花椒果皮多酚的鉴定及降血糖功效初探

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花椒(Zanthoxylum bungeanum)是芸香科(Rutaceae)植物,又称川椒、秦椒等,主要分布于我国华北、西北和西南部地区。花椒中富含多种复杂的生物活性成分,主要有挥发油、生物碱、多酚等。目前对于花椒活性成分的研究主要集中在挥发油和生物碱方面,而花椒多酚的成分、含量,尤其是降血糖的活性研究较少,还需要进一步研究。本文以花椒果皮多酚为研究对象,分析其化学成分、含量和体内外降血糖活性。主要研究内容如下:(1)通过超声辅助乙醇提取得到花椒果皮粗多酚,再采用三种不同极性的溶剂进行分级萃取,依次得到二氯甲烷相(F1)、乙酸乙酯相(F2)、正丁醇相(F3)和水相(F4),分别测定各相的总酚和总黄酮含量。结果表明,F2中的总酚(351.769±2.512 mg GAE/g DW)和总黄酮(421.973±7.293 mg芦丁/g DW)含量最高;各相中总酚、总黄酮及多酚类化合物含量的变化趋势为F2>F3>F4>F1,分级萃取使多酚类物质富集于F2和F3中。采用超高效液相色谱-电喷雾飞行时间串联质谱法(UHPLC-ESI-Q-TOF-MS/MS)分析花椒果皮多酚F1、F2、F3和F4的化学组成,共鉴定出20种多酚类化合物,其中包括9种酚酸及酚酸衍生物和11种黄酮类化合物,芦丁、槲皮苷和绿原酸是花椒果皮多酚中的主要成分。(2)考虑到多酚对氧化应激,以及对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶的抑制作用与降血糖功效具有较好的相关性,本论文研究了花椒果皮多酚的抗氧化活性、α-淀粉酶及α-葡萄糖苷酶抑制活性,并通过酶抑制动力学和荧光光谱研究花椒果皮多酚与α-葡萄糖苷酶的相互作用。结果表明,花椒果皮多酚F2体外抗氧化活性最强,各组分DPPH自由基清除活性、ABTS自由基清除活性和FRAP铁离子还原能力的强弱顺序相同,均为:F2>F3>F4>F1,与各组分总酚和总黄酮变化趋势相同。花椒果皮多酚对α-淀粉酶和α-葡萄糖苷酶活性有抑制作用,F3的抑制率最高分别为67.39%和85.86%,F2和F3是通过反竞争性抑制的方式抑制α-葡萄糖苷酶的活性,而F4的抑制类型为非竞争性抑制,F3中的主要成分绿原酸和芦丁的含量与α-葡萄糖苷酶活性的抑制率呈极显著正相关。F2、F3和F4均能够与α-葡萄糖苷酶相互作用并猝灭其固有荧光的强度。F2与α-葡萄糖苷酶的猝灭过程可能是吸热反应,而F3和F4的猝灭过程可能是放热反应。(3)利用高糖高脂饲料结合链脲佐菌素(STZ)诱导建立II型糖尿病小鼠模型,并选择体外降血糖活性最强的F3对小鼠进行灌胃,以研究花椒果皮多酚对糖尿病小鼠的影响。结果表明,F3能使糖尿病小鼠的空腹血糖降低64.2%,口服糖耐量降低21.42%,对小鼠的体重减轻现象也有一定改善作用。F3灌胃能够使糖尿病小鼠血清胰岛素、总甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、肝脏脏器指数、谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)活性降低,使高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性增加,同时能减轻胰腺细胞的形态异常。综上所述,本论文考察了花椒果皮多酚的成分、含量,初步评估了花椒果皮多酚的降血糖活性。发现芦丁、槲皮苷和绿原酸是花椒果皮多酚中的主要成分。花椒果皮多酚可以抑制α-淀粉酶及α-葡萄糖苷酶活性,对II型糖尿病小鼠的血糖、血脂、肝脏和胰腺异常等具有一定的改善作用。因此,花椒果皮多酚有望成为具有预防糖尿病潜质的活性成分。
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