業大學學報，2013，1（32）:4-7

［5］黃龍，鄧媛元，張名位，等.不同苦瓜品種果肉中酚類物質含量及抗氧化能力比較［J］.中國農業科學，2011，44（22）:4660-4668

［6］陳紅漫，李寒雪，闞國仕，等.苦瓜多糖的抗氧化活性與降血糖作用相關性研究［J］.食品工業科技，2012，33（18）:349-354

［7］王步江，王瑞，張平平，等.苦瓜皂苷的制備及體外抗氧化活性研究［J］.中國食品添加劑，2011（5）:153-157

［8］陳林，馮天艷，謝瑜，等.苦瓜根提取物對α-葡萄糖苷酶的抑制作用研究［J］.中國藥師，2011，3（14）:634-636

［9］王琪，鄧媛元，張名位，等.苦瓜皂苷和多糖的連續提取工藝及其對α-葡萄糖苷酶的抑制作用［J］.中國農業科學，2011，44（19）: 4058-4065

［10］劉薇，王宏君，趙健，等.鄰二氮菲-Fe2+法測定保健食品的抗氧化能力［J］.食品科學，2010，31（18）:333-337

［11］張冬英，余霜，黃業偉，等.普洱茶對α-淀粉酶抑制作用的影響研究［J］.食品工業科技，2009，30（2）:77-79

［12］莫麗春，陳麗娟，吳月霖，等.四種天然產物對α-淀粉酶抑制作用研究［J］.食品科技，2012，37（3）:85-88

［13］譚旭輝，錢俊，陳平雁，等.析因設計資料的單獨效應分析［J］.中國衛生統計，2007，24（4）:378-382

［14］劉筱，徐濟良，邵政一，等.苦瓜降血糖作用研究進展［J］.南通大學學報（醫版），2006，26（2）:140-150

Study of Synergy Effect of Different Bitter Melon Extracts on Activities of Antioxidant and Inhibition of Amylase through Factorial Design

QIU Yun，HE Qing-feng*，LIN Miao-ling，LIU Yue，ZHAO Jun-xu，ZHANG Xiang-jun
（Department of Food Science，Tianjin Agricultural University，Tianjin 300384，China）

The aim of this experiment was to study the synergies of different solvents extracts derived from bitter melon by factorial design and to provide reference for the development of functional foods bitter gourd. Antioxidant and α-amylase inhibition capacity of the bitter alcohol extract and aqueous extract were detected by phenanthroline-Fe2+oxidation assay and α-amylase inhibition experiments in this study.Hypoglycemic effect was explored by statistical analysis of factorial design.The results showed that alcohol extract and aqueous extract had synergies effects on antioxidant and α-amylase inhibition activity.Best combination of synergistic antioxidant effect was 0.2 mg/mL aqueous extract，0.15 mg/mL alcohol extract.The best combination on αamylase inhibition was 40 mg/mL aqueous extract，30 mg/mL alcohol extract.

bitter melon extracts；factorial design；synergies；antioxidant；α-amylase

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.14.001

2014-03-10

國家級大學生創新創業訓練計劃項目（201410061029）

邱韻（1994—），女（漢），本科，研究方向：食品質量與安全。

何慶峰（1979—），男（漢），講師，碩士，研究方向：食品營養與安全。