Antioksidantu un cieti hidrolizējošus enzīmus inhibējošās īpašības pret strigām izturīgiem dzelten-oranžajiem kukurūzas hibrīdiem

Lai iegūtu vairāk informācijas, sazinieties ar:tina.xiang@wecistanche.com

Abstrakts: Lielākā daļa labvēlīgo labumu veselībai, ko rada labība, ir saistīti ar to bioaktīvajiem savienojumiem. Šajā pētījumā tika novērtēts bioaktīvo savienojumu līmenis unantioksidantsun cietes hidrolizēšanafermentisešu cauruļvadu striga rezistentu dzelteni oranžu kukurūzas hibrīdu (kodē AS1828-1, 4, 6,8, 9, 11) inhibējošās īpašības in vitro. Kukurūzas hibrīdi tika audzēti Starptautiskajā Tropu lauksaimniecības institūtā (ITA), Nigērijā. Bioaktīvie savienojumi (kopējie fenoli, tanīni,flavonoīdi, un fitātu) līmeni, antioksidantu (DPPH" un ABTS attīrīšanas spēju un reducēšanas spēju) un cietes hidrolizācijufermentiKukurūzas hibrīdu (-amilāzes un x-glikozidāzes) inhibējošās aktivitātes tika noteiktas ar spektrofotometriju. Tajā pašā laikā karotinoīdu daudzums tika noteikts, izmantojot apgrieztās fāzes HPLC sistēmu. Bioaktīvo savienojumu diapazoni bija: 11.25-14.14 mg GAE/g (kopējais fenoli), 3.62-4.67 mg QE/g (kopējais flavonoīdu daudzums), 3.{{1{ {34}}}},29 mg/g (tanīni),3.66-4.31% (fitāts),8.92-12.11g/g (kopējais ksantofils),2.{19 }},89 ug/g (kopējais karotīns) un 3.17-3.77 ug/g (kopējais A provitamīna karotinoīdi). Kukurūzas hibrīdu ekstrakti, kas attīrīti no DPPH"(SC50: 9. 07-26.35 mg/mL)un ABTS*(2.{{30}}.68 TEACmmol/g),samazināts Fe3 plus līdz Fe2 plus (0,25±0.64-0 0,43±0,01 mg GAE/g), un inhibēta -amilāze un -glikozidāze ar IC50 diapazonu attiecīgi 26.28-52.55 mg/mL un 47.72-63.98 mg/mL. No sešiem kukurūzas hibrīdu kloniem AS{50}} bija visaugstākais (lpp<0.05)levels of="" tannins="" and="" phytate="" and="" the="" strongest="">antioksidantsun cieti hidrolizējošo enzīmu inhibējošās aktivitātes. Nozīmīgas korelācijas tika novērotas starp kopējo fenolu saturu un sekojošo: ABTS* (lpp<0.01, r="0.757)," dpph"sc50=""><0.01,r=-0.867), reducing=""><0.05,r=0.633), α-amylase=""><0.01,r=-0.836) and="" α-glucosidase=""><0.05, r="-0.582).Hence," the="" striga-resistant="" yellow-orange="" maize="" hybrids(especially="" as1828-9)="" may="" be="" beneficial="" for="" alleviating="" oxidative="" stress="" and="" postprandial="">

Atslēgvārdi: kopējie fenoli; kopējais flavonoīdu daudzums; tanīni; karotinoīdi; fitīnskābe; alfa-glikozidāzes inhibīcijas tests; alfa-amilāzes inhibīcijas tests

1. Ievads

Augstas ražības, barojošu un veselīgu pārtikas kultūru nodrošināšana ir būtiska, lai risinātu problēmas, ko rada nepietiekams uzturs un ar to saistītās slimības. Tādējādi augu selekcijas pētniecības programmās ir izmantotas dažādas sistemātiskas pieejas, piemēram, pret slimībām izturīgu štāpeļšķiedru audzēšana ar uzlabotu uzturvērtību, lai apmierinātu strauji pieaugošās pasaules populācijas uztura vajadzības. Tas ir kļuvis svarīgāks, ņemot vērā kraso globālās pārtikas piegādes kvantitātes un kvalitātes samazināšanos, ko izraisījis vides piesārņojums, globālā sasilšana un

jauni biodegvielas avoti [1]. Ir pierādīts, ka Subsahāras Āfrikā kukurūza (Zea mays L.) veicina nodrošinātību ar pārtiku un nabadzības samazināšanu ģimenēs ar zemiem ienākumiem [2].

Dzelteni oranžie kukurūzas genotipi ir labi pazīstami ar izcilajām uzturvērtības un veselību veicinošajām īpašībām tajos esošo bioaktīvo savienojumu, tostarp karotinoīdu, polifenolu savienojumu, fitīnskābes [3-5] un tokoferolu [6], dēļ. Tomēr izredzes nodrošināt nodrošinātību ar pārtiku un uzlabot uzturu, palielinot kukurūzas ražošanu Subsahāras Āfrikā, apdraud sakņu hemiparazītiskais augs Striga hermonthica (Del.)Benth smagas invāzijas gadījumā ūdens zuduma dēļ izraisa ražas zudumus līdz pat 100 procentiem. un barības vielas caur parazītismu [7,8]. Līdz ar to S. hermonthica rada abiotiskus ierobežojumus kukurūzas audzēšanai Subsahāras Āfrikā, kas izriet no paradigmas maiņas no tradicionālās labības audzēšanas sistēmas, kas ietvēra ilgstošu papuves periodu. Šāda tradicionālā labības audzēšanas sistēma nodrošināja, ka Strigas sēklu bankas līmenis augsnē bija augiem pieļaujams9]. Lai mazinātu S.hermonthica invāzijas izraisītos kukurūzas ražas un kvalitātes zudumus, labākā kontroles metode ir stādīt pret Striga rezistentu kukurūzas genotipu. Šī stratēģija ir viegli pielāgojama, īpaši kombinācijā ar citām vadības praksēm [10].

Mūsu nesenais pētījums atklāja, ka pret strigām izturīgie dzelteni oranžie kukurūzas hibrīdi satur karotinoīdus, polifenolus un fitīnskābi [3]. Ir zināms, ka šie bioaktīvie savienojumi darbojas kā antioksidanti un nomāc hiperglikēmiju pēc ēšanas, kā arī citus ieguvumus veselībai [4, 5, 11, 12]. Tika ziņots, ka starp apelsīnu kukurūzas graudu bioaktīvajiem savienojumiem antioksidantu [13, 14] un gremošanas enzīmu inhibējošās aktivitātes [15] ir atkarīgas no fenola savienojumiem, kas galvenokārt pastāv saistītā veidā. Turklāt ir zināms, ka fenola savienojumiem piemīt vairākas citas bioaktivitātes, piemēram, ksantīna oksidāzes un angiotenzīna 1-konvertējošo enzīmu inhibīcija, kas ir attiecīgi iesaistīti podagras un no renīna atkarīgās hipertensijas patoģenēzē [11], un anti- iekaisīgas, pretmikrobu, pretvēža, anti-Alcheimera un pretalerģiskas īpašības citu bioloģisko aktivitāšu starpā[16]. Tādējādi fenola savienojumi no uztura avotiem piesaista lielu uzmanību gan no zinātniekiem, gan patērētājiem, jo ​​tie ir labvēlīgi cilvēku veselībai [16].

Šī pētījuma mērķis bija novērtēt bioaktīvo savienojumu līmeni un antioksidantu un cieti hidrolizējošus enzīmus inhibējošās īpašības sešos cauruļvada strigas rezistentos dzelten-oranžo kukurūzas hibrīdu in vitro. Pētījumā tika pārbaudītas arī asociācijas starp bioaktīvajām sastāvdaļām unantioksidantsun cieti hidrolizējošos enzīmus, kas inhibē sešus strigas cauruļvada rezistentus dzelten-oranžo kukurūzas hibrīdus.

2. Rezultāti un diskusija

2.1. Bioactioe komponenti sešu cauruļvadu strigai izturīgos dzelten-oranžos kukurūzas hibrīdos

Bioaktīvie komponenti, kas noteikti sešos cauruļvados Striga rezistenti dzelteni oranži kukurūzas hibrīdi (AS1828-1(AS1), AS1828-4(AS4), AS1828-6(AS6), AS{{ 8}} (AS8), AS1828-9(AS9), AS1828-11(AS11)) šajā pētījumā tika iekļauti kopējie fenoli,flavonoīdi, tanīni, karotinoīdi un fitīnskābe. Kopējo fenolu, kopējo flavonoīdu, tanīnu un fitīnskābes līmeņi ir parādīti 1. tabulā. Kopējais fenola saturs bija no 11,25 līdz 14,14 mg GAE/g attiecīgi AS4 un AS9; kopējais flavonoīdu līmenis bija no 3,62 līdz 4,67 mg QE/g attiecīgi AS11 un AS6; tanīna saturs svārstījās no 3,64 līdz 6,29 mg/g attiecīgi AS1 un AS9; un fitīnskābes saturs svārstījās no 3,66 procentiem AS6 līdz 4,47 procentiem AS1.

Tādējādi AS9 saturēja visaugstāko (6. lpp<0.05)total phenolics="" and="" tannin="" levels,="" while="" as6="" had="" the="" highest="" total="" flavonoids="" content.="" the="" total="" phenolic="" concentrations="" detected="" in="" the="" striga-resistant="" yellow-orange="" maize="" hybrids="" are="" higher="" than="" the="" values="" previously="" reported="" in="" yellow="" maize="" hybrids,="" including="" 2.15="" mg="" gae/g[15]and="" 2.08="" mg="" gae/g[17].="" similarly,="" the="" levels="" of="" total="" flavonoids="" detected="" in="" the="" striga-resistant="" yellow-orange="" maize="" hybrids="" in="" this="" study="" are="" higher="" than="" the="" 0.93±="" 0.03="" mg="" oqe/g="" recently="" reported="" in="" provitamin="" a="" yellow="" maize="" flour="" [17].="" although="" the="" tannin="" levels="" are="" within="" the="" range(2.1-7.3="" mg/g)previously="" reported="" in="" striga-resistant="" yellow-orange="" maize="" hybrids="" [3],="" the="" values="">

salīdzinoši augstāks par kondensēto tanīnu diapazonu (33,7 0 līdz 158,55 mg/100 g, kas atbilst 0,34 līdz 1,59 mg/g), kas ziņots pigmentētos kukurūzas genotipos [13].

Augstāks kopējo fenolu, kopējo flavonoīdu un tanīnu līmenis, kas novērots sešos cauruļvados pret strigām izturīgajiem dzelten-oranžajiem kukurūzas hibrīdiem, salīdzinot ar vērtībām, kas norādītas esošajā literatūrā attiecībā uz šiem polifenoliem pret strigām rezistentos dzeltenās kukurūzas genotipos, var būt saistīti ar iespējamiem. atšķirības to ģenētiskajā struktūrā [3]. Ir labi zināms, ka stresoru klātbūtnē palielinās polifenolu un citu augu sekundāro metabolītu biosintēze kā šūnu aizsardzības un/vai adaptācijas mehānisms, ko augs spēj izturēt nelabvēlīgos apstākļos [16,18]. Turklāt Striga sēklu dīgtspēju stimulē strigolaktonu (augu hormonu) ražošana kukurūzas auga saknēs, ko augs atbrīvo stresa apstākļos [19]. Tādējādi ir iespējams, ka S. hermonthica rezistences īpašība var būt pārregulējusi polifenolu savienojumu biosintēzi kukurūzā, lai izturētu pret parazītu. To apstiprina agrāks ziņojums, ka rezistence pēc piestiprināšanas pret S. hermonthica ietvēra augu šūnu sienas sabiezēšanu un daudzu mazu vakuolu un fenola nogulšņu uzkrāšanos, kas ir blīvi iekrāsotas augu šūnā [20].

Fenola savienojumi izceļas ar savu antioksidantu aktivitāti, pateicoties to redoksīpašībām, kas ļauj tiem darboties kā viengabala skābekļa slāpētājiem, ūdeņraža donoriem un reducētājiem [21]. Turklāt tika ziņots, ka fenola savienojumi arī inaktivē gremošanas enzīmus, tostarp aizkuņģa dziedzera lipāzi, amilāzi un a-glikozidāzi, nespecifiski saistoties ar atsevišķiem enzīmiem [22]. Kā iepriekš ziņoja Villigers et al [23], fenola savienojumiem ir augsta afinitāte pret olbaltumvielām, izmantojot ūdeņraža un hidrofobās saites, uzlabojot to spēju inhibēt tādus enzīmus kā -amilāze un -glikozidāze, denaturējot proteīnu.

The phytic acid contents were comparable (p>0.05) starp sešiem cauruļvadiem pret strigām izturīgi dzelteni oranži kukurūzas hibrīdi. Šis diapazons atbilst mūsu iepriekšējam ziņojumam par fitīnskābes saturu pret Striga rezistentos dzelten-oranžo kukurūzas hibrīdos [3]. Fitīnskābei piemīt antioksidanta aktivitāte, papildus tās inhibējošajai iedarbībai pret nierakmeņu veidošanos [24], kā arī pretvēža īpašībām [25]. Bioaktīvo komponentu, īpaši fenola sastāvdaļu (flavonoīdu un tanīnu) antioksidanta īpašības strigas rezistentos dzelten-oranžo kukurūzas hibrīdos, var arī novērst un/vai palēnināt dažu kukurūzas endogēno barības vielu oksidatīvo noārdīšanos, kas ir ļoti pakļautas oksidēšanās, piemēram, nepiesātinātās taukskābes un vitamīni [16]. Turklāt pret Striga izturīgo dzelteni oranžo kukurūzas hibrīdu bioaktīvās sastāvdaļas var samazināt dažu toksisku oksidatīvo produktu veidošanās ātrumu, tādējādi saglabājot uzturvērtības kvalitāti un pagarinot no tiem izgatavoto pārtikas produktu [26] derīguma termiņu.

The carotenoid content in the Striga-resistant yellow-orange maize hybrids is presented in Table 2. Total β-carotene (9-cis-β-carotene + 13-cis-β-carotene + all-trans-β-carotene) ranged from 2.42 to 2.89ug/g; total xanthophylls (lutein+zeaxanthin) ranged from8.92 to 12.11l ug/g; and total provitamin A carotenoids(β-cryptoxanthin+β-carotene+α-carotene） ranged from 3.17 to 3.77 μg/g,in AS6 and AS9,respectively. There were no significant differences(p>0.05) karotinoīdu saturā Striga rezistentā dzelteni oranžā krāsā

kukurūzas hibrīdi. Šajā pētījumā iegūtie karotinoīdu diapazoni apstiprina tos, ko Alamu et al. iepriekš ziņoja par A provitamīna biofortificētiem dzeltenās kukurūzas hibrīdiem [27]. Turklāt kopējais ksantofilu daudzums bija augstāks par kopējo provitamīna A karotinoīdu vērtību Striga rezistentos dzelten-oranžos kukurūzas hibrīdos, kas apstiprina Ortiz et al. [28].

Karotinoīdi, iespējams, ir papildinājuši fenola savienojumu antioksidantu un cieti hidrolizējošos enzīmus inhibējošās aktivitātes Striga rezistentos dzelten-oranžo kukurūzas hibrīdos saskaņā ar to ziņoto bioaktivitāti. Piemēram, ir ziņots, ka karotinoīdiem piemīt antioksidanta aktivitāte kā galvenais mehānisms, kas ir pamatā to ieguvumiem veselībai [29]. Tie nodrošina arī aizsargājošu iedarbību pret neinfekcijas hroniskām slimībām, piemēram, vēzi[30] un sirds un asinsvadu slimībām [31]. Turklāt tika ziņots, ka kriptoksantīns ievērojami samazina 2. tipa diabēta (T2D) risku un mazina insulīna rezistenci [32, 33].

2.2. Sešu cauruļvadu striga izturīgu dzelten-oranžu kukurūzas hibrīdu antioksidanta aktivitāte

Pret Striga rezistento dzelteni oranžo kukurūzas hibrīdu antioksidanta aktivitāte (3. tabula) atklāja, ka visiem sešiem cauruļvadu kloniem bija antioksidanta aktivitāte, iztverot brīvos radikāļus (ABTS pakāpe plus un DPPH*) un reduģējot dzelzs jonus (Fe3 plus) līdz dzelzs joniem. (Fe2 plus ). Antioksidantu aktivitāte būtiski mainījās (lpp<0.05) among="" the="" hybrids,="" with="" as9="" having="" the="" strongest=""><0.05) free="" radicals="" scavenging="" abilities(7.28="" teac="" mmol/g="" and="" sc50,="" 9.07±="" 0.27="" mg/ml="" for="" abts+="" and="" dpph,="" respectively)and="" ferric-reducing="" power="" (0.43="" mg="" gae/g).="" it="" is="" pertinent="" to="" recall="" that="" as9-9="" also="" had="" the="" highest="" level="" of="" total="" phenolics="" and="" tannins,="" as="" presented="" earlier="" in="" table="" 1.="" the="" dpph°scavenging="" abilities="" of="" the="" striga-resistant="" yellow-orange="" maize="" hybrids="" obtained="" in="" this="" study="" (sc50:="" 9.07="" to="" 26.35="" mg/ml)="" are="" more="" potent="" than="" those="" reported="" by="" rodriguez-salinas="" et="" al.="" [13]="" for="" pigmented="" maize="" genotypes(ic50:="" 31="" to="" 52="" mg/ml)="" since="" a="" lower="" sc50="" or="" ic50="" is="" indicative="" of="" a="" stronger="" activity="" [34].="" however,="" vitamin="" c,="" a="" standard="" antioxidant="" with="" a="" lower="" sc50(4.63±0.28="" mg/ml),="" had="" a="" stronger="" dpph*scavenging="" activity="" than="" all="" of="" the="" six="" striga-resistant="" yellow-orange="" maize="" hybrids.="" similarly,="" the="" abts·+="" scavenging="" activity="" of="" the="" striga-resistant="" yellow-orange="" maize="" hybrids="" (2.65-7.68="" teac="" mmol/g)is="" higher="" than="" the="" value="" (294.81±="" 2.23="" umol="" teac/g)reported="" by="" irondi="" et="" al.[17]="" for="" provitamin="" a="" yellow="" maize="" flour.="" the="" stronger="" antioxidant="" activity="" of="" the="" striga-resistant="" yellow-orange="" maize="" hybrids="" over="" the="" non-striga-resistant="" pigmented="" maize="" genotypes="" may="" be="" attributed="" to="" the="" increased="" deposition="" of="" polyphenolic="" compounds="" in="" their="" defense="" against="" s.="" hermonthica="" [20],="" which="" may="" have,="" consequently,="" enhanced="" the="" antioxidant="" capacity="" of="" the="" striga-resistant="" yellow-orange="" maize="">

Pret Striga izturīgo dzelteni oranžo kukurūzas hibrīdu brīvo radikāļu attīrīšanas spēja un dzelzs samazināšanas spēja liecina, ka tie var būt noderīgi, aizsargājot organismu no oksidatīviem uzbrukumiem, ko izraisa brīvie radikāļi un reaktīvās skābekļa sugas. Tādējādi strigām rezistentajiem dzelteni oranžajiem kukurūzas hibrīdiem var būt aizsargājoša iedarbība pret organisma biomolekulu, tostarp nukleīnskābju, proteīnu, lipīdu un ogļhidrātu, oksidatīviem bojājumiem [35] un hroniskām slimībām, kas saistītas ar oksidatīvo stresu [36]. .

2.3. Cietes hidrolizējošus enzīmus inhibējošās aktivitātes sešu cauruļvadu strigai izturīgiem biofortificētiem dzelten-oranžās kukurūzas hibrīdiem

Cietes hidrolizējošo enzīmu (-amilāzes un glikozidāzes) inhibējošā aktivitāte sešiem cauruļvadiem, pret Strigas rezistentiem dzelten-oranžajiem kukurūzas hibrīdiem, izteikta kā IC50 (ekstrakta koncentrācija, kas inhibēja enzīmu aktivitāti par 50 procentiem), ir parādīta 4. tabulā. IC50 Striga rezistento dzelteni oranžo kukurūzas hibrīdu vērtības uz -amilāzi un -glikozidāzi bija attiecīgi no 26,28 līdz 52,55 mg/ml un no 47,72 līdz 63,98 mg/ml attiecīgi AS9 un AS4. Tādējādi starp sešiem cauruļvada Striga rezistentiem dzelten-oranžajiem kukurūzas hibrīdiem AS9 ar viszemākajām IC50 vērtībām gan -amilāzei, gan glikozidāzei bija visspēcīgākais (p<0.05)inhibitory activity="" on="" these="" two="" enzymes.="" interestingly,="" there="" was="" no="" significant="" (p="">0.05) AS9 un akarbozes (standarta pretdiabēta līdzekļa) IC50 vērtību atšķirība uz amilāzes, norādot, ka AS9 un akarbozes -amilāzes inhibīcijas spējas bija salīdzināmas. Tomēr, izņemot AS9 -amilāzes inhibējošo spēju, kas bija salīdzināma ar akarbozes spēju, akarbozes -amilāzes un -glikozidāzes inhibējošās aktivitātes bija spēcīgākas nekā pret Striga rezistentiem dzelteni oranžiem kukurūzas hibrīdiem. Par dažādu pigmentēto (dzeltenās, purpursarkanās, sarkanās un melnās) kukurūzas genotipu spēju inhibēt cieti hidrolizējošā enzīma (-glikozidāzes) aktivitāti ziņoja Fabila-Garcia et al. [15]. Viņu atklājumi atklāja, ka dzeltenās kukurūzas ekstraktam bija visaugstākā glikozidāzes inhibējošā aktivitāte, izteikta procentos (69,8 procenti) starp kukurūzas genotipiem. Turklāt Irondi et al. [17] nesen ziņots par o-amilāzes un glikozidāzes IC50 vērtībām attiecīgi 237,12± 2,60 un 157,18±1,05 ug/ml A provitamīna dzeltenās kukurūzas miltiem. Salīdzinājumā ar kukurūzas zīda ekstraktu, par kuru ziņots [37], kas inhibē a-amilāzi un -glikozidāzi ar vidējām IC50 vērtībām attiecīgi 218,4 un 221,4 ug/ml, sešiem strigas izturīgajiem dzelten-oranžajiem kukurūzas hibrīdiem bija vājāka inhibējošā iedarbība. uz c-amilāzi un x-glikozidāzi.

Gan c-amilāze, gan o-glikozidāze ir iesaistītas uztura ogļhidrātu sagremošanā. Tā kā -amilāze tievajās zarnās hidrolizē cietes -1,4 saites, lai atbrīvotu oligosaharīdus un disaharīdus, -glikozidāze tievās zarnas birstes malās pabeidz gremošanu, tālāk hidrolizējot oligosaharīdus un disaharīdus, lai iegūtu absorbējamus monosaharīdus, tostarp glikozi. un fruktoze [38]. Līdz ar to šo divu gremošanas enzīmu inhibīcija ir vispāratzīta terapeitiska pieeja, lai mazinātu pēcēdienreizes hiperglikēmiju T2D ārstēšanā un galvenais darbības mehānisms.

daudzu pretdiabēta līdzekļu [39], tostarp medikamentu, dabisko produktu un funkcionālo pārtiku. Turklāt pret Striga rezistentiem dzelten-oranžajiem kukurūzas hibrīdiem bija izteiktāka inhibējošā iedarbība uz -amilāzi nekā uz -glikozidāzi. Šim cieti hidrolizējošo enzīmu inhibēšanas modelim ir labvēlīga terapeitiskā ietekme, un tas atbilst modelim, kas ziņots iepriekšējos pētījumos [17,A0]. Tādējādi sešiem strigas izturīgajiem dzelten-oranžajiem kukurūzas hibrīdiem, īpaši AS9, var būt dažas priekšrocības, kontrolējot hiperglikēmiju pēc ēšanas.

2.4. Korelācijas starp bioaktīvo komponentu, antioksidantu un cieti hidrolizējošu enzīmu inhibējošo aktivitāti sešos cauruļvadu strigai rezistentos dzelten-oranžās kukurūzas hibrīdos

Starp bioaktīvajiem komponentiem kopējais fenolu saturs būtiski korelēja ar ABTS· plus (6. lpp.).<><0.01,r=-0.867), reducing=""><0.05,r=0.633), α-amylase="" ic50=""><0.01,r=-0.836)and α-glucosidase="" ic50=""><0.05,r=-0.582) (table="" 5).="" as="" earlier="" stated,="" lower="" dpph"="" scs0="" and="" enzyme="" ics0="" values="" are="" indicative="" of="" stronger="" scavenging="" and="" inhibitory="" activities="" of="" a="" given="" sample="" on="" dpph*="" and="" enzymes,="" respectively="" [34].="" thus,="" when="" taken="" together,="" the="" negative="" correlations="" between="" total="" phenolics="" and="" dpph·sc50,="" α-amylase="" ic50="" and="" α-glucosidase="" ic50,="" as="" well="" as="" the="" positive="" correlations="" between="" total="" phenolics="" and="" abts="" scavenging="" ability="" and="" reducing="" power,="" suggest="" that="" phenolic="" compounds="" may="" have="" contributed="" majorly="" to="" the="" observed="" antioxidant="" and="" starch-hydrolyzing="" enzymes="" inhibitory="" activities="" of="" the="" striga-resistant="" yellow-orange="" maize="">

3. Materiāli un metodes

3.1. Ķīmiskās vielas un reaģenti

Trolokss, kvercetīns, L-askorbīnskābe, gallskābe, ABTS (2,2'-azino-bis-(3-etilbenztiazolīns-6-sulfonskābe)), DPPH (2,2-difenils -2-pikrilhidrazils), -glikozidāze no Bacillus stearothermophillus, p-nitrofenilglikopiranozīds (PNPG), -amilāze, šķīstošā ciete un akarboze tika iegādātas no Sigma (Sentluisas). Tika izmantotas visu citu ķīmisko vielu un šķīdinātāju analītiskās kategorijas.

3.2. Paraugu kolekcija

Sausie sēklu paraugi sešiem pret Striga izturīgiem dzelten-oranžajiem kukurūzas hibrīdiem (ar kodu AS1828-1,4,6,8,9,11), kas visi audzēti Saminakā (8 grāds 39'E, 10 grāds 34' N; augstums 760 m; gada nokrišņu daudzums 1149 mm; temperatūra 18.1-37.3 grādi ; augsnes tips, Dystric Nitosols) un Zaria (7 grādi 45'E, 11 grādi 8'N ; augstums 622 m; gada nokrišņu daudzums 1076 mm; vidējā temperatūra 13.9-35,5 grādi ; augsnes tips, Ferric Luvisols) tika iegūti no Starptautiskā Tropu lauksaimniecības institūta (IITA) kukurūzas uzlabošanas programmas, Ibadana, Nigērija. Hibrīdi tika stādīti maijā uz divām sezonām nejaušā pilnā bloka dizainā trīs atkārtojumos, lietus sezonas laikā. Paraugi tika samalti miltos (0, 50 mm sieta izmērs) ar Perten Laboratory Hammer Mill (3102, ASV) un hermētiski iesaiņoti necaurspīdīgos paraugu maisos turpmākām laboratorijas analīzēm.

3.3. Paraugu ekstrakta sagatavošana1

Lai pagatavotu ekstraktu no Striga rezistento dzelten-oranžu kukurūzas hibrīdu miltiem, 1 g miltu tika iemērc 10 ml metanola pārklātā 50 ml centrifūgas mēģenē uz nakti (12 h) ar periodisku kratīšanu. Pēc tam maisījumu centrifugēja ar ātrumu 3000 apgr./min 10 minūtes, pēc tam supernatantu (metanola ekstraktu) savāca un uzglabāja -4 ° C temperatūrā līdz analīzei [41].

3.4.Kopējā fenolu satura noteikšana

Folin-Ciocalteu metode, ko aprakstīja Singleton et al. [42] tika pieņemts, lai noteiktu kopējo fenolu saturu pret Striga rezistento dzelten-oranžu kukurūzas hibrīdu miltu ekstraktā. Daļa (300 uL) ekstrakta tika ievadīta mēģenē (trīs eksemplāros). Pēc tam pievienoja 1,5 ml Folin-Ciocalteu reaģenta (Folin-Ciocalteu reaģenta krājums, kas 10 reizes atšķaidīts ar destilētu ūdeni) un 1,2 ml Na2CO3 šķīduma (7,5 % w/v), un maisījumu inkubēja tumsā 30 minūtes plkst. telpas temperatūra. Pēc tam absorbcija tika nolasīta pie 765 nm pret tukšo paraugu. Kopējais fenola saturs tika aprēķināts, izmantojot gallskābes kalibrēšanas līkni, un izteikts kā gallskābes ekvivalents (GAE) mg/g paraugā.

3.5. Kopējā flavonoīdu satura noteikšana

Protokols, ko aprakstīja Kale et al. [43] tika izmantots, lai noteiktu kopējo flavonoīdu saturu pret Striga izturīgo dzelteni oranžo kukurūzas hibrīdu miltu ekstraktā. Īsumā, 0,5 ml ekstrakta tika izdalīti mēģenēs; pēc tam pievienoja 1,5 ml metanola, 0,1 ml alumīnija hlorīda (10 procenti), 0,1 ml 1 M kālija acetāta un 2,8 ml destilēta ūdens. Reakcijas maisījums tika maisīts un inkubēts istabas temperatūrā 30 minūtes, pēc tam absorbcija tika nolasīta pie 514 nm. Kopējais flavonoīdu saturs ekstraktos tika izteikts kā kvercetīna ekvivalents (QE) mg/g parauga.

3.6. Tan1nīna satura noteikšana

Tanīna saturs pret Striga izturīgo dzelteni oranžo kukurūzas hibrīdu miltu ekstraktiem tika noteikts ar kolorimetrisko metodi, ko iepriekš aprakstīja Joslyn [44], ar nelielām izmaiņām. Daļa parauga (0,5 g) tika disperģēta 5 ml 1% HCl metanolā un atstāta 15 minūtes. Pēc tam maisījumu centrifugēja ar ātrumu 3{{10}}00 apgr./min 10 minūtes. 0,1 ml supernatanta porcija tika ievadīta mēģenē, kurā bija 7,5 ml destilēta ūdens, pēc tam pievienojot 0,5 ml Folina-Denisa reaģenta un 1 ml Na2CO3 (35 procenti) šķīduma, un tilpumu uzpilda līdz. 10 ml ar 0,9 ml destilēta ūdens Pēc sajaukšanas reakcijas maisījumu inkubēja 30 minūtes istabas temperatūrā, un absorbciju nolasīja pie 760 nm. Tanīna saturs, kas izteikts kā miecskābes ekvivalents (TAE) mg/g parauga, tika aprēķināts no tanīnskābes standarta līknes.

3.7. Karotinoīdu satura noteikšana paraugā

Karotinoīdu saturs pret Striga rezistento dzelten-oranžu kukurūzas hibrīdu miltiem tika noteikts, izmantojot Howe un Tanumihardjo [45] aprakstīto metodi. Karotinoīdus ekstrahēja no miltiem, sajaucot 0,6 g parauga ar 6 ml etanola (satur 0,1 procentu butilētā hidroksiltoluola). Maisījumu ievieto ūdens vannā 85 grādu temperatūrā uz 5 minūtēm. Pēc tam traucējošā eļļa maisījumā tika pārziepjota ar kālija hidroksīdu (80 % w/v) 85 grādu temperatūrā ūdens vannā 5 minūtes. Pēc tam suspensiju sajauca, izmantojot virpuļmašīnu, un vēl 5 minūtes ievietoja ūdens vannā. To nekavējoties pārnesa ledus vannā un pievienoja 3 ml auksta dejonizēta ūdens. Karotinoīdu saturs no maisījuma tika atdalīts trīs reizes pēc kārtas ar 3 ml n-heksāna, centrifugējot ar ātrumu 1000 apgr./min 10 sekundes. Maisījuma augšējais slānis tika izdalīts 50 ml koncentratora mēģenē. Apvienotā heksāna frakcija tika mazgāta trīs reizes ar dejonizētu ūdeni, virpuļota un centrifugēta 10 sekundes pie 1000 apgr./min. N-heksāna frakcija tika žāvēta, izmantojot TurboVap (LIV) koncentratoru slāpekļa gāzē 25 minūtes. Žāvētais ekstrakts tika atšķaidīts ar metanolu/dihlormetānu (1 ml, 50:50 v/v), un 100 μL alikvota daļa tika ievadīta HPLC sistēmā, lai noteiktu karotinoīdu daudzumu. HPLC sistēma (Water Corporation, Milford, MA, ASV) sastāvēja no aizsargkolonnas, C30 YMC karotinoīdu kolonnas (4,6 × 250 mm, 3 μM), bināra HPLC sūkņa (Waters 626), automātiskās paraugu ņemšanas (Waters 717) un fotodiožu matricas detektors (Waters 2996). Sistēma darbojās ar Empower 1 programmatūru (Waters Corporation). Kustīgā fāze sastāvēja no šķīdinātāja A, kas satur metanolu: ūdeni (92:8 v/v) ar 10 mmol/l amonija acetātu, un šķīdinātāja B, kas satur 100 procentus metil-terciārā butilētera. Gradienta eluēšana tika veikta ar plūsmas ātrumu 1 ml/min šādos apstākļos: 29 min lineārais gradients no 83 procentiem līdz 59 procentiem A; 6 min lineārais gradients no 59 procentiem līdz 30 procentiem A; 1 min noturēšana pie 30 grādiem procenti A; 4 min lineārais gradients no 30 procentiem līdz 83 procentiem A un 4-min noturība pie 83 procentiem. Karotinoīdu hromatogrammas tika ģenerētas pie 450 nm, un specifiskie karotinoīdi tika identificēti un kvantitatīvi noteikti, izmantojot ārējo standartu metodi, kuras pamatā ir tīro standartu kalibrēšanas līkne un absorbcijas spektra salīdzinājums un koeluēšana ar standarta karotinoīdiem.

3.8. Fitīnskābes satura noteikšana

Lai noteiktu fitīnskābes saturu miltos, tika izmantota Vīlera un Ferrela [46] metode. Ekstrakcija tika veikta, mehāniski kratot 1 g miltu un 25 ml 3 procentu trihloretiķskābes (TCA) maisījumu 1 stundu, un suspensiju centrifugēja 15 minūtes ar ātrumu 35 00 apgr./min. 10 ml supernatanta alikvotu daļu sajauca ar 4 ml dzelzs hlorīda šķīduma, un maisījumu karsēja verdoša ūdens vannā 45 minūtes. Iegūtā suspensija tika centrifugēta ar ātrumu 3500 apgr./min 15 minūtes, un supernatants tika rūpīgi dekantēts. Pēc tam nogulsnes divas reizes nomazgāja, izkliedējot 25 ml 3 procentu TCA, karsējot verdoša ūdens vannā 10 minūtes un centrifugējot ar ātrumu 3500 apgr./min 10 minūtes. Ar destilētu ūdeni nogulšņu tilpumu papildināja līdz 30 ml, un maisījumu karsēja verdoša ūdens vannā 30 minūtes. Karstā suspensija tika filtrēta ar Whatman filtrpapīru (Nr. 2), un nogulsnes nomazgāja ar 60 ml karsta destilēta ūdens, lai nodrošinātu pilnīgu filtrēšanu. Pēc tam uz filtrpapīra palikušās nogulsnes izšķīdināja ar 40 ml karsta 3,2 M HNO3 100 ml mērkolbā. 0,5 ml alikvotu daļu pārnesa centrifūgas mēģenē un atšķaida ar 7 ml destilēta ūdens, pēc tam pievienoja 2 ml 1,5 M KSCN, un tilpumu palielināja līdz 10 ml ar 0,5 ml destilēta ūdens. Absorbcija tika nolasīta (1 minūtes laikā) pie 480 nm. Fitīnskābes saturs miltos tika aprēķināts, izmantojot Fe/P atomu attiecību 4:6.

3.9. 2,2-Azinobis(3-etil-benzotiazolīns-6-sulfonskābe) radikāļu katjons (ABTS· plus )ScaOenging tests/

Pret Striga izturīgo dzelteni oranžo kukurūzas hibrīdu miltu ekstraktu spēja attīrīt ABTS" tika pētīta, izmantojot Reet al. [47] aprakstīto procedūru. ABTS* plus darba reaģents tika sagatavots, rūpīgi sajaucot vienādu tilpumu ūdens šķīdumu ABTS plus (7 milimols/l) un K2S2Os (2,45 milimols/l) un maisījuma inkubēšana

tumšā skapī istabas temperatūrā 16 h. Pēc tam reaģenta absorbcija tika noregulēta uz 0,70±0.02 ar etanolu (95 procenti) pie 734 nm. Pēc tam mēģenē tika ievadīti 0,2 ml ekstrakta un 2,0 ml ABTS* reaģenta, labi samaisīti un inkubēti istabas temperatūrā 15 minūtes tumšā stāvoklī. Visbeidzot, absorbcija tika nolasīta UV-Visible spektrofotometrā (Milton Roy Company, ASV) pie 734 nm. Vēlāk miltu ekstraktu ABTSe ​​plus attīrīšanas spēja tika aprēķināta no Trolox standarta līknes un tika izteikta kā Trolox ekvivalentā antioksidanta jauda (TEAC).

3.10. 2,2-difenil-2-pikrilhidrazilradikāļa (DPPH) attīrīšanas tests

Protokols, par kuru ziņoja Cervato et al. [48] ​​tika izmantots, lai noteiktu miltu ekstraktu spēju attīrīt DPPH", izmantojot C vitamīnu (askorbīnskābi) kā atsauces antioksidantu. Īsumā, reakcijas maisījums, kas satur 1.0 ml dažādās koncentrācijās (8, 16). , 24, 32 mg/mL) ekstrakta (vai C vitamīna) un 3.0 ml DPPH pakāpes šķīduma (60 μM) tika inkubēti istabas temperatūrā tumšā stāvoklī 30 minūtes. Pēc tam absorbcija tika nolasīts pie 517 nm, un tika aprēķināta ekstraktu DPPH"attīrīšanas spēja (procenti) un izteikta kā ekstrakta koncentrācija, kas iztvaiko 50 procentus DPPH" (SC50).

3.11. Jaudas samazināšanas tests

Miltu ekstraktu spēja samazināt Fe3 plus līdz Fe2 plus tika pārbaudīta, izmantojot Oyaizu aprakstīto protokolu [49]. Īsāk sakot, ekstrakta (2,5 ml), 200 mM nātrija fosfāta buferšķīduma (pH 6,6) (2,5 ml) un 1 procenta kālija fericianīda (2,5 ml) maisījumu inkubēja 50 grādos 20 minūtes. , pēc tam pievienoja 2,5 ml 10 procentu trihloretiķskābes. Pēc tam maisījumu centrifugēja ar ātrumu 650 × g 10 minūtes. 2,5 ml supernatanta porcija tika izdalīta mēģenē, pievienoja 2,5 ml destilēta ūdens un 1 ml 0,1% dzelzs hlorīda un rūpīgi samaisa, un absorbcija tika nolasīta pie 700 nm. Visbeidzot, tika aprēķināta ekstraktu reducējošā jauda un izteikta miligramos gallskābes ekvivalenta uz gramu parauga.

3.12. Alfa-amilāzes inhibīcijas tests

Alfa-amilāzes inhibīcijas tests tika veikts, izmantojot procedūru, ko aprakstīja Kwon et al. [50]. Šajā pārbaudē tika izmantota cūku aizkuņģa dziedzera amilāze (EC3.2.1.1) un šķīstošā ciete (substrāts). Dažādi miltu ekstraktu atšķaidījumi, kopā 500μL un 500μL 0,02 M nātrija fosfāta buferšķīduma (pH6,9) ar 0,006 M NaCl), kas satur 0,5 mg/ml -amilāzes šķīdumu, tika sajaukti un inkubēti 37 grādu temperatūrā 10 minūtes. Pēc tam pievienoja 500 μL 1 procenta cietes šķīduma 0, 02 M nātrija fosfāta buferšķīdumā un reakcijas maisījumu inkubēja 37 grādu temperatūrā 15 minūtes. Pēc tam amilāzes katalizētā cietes hidrolīze tika pārtraukta, pievienojot 1,0 ml DNSA krāsu reaģenta (1% 35-dinitrosalicilskābes un 12% nātrija kālija tartrāta 0,4 M NaOH). Reakcijas maisījumu vēlāk inkubēja 5 minūtes verdoša ūdens vannā, atdzesēja līdz istabas temperatūrai un atšķaida ar 10 ml destilēta ūdens. Maisījuma absorbcija tika nolasīta pie 540 nm. Eksperimentā tika iekļauts atsauces tests, kas izslēdza miltu ekstraktu. Pēc tam amilāzes inhibīcijas procentuālais daudzums tika aprēķināts šādi:

(A540R — A540S) × 100 procentu inhibīcija =A540R

kur A540R ir atsauces absorbcijas rādījums; A540S ir parauga absorbcijas rādījums.

3.13. Alfa-glikozidāzes inhibīcijas tests

Alpha-glucosidase inhibitory activity of the flours extracts was conducted by adopting the procedure reported by Kim et al. [39], using Bacillus stearothermophillus α-glucosidase (EC3.2.1.20) and para-nitrophenylglucopyranoside (PNPG) as the substrate. Five (5)units of an aliquot of α-glucosidase were incubated with 20 μg/mL of the extract for 15 min. The hydrolytic reaction was initiated by adding 3 mM PNPG prepared in 20 mM phosphate buffer, pH6.9, which served as a substrate. The hydrolytic reaction was allowed to proceed for 20 min at37°C, after which 2 mL of 0.1 M Na>CO: tika pievienots, lai pārtrauktu reakciju. Eksperimentā tika iekļauts atsauces tests bez miltu ekstrakta. Dzeltenā p-nitrofenola absorbcija, kas izdalās no PNPG glikozidāzes katalizētās hidrolīzes, tika nolasīta pie 400 nm, un procentuālā o-glikozidāzes inhibīcija tika aprēķināta šādi:

(A400R - A400S) × 100 procentu inhibīcija =A400R

kur A400R ir atsauces absorbcijas rādījums; A400S ir parauga absorbcijas rādījums.

3.14. Datu analīze

Šajā pētījumā iegūtie dati (no trīskārtējām noteikšanām) tika izteikti kā vidējās vērtības ± standartnovirze (SD). Izmantojot SPSS statistikas programmatūras pakotni (16. versija), datiem tika veikta vienvirziena dispersijas analīze (ANOVA), un vidējās vērtības tika salīdzinātas, izmantojot Tukey post hoc testu p.<0.05. the="" associations="" between="" the="" bioactive="" components,="" the="" antioxidant,="" and="" the="" starch-hydrolyzing="" enzymes="" inhibitory="" activities="" were="" calculated="" using="" the="" pearson="" correlation="" test.="" column="" representations="" of="" the="" mean="" values="" were="" done="" using="" graphpad="" prism="" (5th="">

4. Secinājumi

Seši pret Strigas izturīgie dzelteni oranžie kukurūzas hibrīdi saturēja svarīgas bioaktīvas sastāvdaļas (kopējie fenoli, kopējais flavonoīdu daudzums, tanīni, fitīnskābe un karotinoīdi). To ekstraktiem bija spēcīga antioksidanta aktivitāte un tie inhibēja cieti hidrolizējošos enzīmus (-amilāzi un glikozidāzi). No Striga rezistentajiem dzelten-oranžajiem kukurūzas hibrīdiem AS1828-9 bija visspēcīgākā antioksidanta un cieti hidrolizējošo enzīmu inhibējošā iedarbība. Nozīmīgas korelācijas tika novērotas starp kopējo fenola saturu un ABTS* plus , DPPH pakāpes attīrīšanas spēju, reducējošo spēju, -amilāzes un -glikozidāzes inhibējošo aktivitāti pret Striga rezistento dzelten-oranžu kukurūzas hibrīdu hibrīdiem. Antioksidantu un cieti hidrolizējošo enzīmu inhibējošās aktivitātes liecina, ka pret strigu rezistentie dzelteni oranžie kukurūzas hibrīdi (īpaši AS1828-9) var būt noderīgi, lai novērstu un/vai mazinātu oksidatīvo stresu un pēcēdienreizes hiperglikēmiju.