滇黄精发酵前后的成分变化及抗氧化活性研究

摘 要：将滇黄精处理后进行自然发酵得到滇黄精发酵物，测定发酵前后的活性成分含量及抗氧化活性。结果表明，滇黄精发酵物的多糖、皂苷、多酚、还原糖含量均有明显提高，滇黄精及滇黄精发酵物均能清除DPPH、ABTS及羟自由基，且滇黄精发酵物有更好的自由基清除活性。本研究可为滇黄精系列产品的开发提供一定理论依据。

关键词：滇黄精；发酵；抗氧化

Study on Composition Change and Antioxidant Activity Before and After Fermentation of Polygonatum kingianum

LU Shuyu1， WANG Xiaogang2， ZHANG Xi1*

（1.Yunnan University of Chinese Medicine， Kunming 650500， China; 2.Tianshui Fourth People’s Hospital， Tianshui 741000， China）

Abstract： Polygonatum kingianum was processed to obtain natural fermentation， the composition content and antioxidant activity were measured before and after fermentation. The results showed that the contents of polysaccharide， saponin， polyphenols and reduced sugars were significantly increased. The raw and the fermentation could remove DPPH， ABTS and hydroxyl radicals， and the fermentation had better free radical scavenging activity. This study can provide some theoretical reference for the development of the Polygonatum kingianum series products.

Keywords： Polygonatum kingianum; fermentation; antioxidant

滇黄精（Polygonatum kingianum Coll.et Hemsl.）为百合科黄精属植物，入药部位为干燥块茎，是常用的补益类中药，同时也是药食两用天然植物资源。2020版《中华人民共和国药典》中记载，其可用于脾胃气虚、体倦乏力等[1]。现代化学和药理研究证明，黄精的主要活性成分为糖类、皂苷、黄酮类等。研究人员对黄精的功效研究发现，黄精在延缓衰老、调节免疫及血脂、抗菌等方面有较高的药用价值[2-9]。

生物转化一直是国内外学者研究的热点，其以高效、环保、经济等突出的优势表现出无限的应用潜力[10]。发酵作为生物转化的一种途径，在增强活性、提高疗效、降低毒副作用等方面显现出巨大优势。随着现代科技的发展，对来源于天然活性物质的药用植物和微生物的协同作用的研究越来越受到人们的关注，通过微生物发酵对中药材进行改性的研究也越来越多[11]。近几年，随着营养保健食品的兴起，黄精也开始应用于各类食品中。但现有关于黄精产品的研发报道中，大部分都加入了外源菌种，鲜少有关于天然发酵产品的研究。

本研究采用滇黄精作为原料进行自然发酵，测定滇黄精发酵前后的活性成分含量及抗氧化活性，为探索黄精新的炮制方式提供思路和理论依据。

1 材料与仪器

1.1 材料与试剂

滇黄精根茎（6年生），云南绿生药业有限公司；DPPH（≥98%）、人参皂苷Rb1标准品（≥98%）、芦丁标准品（≥98%）、没食子酸对照品（≥98%）、DNS试剂及福林酚，上海源叶生物科技有限公司；ABTS（≥98%），北京索莱宝科技有限公司；其余试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

L5S紫外可见分光光度计，尤尼克（上海）仪器有限公司；K-98-ⅡA电热恒温水浴锅，天津泰斯特仪器有限公司；TS恒温培养箱，上海天呈实验仪器制造有限公司。

2 实验方法

2.1 滇黄精发酵物的制备

新鲜滇黄精以1∶4.5（w/v）料水比于37 ℃发酵18 d，过滤除杂，收集发酵液，即得滇黄精发酵物。

2.2 成分测定

2.2.1 多糖

采用苯酚-硫酸法[12]测定滇黄精发酵前后的多糖含量，加样量为5%苯酚溶液1.0 mL、浓硫酸5.0 mL。

2.2.2 皂苷

采用香草醛-高氯酸法[13]，加样量为5%香草醛-冰醋酸溶液0.2 mL、高氯酸0.8 mL、冰醋酸5 mL，545 nm处测吸光度。

2.2.3 黄酮

参照张可青等[14]方法，加样量为5%NaNO2溶液0.75 mL、10%Al（NO3）3溶液0.75 mL、4%NaOH溶液10 mL，510 nm处测定吸光度。

2.2.4 多酚

采用福林酚比色法[15]，加样量为福林酚3 mL、12%Na2CO3溶液6 mL，765 nm处测吸光值。

2.2.5 还原糖

采用DNS比色法[16]，加样量为DNS试剂2.0 mL，540 nm处测吸光值。

2.3 体外自由基清除能力测定

根据课题组前期实验探究，以Vc作为阳性对照，选取0.25 mg·mL-1、0.50 mg·mL-1、1.00 mg·mL-1的生滇黄精和滇黄精发酵物进行自由基清除能力测定。

2.3.1 DPPH自由基（DPPH·）清除能力

参照YANG等[17]方法，上样量取20 μL进行操作。DPPH·清除率计算公式为DPPH·（1）

2.3.2 ABTS自由基（ABTS+）清除能力

按2.3.1进行测定。

2.3.3 羟自由基（·OH）清除能力

参照章烨雯等[18]方法，上样量取1 mL进行操作。

2.4 数据处理

所有实验均含3次平行测定。数据使用IBM SPSS 26和GraphPad Prism8.0进行统计分析，P＜0.05表示有统计学意义。

3 结果与分析

3.1 滇黄精发酵物活性成分含量分析

滇黄精发酵前后的活性成分含量测定结果见

表1。相比生滇黄精，滇黄精发酵物的多糖、皂苷、多酚、还原糖含量明显提升，而黄酮含量有减少。由于发酵基质的流动性，微生物除利用周边的营养物质产纤维素酶和木聚糖酶，促进结合态多酚和植物细胞壁的分离使得糖苷类和苷元类酚类物质增加外，还可产糖苷酶，促进糖苷类黄酮转化为苷元类黄酮，使黄酮含量有一定减少。

3.2 滇黄精发酵物抗氧化能力分析

由图1、图2、图3可知，滇黄精及滇黄精发酵物均能清除DPPH·、ABTS+、·OH，滇黄精发酵物的DPPH·、·OH清除能力随其浓度的增加而提高，高浓度滇黄精发酵物的清除能力优于生滇黄精。滇黄精发酵物的ABTS+清除率同样随其浓度的增加而提高，且滇黄精发酵物的ABTS+清除率整体明显优于生滇黄精。这表明滇黄精发酵物具有良好的抗氧化能力。

4 结论

对发酵前后滇黄精进行活性成分测定，发现多糖、皂苷和多酚等各类有效成分的含量明显增加，这些有效成分对机体有抗氧化作用。同时，与生滇黄精相比，滇黄精发酵物具有更好的DPPH·、ABTS+、·OH清除效果。本研究可为滇黄精功能产品的开发提供一定的理论依据。

参考文献

[1]国家药典委员会.中华人民共和国药典[M].北京：中国医药科技出版社，2020.

[2]柳威，林懋怡，刘晋杰，等.滇黄精研究进展及黄精研究现状[J].中国实验方剂学杂志，2017，23（14）：226-234.

[3]YELITHAO K，SURAYOT U，PARK W，et al.Effect of sulfation and partial hydrolysis of polysaccharides from Polygonatum sibiricum on immune-enhancement[J].International Journal of Biological Macromolecules，2019，122：10-18.

[4]LI C Y，LI J X，SHANG Y X，et al.Hypoglycemic and hypolipidemic activity of Polygonatum sibiricum fermented with Lactobacillus brevis YM 1301 in diabetic C57BL/6 mice[J].Journal of Medicinal Food，2021，24（7）：720-731.

[5]LIU B，TANG Y，SONG Z Y，et al.Polygonatum sibiricum F. Delaroche polysaccharide ameliorates HFD-induced mouse obesity via regulation of lipid metabolism and inflammatory response[J].Molecular Medicine Reports，2021，24（1）：501.

[6]ZHENG S Y.Protective effect of Polygonatum sibiricum polysaccharide on D-galactose-induced aging rats model[J].Scientific Reports，2020，10：2246.

[7]LONG T T，LIU Z J，SHANG J C，et al.Polygonatum sibiricum polysaccharides play anti-cancer effect through TLR4-MAPK/NF-κB signaling pathways[J].International Journal of Biological Macromolecules，2018，111：813-821.

[8]刘爽，胡舒婷，贾巧君，等.黄精的化学组成及药理作用的研究进展[J].天然产物研究与开发，2021，33（10）：1783-1796.

[9]LUO J Y，CHAI Y Y，ZHAO M，et al.Hypoglycemic effects and modulation of gut microbiota of diabetic mice by saponin from Polygonatum sibiricum[J].Food & Function，2020，11（5）：4327-4338.

[10]孙慧峰，朱钧溢，国立东，等.乳酸菌生物转化药食同源植物活性成分研究进展[J].食品工业科技，2022，43（7）：474-481.

[11]董建伟，蔡乐，李雪娇，等.中药材的微生物发酵改性研究进展[J].云南大学学报（自然科学版），2018，40（6）：1207-1212.

[12]王欢，刘明珠，芦永昌.青海高山辣根菜中水溶性总多糖的提取工艺研究[J].青海农林科技，2021（4）： 13-17.

[13]杨婧娟，赵声兰，戴金凤，等.发酵滇黄精皂苷的抑菌活性评价及微胶囊制备工艺研究[J].中国食品添加剂，2022，33（4）：111-119.

[14]张可青，成瑞，王建华，等.蒙药麻花头中总黄酮的超声提取及含量测定[J].实用药物与临床，2021，24（12）：1103-1106.

[15]李娜，胡月月，葛亮.不同产地沙棘中总黄酮、总多酚含量测定及其抗氧化活性研究[J].化学与生物工程，2021，38（8）：64-68.

[16]曾志恒，曾辉，程翊，等.双孢蘑菇发酵液还原糖和总糖的含量测定[J].中国食用菌，2018，37（6）：40-43.

[17]YANG J J，ZHANG X，DAI J F，et al.Effect of fermentation modification on the physicochemical characteristics and anti-aging related activities of Polygonatum kingianum polysaccharides[J].International Journal of Biological Macromolecules，2023，235：123661.

[18]章烨雯，臧青民，陈荣，等.金橘叶中总黄酮的提取工艺优化及抗氧化活性研究[J].中国食品添加剂，2022，33（1）：46-54.