由圖3可知,不同提取物濃度與總抗氧化能力呈劑量依賴關係。提取糖效當樣品質量濃度為30mg/mL時,物降UM-C、果研UM-HX、生熟UMEA、小米UM-BT和UM-W的提取糖效總抗氧化能力分別為(1.25±0.00),(0.33±0.01),物降(0.50±0.00),果研(0.93±0.01)及(1.92±0.02)mmol/L/mg(圖3a)。生熟說明生小米水提物的小米抗氧化能力優於有機溶劑相,隨提取溶劑極性的提取糖效減小,相應提取物的物降總抗氧化能力減弱。當樣品質量濃度為30mg/mL時,果研M-C、M-HX、M-EA、M-BT及M-W的總抗氧化能力分別為(0.97±0.00),(0.17±0.00),(1.09±0.00),(0.91±0.01)及(1.51±0.01)mmol/L/mg。小米熟化後的70%乙醇提取物、正己烷及水提物總抗氧化能力降低,乙酸乙酯提取物總抗氧化能力升高。
α-澱粉酶抑製劑是一種糖苷酶抑製劑,通過抑製消化道內澱粉酶活性,降低碳水化合物的水解和吸收,從而降低餐後血糖,用於糖尿病的預防與治療。各提取物對α-澱粉酶作用如圖4所示,其中,70%乙醇粗提物、正己烷提取物、乙酸乙酯提取物及正丁醇提取物對α-澱粉酶均有一定的抑製作用,而水提取對α-澱粉酶則有促進作用。說明在小米中,起到降低餐後血糖作用的物質主要集中在70%乙醇粗提物、正己烷提取物、乙酸乙酯提取物及正丁醇提取物中,在0.125~8.00mg/mL範圍內,這4種提取物對α-澱粉酶的抑製作用隨濃度的增高而增強。在樣品質量濃度4~8mg/mL範圍內,抑製作用趨於平穩,整體的抑製率未達到50%。當質量濃度為8mg/mL時,UM-C、UM-HX、UM-EA及UM-BT的抑製率分別為(29.89±0.64)%,(40.06±1.66)%,(40.86±0.26)%及(31.47±0.76)%(圖4a)。
熟小米提取物對α-澱粉酶作用結果與生小米類似,M-W有較強的酶促進作用。而M-HX及M-EA對酶的抑製作用相近(圖4b)。當質量濃度為8mg/mL時,M-C、M-HX、M-EA、M-BT的α澱粉酶作用分別為(13.61±2.94)%,(39.61±0.36)%,(39.00±0.01)%,(21.08±1.85)%。
由圖4a、圖4b和表3可知,各提取物的α-澱粉酶抑製作用為UM-EA>UM-HX>M-HX>M-EA>UM-BT>UM-C>M-BT>M-C。除M-HX、MEA、UM-HX及UM-EA相近外,其它兩種熟小米提取物的酶抑製作用都低於生小米相應的提取物,說明小米中抑製α-澱粉酶活性的物質具有熱敏性。但無論是生小米還是熟小米提取物的酶抑製作用都不及陽性對照阿卡波糖(IC50為0.545mg/mL)。
小米作為一種糧食作物,其主要成分為澱粉、蛋白、脂肪、膳食纖維,還包含一些微量物質如多酚、胡蘿卜素等。小米中的類黃酮主要為黃酮類化合物,有異/東方紅素、異/牡荊素、木犀草素、芹菜素等。有研究表明異/東方紅素及異/牡荊素等黃酮類化合物可有效抑製α-澱粉酶作用,調節餐後高血糖,調節由高糖誘導的炎症反應,降低糖尿病並發症及粥樣動脈硬化。70%乙醇提取物中富含豐富的蛋白、黃酮及維生素,賦予了其較高的生物活性。與本研究結果一致,小米70%乙醇提取物對糖尿病大鼠的糖脂代謝具有一定的調節作用,並且生、熟小米的差距較大。其中生小米70%乙醇提取物的降糖效果顯著高於熟小米70%乙醇提取物。生小米70%乙醇提取物雖然不會降低大鼠血清中TG、TC含量,但可顯著提高HDL含量。為進一步確定小米中的降糖活性成分,利用不同極性溶劑對粗提物進行分級萃取,得到4種溶劑萃取物。通過抗氧化活性及酶抑製作用進一步比較,發現具有較高抗氧化活性的水提物,對α-澱粉酶反而有促進作用。這可能是由於水提物中的某類物質改變了催化α-澱粉酶所需的3個酸性氨基酸殘基從而促進了α-澱粉酶。有待進一步確定水提物中的成分及與α-澱粉酶的作用,才能更好地解釋促進作用機製。抗氧化活性很低的正己烷提取物有較好的酶抑製作用,說明降糖效果的高低與抗氧化活性並無必然關係,小米中主要起降糖作用的物質集中在極性較低的溶劑中。熟化後,正己烷萃取物的DPPH及總抗氧化能力均降低,但是酶抑製作用沒有改變,說明起降糖效果的物質為非熱敏性組分。而正己烷萃取物中主要富集脂肪酸類物質,小米中脂肪酸含量為2.54%~5.85%,大部分品種在4.00%左右,高於大米和小麥,並且脂肪酸結構合理。脂肪酸組成中,油酸、亞麻酸、亞油酸含量在75.00%以上,其中亞油酸為主要脂肪酸。有研究表明亞油酸可降低血脂及改善血糖。而熟小米70%乙醇提取物的降糖效果低於生小米70%乙醇提取物,可能是由於其中水溶性成分負麵作用的增強。有待對小米降糖組分篩選及降糖機製進一步研究。
生、熟小米提取物的抗氧化及降糖能力存在差異。其中生小米70%乙醇提取物可顯著改善糖尿病大鼠的糖代謝異常,而熟小米70%乙醇提取物沒有此效果。除乙酸乙酯提取物外,熟化降低了小米萃取物的總抗氧化活性;但提高了70%乙醇提取物及正丁醇萃取物的DPPH清除能力。抗氧化較低的低極性溶劑正己烷及乙酸乙酯萃取物有較好的α-澱粉酶抑製作用,並且降糖物質為非熱敏性。
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