Antioxidant en zetmeel-hydrolyserende enzymen Remmende eigenschappen van striga-resistente geeloranje maïshybriden

Voor verdere informatie contacteer:tina.xiang@wecistanche.com

Abstract: De meeste gezondheidsvoordelen van granen worden toegeschreven aan hun bioactieve stoffen. Deze studie evalueerde de niveaus van de bioactieve stoffen en deantioxidanten zetmeel-hydrolyserenenzymenremmende eigenschappen van zes pijplijn Striga-resistente geeloranje maïshybriden (gecodeerd AS1828-1, 4, 6,8, 9, 11) in vitro. De maïshybriden werden geteeld bij het International Institute of Tropical Agriculture (ITA), Nigeria. De bioactieve verbindingen (totaal fenolen, tannines,flavonoïden, en fytaat) niveaus, antioxidant (DPPH" en ABTS wegvangende capaciteit en verminderend vermogen), en zetmeelhydrolyserendenzymen(-amylase en x-glucosidase)remmende activiteiten van de maïshybriden werden bepaald door middel van spectrofotometrie. Tegelijkertijd werden carotenoïden gekwantificeerd met behulp van een reverse-phase HPLC-systeem. De bereiken van de bioactieve stoffen waren:11.25-14.14 mg GAE/g (totaal fenolen),3.62-4.67 mg QE/g (totaal flavonoïden), 3.{{1{ {34}}}}.29 mg/g (tannines),3.66-4.31 procent (fytaat),8.92-12.11ug/g (totaal xanthofylen),2.{{19 }},89 ug/g (totaal -caroteen), en 3.17-3,77 ug/g (totaal provitamine A-carotenoïden). Extracten van de maïshybriden die DPPH hebben weggevangen"(SC50: 9. 07-26,35 mg/ml) en ABTS*(2.{{30}},68 TEACmmol/g), verlaagde Fe3 plus tot Fe2 plus (0,25±0.64-0 0,43 ± 0,01 mg GAE/g), en remde -amylase en -glucosidase, met IC50-bereiken van respectievelijk 26,28-52,55 mg/ml en 47,72-63,98 mg/ml. Van de zes klonen van de maïshybriden had AS1828-9 de hoogste (p<0.05)levels of="" tannins="" and="" phytate="" and="" the="" strongest="">antioxidanten zetmeel-hydrolyserende enzymen remmende activiteiten. Significante correlaties werden waargenomen tussen totale fenolen en het volgende: ABTS*(p<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="">

Trefwoorden: totaal fenolen; totale flavonoïden; tannines; carotenoïden; fytinezuur; alfa-glucosidase-remmingstest; alfa-amylaseremmingstest

1. Inleiding

Het aanbieden van hoogproductieve, voedzame en gezonde voedingsgewassen is essentieel om de uitdagingen van ondervoeding en de daarmee samenhangende ziekten het hoofd te bieden. Daarom zijn verschillende systematische benaderingen, zoals het kweken van ziekteresistente basisproducten met verbeterde voedingskwaliteit, toegepast in onderzoeksprogramma's voor plantenveredeling om te voldoen aan de voedingsbehoeften van de snel groeiende wereldbevolking. Dit is noodzakelijker geworden gezien de drastische vermindering van de kwantiteit en kwaliteit van de wereldwijde voedselvoorziening als gevolg van milieuvervuiling, de opwarming van de aarde en de ontwikkeling van

nieuwe biobrandstofbronnen [1]. In Afrika bezuiden de Sahara is aangetoond dat maïs (Zea mays L.) bijdraagt ​​aan voedselzekerheid en armoedebestrijding bij gezinnen met lage inkomens [2].

Geeloranje maïsgenotypen staan ​​bekend om hun uitstekende voedings- en gezondheidsbevorderende eigenschappen dankzij de bioactieve stoffen die ze bevatten, waaronder carotenoïden, polyfenolische verbindingen, fytinezuur [3-5] en tocoferolen [6]. Het vooruitzicht van voedselzekerheid en verbeterde voeding door verhoogde maïsproductie in Afrika bezuiden de Sahara wordt echter bedreigd door de hemiparasitaire wortelplant, Striga hermonthica (Del.)Benth veroorzaakt opbrengstverliezen tot 100 procent bij ernstige besmetting als gevolg van waterverlies en voedingsstoffen door middel van parasitisme [7,8]. Bijgevolg vormt S. hermonthica een abiotische beperking voor de maïsproductie in Afrika bezuiden de Sahara, voortkomend uit een paradigmaverschuiving van het traditionele systeem van het verbouwen van granen met langdurige braakliggende perioden. Een dergelijk traditioneel systeem van het verbouwen van granen zorgde ervoor dat het niveau van de Striga-zaadbank in de bodem acceptabel was voor de planten9]. Om de verliezen in de opbrengst en kwaliteit van maïs als gevolg van S.hermonthica-besmetting te verminderen, is de beste controlemethode het planten van Striga-resistente maïsgenotypes. Deze strategie is gemakkelijk aanpasbaar, vooral in combinatie met andere managementpraktijken [10].

Uit ons recente onderzoek bleek dat Striga-resistente geeloranje maïshybriden carotenoïden, polyfenolen en fytinezuur bevatten [3]. Van deze bioactieve verbindingen is bekend dat ze werken als antioxidanten en postprandiale hyperglykemie onderdrukken, naast andere gezondheidsvoordelen [4,5,11,12]. Van de bioactieve verbindingen in oranje maïskorrels, werd gemeld dat de antioxidant [13,14] en spijsverteringsenzymen remmende activiteiten [15] afhankelijk zijn van de fenolische verbindingen, die voornamelijk in de gebonden vorm voorkomen. Bovendien is bekend dat fenolische verbindingen verschillende andere biologische activiteiten bezitten, zoals remming van xanthine-oxidase en angiotensine-1-converterende enzymen, die betrokken zijn bij de pathogenese van respectievelijk jicht en renine-afhankelijke hypertensie [11], en anti- ontstekingsremmende, antimicrobiële, kankerbestrijdende, anti-alzheimer en anti-allergische eigenschappen naast andere biologische activiteiten [16]. Daarom trekken fenolverbindingen uit voedingsbronnen veel aandacht van zowel wetenschappers als consumenten vanwege hun voordelen voor de menselijke gezondheid [16].

Het doel van deze studie was om de niveaus van de bioactieve verbindingen en de antioxiderende en zetmeelhydrolyserende enzymen remmende eigenschappen van zes pijplijn Striga-resistente geeloranje maïshybriden in vitro te evalueren. De studie testte ook de associaties tussen de bioactieve bestanddelen, en deantioxidanten zetmeel-hydrolyserende enzymen remmende activiteiten van de zes Striga-resistente geeloranje maïshybriden in de pijplijn.

2. Resultaten en discussie

2.1.Bioactioe componenten in zes pijplijn striga-resistente geeloranje maïshybriden

De bioactieve componenten bepaald in de zes leidingen Striga-resistente geeloranje maïshybriden (AS1828-1(AS1), AS1828-4(AS4), AS1828-6(AS6), AS{{ 8}} (AS8), AS1828-9(AS9), AS1828-11(AS11)) in deze studie omvatten totale fenolen,flavonoïden, tannines, carotenoïden en fytinezuur. De niveaus van totale fenolen, totale flavonoïden, tannines en fytinezuur worden weergegeven in Tabel 1. De totale fenolen varieerden van 11,25 tot 14,14 mg GAE/g in respectievelijk AS4 en AS9; totale flavonoïden varieerden van 3,62 tot 4,67 mg QE/g in respectievelijk AS11 en AS6; het tanninegehalte varieerde van 3,64 tot 6,29 mg/g in respectievelijk AS1 en AS9; en het fytinezuurgehalte varieerde van 3,66 procent in AS6 tot 4,47 procent in AS1.

AS9 bevatte dus de hoogste (p<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="">

relatief hoger dan het bereik van gecondenseerde tannines (33,70 tot 158,55 mg/100g, overeenkomend met 0,34 tot 1,59 mg/g) gerapporteerd in gepigmenteerde maïsgenotypes [13].

De hogere niveaus van totale fenolen, totale flavonoïden en tannines die zijn waargenomen in de zes pijplijnen van Striga-resistente geeloranje maïshybriden, vergeleken met waarden in de bestaande literatuur voor deze polyfenolen in niet-Striga-resistente gele maïsgenotypen, kunnen worden gekoppeld aan mogelijke verschillen in hun genetische samenstelling [3]. Het is bekend dat de biosynthese van polyfenolen en andere secundaire plantmetabolieten toeneemt in de aanwezigheid van stressoren als cellulair verdedigings- en/of adaptief mechanisme door de plant om ongunstige omstandigheden te weerstaan ​​[16,18]. Bovendien wordt de kieming van Striga-zaden gestimuleerd door de aanmaak van strigolactonen (planthormonen) in de wortels van de maïsplant, die de plant onder stress afgeeft [19]. Het is dus mogelijk dat de eigenschap voor resistentie tegen S. hermonthica de biosynthese van polyfenolische verbindingen in de maïs opwaarts heeft gereguleerd om de parasiet te weerstaan. Dit wordt ondersteund door een eerder rapport dat resistentie tegen S. hermonthica na hechting gepaard ging met verdikking van de plantencelwand en de accumulatie van vele kleine vacuolen en fenolafzettingen die dicht gekleurd zijn in de plantencel [20].

Fenolverbindingen staan ​​bekend om hun antioxiderende activiteit vanwege hun redox-eigenschappen, waardoor ze kunnen werken als blussers van singletzuurstof, donoren van waterstof en reductiemiddelen [21]. Bovendien werd ook gemeld dat fenolische verbindingen spijsverteringsenzymen inactiveren, waaronder pancreaslipase, -amylase en a-glucosidase via niet-specifieke binding aan de individuele enzymen [22]. Zoals eerder gerapporteerd door Villiger et al. [23] hebben fenolische verbindingen een hoge affiniteit voor eiwitten via waterstof en hydrofobe binding, waardoor hun vermogen om enzymen zoals -amylase en -glucosidase te remmen door denaturatie van eiwit wordt verbeterd.

The phytic acid contents were comparable (p>0.05)van de zes pijpleidingen Striga-resistente geeloranje maïshybriden. Dit bereik komt overeen met ons eerdere rapport over het fytinezuurgehalte van Striga-resistente geeloranje maïshybriden [3]. Fytinezuur heeft een antioxiderende werking, naast het remmende effect tegen de ontwikkeling van nierstenen [24], evenals eigenschappen tegen kanker [25]. De antioxiderende eigenschappen van de bioactieve componenten, met name de fenolische bestanddelen (flavonoïden en tannines) in de Striga-resistente geeloranje maïshybriden, kunnen ook de oxidatieve afbraak van sommige endogene voedingsstoffen in de maïs die zeer vatbaar zijn voor oxidatie, zoals onverzadigde vetzuren en vitamines [16]. Bovendien kunnen de bioactieve componenten in de Striga-resistente geeloranje maïshybriden de snelheid verminderen waarmee sommige toxische oxidatieve producten worden gevormd, waardoor de voedingskwaliteit behouden blijft en de houdbaarheid van voedingsmiddelen [26] die ervan worden gemaakt, wordt verlengd.

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) in het carotenoïdegehalte van de Striga-resistente geeloranje

maïs hybriden. De reeksen van carotenoïden die in deze studie werden verkregen, bevestigen de reeksen die eerder werden gerapporteerd door Alamu et al. voor provitamine A bioversterkte gele maïshybriden [27]. Bovendien waren de totale xanthofylen hoger in waarde dan de totale provitamine A-carotenoïden in de Striga-resistente geeloranje maïshybriden, wat de bevindingen van Ortiz et al. bevestigt. [28].

De carotenoïden hebben mogelijk de antioxiderende en zetmeelhydrolyserende enzymen-remmende activiteiten van de fenolische verbindingen in de Striga-resistente geeloranje maïshybriden aangevuld, in overeenstemming met hun gerapporteerde biologische activiteiten. Van carotenoïden is bijvoorbeeld gemeld dat ze antioxiderende activiteit hebben als het belangrijkste mechanisme dat ten grondslag ligt aan hun gezondheidsvoordelen [29]. Ze hebben ook beschermende effecten tegen niet-overdraagbare chronische ziekten zoals kanker[30] en hart- en vaatziekten [31]. Ook werd gemeld dat -cryptoxanthine het risico op diabetes type 2 (T2D) aanzienlijk vermindert en de insulineresistentie vermindert [32,33].

2.2. Antioxiderende activiteit van zes pijplijn Striga-resistente geeloranje maïshybriden

De antioxiderende activiteit van de Striga-resistente geeloranje maïshybriden (tabel 3) onthulde dat de zes pijplijnklonen allemaal antioxiderende activiteit vertoonden door vrije radicalen op te vangen (ABTS-graad plus en DPPH*) en ferri-ionen (Fe3 plus) te verminderen tot ijzerionen (Fe2plus ). De antioxidantactiviteit varieerde aanzienlijk (p<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="">

Het vermogen om vrije radicalen op te ruimen en het ijzer-reducerende vermogen van de Striga-resistente geeloranje maïshybriden suggereren dat ze gunstig kunnen zijn bij het beschermen van het lichaam tegen de oxidatieve aanvallen die worden veroorzaakt door vrije radicalen en reactieve zuurstofsoorten. Zo kunnen de Striga-resistente geeloranje maïshybriden een beschermend effect hebben tegen de oxidatieve schade van biomoleculen in het lichaam, waaronder nucleïnezuren, eiwitten, lipiden en koolhydraten [35] en de chronische ziekten die verband houden met oxidatieve stress [36] .

2.3.Zetmeel-hydrolyserende enzymen remmende activiteiten van de Six Pipeline Striga-resistente bioversterkte geeloranje maïshybriden

De zetmeelhydrolyserende enzymen (-amylase en -glucosidase) remmende activiteit van de zes pijpleidingen Striga-resistente geeloranje maïshybriden, uitgedrukt als IC50 (extractconcentratie die de enzymactiviteit met 50 procent remde), wordt weergegeven in Tabel 4. De IC50 waarden van de Striga-resistente geeloranje maïshybriden op -amylase en -glucosidase varieerden van 26,28 tot 52,55 mg/ml en 47,72 tot 63,98 mg/ml in AS9 en AS4, respectievelijk. Zo vertoonde van de zes Striga-resistente geeloranje maïshybriden in de pijplijn, AS9 met de laagste IC50-waarden voor zowel -amylase als -glucosidase, de sterkste (p<0.05)inhibitory activity="" on="" these="" two="" enzymes.="" interestingly,="" there="" was="" no="" significant="" (p="">0.05) verschil in de IC50-waarden van AS9 en acarbose (een standaard middel tegen diabetes) op -amylase, wat aangeeft dat de -amylaseremmende eigenschappen van AS9 en acarbose vergelijkbaar waren. Behalve het -amylaseremmende vermogen van AS9 dat vergelijkbaar was met dat van acarbose, waren de -amylase- en -glucosidaseremmende activiteiten van het acarbose echter sterker dan die van de Striga-resistente geeloranje maïshybriden. Het vermogen van verschillende gepigmenteerde (geel, paars, rood en zwart) maïsgenotypes om de activiteit van het zetmeelhydrolyserende enzym (-glucosidase) te remmen, werd gerapporteerd door Fabila-Garcia et al. [15]. Hun bevindingen onthulden dat geel maïsextract de hoogste -glucosidase-remmende activiteit had, uitgedrukt als een percentage (69,8 procent), onder de maïsgenotypen. Bovendien hebben Irondi et al. [17] rapporteerde onlangs o-amylase- en -glucosidase-IC50-waarden van respectievelijk 237,12 ± 2,60 en 157,18 ± 1,05 ug/ml voor provitamine A geel maïsmeel. Ten opzichte van maïszijde-extract, waarvan werd gemeld [37] a-amylase en -glucosidase te remmen met gemiddelde IC50-waarden van respectievelijk 218,4 en 221,4 ug/ml, hadden de zes Striga-resistente geeloranje maïshybriden in de pijplijn een zwakker remmend effect op c-amylase en x-glucosidase.

Zowel c-amylase als o-glucosidase zijn betrokken bij de vertering van koolhydraten in de voeding. Terwijl -amylase in de dunne darm zetmeel hydrolyseert -1,4 bindingen om oligosachariden en disachariden vrij te maken, -glucosidase in de borstelrand van de dunne darm voltooit de vertering door de oligosachariden en disachariden verder te hydrolyseren om opneembare monosachariden, waaronder glucose, te verkrijgen en fructose [38]. Daarom is de remming van deze twee spijsverteringsenzymen een gevestigde therapeutische benadering voor het verlichten van postprandiale hyperglykemie bij T2D-management en een belangrijk werkingsmechanisme.

van veel antidiabetica [39], waaronder medicijnen, natuurlijke producten en functionele voedingsmiddelen. Verder hadden de Striga-resistente geeloranje maïshybriden een sterker remmend effect op -amylase dan op -glucosidase. Dit patroon van remming van zetmeelhydrolyserende enzymen heeft gunstige therapeutische implicaties en komt overeen met het patroon dat is gerapporteerd in eerdere onderzoeken [17,A0]. De zes Striga-resistente geeloranje maïshybriden in de pijplijn, met name AS9, kunnen dus enkele voordelen hebben bij het beheersen van postprandiale hyperglykemie.

2.4. Correlaties tussen de bioactieve componenten, antioxidanten en zetmeel-hydrolyserende enzymen Remmende activiteiten van de zes pijplijn Striga-resistente geeloranje maïshybriden

Van de bioactieve componenten correleerde het totaal aan fenolen significant met 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. Materialen en methoden

3.1. Chemicaliën en reagentia

Trolox, quercetine, L-ascorbinezuur, galluszuur, ABTS (2,2'-azino-bis-(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonzuur)), DPPH(2,2-difenyl -2-picrylhydrazyl), -glucosidase van Bacillus stearothermophillus, p-nitrofenylglucopyranoside (PNPG), -amylase, oplosbaar zetmeel en acarbose werden gekocht bij Sigma (St. Louis). Van alle andere chemicaliën en oplosmiddelen werden analytische kwaliteiten gebruikt.

3.2. Monsterverzameling

Droge zaadmonsters van zes pijpleiding Striga-resistente geeloranje maïshybriden (gecodeerd AS1828-1,4,6,8,9,11), allemaal geteeld in Saminaka (8 graden 39'E, 10 graad 34' N; hoogte van 760 m; jaarlijkse regenval van 1149 mm; de temperatuur van 18.1-37.3 graad; bodemtype, Dystrische Nitosols) en Zaria (7 graden 45'E, 11 graden 8'N ; hoogte van 622 m; jaarlijkse regenval van 1076 mm; gemiddelde temperatuur van 13,9-35,5 graad; bodemtype, Ferric Luvisols) werden verzameld uit het Maize Improvement Program van het International Institute of Tropical Agriculture (IITA), Ibadan, Nigeria. De hybriden werden in mei voor twee seizoenen geplant, in een willekeurig volledig blokontwerp in drie herhalingen, tijdens het regenseizoen. De monsters werden gemalen tot meel (0,50 mm zeefgrootte) met Perten Laboratory Hammer Mill (3102, VS) en hermetisch verpakt in ondoorzichtige monsterzakken voor verdere laboratoriumanalyses.

3.3. Voorbereiding1 van het extract van monsters

Om een ​​extract van het Striga-resistente geeloranje maïshybridenmeel te bereiden, werd 1 g van het meel gedurende de nacht (12 uur) onder intermitterend schudden geweekt in 10 ml methanol in een afgedekte centrifugebuis van 50 ml. Vervolgens werd het mengsel 10 minuten bij 3000 rpm gecentrifugeerd en vervolgens werd het supernatant (methanolisch extract) verzameld en bewaard bij -4 graad C tot analyse [41].

3.4.Bepaling van het totale fenolgehalte

De Folin-Ciocalteu-methode beschreven door Singleton et al. [42] werd aangenomen om het totale fenolgehalte van het Striga-resistente geeloranje maïshybriden-bloemextract te bepalen. Een deel (300 uL) van het extract werd in een reageerbuis (in drievoud) verdeeld. Daarna werd 1,5 ml Folin-Ciocalteu-reagens (voorraad Folin-Ciocalteu-reagens 10 keer verdund met gedestilleerd water) en 1,2 ml Na2C03-oplossing (7,5% w/v) toegevoegd, en het mengsel werd 30 minuten in het donker geïncubeerd op kamertemperatuur. Daarna werd de absorptie afgelezen bij 765 nm tegen een blanco. Het totale fenolgehalte werd berekend met behulp van een galluszuurkalibratiecurve en uitgedrukt als galluszuurequivalent (GAE) in een mg/g-monster.

3.5. Bepaling van het totale gehalte aan flavonoïden

Het protocol beschreven door Kale et al. [43] werd gebruikt om het totale flavonoïdengehalte van het Striga-resistente geeloranje maïshybriden-bloemextract te bepalen. In het kort werd 0,5 ml van het extract in reageerbuisjes gedaan; dit werd gevolgd door het toevoegen van 1,5 ml methanol, 0,1 ml aluminiumchloride (10 procent), 0,1 ml 1 M kaliumacetaat en 2,8 ml gedestilleerd water. Het reactiemengsel werd gevortext en gedurende 30 minuten bij kamertemperatuur geïncubeerd, waarna de absorptie werd afgelezen bij 514 nm. Het totale flavonoïdengehalte van de extracten werd uitgedrukt als quercetine-equivalent (QE) in mg/g monster.

3.6. Bepaling van het Tan1nin-gehalte

Het tanninegehalte van de bloemextracten van de Striga-resistente geeloranje maïshybriden werd gekwantificeerd met de colorimetrische methode die eerder is beschreven door Joslyn [44], met een kleine wijziging. Een deel van het monster (0,5 g) werd gedispergeerd in 5 ml 1% HCl in methanol en gedurende 15 minuten met rust gelaten. Daarna werd het mengsel 10 minuten gecentrifugeerd bij 3{{10}}00 rpm. Een portie van 0,1 ml van het supernatant werd in de reageerbuis met 7,5 ml gedestilleerd water gedaan, waarna 0,5 ml Folin-Dennis-reagens en 1 ml Na2C03 (35%)-oplossing werden toegevoegd, en het volume werd aangevuld tot 10 ml met 0,9 ml gedestilleerd water. Na mengen werd het reactiemengsel 30 min bij kamertemperatuur geïncubeerd en werd de absorptie afgelezen bij 760 nm. Het tanninegehalte, uitgedrukt als looizuurequivalent (TAE) in mg/g monster, werd berekend uit een looizuurstandaardcurve.

3.7. Kwantificering van het carotenoïdegehalte van het monster

Het carotenoïdengehalte van het Striga-resistente geeloranje maïshybridenmeel werd bepaald volgens de methode beschreven door Howe en Tanumihardjo [45]. Carotenoïden werden uit de meelsoorten geëxtraheerd door 0,6 g van het monster te mengen met 6 ml ethanol (die 0,1 procent gebutyleerd hydroxytolueen bevatte). Het mengsel werd gedurende 5 minuten in een waterbad van 85°C geplaatst. Vervolgens werd de storende olie in het mengsel gedurende 5 minuten verzeept met kaliumhydroxide (80% w/v) bij 85°C in een waterbad. De suspensie werd vervolgens gemengd met behulp van een vortexmachine en nog eens 5 minuten teruggevoerd naar het waterbad. Het werd onmiddellijk overgebracht in een ijsbad en er werd 3 ml koud gedeïoniseerd water toegevoegd. De carotenoïde-inhoud van het mengsel werd drie opeenvolgende keren gescheiden met 3 ml n-hexaan door 10 s bij 1000 rpm te centrifugeren. De bovenste laag van het mengsel werd in een concentratorbuis van 50 ml gebracht. De gecombineerde hexaanfractie werd driemaal gewassen met gedeïoniseerd water, gevortext en gedurende 10 seconden bij 1000 rpm gecentrifugeerd. De n-hexaanfractie werd gedurende 25 minuten onder stikstofgas gedroogd met behulp van een TurboVap (LIV)-concentrator. Het gedroogde extract werd gereconstitueerd met methanol/dichloormethaan (1 ml, 50:50 v/v), en een aliquot van 100 L werd in het HPLC-systeem geïnjecteerd om de carotenoïden te kwantificeren. Het HPLC-systeem (Water Corporation, Milford, MA, VS) omvatte een bewakingskolom, C30 YMC-carotenoïdekolom 4,6 × 250 mm, 3 μM）, binaire HPLC-pomp （Waters 626）, auto-sampler (Waters 717) en een fotodiode-arraydetector (Waters 2996). Het systeem werkte met Empower 1-software (Waters Corporation). De mobiele fase bestond uit oplosmiddel A, dat methanol:water (92:8 v/v) met 10 mmol/L ammoniumacetaat bevat, en oplosmiddel B, dat 100 procent methyl-tertiair-butylether bevat. Gradiëntelutie werd uitgevoerd met een stroomsnelheid van 1 ml/min onder de volgende omstandigheden: 29 min lineaire gradiënt van 83 procent tot 59 procent A; 6 min lineaire gradiënt van 59 procent tot 30 procent A; 1 min vasthouden op 30 procent A; 4 min lineaire gradiënt van 30 procent naar 83 procent A en een 4-min stand op 83 procent. Chromatogrammen van de carotenoïden werden gegenereerd bij 450 nm, en de specifieke carotenoïden werden geïdentificeerd en gekwantificeerd met behulp van de externe standaardmethode op basis van de kalibratiecurve van zuivere standaarden en vergelijking van het absorptiespectrum en co-elutie met standaardcarotenoïden.

3.8. Bepaling van het fytinezuurgehalte

De methode van Wheeler en Ferrel [46] werd gebruikt om het fytinezuurgehalte van de meelsoorten te bepalen. Extractie werd uitgevoerd door een mengsel van 1 g bloem en 25 ml 3 procent trichloorazijnzuur (TCA) gedurende 1 uur mechanisch te schudden en de suspensie werd 15 minuten bij 3500 rpm gecentrifugeerd. Een portie van 10 ml van het supernatant werd gemengd met een oplossing van 4 ml ferrichloride en het mengsel werd gedurende 45 minuten in een kokend waterbad verwarmd. De resulterende suspensie werd 15 min bij 3500 rpm gecentrifugeerd en het supernatant werd voorzichtig gedecanteerd. Daarna werd het precipitaat tweemaal gewassen door te dispergeren in 25 ml 3% TCA, 10 minuten in een kokend waterbad te verwarmen en 10 minuten bij 3500 rpm te centrifugeren. Het precipitaatvolume werd aangevuld tot 30 ml met gedestilleerd water en het mengsel werd gedurende 30 minuten in een kokend waterbad verwarmd. De hete suspensie werd gefiltreerd met behulp van Whatman-filterpapier (nr. 2) en het neerslag werd gewassen met 60 ml heet gedestilleerd water om volledige filtratie te verzekeren. Vervolgens werd het op het filtreerpapier achtergebleven neerslag opgelost met 40 ml hete 3,2 M HNO3 in een maatkolf van 100 ml. Een hoeveelheid van 0,5 ml werd overgebracht in een centrifugebuis en verdund met 7 ml gedestilleerd water, waarna 2 ml 1,5 M KSCN werd toegevoegd en het volume werd op 10 ml gebracht met 0,5 ml gedestilleerd water. Absorptie werd afgelezen (binnen 1 min) bij 480 nm. Het fytinezuurgehalte van de meelsoorten werd berekend met een Fe/P-atoomverhouding van 4:6.

3.9. 2,2-Azinobis(3-ethyl-benzothiazoline-6-sulfonzuur) Radicaal kation(ABTS· plus) ScaOenging Assay/

Het vermogen van de meelextracten van de Striga-resistente geeloranje maïshybriden om ABTS op te vangen werd onderzocht door de procedure toe te passen die is gerapporteerd door Reet al. [47]. ABTS* plus werkreagens werd bereid door een gelijk volume waterige oplossingen van ABTS plus (7 millimol/L) en K2S2Os (2,45 millimol/L) en het mengsel incuberen

in een donkere kast bij kamertemperatuur gedurende 16 uur. Daarna werd de absorptie van het reagens aangepast tot 0,70±0.02 met ethanol (95 procent) bij 734 nm. Vervolgens werden 0,2 ml van het extract en 2,0 ml van het ABTS*-reagens in de reageerbuis gedaan, goed gemengd en gedurende 15 minuten in een donkere toestand bij kamertemperatuur geïncubeerd. Ten slotte werd de absorptie afgelezen in een UV-zichtbare spectrofotometer (Milton Roy Company, VS) bij 734 nm. Het ABTSe ​​plus wegvangend vermogen van de bloemextracten werd later berekend uit een Trolox-standaardcurve en werd uitgedrukt als het Trolox-equivalent antioxidantvermogen (TEAC).

3.10. 2,2-Difenyl-2-picrylhydrazylradicaal (DPPH") opruimingsassay

Het protocol gerapporteerd door Cervato et al. [48] ​​werd gebruikt om het vermogen van meelextracten om DPPH op te vangen te bepalen, met behulp van vitamine C (ascorbinezuur) als referentie-antioxidant. Kort gezegd, een reactiemengsel dat 1.0 ml van verschillende concentraties bevat (8, 16 , 24, 32 mg/mL） van het extract van vitamine C） en 3.0 ml DPPH-graadoplossing （60 μM） werd gedurende 30 min. geïncubeerd bij kamertemperatuur in een donkere toestand. Daarna werd de absorptie werd afgelezen bij 517 nm, en het DPPH "wegvangend vermogen (procent) van de extracten werd berekend en uitgedrukt als de concentratie van het extract dat 50 procent van DPPH wegvangende" (SC50).

3.11. Vermogenstest verminderen

Het vermogen van de bloemextracten om Fe3 plus te reduceren tot Fe2 plus werd getest door het protocol toe te passen beschreven door Oyaizu [49]. In het kort, een mengsel van het extract (2,5 ml), 200 mM natriumfosfaatbuffer (pH 6,6) (2,5 ml) en 1 procent kaliumferricyanide (2,5 ml) werd gedurende 20 minuten bij 50 graden geïncubeerd. , waarna 2,5 ml 10% trichloorazijnzuur werd toegevoegd. Vervolgens werd het mengsel 10 minuten bij 650 x g gecentrifugeerd. Een portie van 2,5 ml van het supernatant werd in een reageerbuis gedaan en 2,5 ml gedestilleerd water en 1 ml 0,1 procent ferrichloride werden toegevoegd en grondig gemengd, en de absorptie werd afgelezen bij 700 nm. Tenslotte werd het reducerend vermogen van de extracten berekend en uitgedrukt in milligram galluszuurequivalent per gram monster.

3.12. Alfa-amylaseremmingstest

Alfa-amylase-remmingstest werd uitgevoerd door de procedure toe te passen die is beschreven door Kwon et al. [50]. In deze test werden varkenspancreas-amylase (EC3.2.1.1) en oplosbaar zetmeel (substraat) gebruikt. Verschillende verdunningen van de bloemextracten, in totaal 500μL, en 500μL 0,02 M natriumfosfaatbuffer (pH6,9 met 0,006 M NaCl) die 0,5 mg/ml -amylase-oplossing bevatte, werden gemengd en gedurende 10 minuten bij 37°C geïncubeerd. Daarna werd 500 L van een 1% zetmeeloplossing in 0,02 M natriumfosfaatbuffer toegevoegd en het reactiemengsel werd gedurende 15 minuten bij 37°C geïncubeerd. Vervolgens werd de door amylase gekatalyseerde hydrolyse van zetmeel beëindigd door toevoeging van 1,0 ml DNSA-kleurreagens (1 procent 35-dinitrosalicylzuur en 12 procent natriumkaliumtartraat in 0,4 M NaOH). Het reactiemengsel werd later gedurende 5 minuten geïncubeerd in een kokend waterbad, afgekoeld tot kamertemperatuur en verdund met 10 ml gedestilleerd water. De absorptie van het mengsel werd afgelezen bij 540 nm. Een referentietest waarbij het meelextract werd uitgesloten, werd in het experiment opgenomen. Daarna werd het percentage -amylaseremming als volgt berekend:

(A540R - A540S)× 100 procent remming =A540R

waarbij A540R de absorptiewaarde van de referentie is; A540S is de absorptiewaarde van het monster.

3.13. Alfa-glucosidaseremmingstest

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: werd toegevoegd om de reactie te beëindigen. Een referentietest zonder het bloemextract werd in het experiment opgenomen. De absorptie van het gele p-nitrofenol dat vrijkomt uit de -glucosidase-gekatalyseerde hydrolyse van PNPG werd afgelezen bij 400 nm en het percentage o-glucosidase-remming werd als volgt berekend:

(A400R - A400S)× 100 procent remming =A400R

waarbij A400R de absorptiewaarde van de referentie is; A400Dit is de absorptiewaarde van het monster.

3.14. Gegevensanalyse

De in dit onderzoek verkregen gegevens (van bepalingen in drievoud) werden uitgedrukt als gemiddelde waarden ± standaarddeviatie (SD). Met behulp van het statistische SPSS-softwarepakket (16e versie) werd een eenrichtingsanalyse van variantie (ANOVA) op de gegevens uitgevoerd en de gemiddelde waarden werden vergeleken met behulp van Tukey's post hoc-test op 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. Conclusies

De zes Striga-resistente geeloranje maïshybriden in de pijplijn bevatten belangrijke bioactieve bestanddelen (totaal fenolen, totaal flavonoïden, tannines, fytinezuur en carotenoïden). Hun extracten vertoonden een sterke antioxiderende activiteit en remden zetmeelhydrolyserende enzymen (-amylase en -glucosidase). Van de Striga-resistente geeloranje maïshybriden had AS1828-9 de meest krachtige antioxiderende en zetmeelhydrolyserende enzymremmende activiteit. Significante correlaties werden waargenomen tussen het totale fenolgehalte en de ABTS* plus, DPPH-graad van wegvangend vermogen, verminderend vermogen, -amylase en -glucosidase-remmende activiteit van de Striga-resistente geeloranje maïshybriden. De remmende activiteiten van de antioxiderende en zetmeelhydrolyserende enzymen suggereren dat de Striga-resistente geeloranje maïshybriden (vooral AS1828-9) gunstig kunnen zijn bij het voorkomen en/of verlichten van oxidatieve stress en postprandiale hyperglykemie.