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柑橘花(Citrus sinensis L. Osbeck),柑橘属芸香科下属植物柑橘果树的花,在我国资源丰富,作为一种传统食用花卉,其香味轻淡、纤巧、清新,深受人们喜爱,传统中医药学上具有催眠、顺气提神、安抚调节情绪作用。但目前尚未有对柑橘花多酚属性及其功效机制的研究。因此,本论文以北碚447锦橙花为原料,采用国标法分析其基本营养成分,HS-SPME-GC-MS法分析香气成分;并通过80%冷冻丙酮提取多酚物质,采用UPLC-ESI-TOF-MS和HPLC-DAD法对多酚组成进行定性定量分析,采用DPPH、FRAP法对其体外抗氧化活性进行评价;采用D-GalN/LPS诱导KM小鼠急性肝损伤为模型,研究不同剂量柑橘花多酚对急性肝损伤的保护作用及其作用机制。主要研究结果如下:
(1)柑橘花含有一定的营养价值,可作为一种新的食品资源。除水分外,碳水化合物是柑橘花全花中最丰富的常量营养素(16.82 g/100 g),脂肪和蛋白质含量分别为1.23 g/100 g和0.86 g/100 g,并能提供一定的能量(约47.39 kcal/100 g)。此外,柑橘花富含膳食纤维,其总膳食纤维约8.62 g/100 g。另外,柑橘花含有丰富的氨基酸,柑橘花全花总氨基酸含量为310.446 mg/100 g,其中总必需氨基酸含量达112.616 mg/100 g ,而亮氨酸是最为丰富的必需氨基酸( 24.926 mg/100 g),非必须氨基酸中以天门冬氨酸和脯氨酸较为丰富(分别为45.762 mg/100 g和43.406 mg/100 g)。此外,对柑橘花四个部位(花瓣、花托、雌蕊、雄蕊)的香气成分进行分析,共鉴定出26种成分,其中,烃类和醇类是柑橘花的主要香气类物质;花瓣、花托、雌蕊挥发性香气成分以芳樟醇、桧烯、柠檬烯、β-月桂烯、α-罗勒烯为主,而雄蕊以芳樟醇、桧烯、橙花叔醇、β-月桂烯为主。
(2)柑橘花富含植物多酚,是生物活性多酚的丰富来源。柑橘花全花游离酚、结合酚、总酚含量分别为5.075、1.140、6.215 mg GAE/g;游离酚是柑橘花多酚的主要存在形式,约占总酚含量的81.7%。柑橘花四个部位多酚含量差异显著(P<0.05),其中,雌蕊中的游离酚、结合酚、总多酚含量均显著高于其他三个部位(分别高达15.376、6.406、21.782 mg GAE/g);而花瓣与雌蕊中多酚含量无显著性差异(P<0.05),均显示为最低。采用UPLC-ESI-TOF-MS共分析出43种酚类物质,包括13种花青素、13种类黄酮、16种酚酸及其衍生物和一种香豆素类。柑橘花全花游离酚含量最高的是儿茶素(达637.5 ± 48.6 μg/g),其次是山奈酚(269.2 ± 43.7 μg/g)和芦丁(195.9 ± 6.8 μg/g);全花结合酚含量最高的是白藜芦醇(约92.8 ± 3.0 μg/g),其次是原儿茶酸(85.1 ± 4.6 μg/g)。
(3)柑橘花游离酚和结合酚均具有一定的抗氧化活性。其中全花游离酚、结合酚的DPPH自由基清除活性EC50值分别为73.09、116.57 μg/mL;铁离子还原能力(FRAP)EC50值分别为113.58、159.23 μg/mL。柑橘花四个部位中,花瓣游离酚、结合酚清除DPPH自由基能力均最强(EC50值分别为51.26 μg/mL和75.14 μg/mL);对于FRAP实验,花瓣游离酚还原铁离子能力显著强于其他部位(EC50值为98.88 μg/mL),结合酚中花托与雄蕊EC50值最高(均约为75.14 μg/mL)。整体而言,游离酚的抗氧化能力比结合酚更强,柑橘花四个部位中花瓣的抗氧化能力最强。
(4)柑橘花多酚提取物对D-GalN/LPS诱导的急性肝损伤KM小鼠具有保护作用。与模型组相比,每日灌胃水飞蓟素的PC组和灌胃柑橘花多酚的P-M、P-H组(500、1000 mg/kg)小鼠血清和肝脏TC、TG含量及ALT、AST活力均显著降低(P<0.05);SOD、CAT、T-AOC、GSH-Px活力和GSH含量显著升高;肝脏TNOS、MPO、PCO、LDH酶活、MDA、NO、iNOS、IL-6、TNF-α、COX-2含量显著降低。
(5)柑橘花多酚提取物能够抑制D-GalN/LPS激活的Nrf2/ARE和NF-κB信号通路。与模型组相比,PC、P-M、P-H组小鼠肝脏胞浆Nrf2与Keap-1蛋白表达显著上升,而核内Nrf2、Maf和HO-1蛋白表达均显著下降(P<0.05);胞浆NF-κB、IκB、PPAR-α和PPAR-γ蛋白表达显著上升,而核内NF-κB蛋白表达显著下降(P<0.05);核内COX-2蛋白表达分别约降低了39.96%、31.76%和50.45%,但均不呈显著性(P<0.05)。
综上所述,柑橘花具有一定的营养价值,香气丰富,富含酚类化合物,且具有较强的抗氧化活性。柑橘花多酚提取物对D-GalN/LPS诱导的急性肝损伤KM小鼠具有保护作用,且这种保护作用可能是基于CFP的抗氧化活性,其作用机制可能是通过干预Nrf2/ARE和NF-κB信号通路共同发挥对小鼠急性肝损伤的保护作用,即:一是作为抗氧化剂替代肝脏内源性抗氧化防御能力,显著减弱D-GalN/LPS激活的Nrf2信号通路,从而抑制D-GalN/LPS诱导的小鼠肝脏氧化应激;二是通过激活PPARs通路抑制NF-κB核内表达,从而抑制D-GalN/LPS诱导的小鼠肝脏炎症。
(1)柑橘花含有一定的营养价值,可作为一种新的食品资源。除水分外,碳水化合物是柑橘花全花中最丰富的常量营养素(16.82 g/100 g),脂肪和蛋白质含量分别为1.23 g/100 g和0.86 g/100 g,并能提供一定的能量(约47.39 kcal/100 g)。此外,柑橘花富含膳食纤维,其总膳食纤维约8.62 g/100 g。另外,柑橘花含有丰富的氨基酸,柑橘花全花总氨基酸含量为310.446 mg/100 g,其中总必需氨基酸含量达112.616 mg/100 g ,而亮氨酸是最为丰富的必需氨基酸( 24.926 mg/100 g),非必须氨基酸中以天门冬氨酸和脯氨酸较为丰富(分别为45.762 mg/100 g和43.406 mg/100 g)。此外,对柑橘花四个部位(花瓣、花托、雌蕊、雄蕊)的香气成分进行分析,共鉴定出26种成分,其中,烃类和醇类是柑橘花的主要香气类物质;花瓣、花托、雌蕊挥发性香气成分以芳樟醇、桧烯、柠檬烯、β-月桂烯、α-罗勒烯为主,而雄蕊以芳樟醇、桧烯、橙花叔醇、β-月桂烯为主。
(2)柑橘花富含植物多酚,是生物活性多酚的丰富来源。柑橘花全花游离酚、结合酚、总酚含量分别为5.075、1.140、6.215 mg GAE/g;游离酚是柑橘花多酚的主要存在形式,约占总酚含量的81.7%。柑橘花四个部位多酚含量差异显著(P<0.05),其中,雌蕊中的游离酚、结合酚、总多酚含量均显著高于其他三个部位(分别高达15.376、6.406、21.782 mg GAE/g);而花瓣与雌蕊中多酚含量无显著性差异(P<0.05),均显示为最低。采用UPLC-ESI-TOF-MS共分析出43种酚类物质,包括13种花青素、13种类黄酮、16种酚酸及其衍生物和一种香豆素类。柑橘花全花游离酚含量最高的是儿茶素(达637.5 ± 48.6 μg/g),其次是山奈酚(269.2 ± 43.7 μg/g)和芦丁(195.9 ± 6.8 μg/g);全花结合酚含量最高的是白藜芦醇(约92.8 ± 3.0 μg/g),其次是原儿茶酸(85.1 ± 4.6 μg/g)。
(3)柑橘花游离酚和结合酚均具有一定的抗氧化活性。其中全花游离酚、结合酚的DPPH自由基清除活性EC50值分别为73.09、116.57 μg/mL;铁离子还原能力(FRAP)EC50值分别为113.58、159.23 μg/mL。柑橘花四个部位中,花瓣游离酚、结合酚清除DPPH自由基能力均最强(EC50值分别为51.26 μg/mL和75.14 μg/mL);对于FRAP实验,花瓣游离酚还原铁离子能力显著强于其他部位(EC50值为98.88 μg/mL),结合酚中花托与雄蕊EC50值最高(均约为75.14 μg/mL)。整体而言,游离酚的抗氧化能力比结合酚更强,柑橘花四个部位中花瓣的抗氧化能力最强。
(4)柑橘花多酚提取物对D-GalN/LPS诱导的急性肝损伤KM小鼠具有保护作用。与模型组相比,每日灌胃水飞蓟素的PC组和灌胃柑橘花多酚的P-M、P-H组(500、1000 mg/kg)小鼠血清和肝脏TC、TG含量及ALT、AST活力均显著降低(P<0.05);SOD、CAT、T-AOC、GSH-Px活力和GSH含量显著升高;肝脏TNOS、MPO、PCO、LDH酶活、MDA、NO、iNOS、IL-6、TNF-α、COX-2含量显著降低。
(5)柑橘花多酚提取物能够抑制D-GalN/LPS激活的Nrf2/ARE和NF-κB信号通路。与模型组相比,PC、P-M、P-H组小鼠肝脏胞浆Nrf2与Keap-1蛋白表达显著上升,而核内Nrf2、Maf和HO-1蛋白表达均显著下降(P<0.05);胞浆NF-κB、IκB、PPAR-α和PPAR-γ蛋白表达显著上升,而核内NF-κB蛋白表达显著下降(P<0.05);核内COX-2蛋白表达分别约降低了39.96%、31.76%和50.45%,但均不呈显著性(P<0.05)。
综上所述,柑橘花具有一定的营养价值,香气丰富,富含酚类化合物,且具有较强的抗氧化活性。柑橘花多酚提取物对D-GalN/LPS诱导的急性肝损伤KM小鼠具有保护作用,且这种保护作用可能是基于CFP的抗氧化活性,其作用机制可能是通过干预Nrf2/ARE和NF-κB信号通路共同发挥对小鼠急性肝损伤的保护作用,即:一是作为抗氧化剂替代肝脏内源性抗氧化防御能力,显著减弱D-GalN/LPS激活的Nrf2信号通路,从而抑制D-GalN/LPS诱导的小鼠肝脏氧化应激;二是通过激活PPARs通路抑制NF-κB核内表达,从而抑制D-GalN/LPS诱导的小鼠肝脏炎症。