柑橘果皮主要类黄酮成分对高糖胁迫下酵母氧化损伤的保护作用研究

【摘要】：柑橘是世界第一大类水果,全世界的90多个国家和地区都有栽培,在我国是仅次于苹果的第二大类水果,在中国市场上的需求比较大,特别是柚类和橙类,且在中国果树栽培中占主要地位。柑橘营养比较丰富、颜色丰富多彩、口感好,且果实中主要次生代谢物含丰富的类黄酮,它们具有抗氧化、抗炎、抗衰老、抗癌、抗糖尿病以及预防心血管疾病等作用,因此,普遍应用于医药和化妆品等领域中。科学地开发柑橘果品对于人类的健康和营养提供了一定的作用,不但实现了柑橘的经济价值,同时还有效地提高柑橘的市场价值和药用价值。目前,国内外对柑橘属植物类黄酮的研究不仅涉及到不同柑橘资源活性成分评价、活性成分的提取分析技术、新物质的鉴定和活性成分代谢合成调控,而且对类黄酮生物活性和类黄酮与人类疾病防治研究也越来越备受关注。因此,科学地研究柑橘果品营养成分,特别是柑橘中的类黄酮,不仅为人类疾病方面的研究提供了基础,还为人类的营养和健康的饮食提供了指导依据,同时为今后天然抗氧化黄酮类化合物的开发及其应用提供一定的科学依据,也可以提高柑橘的市场价值和药用价值,充分实现了柑橘的经济价值。本试验选择了我国三种柚类(梁平柚、沙田柚和华蓉山柚)和三种橙类(奉节脐橙、新奇士橙3107和华盛顿脐橙)的果皮提取物为研究材料,利用超高效液相色谱仪(Ultra-performance liquid chromatography with a photodiode array detector,UPLC-PDA)对柑橘果皮中主要的15种类黄酮进行了定性和定量分析。同时,以酿酒酵母S288c为研究对象,以目前已报道的具有高抗氧化活性的槲皮素(Quercetin,Que)作为阳性对照,研究高糖胁迫下的酿酒酵母S288c生长曲线、对数期(8~16 h)的胞内活性氧(Reactive oxygen species,ROS)水平、过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)活性、过氧化物酶(Peroxidase,POD)活性以及葡萄糖代谢相关基因mRNA表达水平的变化,为进一步研究柚皮苷(Naringin,NAR)和橙皮苷(Hesperidin,Hsd)分别对高糖诱导下酿酒酵母胞内的相关指标提供基础。主要研究结果如下:(1)UPLC-PDA检测结果显示:华蓉山柚和华盛顿脐橙果皮中所含类黄酮种类最多;柚类果皮类黄酮中柚皮苷含量最高,其中沙田柚果皮中柚皮苷含量高于梁平柚和华蓉山柚;橙类果皮类黄酮中橙皮苷含量最高,其中华盛顿脐橙果皮中橙皮苷含量高于奉节脐橙和新奇士橙3107。(2)从酵母生长曲线来看:橙皮苷和柚皮苷处理后,对不同葡萄糖浓度胁迫下酿酒酵母生长均没有显著影响。(3)在酵母细胞内:橙皮苷和柚皮苷能有效地降低高糖胁迫下诱导产生的酿酒酵母胞内ROS水平。橙皮苷分别具有促进胞内CAT、SOD和POD这三种酶活性的作用;在较高糖浓度胁迫下的酵母对数期中期和后期,橙皮苷具有降低胞内CAT和SOD活性的作用。在较低糖浓度胁迫下的酵母对数期初期,柚皮苷具有促进胞内CAT和SOD两种酶活性的作用,高浓度时则无显著差异;在高糖胁迫的前期和中期,对POD活性均具有降低的作用。且POD活性对高糖耐受性反应更为灵敏,可作为衡量高糖胁迫应激机制的重要生理指标。(4)相关基因表达结果显示:在高糖诱导的酵母对数期初期和中期,橙皮苷能抑制高糖诱导的GPD1、GPD2、GUT1、HXT1、SUC2和SOD2表达,而对GUT2基因仅在初期可降低其表达,而GPD1和GPD2在末期则促进其表达。柚皮苷能抑制由高糖引起的GPD1基因的上调表达;在高糖胁迫前期,柚皮苷能通过抑制由糖胁迫引起酵母胞内GUT1和GUT2表达,后期则通过调节GUT1或GUT2表达来使细胞尽可能恢复到正常状态。柚皮苷亦可降低由高糖胁迫引起的SOD2和HXT1基因的表达及高糖胁迫初期可降低由糖胁迫引起的SUC2基因的表达。