彩色马铃薯花色苷主要单体的抗氧化活性研究

Nowadays, the concept of pigmented potato (Solanum tuberosum L.) varieties as a functional food have been accepted gradually. Because the pigmented potato varieties have abundant anthocyanin, so they have the function of antioxidant activity. However, the current international and national researches on the anthocyanin antioxidant activity of colored potato are more concentrated in the crude extracts, there is a lot of ambiguity in the relationship between dose and effect mechanism. And the change of biological activity of different anthocyanin monomer combination has not been reported. Therefore, separate the anthocyanin monomer to do antioxidant activity experiments and demonstrate its mechanism is necessary. This project will separate the anthocyanin monomer of Yunnan local red variety Jianchuanhong and purple variety Zhuanxinwu; using orthogonal design to detect the antioxidant activity differences of red and purple potato anthocyanin main monomer, analyse the change of biological activity of different anthocyanin monomer combination, find the best combination and their's relationship of dose and effect, expect to demonstrate the mechanism of anthocyanin antioxidant activity and to better develop and utilize the resources of pigmented potato.

目前，彩色马铃薯作为功能性食品的观念逐渐被人们所接受。彩色马铃薯之所以具有抗氧化活性是因为它富含花色苷。但是，目前国内外对彩色马铃薯花色苷抗氧化活性的研究多集中于粗提物，在量效关系及作用机理等方面存在诸多不明确性，且不同单体组合的抗氧化拮抗或协同作用也未见报道。因此，分离彩色马铃薯花色苷单体来进行抗氧化活性实验并解析它们的作用机制是非常必要的。本项目将分离云南地方红皮品种剑川红和紫皮品种转心乌花色苷的主要单体，采用正交设计比较红、紫色马铃薯花色苷主要单体的抗氧化活性的差异，分析不同单体组合的抗氧化拮抗或协同作用，寻求抗氧化活性最强的组合及它们之间的量效关系，以期望能初步探明花色苷的抗氧化活性机制，更好地开发和利用彩色马铃薯资源。

云南具有丰富的彩色马铃薯资源，彩色马铃薯富含花色素。因此，本项目采用4 种体外抗氧化模型评价了红色马铃薯剑川红和紫色马铃薯转心乌的花色苷混合物的抗氧化活性强弱及它们之间的相互作用。结果表明：二者的花色苷都具有很好的抗氧化活性，且在一定范围内与质量浓度呈正相关；它们清除自由基的能力依次为ABTS＋•＞DPPH自由基＞O2－•＞•OH；转心乌花色苷的抗氧化活性强于剑川红花色苷；二者花色苷混合后没有拮抗作用，具有一定的协同或增效作用，协同或增效效果因自由基的不同而有所差异。Nrf2/ARE信号通路是花色素抗氧化机理中最普遍的研究通路，但在彩色马铃薯花色素抗氧化作用中未见报道。食源性色素发挥抗氧化功能的第一步就是经过胃。因此，本项目构建H2O2氧化损伤的胃黏膜GES-1细胞模型，采用流式细胞仪检测细胞周期和细胞凋亡，并将ARE荧光素酶响应载体转染到GES-1细胞中，免疫荧光法检测荧光素酶活性，实时荧光定量PCR和蛋白质印迹杂交法检测Nrf2信号相关的细胞保护蛋白，如Nrf2、NQO1、HO-1、GSH等抗氧化活性物质的表达量。再用PI3K / Akt信号通路抑制剂（GSK690693）验证该种抑制剂能抑制花色素的抗氧化活性。结果表明：彩色马铃薯花色素均能减轻由H2O2造成的氧化应激损伤，其中以芍药色素的修复效果最好，而芍药色素是红色系和紫色系这两种常见的彩色马铃薯共有的花色素。它的最适浓度为200μg/ml，且随着处理时间的延长，荧光素酶活性和HO-1的mRNA表达量明显升高，GES-1细胞活性增强，Nrf2信号相关的细胞保护蛋白如：Nrf2、HO-1和NQO1蛋白的表达越高。Nrf2的荧光强度随着时间的推移而显著上升，说明芍药色素激活了Nrf2信号通路。而p-Akt蛋白的表达量从0-4小时持续增加，随后下降，Akt蛋白的表达量则没有明显变化，说明芍药色素色素会抑制PI3K/AKT通路下游的细胞损伤。H2O2+芍药色素+ PI3K / Akt信号通路抑制剂（GSK690693）的GSH的含量也相对下降。此外，细胞功能实验证明芍药色素能促进氧化损伤后的GES-1细胞的增殖，抑制其早期凋亡，综上结果表明：彩色马铃薯花色素是通过PI3K /AKT调节的Nrf2/ARE信号通路来实现抗氧化作用的。