富有机硒抹茶的化学组成、抗...及其对DNA损伤的保护作用_李笑.pdf
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1、浙江农业学报 Acta Agriculturae Zhejiangensis ISSN 1004-1524,CN 33-1151/S 浙江农业学报网络首发论文浙江农业学报网络首发论文 题目:富有机硒抹茶的化学组成、抗氧化活性及其对 DNA 损伤的保护作用 作者:李笑,闫婷玉,牛丽丽,翟盼盼,张华峰,杨晓华,彭元金 收稿日期:2022-08-29 网络首发日期:2023-08-08 引用格式:李笑,闫婷玉,牛丽丽,翟盼盼,张华峰,杨晓华,彭元金富有机硒抹茶的化学组成、抗氧化活性及其对 DNA 损伤的保护作用J/OL浙江农业学报.https:/ 网络首发网络首发:在编辑部工作流程中,稿件从录用到出
2、版要经历录用定稿、排版定稿、整期汇编定稿等阶段。录用定稿指内容已经确定,且通过同行评议、主编终审同意刊用的稿件。排版定稿指录用定稿按照期刊特定版式(包括网络呈现版式)排版后的稿件,可暂不确定出版年、卷、期和页码。整期汇编定稿指出版年、卷、期、页码均已确定的印刷或数字出版的整期汇编稿件。录用定稿网络首发稿件内容必须符合出版管理条例和期刊出版管理规定的有关规定;学术研究成果具有创新性、科学性和先进性,符合编辑部对刊文的录用要求,不存在学术不端行为及其他侵权行为;稿件内容应基本符合国家有关书刊编辑、出版的技术标准,正确使用和统一规范语言文字、符号、数字、外文字母、法定计量单位及地图标注等。为确保录用
3、定稿网络首发的严肃性,录用定稿一经发布,不得修改论文题目、作者、机构名称和学术内容,只可基于编辑规范进行少量文字的修改。出版确认出版确认:纸质期刊编辑部通过与中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有限公司签约,在中国学术期刊(网络版)出版传播平台上创办与纸质期刊内容一致的网络版,以单篇或整期出版形式,在印刷出版之前刊发论文的录用定稿、排版定稿、整期汇编定稿。因为中国学术期刊(网络版)是国家新闻出版广电总局批准的网络连续型出版物(ISSN 2096-4188,CN 11-6037/Z),所以签约期刊的网络版上网络首发论文视为正式出版。李笑,闫婷玉,牛丽丽,等.富有机硒抹茶的化学组成、抗氧化活性及其对
4、DNA 损伤的保护作用J.浙江农业学报,2023,35(9):000-000.DOI:10.3969/j.issn.1004-1524.20221253 富有机硒抹茶的化学组成、抗氧化活性及其对 DNA 损伤的保护作用 李 笑1,2,闫婷玉2,3,牛丽丽1,4,翟盼盼1,2,张华峰1,2,*,杨晓华3,*,彭元金5(1.陕西师范大学,中俄食品与健康科学国际联合研究中心,陕西省汉阴县富有机硒食品科技创新试验示范站,陕西 西安 710119;2.陕西师范大学,食品工程与营养科学学院,陕西 西安 710119;3.西安交通大学,陕西省富硒茶科技创新试验示范站,陕西 西安 710061;4.长治市综合
5、检验检测中心,山西 长治 046000;5.紫阳县飞瀑茶业有限公司,陕西 紫阳 725399)摘 要:为阐明新型富有机硒抹茶的营养保健作用与物质基础,采用电感耦合等离子体发射光谱仪等测定富有机硒抹茶、普通国产抹茶和进口抹茶样品中必需氨基酸、微量元素等营养素和表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)等活性物质的含量,采用电子鼻等分析 3 种抹茶的感官特性,检测其重金属、农药残留状况,研究其体外抗氧化、抗 DNA 损伤作用。结果表明:富有机硒抹茶的有机硒含量达到了富有机硒食品标准,其硒多糖、硒蛋白的硒含量高于普通国产抹茶和进口抹茶,还含有较丰富的铁、锌、锶等微量元素。富有机硒抹茶中赖氨酸、缬氨酸、苏氨
6、酸 3 种必需氨基酸和 EGCG 的含量显著(P0.05)高于其他 2 种抹茶。富有机硒抹茶及其蛋白质、多糖中未检出铅、砷、汞、镉,其相对农药残留量显著(P0.05)低于其他 2 种抹茶。富有机硒抹茶的感官特性优于普通国产抹茶和进口抹茶,总还原力、2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS)和 1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基清除能力、抗 DNA 损伤作用均强于其他 2 种抹茶。综上,富有机硒抹茶符合国家食品安全标准,营养价值较高,感官特性较好,具有较强的抗氧化、抗 DNA 损伤活性。关键词:抹茶;有机硒;营养成分;抗氧化;DNA 损伤 中图分类号:S57
7、1.1;TS272.55 文献标志码:A 文章编号:1004-1524(2023)08-0000-00 Chemical composition,antioxidant capacity and protective activity against DNA damage of organic selenium-enriched matcha LI Xiao1,2,YAN Tingyu2,3,NIU Lili1,4,ZHAI Panpan1,2,ZHANG Huafeng1,2,*,YANG Xiaohua3,*,PENG Yuanjin5(1.Provincial Research Stat
8、ion of Se-enriched Foods in Hanyin County of Shaanxi Province,International Joint Research Center of Shaanxi Province for Food and Health Sciences,Shaanxi Normal University,Xian 710119,China;2.College of Food Engineering and Nutritional Science,Shaanxi Normal University,Xian 710119,China;3.Research
9、Station of Selenium-enriched Tea of Shaanxi Province,Xian Jiaotong University,Xian 710061,China;4.Centre of Inspection&Experiment Detection in Changzhi City,Changzhi 046000,China;5.Ziyang Feipu Tea Co.,Ltd.,Ziyang 725399,China)Abstract:In order to elucidate nutritional value,health benefits and thei
10、r material basis of the novel organic selenium-enriched matcha(OSM),contents of some nutrients(e.g.,essential amino acids and trace elements)and 收稿日期:2022-08-29 基金项目:国际科技合作计划项目(2022GHJD-22);秦创原“科学家+工程师”队伍项目(安科发202288号/S2022-ZC-QCYK-0068);陕西省重点研发计划项目(2022CGBX-26/2022CGBX-27/2022ZDLSF05-11)作者简介:李笑(199
11、7),女,山西吕梁人,硕士研究生,研究方向为富硒食品研究与开发。E-mail:*通信作者,张华峰,E-mail:;杨晓华,E-mail: 网络首发时间:2023-08-08 17:30:10网络首发地址:https:/ constituents e.g.,epigallocatechin gallate(EGCG)in 3 kinds of matcha i.e.organic selenium-enriched matcha,domestic matcha(DM)and imported matcha(IM)were determined using several instruments
12、such as inductively coupled plasma-optical emission spectrometer.The sensory characteristics of 3 kinds of matcha were analyzed using electronic nose and other methods.Heavy metals and pesticide residues were quantified.In vitro antioxidant capacity as well as protective activity against DNA damage
13、were also studied.The results indicated that content of organic selenium in OSM reached the standard of organic selenium-enrich foods.In particular,selenium concentrations in selenium polysaccharide and selenium protein of OSM were higher than those of DM and IM.In addition,OSM was rich in trace ele
14、ments such as iron,zinc and strontium.Contents of 3 essential amino acids(i.e.lysine,valine and threonine)and EGCG in OSM were significantly(P0.05)higher than those in the other 2 kinds of matcha.Lead,arsenic,mercury and cadmium were not detected in OSM and its protein and polysaccharide,and its rel
15、ative pesticide residues were significantly(P0.05)lower than those in DM and IM.The sensory characteristics of OSM were better than those of the other 2 kinds of matcha.Moreover,total reducing power,ABTS and DPPH radical-scavenging ability and protective activity against DNA damage of OSM were stron
16、ger than those of DM and IM.In conclusion,organic selenium-enriched matcha meets the national food safety standards,possesses high nutritional value and superior sensory characteristics,and exhibits antioxidant capacity and protective activity against DNA damage.Key words:matcha;organic selenium;nut
17、rient;antioxidant activity;DNA damage 抹茶是经过特殊栽培方式和加工方法制成的粒度不超过 18 m 的微粉状茶叶产品,起源于我国,明清时期逐渐被叶芽状茶叶类型(即普通茶叶)取代1。抹茶的化学组成、风味与常见的普通茶叶区别较大,具有多种生物活性,被认为是质量最高的茶叶类型2-3。近几年,抹茶在我国得到越来越多消费者的认可,在饮料、面点、冷冻食品等领域也显示出广泛的应用前景。硒是人体必不可少的重要微量元素,缺硒可能会增加人体罹患糖尿病、生殖障碍、癌症等疾病的风险4-5。近期的研究发现,硒与新型冠状病毒肺炎治愈率呈现显著的正相关关系6。硒在自然界中以无机硒和有机硒
18、 2 类形式存在7。同无机硒相比,有机硒安全性高,易被人体吸收,更适合作为新一代的硒营养补充剂6-7。遗憾的是,迄今鲜见富有机硒食品方面的研究报道。陕西省安康市是我国著名的富硒地区,被誉为“中国硒谷”。安康市盛产的紫阳茶中含有较丰富的硒元素,是陕西省的支柱型富硒农产品8。为开发富有机硒食品新产品,促进茶叶精深加工,本课题组开发出了富有机硒抹茶(organic selenium-enriched matcha,OSM)9-10,并指导建立了陕西省第一条富有机硒抹茶生产线。本研究分析了富有机硒抹茶的主要营养素与活性物质组成,测定了其农药残留与重金属含量,分析了感官特性,并研究了抗氧化、抗 DNA
19、损伤作用。1 材料与方法 1.1 试验材料 富有机硒抹茶由陕西省紫阳县飞瀑茶业有限公司生产;普通国产抹茶(domestic matcha,DM)和进口抹茶(imported matcha,IM)(非富硒食品)购自西安市超市。农药残留快速检测试剂盒购于中德伯尔生物技术有限公司;表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG,纯度98%)、抗坏血酸(纯度98%)购自西安晶博生物科技有限公司;2,2-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐(ABTS)、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)购于美国 Sigma-Aldrich 有限公司;pBR322 质粒、DNA 凝胶上样缓冲液购自美国 Thermo
20、 Fisher 科技公司;溴化锭(EB)替代物购于广州捷倍斯生物科技有限公司;琼脂糖购自北京索莱宝科技有限公司;砷(As)、镉(Cd)、铬(Cr)、汞(Hg)、铅(Pb)、铜(Cu)、钼(Mo)、硒(Se)、锶(Sr)、锌(Zn)、铁(Fe)、镁(Mg)、锰(Mn)元素标准液(1.0 mg mL-1)购自北京普天同创生物科技有限公司。1.2 方法 1.2.1 富有机硒抹茶生产工艺 生产工艺流程。在文献调研11和试验研究基础上,确定富有机硒抹茶的生产工艺流程如图 1所示。图图 1 富有机硒抹茶生产工艺流程 Fig.1 Manufacture of organic selenium-enriche
21、d matcha 生产技术要点:(1)茶树种植园区的选择。选择土壤含硒量高、没有发生过重大地质灾害、没有被工业化学品等污染并且劳动力较充足的地区栽培茶树。(2)栽培管理。在茶树种植过程中需要进行遮荫处理,遮荫时间一般在采收前 1015 d 进行,遮光率一般为 66%,在实际操作过程中还应根据地理位置、海拔、天气等情况进行适当调整。在必要时可以施用硒肥,但是不能叶面喷洒。(3)采收与贮存。注意采收手法、贮存环境、贮存方式、贮存时间等因素,确保茶叶质量。(4)杀青。采用蒸汽杀青方式,杀青温度控制在(982),进叶量要均匀,时间控制在 23 min。温度、进叶量、时间等因素可根据茶叶遮荫时间和气候环
22、境等因素进行适当调整。(5)超微粉碎。超微粉碎过程中要保持研磨设备温度的恒定和研磨车间的干燥,富有机硒抹茶成品的粒度要符合国家标准规定12。(6)成品保藏。制备好的富有机硒抹茶成品要在低温干燥环境中保存,并且贮存场所没有异味和农药等污染。1.2.2 风味分析方法 电子鼻分析。分别称取普通国产抹茶、进口抹茶和富有机硒抹茶 3 种抹茶样品各 0.3 g,用 5 mL 重蒸水溶解后置于 35 烘箱中恒温处理 1 h,然后用 Super Nose 型电子鼻(美国 ISENSO 有限公司)进行检测13,对实验结果进行线性判别分析(LDA)。电子舌分析。分别称取 3 种抹茶样品各 5.0 g,用 50 m
23、L 重蒸水溶解后过滤,将滤液倒入 Smart Tongue 型电子舌(美国 ISENSO 有限公司)专用容器中进行检测13-14,实验结果进行线性判别分析。感官品鉴。按照文献11的方法对 3 种抹茶进行品鉴打分,通过得分平均值确定感官等级。1.2.3 多糖、蛋白质、多酚提取方法 参照本实验室优化的方法15从抹茶中分离纯化多糖,冷冻干燥后得到抹茶多糖。参考卫萍等16的方法从抹茶中分离纯化蛋白质,冷冻干燥后得到抹茶蛋白质。参考杨新等17的方法从抹茶中提取多酚,用去离子水反复重结晶后得到抹茶多酚。1.2.4 蛋白质、氨基酸定量分析方法 用浓硫酸等将抹茶样品消化 60 min,冷却后用 2300 型凯
24、氏定氮仪(丹麦 FOSS 分析仪器有限公司)测定蛋白质含量18。称取抹茶样品 0.10 g,加入 5 mL 6.00 mol L-1的 HCl,用 CEM-MARS6型微波消解仪(美国 CEM 科技公司)消解 30 min,加入相同体积 0.50 mol L-1氢氧化钠溶液,用重蒸水定容。用 0.45 m无机膜过滤后,取滤液用 L-8900型氨基酸分析仪(日本株式会社 Hitachi制作所)对氨基酸进行检测19。1.2.5 表没食子儿茶素没食子酸酯检测方法 抹茶中 EGCG 含量用 U-3000 型高效液相色谱仪(美国 Thermo Fisher 科技公司)测定,配备 Aglient C18色
25、谱柱,色谱条件如下:检测波长为 280 nm,流动相 A 为甲醇、B 为 0.14%磷酸(A:B 体积比 28:72),流速为 1.0 mL min-1,柱温为 30 20-21。1.2.6 矿物质与重金属分析方法 称取抹茶样品,加入硝酸后置于微波消解仪中消解,用去离子水定容,然后用 5110 型电感耦合等离子体发射光谱仪(美国 Aglient 科技有限公司)进行元素测定22-24。1.2.7 农药残留检测方法 用 PR202-10 型农药残毒检测仪(厦门欧达科仪发展有限公司)及其配套试剂盒检测抹茶中有机磷和氨基甲酸酯类农药残留,用相对农药残留量表示农药残留问题的严重程度。当相对农药残留量50
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