樹舌靈芝化學成分分析及其多糖、三萜組分的抗氧化活性

,,,,,,, ,3,*

(1.福建農林大學食品科學學院,福建福州 350002;2.福建農林大學海洋研究中心,福建福州 350002;3.國家菌草工程技術研究中心,福建福州350002)

樹舌靈芝化學成分分析及其多糖、三萜組分的抗氧化活性

李田田1,2,黃梓芮1,2,潘雨陽1,2,賈瑞博1,2,花朋朋1,2,江小琴1,2,陳弘培1,2,劉斌1,2,3,*

(1.福建農林大學食品科學學院,福建福州 350002;2.福建農林大學海洋研究中心,福建福州 350002;3.國家菌草工程技術研究中心,福建福州350002)

本研究測定了樹舌靈芝子實體的粗多糖、粗蛋白、粗脂肪、礦物質元素以及三萜的含量,分析了其氨基酸、脂肪酸及礦物質元素組成,并通過測定DPPH·與HO·的清除率,研究三萜及多糖的抗氧化活性。研究結果表明,樹舌靈芝子實體含有總糖43.8%,三萜1.75%,蛋白質11.4%,粗脂肪0.40%,灰分1.80%,維生素C 10.5%,維生素A 15.6%;還包含豐富的礦物質元素如Ca、Fe、Zn等,其含量分別為5740、29.7、15.6 mg/kg。樹舌靈芝子實體還富含甲硫氨酸(19.3 g/kg)、天冬氨酸(5.5 g/kg)、纈氨酸(19.4 g/kg)、亮氨酸(4.2 g/kg)以及亞油酸(340.9 mg/kg)等,是一種營養豐富且氣味獨特的食藥用菌,通過測定DPPH·的清除率與HO·的清除率得知,三萜與多糖均具有一定的抗氧化活性,且三萜的抗氧化能力比多糖強。

樹舌靈芝,化學成分分析,三萜,多糖,抗氧化性

樹舌靈芝(Ganodermaapplanatumn)別名樹舌、樹舌扁靈芝、扁目靈芝,屬真菌門,擔子菌亞門,層菌綱,多孔菌科,靈芝屬[1]。樹舌靈芝在我國分布十分廣泛,主要在東北、西北、華東、華南、西南各個省區[2],研究表明,樹舌靈芝具有抗癌、抗腫瘤、抗氧化、防衰老、調節免疫力、消炎抗菌、降血糖和保肝等生物活性[3-4]。但目前現有研究主要圍繞樹舌靈芝的部分活性物質進行分析[5-7],而關于樹舌靈芝子實體營養成分分析的研究報道較少。本研究通過對樹舌靈芝子實體營養成分及其三萜多糖組分的抗氧化活性進行研究,旨在為樹舌靈芝在保健食品及生物醫藥等領域的進一步開發利用提供基礎數據。

表1 樹舌靈芝子實體中的營養成分Table 1 The nutrients of Ganoderma applanatum

注：含量按干重計算。

1 材料與方法

樹舌靈芝子實體,華益靈芝生物科技開發有限公司提供,經福建農林大學鑒定為樹舌靈芝,經40 ℃條件下烘干,粉碎后得到樹舌靈芝細粉,備用;氫氧化鈉、硝酸鋁、氯仿、硫酸亞鐵、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、硫酸、葡萄糖、鐵氰化鉀、正丁醇、L-甲硫氨酸、無水乙醇、水楊酸、三氯乙酸、雙氧水、亞硝酸鈉,均為分析純 購自國藥集團化學試劑有限公司;氮藍四唑、苯酚、鄰二氮菲、核黃素、1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH) 購自Sigma公司。

電子分析天平 EO2140 賽多利斯科學儀器北京有限公司;電熱恒溫鼓風干燥箱 蘇州德瑞普烘箱制造有限公司;紫外可見分光光度計 上海悅豐儀器有限公司;臺式高速冷凍離心機 凱特實驗儀器有限公司;攪拌機 廣東美的精美電器制造有限公司;Z-5000型原子吸收光譜 日本日立公司;KDN-102F型自動定氮 上海纖檢儀器有限公司;RJ型馬福爐 上海榮劍實業有限公司;Waters高效液相色譜 Waters公司;脂肪測定儀SZC-C 上海纖檢儀器有限公司;恒溫水浴搖床HY-2 江蘇金壇市宏華儀器廠;R201旋轉蒸發儀 南京科爾儀器設備有限公司;KQ-500VDE超聲波清洗儀 昆山舒美超聲儀器有限公司;TYPEFDU-1000冷凍干燥機 上海億培實業有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1 營養成分測定 粗蛋白采用GB5009.5-2010方法測定[8],粗脂肪采用GB/T5009.6-2003方法測定[9],粗纖維采用GB/T5009.88-2008方法測定[10],礦物質元素采用GB/T5009.90-2003方法測定[11],維生素C采用GB/T 5009.159-2003方法測定[12],維生素A采用GB/T 5009.82-2003方法測定[13],粗多糖采用白鴻主編的《保健食品功效成分檢測方法》測定[14],三萜采用本課題組前期優化的總三萜測定方法測定[15],粗灰分采用GB/T5009.4-2010方法測定[16],氨基酸采用GB/T 5009.124-2003方法測定[17],樹舌靈芝子實體脂肪酸的組成采用GB/T 22223-2008的方法測定[18],測定結果見表1。

1.2.2 三萜及多糖的抗氧化活性比較

1.2.2.1 三萜的提取 取樹舌靈芝粉末3 g,加入20倍體積的乙醇水溶液(80%)中,超聲(時間為30 min,溫度為60 ℃,功率為300 W)提取3次,經離心、抽濾、濃縮定容后測定三萜含量,再取預處理好的D-101大孔吸附樹脂10 g濕法裝柱,經洗脫,濃縮,凍干制備三萜[15]。

1.2.2.2 多糖的提取 取樹舌靈芝粗粉3 g,經15倍體積蒸餾水浸泡12 h后,在95 ℃下,以1∶15的料水比提取3 h,再以1∶10料水比提取2 h,合并兩次提取液,過濾,減壓濃縮1倍體積,取濃縮液按照1∶3的比例加入95%乙醇。經振蕩過夜,離心(3500 r/min,15 min),收集沉淀。加入Sevage試劑(氯仿∶正丁醇=4∶1)混合搖勻振蕩過夜,離心取上清液,反復操作3次,此上清液經真空干燥后即為粗多糖。

這樣，任何一個學習經歷都可以以一點放在圖上。例如，傳統的演講（理論式、傳授式、教師主導式）會在A箱內，而自我發現學習式的專題研習（實踐式、發現式、自我主導式），為另外一個極端，便在B箱內。

1.2.2.3 對HO·的清除能力 取待測樣品溶液與FeSO4溶液、水楊酸-乙醇溶液、H2O2溶液充分混合,在37 ℃水浴下反應30 min,510 nm處下測定吸光值。在相同條件下設置空白組(以蒸餾水代替樣品作為空白組)與VC對照組[19]。按下式計算:

1.2.2.4 對DPPH·的清除能力 取2.0 mL待測樣品溶液,加入0.2 mmol/L DPPH·乙醇溶液2.0 mL,混合均勻后避光放置30 min,在波長517 nm處測定其吸光值。再分別設置空白組(以2.0 mL 95%乙醇代替樣品為空白組)與VC對照組[20],計算公式為:

2 結果與分析

2.1營養成分分析

表1所示,樹舌靈芝子實體的總糖含量最高達到43.8%,其次是粗纖維、維生素A,蛋白質,維生素C、灰分、三萜和粗脂肪,含量分別為37.8%、15.6%、11.4%、10.5%、1.80%、1.75%和0.40%。其中,多糖具有免疫調節、抗腫瘤、抗炎、抗氧化、抗衰老、降血糖等生物活性[21];三萜具有較強的降“三高”(高血壓,高血糖,高血脂)、抗氧化、抗衰老等生理活性。

2.2礦物質元素分析

礦物質元素與人體健康存在密切聯系,在維持人體正常生理功能和構成人體組織方面起著不可替代的作用。從表2可知,樹舌靈芝子實體中含有人體所必需的礦物質元素如Ca、Fe、Zn等,并且還含有錳(Mn)、銅(Cu)和硒(Se)等微量元素,其中Ca含量很高,在樹舌靈芝中的含量高達5740 mg/kg,遠遠超過其它礦物質元素含量。Ca是人體所必需的常量元素,也是機體中主要的礦物質元素,其主要作用為成骨作用,此外,鈣離子對維持神經和肌肉的興奮過程起重要作用。Fe、Zn、Cu、Mn等的含量雖然很低,但對于人體來說是不可缺少的元素。

表2 樹舌靈芝子實體主要礦物質元素的含量分析Table 2 The main mineral elements content analysis of Ganoderma applanatum

注:“-”表示未檢出。Fe元素能直接參與人體能量代謝,具有運輸氧氣、緩解貧血等作用;Zn能幫助神經系統的發育和完善;具有促進機體生長和組織再生、提高食欲和免疫能力的作用;Cu與造血、結締組織形成、黑色素形成和維護毛發正常結構等有關;Mn是軟骨生成中不可缺少的輔助因子,缺Mn可影響Ca的吸收。由以上結果可知,樹舌靈芝子實體可作為良好的礦物質補充劑。

2.3氨基酸分析

從樹舌靈芝子實體中檢測出16種氨基酸，人體必需氨基酸有6種(分別是Met、Val、Ile、Phe、Leu、Thr),含量相對較高,占總氨基酸的62.63%;從表3可以看出,樹舌靈芝子實體中富含Met、Asp、Glu和Leu,Asp、Glu及Leu在樹舌靈芝子實體中含量均較高,Asp與Glu的總含量占總氨基酸的比值達12.57%,其中Asp是進行新陳代謝的活躍分子,參與尿素、偶聯嘌呤核苷酸的循環,它在促進腺嘌呤核苷酸合成、調整心臟功能、改善心肌代謝、保護肝臟及抗疲勞等方面有非常重要的作用;Glu是鮮味氨基酸,而且它還參與人體內的蛋白質代謝過程以及其他的許多重要化學反應;其次,Asp和Glu對促進腦細胞發育和增強記憶力有良好的作用,且Asp和Glu是重要的鮮味物質;Leu為必需氨基酸,作用于合成組織蛋白和血漿蛋白,能維持幼年動物的生長與成年動物的氮平衡,如果缺乏則會產生一種特殊的皮膚病;另外,Tyr與Phe是含芳香氨基酸,其總量占總氨基酸的比值達5.52%。這表明樹舌靈芝是一種營養豐富且具有獨特氣味的優質食藥用菌。

表3 樹舌靈芝子實體氨基酸組成Table 3 The amino acid composition of Ganoderma applanatum

注:“-”表示未檢出。

2.4脂肪酸分析

脂肪酸根據雙鍵數目分為多不飽和脂肪酸、單不飽和脂肪酸、飽和脂肪酸。從圖1及表4可以看出,樹舌靈芝子實體含有C18∶2、C24∶1、C18∶0、C18∶1、C16∶0等脂肪酸,其中,亞油酸的含量最高,占其脂肪酸總量的27.14%,為人體的必需脂肪酸之一,對膽固醇的代謝很重要,具有相當廣泛的生理作用,用于治療心血管系統疾病、降低血脂[22]。除亞油酸外,油酸、硬脂酸及棕櫚酸也具有重要的生理功能,如油酸能延緩動脈粥樣硬化形成;棕櫚酸能降低膽固醇。因此,樹舌靈芝是具有一定營養保健功能的食藥用菌。

圖1 樹舌靈芝脂肪酸總離子色譜Fig.1 The total ion chromatography offatty acid of Ganoderma applanatum注:a-脂肪酸標準品;b-樹舌靈芝子實體樣品。

表4 樹舌靈芝子實體的脂肪酸組成Table 4 The fatty acid composition of Ganoderma applanatum

注:“-”表示未檢出。

2.5三萜與多糖的抗氧化

自由基清除率是傳統的抗氧化能力測定方法之一。圖2和圖3探討了三萜和多糖對DPPH·和HO·的動態清除反應過程。

由圖2可知,樹舌靈芝總三萜對DPPH自由基的清除效果顯著優于樹舌靈芝多糖,最高DPPH自由基清除率可分別達到62.13%和35.65%(濃度為4 mg/mL),說明樹舌靈芝總三萜以及樹舌靈芝多糖對DPPH自由基的清除效果對濃度有一定的依賴性,相同劑量下,樹舌靈芝總三萜以及樹舌靈芝多糖對DPPH自由基的清除效果均不及抗壞血酸。

圖2 DPPH自由基清除能力Fig.2 The curves of DPPH· scavenging ability

由圖3可知,樹舌靈芝三萜和樹舌靈芝多糖均對羥自由基有較好的清除效果,隨濃度增加清除效果顯著增強,最高羥自由基清除率可分別達到88.65%和80.52%(濃度為4 mg/mL),樹舌靈芝三萜對羥自由基清除率高于樹舌靈芝多糖,但兩個組分之間差異不顯著。陽性對照抗壞血酸在濃度為4 mg/mL時,羥自由基清除率能幾乎達到100%,顯著高于同劑量的樹舌靈芝三萜和樹舌靈芝多糖。

圖3 HO自由基清除能力Fig.3 The curves of HO· scavenging ability

3 結論

樹舌靈芝子實體的總糖含量最高可達到43.8%,粗纖維、蛋白質,維生素A,維生素C、灰分、總三萜和粗脂肪,含量分別為37.8%、11.4%、15.6%、10.5%、1.80%、1.75%和0.40%;子實體中含有人體所必需的礦物質元素如Ca(5740 mg/kg)、Fe(29.7 mg/kg)、Zn(15.6 mg/kg)等,并且還含有Mn(32.6 mg/kg)、Cu(13.6 mg/kg)和Se(0.027 mg/kg)等微量元素;子實體富含Met、Asp、Glu和Leu等氨基酸,其中Asp、Glu及Leu在樹舌靈芝子實體中含量均較高;樹舌靈芝子實體還含有C18∶2、C18∶0、C18∶1、C16∶0等脂肪酸,其中,亞油酸的含量最高,占脂肪酸總量的27.14%。實驗結果表明,樹舌靈芝子實體中的三萜與多糖均具有一定的抗氧化活性,在同劑量下,三萜的抗氧化能力強于多糖,并且對濃度有一定的依賴性。因此,樹舌靈芝具有較高的食用和藥用價值,還具備較好的營養保健功效,是極具開發潛力的寶貴資源。

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AnalysisofchemicalconstituentsofGanodermalucidumanditsantioxidantactivityinpolysaccharidesandtriterpenoids

LITian-tian1,2,HUANGZi-rui1,2,PANYu-yang1,2,JIARui-bo1,2,HUAPeng-peng1,2,JIANGXiao-qin1,2,CHENHong-pei1,2,LIUBin1,2,3,*

(1.College of Food Science,Fujian Agriculture and Forestry University,Fuzhou 350002,China;2.Marine Research Center,Fujian Agriculture and Forest University,Fuzhou 350002,China;3.National Engineering Technology Research Center of JUNCAO,Fuzhou 350002,China)

In this study,crude protein,amino acid,crude fat,mineral and triterpenes contents of theGanodermaapplanatumfruiting bodies were measured. Simultaneously,the compositions of amino acid,fatty acid and mineral were analyzed. Afterwards,the antioxidant activity of total polysaccharides and triterpenoids fromGanodermaapplanatumwere investigated through determining the clearance rate of DPPH· and HO·. The results showed that the total sugar content ofGanodermaapplanatumwas 43.8%,and the contents of triterpene,protein,crude fat,ash,vitamin C and vitamin A were 1.75%,11.4%,0.40%,1.80%,10.5% and 15.6% respectively. It also contained abundant mineral elements such as Ca,Fe,Zn and so on,the contents were 5740,29.7,15.6 mg/kg respectively. Moreover,the fruiting bodies ofGanodermaapplanatum,which contained methionine(19.3 g/kg),aspartic acid(5.5 g/kg),valine(19.4 g/kg),leucine(4.2 g/kg),linoleic acid(340.9 mg/kg)and others,are a nutrient-rich and unique flavor of medicinal bacteria. By measuring the clearance rate of DPPH· and HO·,it was found that triterpenes and polysaccharides had some antioxidant activity,and the antioxidant capacity of triterpenoids was stronger than that of polysaccharides.

Ganodermaapplanatum;chemical composition analysis;triterpenes;polysaccharides;antioxidant activity

TS201.4

A

1002-0306(2017)19-0063-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.19.012

2017-04-11

李田田(1994-)，女，在讀碩士研究生，從事食品生物技術方面研究，E-mail:LiTiantian_Sweet@163.com。

*通訊作者:劉斌(1969-)，男，博士，教授，從事食品生物技術研究，E-mail:liubin618@hotmail.com。

福建省海洋與漁業廳(閩海洋高新(2014)17號)；福建省科技重大專項(2014NZ2002-1)；福建省高水平大學建設項目(612014043)。