来自河北科技师范学院食品科技学院的刘素稳、吴瞻邑、由璐、常学东*以山楂为原料提取山楂果胶,采用酶法降解,对酶解物半乳糖醛酸进行分离制备,研究山楂果胶低聚半乳糖醛酸的基质金属蛋白酶-1(MMP-1)抑制活性,并对UVB辐射造成的氧化损伤的保护作用进行研究,对山楂功能食品和山楂皮肤保护产品的进一步开发具有重要意义。
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对DPPH自由基清除能力的影响
在相同酶解液质量浓度下,随着酶解时间的延长,酶解物的DPPH自由基清除率呈现先增加后降低的趋势,在60 min、酶解液质量浓度0.05 mg/mL时,DPPH自由基清除率最高。
隔管测定阴离子交换树脂分离液,自第9号提取物浓度管开始收集,山楂果胶低聚半乳糖醛酸提取物的DPPH抗氧化能力呈现先增加后降低的趋势,在第21号提取物浓度管获得DPPH抗氧化能力最强样品,其DPPH自由基清除率达80.6%。
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低聚半乳糖醛酸含量分析
利用质谱对分离后的山楂低聚半乳糖醛酸进行聚合度分析,得到5 种不同聚合度的醛酸。在正离子模式下,由于洗脱过程中NH4+离子的引入,图谱中同时存在[M+Na]+、[M+NH4]+离子峰,其中m/z为745、921、1 273、1525分别是半乳糖醛酸聚合度为4、5、7、9的[M+Na]+峰。m/ z为1109是聚合度为3 的低聚半乳糖醛酸的[2M+NH4]+峰。通过间羟基联苯法对分离纯化后山楂果胶酸酶解液中酸性半乳糖醛酸含量的测定结果为87%。
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提取物对细胞增殖的影响
5、10 μg/mL的山楂果胶低聚半乳糖醛酸提取物对细胞没有显着影响(P>0.05),当质量浓度在20~200 μg/mL时,细胞存活率随质量浓度增大呈减小趋势,表明山楂果胶低聚半乳糖醛酸提取物对细胞的损伤有一定限度。经UVB照射后,5、10 μg/mL的山楂果胶低聚半乳糖醛酸提取物对细胞有一定保护作用。5、10 μg/mL山楂果胶低聚半乳糖醛酸提取物使细胞相对存活率分别显着提升37.7%和72.4%(P<0.05),且两剂量组间有显着差异(P<0.05)。
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提取物降低细胞内脂质过氧化物含量分析
经UVB辐射后,细胞产生大量MDA和ROS,与对照组相比有极显着差异(P<0.01)。山楂果胶低聚半乳糖醛酸提取物可有效降低细胞内MDA含量和ROS水平,保护细胞,减轻氧化损伤。与UVB组比较,5、10 μg/mL山楂果胶低聚半乳糖醛酸提取物使MDA含量分别降低30.1%和39.8%(P<0.01),使ROS水平分别降低12.0%和23.9%(P<0.05,P<0.01)。
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提取物对细胞酶活力的影响
山楂果胶低聚半乳糖醛酸提取物有效提升经UVB辐射后HaCaT细胞内抗氧化酶活力。UVB辐射使细胞内抗氧化酶活力极显着降低(P<0.01)。5 μg/mL山楂果胶低聚半乳糖醛酸提取物对细胞GSH-Px和CAT活力无显着增加作用(P>0.05),但可极显着提升SOD活力(P<0.01)。而10 μg/mL山楂果胶低聚半乳糖醛酸提取物对3 种抗氧化酶活力有显着或极显着提升作用(P<0.05,P<0.01),使3 种抗氧化酶活力分别增加54.5%、44.0%和119.3%。5、10 μg/mL山楂果胶低聚半乳糖醛酸提取物分别使LDH活力降低14.2%和29.9%(P<0.05,P<0.01)。
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提取物对MMP-1含量等质量浓度的影响
山楂果胶低聚半乳糖醛酸提取物有效抑制经UVB辐射后HaCaT细胞内MMP-1含量增加和TNF-α、IL-6质量浓度升高。经UVB辐射后,MMP-1含量极显着增加(P<0.01),激活了MMPs信号通路,使细胞光老化加速。与UVB组相比,5、10 μg/mL山楂果胶低聚半乳糖醛酸提取物使细胞内MMP-1含量降低了31.8%和40.7%(P<0.05,P<0.01),显着或极显着降低由UVB诱导的TNF-α、IL-6质量浓度升高(P<0.05,P<0.01),并使Hyp质量浓度分别显着增加了38.3%和67.2%。
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qPCR分析结果
山楂果胶低聚半乳糖醛酸提取物可有效抑制经UVB辐射后HaCaT细胞内MMP-1、TNF-α及IL-6 mRNA水平升高。经UVB辐射后,MMP-1mRNA水平极显着升高(P<0.01)。5、10 μg/mL山楂果胶低聚半乳糖醛酸提取物显着或极显着降低细胞内MMP-1、TNF-α及IL-6 mRNA相对表达量(P<0.05,P<0.01)。mRNA表达水平检测结果与含量或质量浓度检测结果一致。
结 论
经UVB照射后,HaCaT细胞活力明显降低。低、高剂量的山楂果胶低聚半乳糖醛酸提取物对经UVB辐射的HaCaT细胞具有显着的增殖作用(P<0.05);SOD、GSH-Px、CAT活力增加;LDH活力、ROS水平和MDA含量下降;Hyp质量浓度增加;MMP-1含量和TNF-α、IL-6质量浓度下降,且与辐射组比较均具有显着或极显着差异(P<0.05或P<0.01)。实时荧光定量聚合酶链式反应检测MMP-1、TNF-α及IL-6 mRNA表达水平与其含量或质量浓度检测结果一致。因此,山楂果胶低聚半乳糖醛酸对UVB辐射HaCaT细胞的氧化损伤及光老化具有保护作用。