خواص بازدارندگی آنزیم های آنتی اکسیدانی و هیدرولیز کننده نشاسته هیبریدهای ذرت زرد-نارنجی مقاوم به استریگا

برای اطلاعات بیشتر تماس بگیرید:tina.xiang@wecistanche.com

خلاصه: بیشتر فواید سلامتی حاصل از غلات به ترکیبات زیست فعال آنها نسبت داده می شود. این مطالعه سطوح ترکیبات فعال زیستی وآنتی اکسیدانو نشاسته هیدرولیزآنزیم هاخواص بازدارندگی شش هیبرید ذرت زرد نارنجی مقاوم به استریگا (کد AS1828-1، 4، 6،8، 9، 11) در شرایط آزمایشگاهی. هیبریدهای ذرت در موسسه بین المللی کشاورزی گرمسیری (ITA)، نیجریه رشد کردند. ترکیبات زیست فعال (فنولیک کل، تانن،فلاونوئیدهاسطح و فیتات، آنتی اکسیدان (DPPH" و ظرفیت مهار و کاهش قدرت ABTS) و هیدرولیز نشاستهآنزیم هافعالیت های مهاری (-آمیلاز و ایکس گلوکوزیداز) هیبریدهای ذرت با اسپکتروفتومتری تعیین شد. در همان زمان، کاروتنوئیدها با استفاده از یک سیستم HPLC فاز معکوس اندازه‌گیری شدند. محدوده ترکیبات فعال زیستی عبارت بودند از: 11.25-14.14 میلی گرم GAE/g (فنولیک کل)، 3.62-4.67 میلی گرم QE/g (کل فلاونوئیدها)، 3.{{1{ {34}}}}.29 میلی گرم در گرم (تانن)، 3.{13}}.31 درصد (فیتات)، 8.{16}}.11 میکروگرم در گرم (کل زانتوفیل)، 2.{19 }}.89 میکروگرم در گرم (کاروتن کل) و 3.{23}}.77 میکروگرم در گرم (کل کاروتنوئیدهای پروویتامین A). 07-26.35 mg/mL)and ABTS*(2.{{3{39}}}}.68 TEACmmol/g), Fe3 plus به Fe2 plus (0.25±0.{37}} 0.01±0.43 میلی‌گرم GAE/g)، و آمیلاز و گلوکوزیداز را مهار کرد، با محدوده IC50 به ترتیب 26.{45}}.55 mg/mL و 47.{48}}.98 mg/ml. در بین شش کلون هیبرید ذرت، AS{50}} بیشترین (p<0.05)levels of="" tannins="" and="" phytate="" and="" the="" strongest="">آنتی اکسیدانو فعالیت های مهاری آنزیم های هیدرولیز کننده نشاسته. همبستگی معنی داری بین فنول کل و موارد زیر مشاهده شد: ABTS* (ص<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="">

واژه‌های کلیدی: فنل کل. فلاونوئیدهای کل؛ تانن؛ کاروتنوئیدها؛ اسید فیتیک؛ سنجش مهار آلفا گلوکوزیداز؛ سنجش مهار آلفا آمیلاز

1. مقدمه

تهیه محصولات غذایی پربازده، مغذی و سالم برای رفع چالش های ناشی از سوء تغذیه و بیماری های مرتبط با آن ضروری است. از این رو، رویکردهای سیستماتیک مختلف، مانند اصلاح مواد اولیه مقاوم به بیماری با کیفیت تغذیه ای بهبود یافته، در برنامه های تحقیقاتی اصلاح نباتات برای برآوردن نیازهای غذایی جمعیت جهانی به سرعت در حال افزایش استفاده شده است. این امر با توجه به کاهش شدید کمیت و کیفیت عرضه جهانی غذا که ناشی از آلودگی محیط زیست، گرم شدن کره زمین و توسعه

منابع جدید سوخت زیستی [1]. در کشورهای جنوب صحرای آفریقا، ذرت (Zea mays L.) به امنیت غذایی و کاهش فقر در میان خانواده‌های کم درآمد کمک می‌کند [2].

ژنوتیپ‌های ذرت زرد نارنجی به دلیل داشتن ترکیبات فعال زیست فعال از جمله کاروتنوئیدها، ترکیبات پلی فنولیک، اسید فیتیک [3-5] و توکوفرول‌ها [6] به دلیل ویژگی‌های عالی تغذیه‌ای و ارتقای سلامتی خود شناخته شده‌اند. با این حال، چشم انداز امنیت غذایی و بهبود تغذیه از طریق افزایش تولید ذرت در جنوب صحرای آفریقا توسط گیاه همی انگلی ریشه، Striga hermonthica(Del.)Benth به دلیل آلودگی شدید به دلیل از دست دادن آب باعث کاهش عملکرد تا 100 درصد می شود. و مواد مغذی از طریق انگلی [7،8]. در نتیجه، S. hermonthica یک محدودیت غیر زنده برای تولید ذرت در جنوب صحرای آفریقا ایجاد می‌کند، که ناشی از تغییر الگوی سیستم سنتی کشاورزی غلات است که شامل دوره‌های آیش طولانی است. چنین سیستم سنتی کشت غلات تضمین می کرد که سطح بانک بذر استریگا در خاک برای گیاهان قابل تحمل باشد. برای کاهش تلفات در عملکرد و کیفیت ذرت ناشی از آلودگی S.hermonthica، بهترین روش کنترل کاشت ژنوتیپ‌های ذرت مقاوم به استریگا است. این استراتژی به راحتی قابل انطباق است، به ویژه در ترکیب با سایر شیوه های مدیریت [10].

مطالعه اخیر ما نشان داد که هیبریدهای ذرت زرد نارنجی مقاوم به استریگا حاوی کاروتنوئیدها، پلی فنول ها و اسید فیتیک هستند [3]. این ترکیبات زیست فعال به عنوان آنتی اکسیدان عمل می کنند و قند خون پس از غذا را سرکوب می کنند، در کنار سایر مزایای سلامتی [4،5،11،12]. در میان ترکیبات فعال زیستی موجود در دانه ذرت پرتقال، آنتی اکسیدان [13،14] و فعالیت های بازدارنده آنزیم های گوارشی [15] گزارش شده است که به ترکیبات فنلی که عمدتاً به شکل محدود وجود دارند، بستگی دارد. علاوه بر این، ترکیبات فنلی دارای چندین فعالیت زیستی دیگر مانند مهار آنزیم های تبدیل کننده گزانتین اکسیداز و آنژیوتانسین هستند که به ترتیب در پاتوژنز نقرس و فشار خون وابسته به رنین نقش دارند [11] و ضد خواص التهابی، ضد میکروبی، ضد سرطانی، ضد آلزایمر و ضد آلرژی در میان سایر فعالیت های بیولوژیکی [16]. از این رو، ترکیبات فنلی از منابع غذایی به دلیل فوایدی که برای سلامتی انسان دارند، توجه زیادی را هم از سوی دانشمندان و هم از سوی مصرف کنندگان به خود جلب می کنند [16].

هدف از این مطالعه، ارزیابی سطوح ترکیبات فعال زیستی، و خواص بازدارندگی آنزیم های آنتی اکسیدانی و هیدرولیز کننده نشاسته شش هیبرید ذرت زرد نارنجی مقاوم به استریگا در شرایط آزمایشگاهی بود. این مطالعه همچنین ارتباط بین اجزای زیست فعال را آزمایش کردآنتی اکسیدانو فعالیت های بازدارنده آنزیم های هیدرولیز کننده نشاسته شش هیبرید ذرت زرد نارنجی مقاوم به استریگا.

2. نتایج و بحث

2.1. اجزای Bioactioe در شش هیبرید ذرت زرد-نارنجی مقاوم در برابر استریگا

اجزای زیست فعال تعیین شده در شش خط لوله هیبریدهای ذرت زرد نارنجی مقاوم به استریگا (AS{2}}(AS1)، AS{4}}(AS4)، AS1828-6(AS6)، AS{{ 8}} (AS8)، AS{10}}(AS9)، AS1828-11(AS11)) در این مطالعه شامل فنل کل،فلاونوئیدهاتانن ها، کاروتنوئیدها و اسید فیتیک. سطوح فنل کل، فلاونوئید کل، تانن ها و اسید فیتیک در جدول 1 ارائه شده است. کل فلاونوئیدها به ترتیب از 3.62 تا 4.67 میلی گرم QE/g در AS11 و AS6 متغیر بود. محتوای تانن از 3.64 تا 6.29 میلی گرم در گرم در AS1 و AS9 بود. و محتوای اسید فیتیک از 3.66 درصد در AS6 تا 4.47 درصد در AS1 متغیر بود.

بنابراین، AS9 دارای بالاترین (ص<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="">

نسبتاً بالاتر از محدوده تانن های متراکم (33.7{5}} تا 158.55 میلی گرم در 100 گرم، معادل 0.34 تا 1.59 میلی گرم در گرم) گزارش شده در ژنوتیپ های رنگدانه ذرت [13].

سطوح بالاتر فنولیک کل، فلاونوئید کل و تانن مشاهده شده در شش خط لوله هیبرید ذرت زرد-نارنجی مقاوم به استریگا، نسبت به مقادیر موجود در ادبیات موجود برای این پلی فنول ها در ژنوتیپ های ذرت زرد غیر مقاوم به استریگا ممکن است به احتمال زیاد مرتبط باشد. تفاوت در ساختار ژنتیکی آنها [3]. به خوبی شناخته شده است که بیوسنتز پلی فنول ها و سایر متابولیت های ثانویه گیاهی در حضور عوامل استرس زا به عنوان یک دفاع سلولی و/یا مکانیسم تطبیقی ​​توسط گیاه برای مقاومت در برابر شرایط نامساعد افزایش می یابد [16،18]. علاوه بر این، جوانه‌زنی بذر استریگا با تولید استریگولاکتون‌ها (هورمون‌های گیاهی) در ریشه‌های گیاه ذرت تحریک می‌شود که گیاه تحت تنش آزاد می‌کند [19]. بنابراین، ممکن است ویژگی مقاومت به S. hermonthica بیوسنتز ترکیبات پلی فنلی در ذرت را برای مقاومت در برابر انگل تنظیم کرده باشد. این توسط گزارش قبلی که مقاومت پس از اتصال به S. hermonthica شامل ضخیم شدن دیواره سلولی گیاه و تجمع بسیاری از واکوئل‌های کوچک و رسوبات فنلی است که به‌طور متراکم در داخل سلول گیاهی رنگ‌آمیزی شده‌اند، پشتیبانی می‌شود.

ترکیبات فنلی به دلیل فعالیت آنتی اکسیدانی خود به دلیل خواص اکسیداسیون و کاهش قابل توجه هستند، که آنها را قادر می سازد به عنوان خاموش کننده اکسیژن منفرد، دهنده هیدروژن و عوامل کاهنده عمل کنند [21]. علاوه بر این، ترکیبات فنلی نیز گزارش شده است که آنزیم‌های گوارشی، از جمله لیپاز پانکراس، آمیلاز و a-گلوکوزیداز را از طریق اتصال غیر اختصاصی به آنزیم‌ها غیرفعال می‌کنند [22]. همانطور که قبلاً توسط Villiger و همکاران گزارش شده است. [23] ترکیبات فنلی دارای میل ترکیبی بالایی برای پروتئین ها از طریق پیوند هیدروژنی و هیدروفوبیک هستند و توانایی آنها را برای مهار آنزیم هایی مانند آمیلاز و گلوکوزیداز با دناتوره کردن پروتئین افزایش می دهند.

The phytic acid contents were comparable (p>0.05) در میان شش خط لوله هیبرید ذرت زرد-نارنجی مقاوم به استریگا. این محدوده با گزارش قبلی ما در مورد محتوای اسید فیتیک هیبریدهای ذرت زرد نارنجی مقاوم به استریگا [3] مطابقت دارد. اسید فیتیک دارای فعالیت آنتی اکسیدانی است، علاوه بر اثر مهاری آن در برابر ایجاد سنگ کلیه [24] و همچنین خواص ضد سرطانی [25]. خواص آنتی اکسیدانی اجزای فعال زیستی، به ویژه ترکیبات فنلی (فلاونوئیدها و تانن ها) در هیبریدهای ذرت زرد-نارنجی مقاوم به استریگا، همچنین ممکن است از تخریب اکسیداتیو برخی از مواد مغذی درون زا در ذرت که بسیار مستعد ابتلا به آن هستند جلوگیری کند و/یا آن را کاهش دهد. اکسیداسیون، مانند اسیدهای چرب غیر اشباع و ویتامین ها [16]. علاوه بر این، اجزای زیست فعال موجود در هیبریدهای ذرت زرد-نارنجی مقاوم به استریگا ممکن است سرعت تشکیل برخی از محصولات اکسیداتیو سمی را کاهش دهند، بنابراین کیفیت تغذیه ای را حفظ کرده و ماندگاری محصولات غذایی ساخته شده از آنها را افزایش می دهند [26].

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) در محتوای کاروتنوئید زرد-نارنجی مقاوم به استریگا

هیبریدهای ذرت محدوده کاروتنوئیدهای به‌دست‌آمده در این مطالعه مواردی را که قبلاً توسط Alamu و همکاران برای هیبریدهای ذرت زرد غنی‌شده با پروویتامین A گزارش شده بود تأیید می‌کند [27]. علاوه بر این، ارزش کل زانتوفیل‌ها از کل کاروتنوئیدهای پروویتامین A در هیبریدهای ذرت زرد نارنجی مقاوم به استریگا بالاتر بود که یافته‌های Ortiz و همکاران را تأیید می‌کند. [28].

کاروتنوئیدها ممکن است فعالیت های بازدارندگی آنزیم های آنتی اکسیدانی و هیدرولیز کننده نشاسته ترکیبات فنلی را در هیبریدهای ذرت زرد نارنجی مقاوم به استریگا، مطابق با فعالیت های زیستی گزارش شده آنها، تکمیل کرده باشند. به عنوان مثال، گزارش شده است که کاروتنوئیدها دارای فعالیت آنتی اکسیدانی به عنوان مکانیسم اصلی زیربنای مزایای سلامتی آنها هستند [29]. آنها همچنین اثرات محافظتی در برابر بیماری های مزمن غیرواگیر مانند سرطان [30] و بیماری های قلبی عروقی [31] دارند. همچنین، کریپتوکسانتین به طور قابل توجهی خطر ابتلا به دیابت نوع 2 (T2D) را کاهش می دهد و مقاومت به انسولین را کاهش می دهد [32،33].

2.2. فعالیت آنتی اکسیدانی شش هیبرید ذرت زرد-نارنجی مقاوم به استریگا

فعالیت آنتی اکسیدانی هیبریدهای ذرت زرد-نارنجی مقاوم به استریگا (جدول 3) نشان داد که شش کلون خط لوله همگی با از بین بردن رادیکال‌های آزاد (ABTS درجه پلاس و DPPH*) و کاهش یون‌های آهن (Fe3 پلاس) به یون‌های آهن، فعالیت آنتی‌اکسیدانی از خود نشان دادند. (Fe2 پلاس). فعالیت آنتی اکسیدانی به طور قابل توجهی متفاوت بود (ص<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="">

توانایی مهار رادیکال های آزاد و قدرت کاهش آهن هیبریدهای ذرت زرد نارنجی مقاوم به استریگا نشان می دهد که آنها ممکن است در محافظت از بدن در برابر حملات اکسیداتیو ناشی از رادیکال های آزاد و گونه های اکسیژن فعال مفید باشند. بنابراین، هیبریدهای ذرت زرد نارنجی مقاوم به استریگا ممکن است یک اثر محافظتی در برابر آسیب اکسیداتیو مولکول‌های زیستی در بدن، از جمله اسیدهای نوکلئیک، پروتئین‌ها، لیپیدها و کربوهیدرات‌ها [35] و بیماری‌های مزمن مرتبط با استرس اکسیداتیو داشته باشند [36] .

2.3. فعالیت های بازدارنده آنزیم های هیدرولیز نشاسته ای هیبریدهای ذرت زرد-نارنجی تقویت شده مقاوم به استریگا شش خط لوله

فعالیت بازدارنده آنزیم های هیدرولیز کننده نشاسته (آمیلاز و گلوکوزیداز) شش هیبرید ذرت زرد-نارنجی مقاوم به استریگا، که به صورت IC50 (غلظت عصاره که فعالیت آنزیم را تا 50 درصد مهار می کند) بیان شده است، در جدول 4 ارائه شده است. IC50 مقادیر هیبریدهای ذرت زرد نارنجی مقاوم به استریگا روی آمیلاز و گلوکوزیداز به ترتیب از 26.28 تا 52.55 میلی‌گرم در میلی‌لیتر و 47.72 تا 63.98 میلی‌گرم در میلی‌لیتر در AS9 و AS4 متغیر بود. بنابراین، در میان شش هیبرید ذرت زرد-نارنجی مقاوم به استریگا، AS9 با کمترین مقادیر IC50 برای هر دو آمیلاز و گلوکوزیداز، قوی‌ترین را نشان داد (p<0.05)inhibitory activity="" on="" these="" two="" enzymes.="" interestingly,="" there="" was="" no="" significant="" (p="">0.05) تفاوت در مقادیر IC50 AS9 و آکاربوز (یک داروی استاندارد ضد دیابت) روی -آمیلاز، که نشان می‌دهد توانایی‌های مهاری -آمیلاز AS9 و آکاربوز قابل مقایسه است. با این حال، به جز توانایی مهاری آمیلاز AS9 که با آکاربوز قابل مقایسه بود، فعالیت های مهاری آمیلاز و گلوکوزیداز آکاربوز قوی تر از هیبریدهای ذرت زرد نارنجی مقاوم به استریگا بود. توانایی ژنوتیپ های مختلف ذرت رنگدانه دار (زرد، بنفش، قرمز و سیاه) برای مهار فعالیت آنزیم هیدرولیزکننده نشاسته (-گلوکوزیداز) توسط فابیلا-گارسیا و همکاران گزارش شده است. [15]. یافته‌های آن‌ها نشان داد که عصاره ذرت زرد بالاترین فعالیت بازدارندگی گلوکوزیداز را به صورت درصد (8/69 درصد) در بین ژنوتیپ‌های ذرت داشت. علاوه بر این، آیروندی و همکاران. [17] اخیراً مقادیر IC50 o-amylase و -glucosidase را به ترتیب 2.60±237.12 و 1.05±157.18 میکروگرم در میلی لیتر برای پروویتامین A آرد ذرت زرد گزارش کرده است. نسبت به عصاره ابریشم ذرت، که [37] برای مهار a-amylase و -glucosidase با مقادیر متوسط ​​IC50 به ترتیب 218.4 و 221.4 ug/mL گزارش شده است، شش هیبرید ذرت زرد نارنجی مقاوم به استریگا اثر بازدارندگی ضعیف تری داشتند. روی c-amylase و x-glucosidase.

هر دو c-amylase و o-glucosidase در هضم کربوهیدرات های رژیم غذایی نقش دارند. در حالی که آمیلاز در روده کوچک نشاسته -1 را هیدرولیز می کند، 4 پیوند برای آزاد کردن الیگوساکاریدها و دی ساکاریدها، گلوکوزیداز در مرز برس روده کوچک هضم را با هیدرولیز بیشتر الیگوساکاریدها و دی ساکاریدها برای تولید مونوساکاریدهای قابل جذب، از جمله مونو ساکاریدها، کامل می کند. و فروکتوز [38]. از این رو، مهار این دو آنزیم گوارشی یک رویکرد درمانی ثابت برای کاهش قند خون پس از غذا در مدیریت T2D و یک مکانیسم کلیدی عمل است.

بسیاری از عوامل ضد دیابت [39]، از جمله داروها، محصولات طبیعی، و غذاهای کاربردی. علاوه بر این، هیبریدهای ذرت زرد نارنجی مقاوم به استریگا اثر مهاری قابل توجهی بر آمیلاز نسبت به گلوکوزیداز داشتند. این الگوی مهار آنزیم های هیدرولیز کننده نشاسته پیامدهای درمانی مفیدی دارد و با الگوی گزارش شده در مطالعات قبلی مطابقت دارد [17,A{8}}]. بنابراین، شش هیبرید ذرت زرد نارنجی مقاوم به استریگا، به ویژه AS9، ممکن است مزایایی در کنترل هیپرگلیسمی پس از غذا داشته باشد.

2.4. همبستگی بین اجزای زیست فعال، فعالیت های بازدارنده آنزیم های هیدرولیز کننده نشاسته و آنتی اکسیدان در شش هیبرید ذرت زرد-نارنجی مقاوم به استریگا

در بین اجزای فعال زیستی، کل فنولیک به طور معنی داری با ABTS· plus (p<><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. مواد و روشها

3.1. مواد شیمیایی و معرف ها

ترلوکس، کورستین، اسید ال اسکوربیک، اسید گالیک، ABTS (2,2'-azino-bis-(3-اتیل بنزتیازولین-6-اسید سولفونیک))، DPPH(2،2-دی فنیل) -2-پیکریل هیدرازیل)، -گلوکوزیداز از Bacillus stearothermophillus، p-nitrophenylglucopyranoside (PNPG)، آمیلاز، نشاسته محلول، و آکاربوز از Sigma (سنت لوئیس) خریداری شد. نمرات تحلیلی همه مواد شیمیایی و حلال های دیگر استفاده شد.

3.2. مجموعه نمونه

نمونه‌های دانه خشک شش هیبرید ذرت زرد-نارنجی مقاوم به استریگا (با کد AS{2}}،4،6،8،9،11) که همه در سامیناکا (8 درجه 39'E, 1{26}} رشد کرده‌اند. درجه 34 دقیقه شمالی؛ ارتفاع 760 متر؛ بارندگی سالانه 1149 میلی متر؛ دمای 18.1-37.3 درجه؛ نوع خاک، دیستریک نیتوسول) و زاریا (7 درجه 45 دقیقه شرقی، 11 درجه و 8 دقیقه شمالی) ؛ ارتفاع 622 متر؛ بارندگی سالانه 1076 میلی متر؛ میانگین دمای 13.9-35.5 درجه؛ نوع خاک، Ferric Luvisols) از برنامه بهبود ذرت موسسه بین المللی کشاورزی گرمسیری (IITA) جمع آوری شد. ابادان، نیجریه هیبریدها در اردیبهشت ماه به مدت دو فصل در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی در سه تکرار در فصل بارندگی کاشته شدند. نمونه ها با آسیاب چکشی آزمایشگاهی Perten (3102، ایالات متحده آمریکا) در آرد (اندازه الک 0.50 میلی متر) آسیاب شدند و برای آنالیزهای آزمایشگاهی بیشتر در کیسه های نمونه مات بسته بندی شدند.

3.3. تهیه 1 عصاره نمونه

برای تهیه عصاره ای از آرد هیبرید ذرت زرد نارنجی مقاوم به استریگا، 1 گرم از آرد در 10 میلی لیتر متانول در یک لوله سانتریفیوژ 50 میلی لیتری سرپوشیده به مدت یک شب (12 ساعت) با تکان دادن متناوب خیس شد. سپس مخلوط به مدت 10 دقیقه با سرعت 3000 دور در دقیقه سانتریفیوژ شد و سپس مایع رویی (عصاره متانولی) جمع آوری شد و تا زمان تجزیه و تحلیل در {8}} درجه سانتیگراد نگهداری شد [41].

3.4. تعیین محتوای کل فنولیک

روش Folin-Ciocalteu توصیف شده توسط Singleton و همکاران. [42] برای تعیین محتوای فنلی کل عصاره آرد هیبرید ذرت زرد-نارنجی مقاوم به استریگا به کار گرفته شد، بخشی (300 میکرولیتر) از عصاره در یک لوله آزمایش (در سه تکرار) توزیع شد. پس از آن، 1.5 میلی لیتر معرف Folin-Ciocalteu (معرف Folin-Ciocalteu 10 بار رقیق شده با آب مقطر) و 1.2 میلی لیتر محلول Na2CO3 (7.5 درصد وزنی بر حجم) اضافه شد و مخلوط به مدت 30 دقیقه در تاریکی انکوبه شد. دمای اتاق. پس از آن، جذب در 765 نانومتر در برابر یک خالی قرائت شد. محتوای فنلی کل با استفاده از منحنی کالیبراسیون اسید گالیک محاسبه شد و به عنوان معادل اسید گالیک (GAE) در نمونه میلی گرم بر گرم بیان شد.

3.5. تعیین محتوای کل فلاونوئیدها

پروتکل توصیف شده توسط کاله و همکاران. [43] برای تعیین محتوای فلاونوئید کل عصاره آرد هیبرید ذرت زرد-نارنجی مقاوم به استریگا استفاده شد. به طور خلاصه، 0.5 میلی لیتر از عصاره در لوله های آزمایش توزیع شد. به دنبال آن 1.5 میلی لیتر متانول، {7}}.1 میلی لیتر کلرید آلومینیوم (1{10}} درصد)، 0.1 میلی لیتر استات پتاسیم 1 مولار و 2.8 میلی لیتر آب مقطر اضافه شد. مخلوط واکنش گردابه شد و در دمای اتاق به مدت 30 دقیقه انکوبه شد و پس از آن میزان جذب در طول موج 514 نانومتر خوانده شد. محتوای فلاونوئید کل عصاره ها به صورت معادل کوئرستین (QE) در نمونه میلی گرم در گرم بیان شد.

3.6. تعیین محتوای Tan1nin

محتوای تانن عصاره آرد هیبریدهای ذرت زرد-نارنجی مقاوم به استریگا با روش رنگ سنجی که قبلاً توسط Joslyn [44] توضیح داده شده بود، با کمی تغییر اندازه‌گیری شد. بخشی از نمونه ({3}}.5 گرم) در 5 میلی لیتر هیدروکلراید 1 درصد در متانول پراکنده شد و به مدت 15 دقیقه باقی ماند. پس از آن، مخلوط با سرعت 3{{1{14}}}}00 دور در دقیقه به مدت 10 دقیقه سانتریفیوژ شد. بخشی از 0.1 میلی‌لیتر از مایع رویی در لوله آزمایش حاوی 7.5 میلی‌لیتر آب مقطر ریخته شد و به دنبال آن 0.5 میلی‌لیتر معرف فولین دنیس و 1 میلی‌لیتر محلول Na2CO3 (35 درصد) اضافه شد و حجم به آن افزایش یافت. 10 میلی لیتر با 0.9 میلی لیتر آب مقطر پس از مخلوط کردن، مخلوط واکنش به مدت 30 دقیقه در دمای اتاق انکوبه شد و جذب در 760 نانومتر خوانده شد. محتوای تانن، بیان شده به عنوان معادل اسید تانیک (TAE) در نمونه میلی گرم / گرم، از یک منحنی استاندارد اسید تانیک محاسبه شد.

3.7. کمی سازی محتوای کاروتنوئید نمونه

محتوای کاروتنوئید آرد هیبرید ذرت زرد نارنجی مقاوم به استریگا با اتخاذ روشی که توسط Howe و Tanumihardjo [45] توضیح داده شد، تعیین شد. کاروتنوئیدها با مخلوط کردن {3}}.6 گرم از نمونه با 6 میلی لیتر اتانول (حاوی 0}.1 درصد هیدروکسیل تولوئن بوتیله) از آرد استخراج شد. مخلوط به مدت 5 دقیقه در حمام آب در دمای 85 درجه قرار داده شد. سپس روغن مزاحم در مخلوط با هیدروکسید پتاسیم (80 درصد وزنی بر حجم) در دمای 85 درجه در حمام آب به مدت 5 دقیقه صابون سازی شد. سپس سوسپانسیون با استفاده از دستگاه گرداب مخلوط شده و به مدت 5 دقیقه دیگر به حمام آب بازگردانده شد. بلافاصله به یک حمام یخ منتقل شد و 3 میلی لیتر آب یونیزه شده سرد اضافه شد. محتویات کاروتنوئید از مخلوط سه بار متوالی با 3 میلی لیتر n-هگزان با سانتریفیوژ کردن در 1000 دور در دقیقه به مدت 10 ثانیه جدا شد. لایه بالایی مخلوط در یک لوله غلیظ 50 میلی لیتری توزیع شد. کسر ترکیبی هگزان سه بار با آب دیونیزه شسته شد، گرداب شد و به مدت 10 ثانیه در 1000 دور در دقیقه سانتریفیوژ شد. بخش n-هگزان با استفاده از یک غلیظ کننده TurboVap (LIV) تحت گاز نیتروژن به مدت 25 دقیقه خشک شد. عصاره خشک شده با متانول/دی کلرومتان (1 میلی‌لیتر، 50:50 V/V) بازسازی شد و مقدار 100 میکرولیتر برای تعیین کمیت کاروتنوئیدها به سیستم HPLC تزریق شد. سیستم HPLC (Water Corporation، میلفورد، MA، ایالات متحده آمریکا) شامل یک ستون محافظ، ستون کاروتنوئیدی C30 YMC (4.6×250 میلی‌متر، 3 میکرومولار)، پمپ HPLC دوتایی (Waters 626)، نمونه‌بر خودکار (Waters 717) و یک آشکارساز آرایه فتودیود (واترز 2996). این سیستم با نرم افزار Empower 1 (Waters Corporation) کار می کرد. فاز متحرک شامل حلال A، حاوی متانول: آب (92:8 v/v) با 10 mmol/L استات آمونیوم، و حلال B، حاوی 100 درصد متیل سوم بوتیل اتر بود. شستشوی گرادیان با سرعت جریان 1 میلی لیتر در دقیقه تحت شرایط زیر انجام شد: 29 دقیقه گرادیان خطی از 83 درصد تا 59 درصد A؛ 6 دقیقه گرادیان خطی از 59 درصد تا 30 درصد A؛ 1 دقیقه نگه‌داری در 30 درصد A؛ 4 دقیقه گرادیان خطی از 30 درصد تا 83 درصد A و 4-دقیقه نگهداری در 83 درصد. کروماتوگرام کاروتنوئیدها در 450 نانومتر تولید شد و کاروتنوئیدهای خاص با استفاده از روش استانداردهای خارجی بر اساس منحنی کالیبراسیون از استانداردهای خالص و مقایسه طیف جذب و شستشوی همزمان با کاروتنوئیدهای استاندارد شناسایی و کمی سازی شدند.

3.8. تعیین محتوای اسید فیتیک

برای تعیین محتوای اسید فیتیک آردها از روش ویلر و فرل [46] استفاده شد. استخراج با تکان دادن مکانیکی مخلوطی از 1 گرم آرد و 25 میلی لیتر اسید تری کلرواستیک 3 درصد (TCA) به مدت 1 ساعت انجام شد و سوسپانسیون به مدت 15 دقیقه با سرعت 35 0{33}} دور در دقیقه سانتریفیوژ شد. مقدار 10 میلی لیتر از مایع رویی با محلول 4 میلی لیتری کلرید آهن مخلوط شد و مخلوط به مدت 45 دقیقه در یک حمام آب جوش حرارت داده شد. سوسپانسیون حاصل به مدت 15 دقیقه با سرعت 3500 دور در دقیقه سانتریفیوژ شد و مایع رویی به دقت تخلیه شد. پس از آن، رسوب دو بار با پخش در 25 میلی لیتر TCA 3 درصد، حرارت دادن در حمام آب جوش به مدت 10 دقیقه، شسته شد و به مدت 10 دقیقه در 3500 دور در دقیقه سانتریفیوژ شد. حجم رسوب با آب مقطر به 30 میلی لیتر رسید و مخلوط به مدت 30 دقیقه در حمام آب جوش حرارت داده شد. سوسپانسیون داغ با کمک کاغذ صافی واتمن (شماره 2) فیلتر شد و رسوب با 60 میلی لیتر آب مقطر داغ شستشو شد تا از فیلتراسیون کامل اطمینان حاصل شود. سپس، رسوب باقی مانده روی کاغذ صافی با 40 میلی لیتر HNO3 داغ 3.2 مولار در یک فلاسک حجمی 100 میلی لیتری حل شد. مقدار 0.5 میلی لیتر به یک لوله سانتریفیوژ منتقل شد و با 7 میلی لیتر آب مقطر رقیق شد، پس از آن 2 میلی لیتر KSCN 1.5 مولار اضافه شد و حجم با 0.5 میلی لیتر آب مقطر به 10 میلی لیتر رسید. جذب (در عرض 1 دقیقه) در 480 نانومتر خوانده شد. محتوای اسید فیتیک آردها با استفاده از نسبت اتمی Fe/P 4:6 محاسبه شد.

3.9. 2، 2-آزینوبیس (3-اتیل-بنزوتیازولین-6-اسید سولفونیک) رادیکال کاتیون (ABTS· plus )ScaOenging Assay/

توانایی عصاره آرد هیبریدهای ذرت زرد-نارنجی مقاوم به استریگا برای حذف ABTS با اتخاذ روشی که توسط Reet al گزارش شده است مورد بررسی قرار گرفت. ABTS plus (7 میلی مول در لیتر) و K2S2Os (2.45 میلی مول در لیتر) و انکوباسیون مخلوط

در یک کمد تاریک در دمای اتاق به مدت 16 ساعت. پس از آن، جذب معرف به 0.70±0 تنظیم شد.{10}}2 با اتانول (95 درصد) در 734 نانومتر. سپس 0.2 میلی‌لیتر از عصاره و 2.0 میلی‌لیتر از معرف ABTS* در لوله آزمایش توزیع شد، به خوبی مخلوط شد و در دمای اتاق به مدت 15 دقیقه در شرایط تاریک انکوبه شد. در نهایت، میزان جذب در دستگاه اسپکتروفتومتر UV-Visible (شرکت میلتون روی، ایالات متحده آمریکا) در طول موج 734 نانومتر قرائت شد. ABTSe ​​پلاس توانایی مهار عصاره آرد بعداً از منحنی استاندارد Trolox محاسبه شد و به عنوان ظرفیت آنتی اکسیدانی معادل Trolox (TEAC) بیان شد.

3.10. 2، 2-دی فنیل-2-پیکریل هیدرازیل رادیکال (DPPH") روش مهار

پروتکل گزارش شده توسط سرواتو و همکاران. [48] ​​برای تعیین توانایی عصاره آرد در حذف DPPH، با استفاده از ویتامین C (اسید اسکوربیک) به عنوان آنتی اکسیدان مرجع استفاده شد. به طور خلاصه، یک مخلوط واکنش حاوی 1.{2}} میلی لیتر غلظت های مختلف (8، 16) 24، 32 میلی گرم در میلی لیتر) از عصاره (یا ویتامین C) و 3.{8}} میلی لیتر محلول درجه DPPH (60 میکرومولار) در دمای اتاق در شرایط تاریک به مدت 30 دقیقه انکوبه شد و سپس جذب شد. در طول موج 517 نانومتر خوانده شد و DPPH "توانایی مهار (درصد) عصاره ها محاسبه شد و به عنوان غلظت عصاره ای که 50 درصد DPPH را حذف کرد (SC50) بیان شد.

3.11. کاهش قدرت سنجش

توانایی عصاره های آرد برای کاهش Fe3 پلاس به Fe2 پلاس با اتخاذ پروتکل توصیف شده توسط Oyaizu [49] آزمایش شد. به طور خلاصه، مخلوطی از عصاره (2.5 میلی لیتر)، 2{25}}0 میلی مولار بافر فسفات سدیم (pH 6.6) (2.5 میلی لیتر) و 1 درصد فریسیانید پتاسیم (2.5 میلی لیتر) در دمای 50 درجه به مدت 20 دقیقه انکوبه شد. پس از آن 2.5 میلی لیتر اسید تری کلرواستیک 10 درصد اضافه شد. سپس مخلوط به مدت 10 دقیقه در 650× گرم سانتریفیوژ شد. بخشی از 2.5 میلی لیتر از مایع رویی در یک لوله آزمایش توزیع شد و 2.5 میلی لیتر آب مقطر و 1 میلی لیتر فریکلرید 0.1 درصد اضافه شد و کاملاً مخلوط شد و جذب در 700 نانومتر خوانده شد. در نهایت قدرت احیا عصاره ها محاسبه و بر حسب میلی گرم معادل اسید گالیک در هر گرم نمونه بیان شد.

3.12. سنجش مهار آلفا آمیلاز

سنجش مهار آلفا آمیلاز با اتخاذ روش توصیف شده توسط Kwon و همکاران انجام شد. [50]. پانکراس - آمیلاز خوک (EC3.2.1.1) و نشاسته محلول (سوبسترا) در این سنجش استفاده شد. رقت‌های مختلف عصاره‌های آرد، مجموعاً 500μL و 500 میکرولیتر 0.02 M بافر فسفات سدیم (pH6.9) با 0.006 مولار NaCl) حاوی 0.5 میلی گرم در میلی لیتر محلول آمیلاز مخلوط و در دمای 37 درجه به مدت 10 دقیقه انکوبه شدند. سپس 500 میکرولیتر محلول نشاسته 1 درصد در بافر فسفات سدیم 02/0 مولار اضافه شد و مخلوط واکنش به مدت 15 دقیقه در دمای 37 درجه انکوبه شد. متعاقباً، هیدرولیز نشاسته کاتالیز شده با آمیلاز با افزودن 1.0 میلی‌لیتر معرف رنگی DNSA (1 درصد 35-اسید دینیترو سالیسیلیک و 12 درصد تارتارات سدیم پتاسیم در 0.4 مولار NaOH) پایان یافت. مخلوط واکنش بعداً به مدت 5 دقیقه در یک حمام آب جوش انکوبه شد، تا دمای اتاق خنک شد و با 10 میلی لیتر آب مقطر رقیق شد. میزان جذب مخلوط در طول موج 540 نانومتر خوانده شد. یک آزمون مرجع که عصاره آرد را حذف کرد در آزمایش گنجانده شد. پس از آن، درصد مهار آمیلاز به صورت زیر محاسبه شد:

(A540R - A540S)× 100 درصد مهار =A540R

که در آن A540R قرائت جذب مرجع است. A540S قرائت جذب نمونه است.

3.13. سنجش مهار آلفا گلوکوزیداز

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: برای پایان دادن به واکنش اضافه شد. یک آزمایش مرجع بدون عصاره آرد در آزمایش گنجانده شد. جذب p-نیتروفنل زرد آزاد شده از هیدرولیز کاتالیز شده با گلوکوزیداز PNPG در 400 نانومتر خوانده شد و درصد مهار o-گلوکوزیداز بدین ترتیب محاسبه شد:

(A400R - A400S)× 100 درصد مهار =A400R

که در آن A400R قرائت جذب مرجع است. A400S قرائت جذب نمونه است.

3.14. تحلیل داده ها

داده های به دست آمده در این مطالعه (از تعیین سه تکراری) به صورت مقادیر میانگین ± انحراف استاندارد (SD) بیان شد. با استفاده از بسته نرم افزاری آماری SPSS (نسخه شانزدهم)، تحلیل واریانس یک طرفه (ANOVA) روی داده ها انجام شد و میانگین ها با استفاده از آزمون تعقیبی توکی در 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. نتیجه گیری

شش هیبرید ذرت زرد نارنجی مقاوم به استریگا حاوی ترکیبات فعال زیستی مهم (کل فنولیک ها، کل فلاونوئیدها، تانن ها، اسید فیتیک و کاروتنوئیدها) بودند. عصاره آنها فعالیت آنتی اکسیدانی قوی نشان می دهد و آنزیم های هیدرولیز کننده نشاسته (آمیلاز و گلوکوزیداز) را مهار می کند. در میان هیبریدهای ذرت زرد-نارنجی مقاوم به استریگا، AS{7}} قوی‌ترین فعالیت مهاری آنزیم آنتی‌اکسیدانی و هیدرولیزکننده نشاسته را داشت. همبستگی قابل توجهی بین محتوای فنلی کل و ABTS* پلاس، توانایی مهار درجه DPPH، قدرت کاهشی، فعالیت مهاری آمیلاز و گلوکوزیداز هیبریدهای ذرت زرد نارنجی مقاوم به استریگا مشاهده شد. فعالیت های مهاری آنزیم های آنتی اکسیدانی و هیدرولیزکننده نشاسته نشان می دهد که هیبریدهای ذرت زرد-نارنجی مقاوم به استریگا (به ویژه AS{16}}) ممکن است در پیشگیری و/یا کاهش استرس اکسیداتیو و هیپرگلیسمی پس از غذا مفید باشند.