Hapettumisenestoaineita ja tärkkelystä hydrolysoivia entsyymejä estävät ominaisuudet Striga-resistenttien kelta-oranssi maissihybridien

Lisätietoja saat ottamalla yhteyttä:tina.xiang@wecistanche.com

Abstrakti: Suurin osa viljan terveyshyödyistä johtuu niiden bioaktiivisista yhdisteistä. Tässä tutkimuksessa arvioitiin bioaktiivisten yhdisteiden tasot jaantioksidanttija tärkkelyksen hydrolysointientsyymejäkuuden Striga-resistentin kelta-oranssin maissihybridin (koodattu AS1828-1, 4, 6,8, 9, 11) estävät ominaisuudet in vitro. Maissin hybridit kasvatettiin International Institute of Tropical Agricultureissa (ITA), Nigeriassa. Bioaktiiviset yhdisteet (kokonaisfenolit, tanniinit,flavonoiditja fytaattipitoisuudet, antioksidantti (DPPH" ja ABTS-poistokyky ja pelkistyskyky) ja tärkkelystä hydrolysoivaentsyymejäMaissihybridien (-amylaasi ja x-glukosidaasi)-inhibiittoriaktiivisuudet määritettiin spektrofotometrialla. Samaan aikaan karotenoidit kvantifioitiin käyttämällä käänteisfaasi-HPLC-järjestelmää. Bioaktiivisten yhdisteiden vaihteluvälit olivat:11.25-14.14 mg GAE/g (kokonaisfenolit), 3.62-4.67 mg QE/g (yhteensä flavonoidit), 3.{{1{ {34}}}},29 mg/g (tanniinit),3.66-4.31 prosenttia (fytaatti),8.92-12.11g/g (ksantofyllit yhteensä),2.{19 }},89 ug/g (yhteensä -karoteeni) ja 3.17-3,77 ug/g (yhteensä A-provitamiinikarotenoidit). Maissihybridien uutteet, joissa on poistettu DPPH"(SC50: 9. 07-26.35 mg/ml)ja ABTS*(2.{{30}}.68 TEACmmol/g),vähensi Fe3 plus -arvoksi Fe2 plus (0,25±0.64-0 0,43±0,01 mg GAE/g) ja inhiboi -amylaasia ja -glukosidaasia, IC50-arvoilla 26.28-52.55 mg/ml ja 47.72-63.98 mg/ml, vastaavasti. Kuudesta maissihybridien kloonista AS{50}} oli korkein (s<0.05)levels of="" tannins="" and="" phytate="" and="" the="" strongest="">antioksidanttija tärkkelystä hydrolysoivia entsyymejä estävät aktiivisuudet. Merkittäviä korrelaatioita havaittiin kokonaisfenolien ja seuraavien välillä: ABTS*(s<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="">

Avainsanat: kokonaisfenolit; yhteensä flavonoidit; tanniinit; karotenoidit; fytiinihappo; alfa-glukosidaasin estomääritys; alfa-amylaasin estomääritys

1. Esittely

Korkeasatoisten, ravitsevien ja terveellisten ruokakasvien tarjoaminen on välttämätöntä aliravitsemuksen ja siihen liittyvien sairauksien aiheuttamien haasteiden ratkaisemiseksi. Tästä syystä kasvinjalostuksen tutkimusohjelmissa on käytetty erilaisia ​​systemaattisia lähestymistapoja, kuten taudeille vastustuskykyisten peruskasvikkeiden jalostus, jonka ravintolaatu on parantunut. Tämä on tullut välttämättömämmäksi, kun otetaan huomioon maailmanlaajuisen elintarvikehuollon määrän ja laadun jyrkkä väheneminen ympäristön saastumisen, ilmaston lämpenemisen ja elintarvikkeiden kehityksen vuoksi.

uudet biopolttoainelähteet [1]. Saharan eteläpuolisessa Afrikassa maissin (Zea mays L.) on osoitettu edistävän elintarviketurvaa ja vähentävän köyhyyttä pienituloisissa perheissä [2].

Keltaoranssit maissin genotyypit ovat tunnettuja erinomaisista ravitsemuksellisista ja terveyttä edistävistä ominaisuuksistaan ​​niiden sisältämien bioaktiivisten yhdisteiden, mukaan lukien karotenoidit, polyfenoliyhdisteet, fytiinihappo [3-5] ja tokoferolit [6], ansiosta. Saharan eteläpuolisen Afrikan maissintuotannon lisääntymisen myötä elintarviketurvaa ja ravitsemuksen parantamista uhkaa kuitenkin juurihemiloiskasvi Striga hermonthica(Del.)Benth, joka aiheuttaa jopa 100 prosentin sadonmenetyksiä vakavassa saastunnossa veden menettämisen vuoksi. ja ravinteita loisten kautta [7,8]. Näin ollen S. hermonthica asettaa abioottisen rajoituksen maissintuotannolle Saharan eteläpuolisessa Afrikassa, mikä johtuu paradigman muutoksesta perinteisestä viljanviljelyjärjestelmästä, joka sisälsi pitkiä kesantojaksoja. Tällainen perinteinen viljanviljelyjärjestelmä varmisti, että Striga-siemenpankin taso maaperässä oli kasveille siedettävä9]. S.hermonthica-tartunnan aiheuttamien maissin sadon ja laadun menetysten lieventämiseksi paras torjuntamenetelmä on istuttaa Striga-resistenttejä maissin genotyyppejä. Tämä strategia on helposti mukautettavissa, erityisesti yhdistettynä muihin johtamiskäytäntöihin [10].

Äskettäinen tutkimuksemme paljasti, että Striga-resistentit keltaoranssimaissihybridit sisältävät karotenoideja, polyfenoleja ja fytiinihappoa [3]. Näiden bioaktiivisten yhdisteiden tiedetään toimivan antioksidantteina ja estävän aterian jälkeistä hyperglykemiaa muiden terveyshyötyjen ohella [4,5,11,12]. Appelsiinimaissin jyvän bioaktiivisista yhdisteistä antioksidanttien [13,14] ja ruoansulatusentsyymejä estävän vaikutuksen [15] raportoitiin riippuvan fenoliyhdisteistä, joita esiintyy pääasiassa sitoutuneessa muodossa. Lisäksi fenoliyhdisteillä tiedetään olevan useita muita bioaktiivisuuksia, kuten ksantiinioksidaasia ja angiotensiinia 1-konvertoivien entsyymien esto, jotka ovat osallisena kihdin ja renniiniriippuvaisen verenpainetaudin patogeneesissä [11], ja anti- tulehduksellisia, antimikrobisia, syöpää, Alzheimeria estäviä ja allergiaa ehkäiseviä ominaisuuksia muiden biologisten toimintojen ohella[16]. Näin ollen ravinnosta peräisin olevat fenoliyhdisteet herättävät suurta huomiota sekä tutkijoilta että kuluttajilta, koska ne ovat hyödyllisiä ihmisten terveydelle [16].

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli arvioida kuuden Striga-resistentin keltaoranssin maissihybridin bioaktiivisten yhdisteiden tasoja sekä antioksidanttisia ja tärkkelystä hydrolysoivia entsyymejä estäviä ominaisuuksia in vitro. Tutkimuksessa testattiin myös bioaktiivisten aineosien välisiä assosiaatioitaantioksidanttija tärkkelystä hydrolysoivat entsyymit estävät kuuden putkilinjan Striga-resistentin kelta-oranssin maissihybridin.

2. Tulokset ja keskustelu

2.1. Bioactioe-komponentit kuuden putkilinjan Strigan kestävässä kelta-oranssissa maissihybrideissä

Kuudessa putkilinjassa määritetyt bioaktiiviset komponentit Striga-resistentti kelta-oranssi maissihybridit (AS1828-1(AS1), AS1828-4(AS4), AS1828-6(AS6), AS{{ 8}} (AS8), AS1828-9(AS9), AS1828-11(AS11)) sisälsi tässä tutkimuksessa fenolien kokonaismäärän,flavonoidittanniinit, karotenoidit ja fytiinihappo. Kokonaisfenolien, flavonoidien, tanniinien ja fytiinihapon tasot on esitetty taulukossa 1. Kokonaisfenolipitoisuudet vaihtelivat välillä 11,25 - 14,14 mg GAE/g AS4:ssä ja AS9:ssä, vastaavasti; flavonoidien kokonaismäärä vaihteli välillä 3,62 - 4,67 mg QE/g AS11:ssä ja AS6:ssa, vastaavasti; tanniinipitoisuus vaihteli välillä 3,64 - 6,29 mg/g AS1:ssä ja AS9:ssä, vastaavasti; ja fytiinihappopitoisuus vaihteli AS6:n 3,66 prosentista AS1:n 4,47 prosenttiin.

Siten AS9 sisälsi korkeimman (s<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="">

verrattain korkeampi kuin tiivistyneiden tanniinien vaihteluväli (33,70 - 158,55 mg/100 g, mikä vastaa 0,34 - 1,59 mg/g), joka on raportoitu pigmentoiduissa maissin genotyypeissä [13].

Kuuden putkilinjan Striga-resistenttien keltaoranssimaissihybrideissä havaitut korkeammat fenolien, kokonaisflavonoidien ja tanniinien tasot verrattuna olemassa olevan kirjallisuuden arvoihin näiden polyfenolien osalta ei-Striga-resistenteissä keltamaissin genotyypeissä voivat liittyä mahdollisiin erot niiden geneettisessä koostumuksessa [3]. On hyvin tunnettua, että polyfenolien ja muiden kasvien sekundaaristen aineenvaihduntatuotteiden biosynteesi lisääntyy stressitekijöiden läsnä ollessa kasvin solupuolustuksena ja/tai mukautuvana mekanismina kestämään epäsuotuisia olosuhteita [16,18]. Lisäksi Striga-siementen itämistä stimuloi strigolaktonien (kasvihormonien) tuotanto maissikasvin juurissa, joita kasvi vapauttaa stressin alaisena [19]. Siten on mahdollista, että S. hermonthica -resistenssin ominaisuus on saattanut lisätä polyfenoliyhdisteiden biosynteesiä maississa kestämään loista. Tätä tukee aikaisempi raportti, jonka mukaan kiinnittymisen jälkeiseen S. hermonthica -resistenssiin liittyi kasvin soluseinän paksuuntuminen ja monien pienten tyhjiöiden ja fenolisaostumien kerääntyminen, jotka ovat tiheästi värjäytyneet kasvisolun sisällä [20].

Fenoliyhdisteet ovat merkittäviä antioksidanttiaktiivisuudestaan ​​johtuen niiden redox-ominaisuuksista, joiden ansiosta ne voivat toimia singlettihapen sammuttajina, vedyn luovuttajina ja pelkistysaineina [21]. Lisäksi fenoliyhdisteiden on raportoitu myös inaktivoivan ruoansulatusentsyymejä, mukaan lukien haiman lipaasi, -amylaasi ja a-glukosidaasi, koska ne sitoutuvat epäspesifisesti yksittäisiin entsyymeihin [22]. Kuten Villiger ym. ovat aiemmin raportoineet.[23]fenoliyhdisteillä on korkea affiniteetti proteiineihin vety- ja hydrofobisten sidosten kautta, mikä parantaa niiden kykyä estää entsyymejä, kuten -amylaasia ja -glukosidaasia, denaturoimalla proteiinia.

The phytic acid contents were comparable (p>0.05)kuuden putkilinjan joukossa Strigan kestävät keltaoranssit maissihybridit. Tämä vaihteluväli on yhtäpitävä aiemman raporttimme kanssa Striga-resistenttien kelta-oranssimaissihybridien fytiinihappopitoisuudesta [3]. Fytiinihapolla on antioksidanttista vaikutusta sen lisäksi, että se estää munuaiskivien muodostumista [24], sekä syöpää ehkäiseviä ominaisuuksia [25]. Bioaktiivisten komponenttien, erityisesti fenolisten ainesosien (flavonoidien ja tanniinien) antioksidanttiset ominaisuudet Striga-resistenteissä keltaoranssimaissihybrideissä voivat myös estää ja/tai hidastaa joidenkin maissin endogeenisten ravinteiden oksidatiivista hajoamista, jotka ovat erittäin alttiita hapettuminen, kuten tyydyttymättömät rasvahapot ja vitamiinit [16]. Lisäksi Striga-resistenttien keltaoransseissa maissihybrideissä olevat bioaktiiviset komponentit voivat hidastaa joidenkin myrkyllisten hapettavien tuotteiden muodostumisnopeutta, mikä ylläpitää ravintolaatua ja pidentää niistä valmistettujen elintarvikkeiden [26] säilyvyyttä.

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) Striga-resistentin keltaoranssin karotenoidipitoisuudessa

maissin hybridit. Tässä tutkimuksessa saadut karotenoidien vaihteluvälit vahvistavat Alamu et al.:n aiemmin raportoimat A-provitamiinin biovahvistetuille keltamaissin hybrideille [27]. Lisäksi ksantofyllien kokonaismäärä oli arvoltaan korkeampi kuin A-provitamiinin karotenoidien kokonaismäärä Striga-resistenteissä keltaoransseissa maissihybrideissä, mikä vahvistaa Ortizin et al. [28].

Karotenoidit ovat saattaneet täydentää fenoliyhdisteiden antioksidanttisia ja tärkkelystä hydrolysoivia entsyymejä estäviä aktiivisuuksia Striga-resistenteissä keltaoransseissa maissihybrideissä niiden raportoitujen bioaktiivisuuksien mukaisesti. Esimerkiksi karotenoideilla on raportoitu olevan antioksidanttiaktiivisuutta tärkeimpänä mekanismina, joka on niiden terveyshyötyjen taustalla [29]. Niillä on myös suojaavia vaikutuksia ei-tarttuvia kroonisia sairauksia, kuten syöpää[30] ja sydän- ja verisuonisairauksia [31] vastaan. Lisäksi kryptoksantiinin raportoitiin merkittävästi vähentävän tyypin 2 diabeteksen (T2D) riskiä ja lieventävän insuliiniresistenssiä [32,33].

2.2. Kuuden putkilinjan Striga-resistentin kelta-oranssi maissihybridin antioksidanttivaikutus

Striga-resistenttien kelta-oranssimaissihybridien antioksidanttiaktiivisuus (taulukko 3) paljasti, että kaikki kuusi putkilinjakloonia osoittivat antioksidanttiaktiivisuutta poistamalla vapaita radikaaleja (ABTS plus ja DPPH*) ja pelkistäen rautaionit (Fe3 plus) rautaioneiksi. (Fe2 plus). Antioksidanttiaktiivisuus vaihteli merkittävästi (s<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="">

Striga-resistenttien kelta-oranssimaissihybridien vapaita radikaaleja poistava kyky ja rautapitoisuutta vähentävä voima viittaavat siihen, että ne voivat olla hyödyllisiä suojeltaessa kehoa vapaiden radikaalien ja reaktiivisten happilajien aiheuttamilta hapetushyökkäyksiltä. Siten Striga-resistenteillä keltaoranssimaissihybrideillä voi olla suojaava vaikutus kehon biomolekyylien, mukaan lukien nukleiinihappojen, proteiinien, lipidien ja hiilihydraattien, oksidatiivisilta vaurioilta [35] sekä oksidatiiviseen stressiin liittyviltä kroonisilta sairauksilta [36]. .

2.3. Tärkkelystä hydrolysoivia entsyymejä estävät vaikutukset kuudella putkilinjalla Striga-resistenttien bioväkevöityjen kelta-oranssi maissihybridien

Tärkkelystä hydrolysoivien entsyymien (-amylaasi ja -glukosidaasi) inhiboiva vaikutus kuudelle putkilinjalle Striga-resistentille kelta-oranssille maissihybridille ilmaistuna IC50:nä (uutteen pitoisuus, joka esti entsyymiaktiivisuutta 50 prosentilla) on esitetty taulukossa 4. IC50 Striga-resistenttien keltaoranssinväristen maissihybridien arvot -amylaasin ja -glukosidaasin suhteen vaihtelivat välillä 26,28 - 52,55 mg/ml ja 47,72 - 63,98 mg/ml AS9:ssä ja AS4:ssä, vastaavasti. Siten kuuden Striga-resistentin keltaoranssi maissihybridin joukossa AS9, jolla on alhaisimmat IC50-arvot sekä -amylaasille että -glukosidaasille, oli vahvin (p<0.05)inhibitory activity="" on="" these="" two="" enzymes.="" interestingly,="" there="" was="" no="" significant="" (p="">0.05) ero AS9:n ja akarboosin (tavallinen diabeteslääke) -amylaasin IC50-arvoissa, mikä osoittaa, että AS9:n ja akarboosin -amylaasia estävät kyvyt olivat vertailukelpoisia. Kuitenkin lukuun ottamatta AS9:n -amylaasia estävää kykyä, joka oli verrattavissa akarboosin kykyyn, akarboosin -amylaasia ja -glukosidaasia estävät aktiivisuudet olivat voimakkaampia kuin Striga-resistenttien kelta-oranssien maissihybridien. Fabila-Garcia et ai. raportoivat eri pigmentoituneiden (keltainen, violetti, punainen ja musta) maissin genotyyppien kyvyn estää tärkkelystä hydrolysoivan entsyymin (-glukosidaasi) aktiivisuutta. [15]. Heidän havainnot paljastivat, että keltamaissiuutteella oli korkein glukosidaasia estävä aktiivisuus prosentteina ilmaistuna (69,8 prosenttia) maissin genotyypeistä. Lisäksi Irondi et ai. [17] raportoivat äskettäin o-amylaasin ja -glukosidaasin IC50-arvot 237,12 ± 2,60 ja 157,18 ± 1,05 ug/ml A-provitamiinin keltaiselle maissijauholle. Suhteessa maissin silkkiuutteeseen, jonka raportoitu [37] inhiboi a-amylaasia ja -glukosidaasia keskimääräisillä IC50-arvoilla 218,4 ja 221,4 ug/ml, vastaavasti, kuudella Striga-resistentillä keltaoranssilla maissihybridillä oli heikompi estävä vaikutus. c-amylaasilla ja x-glukosidaasilla.

Sekä c-amylaasi että o-glukosidaasi osallistuvat ravinnon hiilihydraattien pilkkomiseen. Kun ohutsuolessa oleva -amylaasi hydrolysoi tärkkelyksen -1,4-sidoksia vapauttaen oligosakkarideja ja disakkarideja, -glukosidaasi ohutsuolen harjareunassa viimeistelee ruoansulatuksen hydrolysoimalla edelleen oligosakkarideja ja disakkarideja, jolloin saadaan imeytyviä monosakkarideja, mukaan lukien glukoosi. ja fruktoosi [38]. Siksi näiden kahden ruoansulatusentsyymin estäminen on vakiintunut terapeuttinen lähestymistapa aterian jälkeisen hyperglykemian lievittämiseen T2D-hoidossa ja keskeinen vaikutusmekanismi.

monien diabeteslääkkeiden [39], mukaan lukien lääkkeet, luonnontuotteet ja terveysvaikutteiset elintarvikkeet. Lisäksi Striga-resistenteillä keltaoransseilla maissihybrideillä oli merkittävämpi estävä vaikutus -amylaasia kuin -glukosidaasia. Tällä tärkkelystä hydrolysoivien entsyymien estomallilla on hyödyllisiä terapeuttisia vaikutuksia ja se on yhtäpitävä aiemmissa tutkimuksissa raportoidun mallin kanssa [17,A0]. Siten kuudella Striga-resistentillä keltaoranssilla maissihybridillä, erityisesti AS9:llä, voi olla joitain etuja aterian jälkeisen hyperglykemian hallinnassa.

2.4. Kuuden putkilinjan striga-resistenttien kelta-oranssi maissihybridien bioaktiivisten komponenttien, antioksidanttien ja tärkkelystä hydrolysoivien entsyymien estävien toimintojen väliset korrelaatiot

Bioaktiivisten komponenttien joukossa fenolien kokonaispitoisuus korreloi merkittävästi ABTS· plus:n kanssa (s<><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. Materiaalit ja menetelmät

3.1. Kemikaalit ja reagenssit

Trolox, kversetiini, L-askorbiinihappo, gallushappo, ABTS (2,2'-atsino-bis-(3-etyylibentstiatsoliini-6-sulfonihappo)), DPPH(2,2-difenyyli -2-pikryylihydratsyyli), -glukosidaasi Bacillus stearothermophilluksesta, p-nitrofenyyliglukopyranosidi (PNPG), -amylaasi, liukoinen tärkkelys ja akarboosi ostettiin Sigmalta (St. Louis). Kaikkien muiden kemikaalien ja liuottimien analyyttisiä laatuja käytettiin.

3.2. Näytekokoelma

Kuivat siemennäytteet kuudesta Striga-resistentistä kelta-oranssimaissihybridistä (koodattu AS1828-1,4,6,8,9,11), jotka kaikki on kasvatettu Saminakassa (8 astetta 39'E, 10 aste 34' N; korkeus 760 m; vuotuinen sademäärä 1149 mm; lämpötila 18.1-37.3 astetta; maaperätyyppi, Dystric Nitosols) ja Zaria (7 astetta 45'E, 11 astetta 8'N ; korkeus 622 m; vuotuinen sademäärä 1076 mm; keskilämpötila 13.{24}},5 astetta; maaperän tyyppi, Ferric Luvisols) kerättiin Kansainvälisen trooppisen maatalouden instituutin (IITA) maissinparannusohjelmasta, Ibadan, Nigeria. Hybridit istutettiin toukokuussa kahdeksi kaudeksi satunnaistetussa kokonaisessa lohkossa kolmessa toistossa sadekauden aikana. Näytteet jauhettiin jauhoiksi (siiviläkoko 0,50 mm) Perten Laboratory Hammer Millilla (3102, USA) ja pakattiin hermeettisesti läpinäkymättömiin näytepusseihin laboratoriotutkimuksia varten.

3.3. Näytteenotteen valmistaminen1

Uutteen valmistamiseksi Striga-resistenteistä kelta-oranssimaissihybridien jauhoista 1 g jauhoa liotettiin 10 ml:ssa metanolia kannellisessa 50 ml:n sentrifugiputkessa yön yli (12 tuntia) jaksoittaisesti ravistellen. Sen jälkeen seosta sentrifugoitiin nopeudella 3 000 rpm 10 minuuttia, ja sitten supernatantti (metanoliuute) kerättiin ja säilytettiin -4 °C:ssa analyysiin asti [41].

3.4.Fenolien kokonaispitoisuuden määrittäminen

Folin-Ciocalteu-menetelmä, jonka ovat kuvanneet Singleton et ai. [42] otettiin käyttöön Striga-resistenttien kelta-oranssimaissihybridien jauhouutteen fenolipitoisuuden määrittämiseksi. Osa (300 ul) uutteesta annosteltiin koeputkeen (kolmena kappaleena). Sen jälkeen lisättiin 1,5 ml Folin-Ciocalteu-reagenssia (Folin-Ciocalteu-reagenssivarasto laimennettuna 10 kertaa tislatulla vedellä) ja 1,2 ml Na2CO3-liuosta (7,5 % w/v), ja seosta inkuboitiin pimeässä 30 minuuttia huonelämpötila. Sen jälkeen absorbanssi luettiin 765 nm:ssä nollakoetta vasten. Fenolin kokonaispitoisuus laskettiin käyttämällä gallushapon kalibrointikäyrää ja ilmaistiin gallushapon ekvivalenttina (GAE) mg/g näytteessä.

3.5. Flavonoidien kokonaispitoisuuden määritys

Protokolla, jonka ovat kuvanneet Kale et ai. [43] käytettiin Striga-resistenttien keltaoranssimaissihybridien jauhouutteen flavonoidien kokonaispitoisuuden määrittämiseen. Lyhyesti, 0,5 ml uutetta jaettiin koeputkiin; tämän jälkeen lisättiin 1,5 ml metanolia, 0,1 ml alumiinikloridia (10 prosenttia), 0,1 ml 1 M kaliumasetaattia ja 2,8 ml tislattua vettä. Reaktioseosta vorteksoitiin ja inkuboitiin huoneenlämpötilassa 30 minuuttia, minkä jälkeen absorbanssi luettiin aallonpituudella 514 nm. Uutteiden kokonaisflavonoidipitoisuus ilmaistiin kversetiiniekvivalentteina (QE) mg/g näytettä.

3.6. Tan1niinipitoisuuden määrittäminen

Striga-resistenttien keltaoranssimaissihybridien jauhouutteiden tanniinipitoisuus määritettiin kolorimetrisellä menetelmällä, jonka on aiemmin kuvannut Joslyn [44], hieman muutettuna. Osa näytteestä (0,5 g) dispergoitiin 5 ml:aan 1-prosenttista HCl:ää metanolissa ja jätettiin 15 minuutiksi. Sen jälkeen seosta sentrifugoitiin nopeudella 3{{10}}00 rpm 10 minuuttia. 0,1 ml:n annos supernatanttia annosteltiin koeputkeen, joka sisälsi 7,5 ml tislattua vettä, minkä jälkeen lisättiin 0,5 ml Folin-Dennis-reagenssia ja 1 ml Na2CO3 (35-prosenttista) liuosta ja tilavuus täytettiin 10 ml 0,9 ml:lla tislattua vettä Sekoituksen jälkeen reaktioseosta inkuboitiin 30 minuuttia huoneenlämpötilassa ja absorbanssi luettiin 760 nm:ssä. Tanniinipitoisuus, ilmaistuna tanniinihappoekvivalentteina (TAE) mg/g näytettä, laskettiin tanniinihapon standardikäyrästä.

3.7. Näytteen karotenoidipitoisuuden kvantifiointi

Striga-resistenttien kelta-oranssimaissihybridijauhojen karotenoidipitoisuus määritettiin ottamalla käyttöön Howen ja Tanumihardjon [45] kuvaama menetelmä. Karotenoidit uutettiin jauhoista sekoittamalla 0,6 g näytettä 6 ml:aan etanolia (sisältää 0,1 prosenttia butyloitua hydroksyylitolueenia). Seos laitettiin 85-asteiseen vesihauteeseen 5 minuutiksi. Seuraavaksi seoksessa olevaa häiritsevää öljyä saippuoitiin kaliumhydroksidilla (80 % w/v) 85 asteessa vesihauteessa 5 minuutin ajan. Suspensio sekoitettiin sitten vortex-koneella ja palautettiin vesihauteeseen vielä 5 minuutiksi. Se siirrettiin välittömästi jäähauteeseen ja lisättiin 3 ml kylmää deionisoitua vettä. Seoksen karotenoidisisältö erotettiin kolme kertaa peräkkäin 3 ml:lla n-heksaania sentrifugoimalla nopeudella 1000 rpm 10 s. Seoksen ylempi kerros annosteltiin 50 ml:n väkevöintiputkeen. Yhdistetty heksaanifraktio pestiin kolmesti deionisoidulla vedellä, vorteksoitiin ja sentrifugoitiin 10 s nopeudella 1000 rpm. N-heksaanifraktio kuivattiin TurboVap (LIV) -konsentraattorilla typpikaasun alla 25 minuutin ajan. Kuivattu uute rekonstituoitiin metanolilla/dikloorimetaanilla (1 ml, 50:50 tilavuus/tilavuus), ja 100 µl:n alikvootti injektoitiin HPLC-järjestelmään karotenoidien kvantifioimiseksi. HPLC-järjestelmä (Water Corporation, Milford, MA, USA) käsitti suojakolonnin, C30 YMC karotenoidikolonnin (4,6 × 250 mm, 3 μM), binaarisen HPLC-pumpun (Waters 626), automaattisen näytteenottimen (Waters 717) ja valodiodiryhmäilmaisin (Waters 2996). Järjestelmä toimi Empower 1 -ohjelmistolla (Waters Corporation). Liikkuva faasi koostui liuottimesta A, joka sisälsi metanoli:vettä (92:8 tilavuus/tilavuus) ja 10 mmol/l ammoniumasetaattia, ja liuottimesta B, joka sisälsi 100 % metyyli-tert-butyylieetteriä. Gradienttieluointi suoritettiin virtausnopeudella 1 ml/min seuraavissa olosuhteissa: 29 min lineaarinen gradientti 83 prosentista 59 prosenttiin A; 6 min lineaarinen gradientti 59 prosentista 30 prosenttiin A; 1 min pito 30 °C:ssa prosentti A; 4 min lineaarista gradienttia 30 prosentista 83 prosenttiin A ja 4-min pito 83 prosentissa . Karotenoidien kromatogrammit luotiin aallonpituudella 450 nm, ja spesifiset karotenoidit tunnistettiin ja määritettiin käyttämällä ulkoisten standardien menetelmää, joka perustui puhtaiden standardien kalibrointikäyrään ja absorptiospektrin vertailuun ja yhteiseluutioon standardikarotenoidien kanssa.

3.8. Fytiinihappopitoisuuden määritys

Jauhojen fytiinihappopitoisuuden määrittämiseen käytettiin Wheelerin ja Ferrelin [46] menetelmää. Uutto suoritettiin ravistamalla mekaanisesti seosta, jossa oli 1 g jauhoa ja 25 ml 3-prosenttista trikloorietikkahappoa (TCA) 1 tunnin ajan ja suspensiota sentrifugoitiin 15 minuuttia nopeudella 35 00 rpm. 10 ml:n alikvootti supernatanttia sekoitettiin 4 ml:n ferrikloridiliuosta ja seosta kuumennettiin kiehuvassa vesihauteessa 45 minuuttia. Saatua suspensiota sentrifugoitiin nopeudella 3500 rpm 15 minuuttia ja supernatantti dekantoitiin varovasti. Sen jälkeen sakka pestiin kahdesti dispergoimalla 25 ml:aan 3-prosenttista TCA:ta, kuumentamalla kiehuvassa vesihauteessa 10 minuuttia ja sentrifugoimalla nopeudella 3500 rpm 10 minuuttia. Sakan tilavuuteen lisättiin tislatulla vedellä 30 ml ja seosta kuumennettiin kiehuvassa vesihauteessa 30 minuuttia. Kuuma suspensio suodatettiin Whatman-suodatinpaperin (nro 2) avulla ja sakka pestiin 60 ml:lla kuumaa tislattua vettä täydellisen suodatuksen varmistamiseksi. Seuraavaksi suodatinpaperille jäänyt sakka liuotettiin 40 ml:aan kuumaa 3,2 M HN03:a 100 ml:n mittapulloon. 0,5 ml:n alikvootti siirrettiin sentrifugiputkeen ja laimennettiin 7 ml:lla tislattua vettä, minkä jälkeen lisättiin 2 ml 1,5 M KSCN:ää, ja tilavuus säädettiin 10 ml:ksi 0,5 ml:lla tislattua vettä. Absorbanssi luettiin (1 minuutin sisällä) 480 nm:ssä. Jauhojen fytiinihappopitoisuus laskettiin Fe/P-atomisuhteella 4:6.

3.9. 2,2-Atsinobis(3-etyylibentsotiatsoliini-6-sulfonihappo) radikaalikationi(ABTS· plus )ScaOenging Assay/

Striga-resistenttien keltaoranssien maissihybridien jauhouutteiden kykyä huuhdella ABTS" tutkittiin käyttämällä Reet al.:n [47] raportoimaa menetelmää. ABTS* plus työreagenssi valmistettiin sekoittamalla perusteellisesti yhtä suuret määrät vesiliuoksia ABTS plus (7 millimoolia/l) ja K2S2Os (2,45 millimoolia/l) ja seoksen inkubointi

pimeässä kaapissa huoneenlämmössä 16 h. Sen jälkeen reagenssin absorbanssi säädettiin arvoon 0,70±0.02 etanolilla (95 prosenttia) 734 nm:ssä. Sitten 0,2 ml uutetta ja 2,0 ml ABTS*-reagenssia annosteltiin koeputkeen, sekoitettiin hyvin ja inkuboitiin huoneenlämpötilassa 15 minuuttia pimeässä. Lopuksi absorbanssi luettiin UV-Visible-spektrofotometrillä (Milton Roy Company, USA) 734 nm:ssä. Jauhouutteiden ABTSe ​​plus huuhtelukyky laskettiin myöhemmin Trolox-standardikäyrästä ja ilmaistiin Trolox-ekvivalenttina antioksidanttikapasiteettina (TEAC).

3.10. 2,2-difenyyli-2-pikryylihydratsyyliradikaali (DPPH) -puhdistusmääritys

Cervaton et ai. raportoima protokolla. [48] ​​käytettiin määrittämään jauhouutteiden kyky poistaa DPPH", käyttäen C-vitamiinia (askorbiinihappoa) vertailuantioksidanttina. Lyhyesti sanottuna reaktioseos, joka sisälsi 1.0 ml eri pitoisuuksia (8, 16). , 24, 32 mg/ml) uutetta (tai C-vitamiinia) ja 3.{8}} ml DPPH-asteista liuosta (60 μM) inkuboitiin huoneenlämmössä pimeässä 30 minuuttia. Sen jälkeen absorbanssi Luettiin aallonpituudella 517 nm, ja uutteiden DPPH"-puhdistuskyky (%) laskettiin ja ilmaistiin uutteen konsentraationa, joka pyyhkäisi 50 prosenttia DPPH:sta" (SC50).

3.11. Reducing Power Assay

Jauhouutteiden kykyä pelkistää Fe3 plus Fe2 plus:ksi testattiin ottamalla käyttöön Oyaizun [49] kuvaama protokolla. Lyhyesti sanottuna seosta, jossa oli uuttetta (2,5 ml), 200 mM natriumfosfaattipuskuria (pH 6,6) (2,5 ml) ja 1 % kaliumferrisyanidia (2,5 ml), inkuboitiin 50 asteessa 20 minuuttia. 2,5 ml 10-prosenttista trikloorietikkahappoa lisättiin. Seuraavaksi seosta sentrifugoitiin 650 x g:ssä 10 minuuttia. Osa 2,5 ml:sta supernatanttia annosteltiin koeputkeen, ja 2,5 ml tislattua vettä ja 1 ml 0,1-prosenttista ferrikloridia lisättiin ja sekoitettiin perusteellisesti, ja absorbanssi luettiin 700 nm:ssä. Lopuksi uutteiden pelkistysvoima laskettiin ja ilmaistiin milligrammoina gallushappoekvivalenttia näytettä grammaa kohden.

3.12. Alfa-amylaasi-inhibitiomääritys

Alfa-amylaasi-inhibitiomääritys suoritettiin ottamalla käyttöön menetelmä, jonka ovat kuvanneet Kwon et ai. [50]. Tässä määrityksessä käytettiin sian haiman amylaasia (EC3.2.1.1) ja liukoista tärkkelystä (substraattia). Jauhouutteiden eri laimennokset, yhteensä 500μL ja 500μL 0,02 M natriumfosfaattipuskuria (pH6,9) 0,006 M NaCl), jotka sisälsivät 0,5 mg/ml -amylaasiliuosta, sekoitettiin ja inkuboitiin 37 asteessa 10 minuuttia. Sen jälkeen lisättiin 500 µl 1-prosenttista tärkkelysliuosta 0,02 M natriumfosfaattipuskurissa ja reaktioseosta inkuboitiin 37 asteessa 15 minuuttia. Sen jälkeen tärkkelyksen amylaasin katalysoima hydrolyysi lopetettiin lisäämällä 1,0 ml DNSA-värireagenssia (1 % 35-dinitro-salisyylihappoa ja 12 % natriumkaliumtartraattia 0,4 M NaOH:ssa). Reaktioseosta inkuboitiin myöhemmin 5 minuuttia kiehuvassa vesihauteessa, jäähdytettiin huoneenlämpötilaan ja laimennettiin 10 ml:lla tislattua vettä. Seoksen absorbanssi luettiin 540 nm:ssä. Kokeeseen sisällytettiin vertailukoe, joka sulkee pois jauhouutteen. Sen jälkeen amylaasi-inhibitioprosentti laskettiin seuraavasti:

(A540R - A540S) × 100 prosentin esto =A540R

jossa A540R on referenssin absorbanssilukema; A540S on näytteen absorbanssilukema.

3.13. Alfa-glukosidaasin estomääritys

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:a lisättiin reaktion lopettamiseksi. Kokeeseen sisällytettiin vertailukoe ilman jauhouutetta. PNPG:n -glukosidaasin katalysoimasta hydrolyysistä vapautuneen keltaisen p-nitrofenolin absorbanssi luettiin 400 nm:ssä ja o-glukosidaasi-inhibitioprosentti laskettiin seuraavasti:

(A400R - A400S) × 100 prosentin esto =A400R

jossa A400R on referenssin absorbanssilukema; A400S on näytteen absorbanssilukema.

3.14. Tietojen analysointi

Tässä tutkimuksessa saadut tiedot (kolminkertaisista määrityksistä) ilmaistiin keskiarvoina ± keskihajonta (SD). Käyttämällä SPSS-tilastollista ohjelmistopakettia (16. versio) tiedoille suoritettiin yksisuuntainen varianssianalyysi (ANOVA) ja keskiarvoja verrattiin Tukeyn post hoc -testillä 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. Johtopäätökset

Kuusi Striga-resistenttiä keltaoranssia maissihybridiä sisälsi tärkeitä bioaktiivisia aineosia (kokonaisfenolit, kokonaisflavonoidit, tanniinit, fytiinihappo ja karotenoidit). Niiden uutteet osoittivat voimakasta antioksidanttiaktiivisuutta ja estivät tärkkelystä hydrolysoivia entsyymejä (-amylaasi ja -glukosidaasi). Striga-resistenteistä keltaoranssimaissihybrideistä AS1828-9 oli tehokkain antioksidantti ja tärkkelystä hydrolysoiva entsyymi estävä vaikutus. Merkittäviä korrelaatioita havaittiin kokonaisfenolipitoisuuden ja Striga-resistenttien kelta-oranssi maissihybridien ABTS* plus, DPPH-asteen huuhtelukyvyn, pelkistystehon, -amylaasia ja -glukosidaasia estävän aktiivisuuden välillä. Antioksidantti- ja tärkkelystä hydrolysoivien entsyymien estoaktiivisuus viittaa siihen, että Striga-resistentit kelta-oranssi maissihybridit (erityisesti AS1828-9) voivat olla hyödyllisiä estämään ja/tai lievittämään oksidatiivista stressiä ja aterianjälkeistä hyperglykemiaa.