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桑葚、百香果、柚子及火龍果復(fù)合果汁協(xié)同抑制

α-葡萄糖苷酶的作用及機(jī)制

董宇豪，陳春*

，扶雄

（華南理工大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，廣東廣州 510640）

摘要：為探究果汁在復(fù)配體系中對(duì)于生物活性的協(xié)同增效作用，選擇具有豐富天然活性物質(zhì)的桑葚、百香果、柚子、火龍果為

原材料，以多酚含量等比例混合制備得到復(fù)合果汁，評(píng)價(jià)其抗氧化及降血糖活性。結(jié)果表明，通過(guò)果汁復(fù)配，果汁樣品的氧化自由基

吸收能力無(wú)明顯改善，而降血糖活性研究結(jié)果顯示，復(fù)合果汁抑制 α-葡萄糖苷酶的 IC50值在 0.16~0.25 mg GAE/mL 之間，均小于單

一果汁的 IC50值（0.30~0.49 mg GAE/mL），表明復(fù)配對(duì) α-葡萄糖苷酶的抑制作用表現(xiàn)出顯著的增強(qiáng)效果，且聯(lián)合指數(shù)均小于 0.9，其

中柚子與桑葚-百香果-火龍果的聯(lián)合指數(shù)最低為 0.57。抑制動(dòng)力學(xué)研究表明，桑葚果汁表現(xiàn)為對(duì) α-葡萄糖苷酶的非競(jìng)爭(zhēng)型抑制，而其

他三種果汁均為混合型抑制，抑制常數(shù)以桑葚果汁最低為 22.2 mg/mL?？偟膩?lái)說(shuō)，桑葚、百香果、柚子、火龍果果汁復(fù)配具有一定

的增強(qiáng)對(duì) α-葡萄糖苷酶的抑制作用的效果，各組分表現(xiàn)出協(xié)同作用，且機(jī)制研究表明，具有較強(qiáng)活性的桑葚果汁可作為一種非競(jìng)爭(zhēng)

性抑制的原料應(yīng)用于復(fù)合果汁中。

關(guān)鍵詞：復(fù)合果汁；協(xié)同；抗氧化；降血糖；動(dòng)力學(xué)

文章篇號(hào)：1673-9078(2022)02-87-93 DOI: 10.13982/j.mfst.1673-9078.2022.2.0584

Synergistic Inhibition and Mechanism of Mulberry Fruit, Passion Fruit,

Pomelo and Pitaya Fruit Compound Juiceon α-glucosidase Inhibition

DONG Yuhao, CHEN Chun*

, FU Xiong

(School of Food Science and Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China)

Abstract: In order to study the synergistic effect of juice on bioactivity in compound system, mulberry fruit, passion fruit, pomelo and

pitaya fruit with rich active substances were selected as materials. The four single juices were mixed based on polyphenol contents, and their

antioxidant and hypoglycemic activities were examined. The results showed that the oxygen radical absorbance capacity of compound juice

showed no significant improvement. The inhibitory activities on α-glucosidase were significantly enhanced, specifically, the IC50 values of

compound juice were between 0.16~0.25 mg GAE/mL, both less than those of single juice (0.30~0.49 mg GAE/mL). The combination index

values were all less than 0.9, among which the value of pomelo and mulberry fruit-passion fruit-pitaya fruit showed the lowest value of 0.57.

The inhibition kinetics research indicated that mulberry fruit juice exhibited non-competitive inhibition type on α-glucosidase, while the other

three juices were mixed inhibition type. Moreover, the lowest inhibition constant was 22.2 mg/mL in mulberry fruit juice. Generally, this

research demonstrated that the combination of fruit juice had synergistic effect on enhancing α-glucosidase inhibition activity. Furthermore, the

mulberry fruit juice with great activity was suggested to be used as the non- competitive inhibition material in compound juice.

Key words: compound juice; synergism; antioxidant; hypoglycemic; kinetics

引文格式：

董宇豪,陳春,扶雄.桑葚、百香果、柚子及火龍果復(fù)合果汁協(xié)同抑制 α-葡萄糖苷酶的作用及機(jī)制[J].現(xiàn)代食品科技,2022,38(2):87-93

DONG Yuhao, CHEN Chun, FU Xiong. Synergistic inhibition and mechanism of mulberry fruit, passion fruit, pomelo and pitaya fruit

compound juiceon α-glucosidase inhibition [J]. Modern Food Science and Technology, 2022, 38(2): 87-93

收稿日期：2021-06-02

基金項(xiàng)目：國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2017YFD0400703-2）；國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（32001647）

作者簡(jiǎn)介：董宇豪（1997-），女，碩士，研究方向：功能性碳水化合物，E-mail：972923975@qq.com

通訊作者：陳春（1988-），男，博士，助理研究員，研究方向：功能性碳水化合物，E-mail：chenc@scut.edu.cn

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隨著人們生活水平的提高，飲食結(jié)構(gòu)發(fā)生了重大

的改變，健康飲食的意識(shí)日益增強(qiáng)。天然果汁，以水

果為原料，含有多酚、黃酮類、多糖、維生素等營(yíng)養(yǎng)

元素，具有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，越來(lái)越受到大眾的青睞。

桑葚（Fructus mori），天然活性物質(zhì)含量豐富，在中

醫(yī)臨床中，桑葚可以用于預(yù)防和治療各種慢性疾病，

是一種藥食同源類食品[1]。百香果（Passiflora edulis

Sims），廣泛種植于熱帶地區(qū)，具有獨(dú)特的香味，常被

應(yīng)用于果汁、食品的調(diào)味增香，并且在抗氧化、降血

糖等方面具有潛在應(yīng)用價(jià)值[2]。柚子（Citrus grandis (L.)

Osbeck），與其他水果相比，具有產(chǎn)汁量高的特點(diǎn)，最

大產(chǎn)汁量可達(dá)果實(shí)重量的 40%~50%[3]?；瘕埞?/p>

（Hylocereus），廣泛種植于熱帶和亞熱帶地區(qū)，含有

豐富的多酚、膳食纖維及鉀元素，具有潛在的抗氧化、

抗炎、抗肥胖等作用[4]。然而，以上四種水果制備的

單一果汁均存在一定的局限性，如桑葚的市售價(jià)格較

高，百香果的出汁率較低，柚子的活性物質(zhì)含量相對(duì)

低，而火龍果制得果汁的風(fēng)味較差等。因此，將其復(fù)

配制備復(fù)合果汁可以充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，并在一定

程度上改善其應(yīng)用上的局限，同時(shí)提高果汁的營(yíng)養(yǎng)價(jià)

值，豐富口感。

然而，目前對(duì)于復(fù)合果汁的大量研究都集中于口

感、穩(wěn)定性、理化性質(zhì)的改善等方面[5,6]，針對(duì)果汁復(fù)

配對(duì)于生物活性的協(xié)同增效作用及其作用機(jī)制的研究

鮮見報(bào)道。協(xié)同作用存在于一些臨床藥物、天然產(chǎn)物

之間，通過(guò)比較復(fù)合前后的活性強(qiáng)弱并計(jì)算組分之間

的聯(lián)合指數(shù)，判斷是否具有增效作用，并區(qū)分疊加與

協(xié)同作用，評(píng)價(jià)協(xié)同作用的強(qiáng)弱[7]。除此之外，通過(guò)

抑制動(dòng)力學(xué)的研究，繪制 Lineweaver-Burk 方程曲線，

根據(jù)擬合方程的交點(diǎn)判斷抑制類型，并計(jì)算抑制常數(shù)

以判斷抑制作用大小，從而深入探究作用機(jī)制。在余

娜[8]的研究中發(fā)現(xiàn)，黃岑素與 1-脫氧野尻霉素（1-DNJ）

聯(lián)用后對(duì)淀粉酶的抑制活性增強(qiáng)，聯(lián)合指數(shù)計(jì)算結(jié)果

表現(xiàn)為協(xié)同作用，且兩個(gè)抑制劑與酶作用位點(diǎn)不同，

解釋了抑制活性增強(qiáng)的主要原因。

鑒于此，本文以桑葚、百香果、柚子、火龍果為

原料，制備復(fù)合果汁并評(píng)價(jià)其抗氧化、降血糖活性，

分析不同復(fù)合果汁組體系中的協(xié)同作用，并通過(guò)研究

各單一果汁對(duì) α-葡萄糖苷酶的抑制動(dòng)力學(xué)，判定各自

的抑制類型及抑制作用強(qiáng)弱，以期為復(fù)合果汁生物活

性協(xié)同增效的研究與應(yīng)用提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

實(shí)驗(yàn)用桑葚、百香果、紅肉蜜柚、紅肉火龍果購(gòu)

于廣東省廣州市番禺區(qū)農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)，果實(shí)新鮮、完整且

無(wú)機(jī)械損傷及病蟲害；福林酚試劑購(gòu)于上海麥克林公

司；沒食子酸購(gòu)于上海阿拉丁公司；Trolox、熒光素

鈉、APPH、α-葡萄糖苷酶及 pPNG 購(gòu)于美國(guó) Sigma

公司；Na2CO3購(gòu)于廣州化學(xué)試劑廠。試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

Milli-Q Academic 超純水系統(tǒng)（A10），Millipore

公司；AHYQ 數(shù)顯恒溫水浴鍋，常州澳華儀器有限公

司；XW-80A 微型漩渦混合儀，上海精科實(shí)業(yè)有限公

司；SpectraMax i3 多功能酶標(biāo)儀，美國(guó) Molecular

Devices 公司；Varioskam Flash 熒光酶標(biāo)儀，美國(guó)

Thermo Fisher 公司；BY-1000B 臺(tái)式離心機(jī)，北京白

洋醫(yī)療器械有限公司。

1.3 方法

1.3.1 復(fù)合果汁的制備

首先，按照以下工藝流程制備桑葚、百香果、柚

子、火龍果四種水果的單一果汁樣品。

得到單一果汁樣品后，測(cè)定單一果汁總酚含量，

并根據(jù)單位體積的多酚含量等比例復(fù)配制備復(fù)合果

汁，使復(fù)合果汁體系中各組分的多酚含量相同。

圖 1 四種單一果汁制備工藝流程圖

Fig.1 Flow diagram of single juice production

1.3.2 四種單一果汁多酚含量測(cè)定

各果汁樣品的多酚含量根據(jù)福林酚比色法測(cè)定

[9]。以 0~100 μg/mL 沒食子酸（GAE）為標(biāo)準(zhǔn)參照物

繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。具體步驟為：0.5 mL 樣品或 GAE 與

0.5 mL 福林酚試劑混合，震蕩搖勻充分混合后在室溫

下反應(yīng) 5 min，后加入 0.75 mL NaCO3（20%，m/V）

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及 3.75 mL 去離子水，37 ℃下反應(yīng) 20 min，最后在 760

nm 下測(cè)定吸光值。為避免樣品顏色干擾，取相同體

積的去離子水代替福林酚試劑作為對(duì)照。每組樣品設(shè)

立三組平行試驗(yàn)，結(jié)果以沒食子酸當(dāng)量（mg GAE/mL

果汁）表示。

1.3.3 果汁樣品氧化自由基吸收能力（oxygen

radical absorbance capacity，ORAC）評(píng)價(jià)

樣品ORAC值的測(cè)定參照Z(yǔ)hang[10]的方法并加以

改進(jìn)。具體來(lái)說(shuō)，于96 孔黑色酶標(biāo)板中依次加入20 μL

不同濃度的樣品溶液或 Trolox 標(biāo)準(zhǔn)溶液（6.25、1.5、

25、50 和 100 μmol/L），后加入 200 μL 熒光素鈉溶液

（95.6 nmol/L），在熒光酶標(biāo)儀中自動(dòng)混勻并于 37 ℃

下孵育 10 min。隨后，加入 20 μL AAPH 溶液（119.4

mmol/L）并混勻，酶標(biāo)儀記錄熒光強(qiáng)度（4 min/次，

35 次；激發(fā)波長(zhǎng)：485 nm，吸收波長(zhǎng)：535 nm），反

應(yīng)體系始終維持在 37 ℃。根據(jù)不同濃度的 Trolox 標(biāo)

準(zhǔn)溶液（6.25~100 μmol/L）的熒光猝滅面積（AUC）

繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。每組樣品設(shè)立三組平行試驗(yàn)。結(jié)果以

每毫升果汁或每毫克沒食子酸的 mmol Trolox 當(dāng)量表

示（mmol TE/mL 或 mmol TE/mg GAE）。

1.3.4 果汁樣品對(duì)α-葡萄糖苷酶的抑制活性測(cè)

定

根據(jù) Chen[11]的方法測(cè)定樣品對(duì) α-葡萄糖苷酶的

抑制活性。果汁樣品溶液、α-葡萄糖苷酶（0.1 U/mL）

和 4-硝基酚-α-D-呋喃葡萄糖苷（pPNG，1.5 mmol/L）

溶液的配制均使用磷酸鹽緩沖液（0.1 mol/L，pH 6.9）。

先將 50 μL 果汁樣品溶液與 100 μL α-葡萄糖苷酶充分

混合，37 ℃下孵育 10 min 后，向混合液中加入 100 μL

底物溶液 pPNG，充分混勻后，繼續(xù)在 37 ℃下孵育

20 min，最后加入 1 mL Na2CO3（1 mol/L）溶液以終

止反應(yīng)。測(cè)定反應(yīng)液 405 nm 處的吸光度。樣品對(duì) α葡萄糖苷酶的抑制率通過(guò)（1）式計(jì)算，并通過(guò)計(jì)算各

樣品對(duì) α-葡萄糖苷酶抑制的 IC50值表示抑制強(qiáng)度，以

判斷降血糖活性。

sb n α - % = [1- ( - ) / ] 100% 葡萄糖苷酶抑制率/ AA A × (1)

式中：

As——樣品組吸光度；

Ab——緩沖溶液代替 α-葡萄糖苷酶的背景對(duì)照組吸光度；

An——緩沖溶液代替樣品溶液的空白對(duì)照組吸光度。

1.3.5 果汁復(fù)合的聯(lián)合指數(shù)

參照 Chou 等人[12]的方法，通過(guò)計(jì)算聯(lián)合指數(shù)

（Combination Index，CI）評(píng)價(jià)協(xié)同作用?；诘刃?/p>

作用和中值定理計(jì)算 CI 值，計(jì)算公式如下：

1 2

1 2 () () x x

D D CI

D D

= + (2)

式中：

D1、D2——兩種組分聯(lián)合作用時(shí)，抑制率為 50%的每個(gè)

組分各自的作用濃度；

(Dx)1、(Dx)2——兩種組分單獨(dú)作用時(shí)，抑制率為 50%的作

用濃度。

1.3.6 果汁對(duì)α-葡萄糖苷酶的抑制動(dòng)力學(xué)評(píng)價(jià)

抑制動(dòng)力學(xué)主要研究活性物質(zhì)對(duì)酶的抑制類型，

并通過(guò)酶的失活過(guò)程判定活性物質(zhì)的抑制程度。配制

不同濃度的果汁樣品及不同濃度的底物溶液（1~4

mmol/L），α-葡萄糖苷酶的濃度為 0.1 U/mL。測(cè)定不

同反應(yīng)時(shí)間下的樣品對(duì)α-葡萄糖苷酶的抑制率并計(jì)算

反應(yīng)速率。將結(jié)果帶入酶動(dòng)力學(xué)方程進(jìn)行擬合，分別

以底物濃度倒數(shù)（1/[S]）及反應(yīng)速度倒數(shù)（1/V）為橫

坐標(biāo)和縱坐標(biāo)繪制 Lineweaver-Burk 方程，繪制曲線

并根據(jù)交點(diǎn)判斷抑制類型，進(jìn)一步分析果汁復(fù)合的協(xié)

同增效作用，并計(jì)算抑制常數(shù)（Ki），判定各果汁樣品

對(duì)酶的抑制強(qiáng)度。

1.3.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

每組試驗(yàn)重復(fù)三次，數(shù)據(jù)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差

（mean±SD）形式表示，顯著性水平為 0.05。采用 SPSS

25 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，Origin 9.1 軟件作圖，抑制動(dòng)

力學(xué)數(shù)據(jù)分析由 GraphPad Prism 軟件進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 果汁中多酚含量比較

測(cè)定四種果汁的總酚含量，結(jié)果如表 1 所示。以

mg GAE/mL 果汁為單位，比較四種果汁總酚含量，

由此可見，四種果汁總酚含量大小依次為桑葚>百香

果>火龍果>柚子，其中桑葚果汁的總酚含量為

14.12±0.53 mg GAE/mL，顯著高于其他三種果汁。

表 1 單一果汁樣品的總酚含量

Table 1 TPC values of samples

單一果汁 總酚含量/(mg GAE/mL)

桑葚 14.12±0.53a

百香果 3.84±0.16b

柚子 2.49±0.24d

火龍果 2.90±0.09c

注：不同字母表示不同樣品之間具有顯著性差異

（p<0.05）。

2.2 果汁的抗氧化活性評(píng)價(jià)

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表 2 單一及復(fù)合果汁的抗氧化活性

Table 2 The antioxidant activities of samples

單一果汁 ORAC

/(mmol TE/mL)

ORAC

/(mmol TE/mg GAE) 復(fù)合果汁 ORAC

/(mmol TE/mg GAE)

桑葚 43.44±6.67a

3.08±0.47a 桑葚-百香果-柚子（C1） 3.19±0.19b

百香果 9.10±1.50b

2.37±0.39c 桑葚-百香果-火龍果（C2） 2.76±0.29c

柚子 6.17±0.30d

2.48±0.12c 桑葚-柚子-火龍果（C3） 2.42±0.27d

火龍果 7.58±0.64c

2.61±0.22b 桑葚-百香果-柚子-火龍果（C4） 3.87±0.51a

注：不同字母表示不同樣品之間具有顯著性差異（p<0.05）。

ORAC 法是根據(jù)自由基破壞熒光探針引起熒光強(qiáng)

度變化的原理，在抗氧化劑存在時(shí)，可以抑制由自由

基引起的熒光變化，程度可以反映其抗氧化能力。相

較傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)抗氧化活性的化學(xué)方法（如 DPPH 法及

ABTS 法）更加靈敏和準(zhǔn)確，是目前應(yīng)為最廣泛的體

外評(píng)價(jià)抗氧化活性的方法之一[13]。因此，通過(guò)測(cè)定果

汁樣品的 ORAC 值，比較樣品間的抗氧化活性。

結(jié)果如表 2 所示，當(dāng)四種單一果汁的 ORAC 值以

mmol TE/mL 果汁為單位表示時(shí)，每單位體積果汁樣

品的抗氧化活性比較為：桑葚>百香果>火龍果>柚子，

其中，以桑葚果汁最高為 43.44 mmol TE/mL，結(jié)合四

種果汁的總酚含量，可見，當(dāng)二者均以每單位體積果

汁樣品比較時(shí)，果汁的總酚含量與抗氧化活性呈現(xiàn)正

相關(guān)性，果汁中多酚含量越高，則表現(xiàn)出更強(qiáng)的抗氧

化活性。這說(shuō)明在果汁樣品的抗氧化活性中，酚類物

質(zhì)起到了關(guān)鍵作用。這與其他已報(bào)道的研究結(jié)果具有

一致性，在吳國(guó)美[14]的研究中發(fā)現(xiàn)，漿果果汁的抗氧

化能力與其花色苷含量有較高的相關(guān)性；同樣，在對(duì)

于 8 種水果果皮和果肉的酚類及抗氧化活性研究中發(fā)

現(xiàn)，酚類物質(zhì)含量與 DPPH 自由基清除能力及氧自由

基吸收能力具有相關(guān)性[15]。

考慮到復(fù)合果汁的制備是以多酚含量等比例混合

而得，因此，以 mmol TE/mg GAE 為單位，比較果汁

樣品的抗氧化活性。由表 2 可見，對(duì)于單一果汁，每

單位多酚含量的果汁樣品的抗氧化活性比較為：桑

葚>火龍果>柚子>百香果，其中，桑葚果汁樣品表現(xiàn)

出最好的抗氧化活性，ORAC數(shù)值為3.08 mmol TE/mg

GAE。與上述結(jié)論相比，不同單位下 ORAC 數(shù)值的比

較結(jié)果略有不同，這主要是由于在不同單位表示下，

ORAC數(shù)值分別表現(xiàn)為果汁體系抗氧化活性（以mmol

TE/mL 果汁為單位）及果汁內(nèi)酚類物質(zhì)單體抗氧化活

性（以 mmol TE/mg GAE 為單位），在兩種比較方式

下，桑葚果汁均表現(xiàn)出較好的抗氧化活性，由此可見，

桑葚果汁體系及其酚類物質(zhì)單體均具有較強(qiáng)的抗氧化

活性，而火龍果果汁內(nèi)可能含有較高抗氧化活性的酚

類物質(zhì)單體，該結(jié)論可為具有抗氧化活性的果汁的開

發(fā)與利用提供借鑒。復(fù)合果汁的抗氧化活性結(jié)果如表

2 所示，其中，以四種果汁復(fù)合 C4 組 ORAC 值最高

為 3.87 mmol TE/mg GAE，三種果汁復(fù)合的組別中，

以 C1 組 ORAC 值最高為 3.19 mmol TE/mg GAE，略

高于單一果汁的 ORAC 值，而 C2 和 C3 組的 ORAC

值低于桑葚果汁樣品，由此可見，果汁復(fù)合對(duì)于其抗

氧化能力無(wú)明顯的增強(qiáng)效果。

2.3 果汁的降血糖活性評(píng)價(jià)

圖 2 單一果汁（a）和復(fù)合果汁（b）樣品對(duì) α-葡萄糖苷酶活

性的抑制作用

Fig.2 Inhibitory effect of single juice (a) and compound juice (b) on

α-glucosidase activity

α-葡萄糖苷酶是人體體內(nèi)關(guān)鍵的淀粉消化酶之

一，通過(guò)水解低聚糖的 α-1,4 糖苷鍵生成葡萄糖發(fā)揮

作用。因此，活性物質(zhì)通過(guò)抑制 α-葡萄糖苷酶的活性

可以緩解葡萄糖的釋放速度，調(diào)節(jié)餐后血糖，從而提

高胰島素敏感性[16]。測(cè)定各樣品在不同濃度梯度下對(duì)

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于 α-葡萄糖苷酶的抑制率，并計(jì)算 IC50值，以比較不

同果汁樣品的降血糖活性，結(jié)果如圖 2 及表 3 所示。

由圖 2 可見，隨著果汁濃度的升高，樣品對(duì) α-葡

萄糖苷酶的抑制作用逐漸增強(qiáng)。通過(guò)比較各樣品的

IC50 值（表 3），單一果汁對(duì) α-葡萄糖苷酶 IC50 值在

0.30~0.49 mg GAE/mL 之間，其中以桑葚果汁最低

（0.30 mg GAE/mL），各果汁樣品對(duì)于 α-葡萄糖苷酶

的抑制作用比較為：桑葚>百香果>火龍果>柚子，該

結(jié)果與上述總酚含量（2.1）及抗氧化活性（2.2）一致，

說(shuō)明三者可能具有一定的相關(guān)性。桑葚果汁在抗氧化

及降血糖兩個(gè)方面均表現(xiàn)出較高的活性，這可能與其

豐富的生物活性物質(zhì)（包括多酚、花青素、黃酮類化

合物、多糖等）有關(guān)，在 Chen 等[17]的研究中表明，

桑葚提取物可以降低糖尿病小鼠空腹血糖，改善體內(nèi)

抗氧化系統(tǒng)，修復(fù)器官組織損傷，同時(shí)，增加了小鼠

腸道菌群的豐富度和多樣性。

對(duì)于復(fù)合果汁樣品，樣品對(duì) α-葡萄糖苷酶 IC50值

在 0.16~0.25 mg GAE/mL 之間，均小于單一果汁的

IC50 值，即可初步判斷果汁復(fù)合對(duì)于樣品的降血糖作

用具有一定程度的增強(qiáng)作用，降血糖作用樣品間比較

為：C4>C1>C3>C2，以 C4 組（IC50=0.16 mg GAE/mL）

效果最佳，該結(jié)果與抗氧化活性一致。

表 3 單一及復(fù)合果汁的降血糖活性比較

Table 3 The hypoglycemic activities of samples

單一果汁 IC50/(mg GAE/mL) 復(fù)合果汁 IC50/(mg GAE/mL)

桑葚 0.30 C1 0.20

百香果 0.32 C2 0.25

柚子 0.49 C3 0.21

火龍果 0.45 C4 0.16

2.4 復(fù)合果汁的協(xié)同作用評(píng)價(jià)

為進(jìn)一步判斷果汁復(fù)配是否具有協(xié)同效應(yīng)，研究

復(fù)合果汁中單一組分及復(fù)配組分的劑量與效應(yīng)關(guān)系，

根據(jù)樣品濃度和 IC50值計(jì)算 CI 指數(shù)。CI 指數(shù)是基于

質(zhì)量作用定律提出的定量評(píng)價(jià)藥物相互作用效果的

指標(biāo)[18]。當(dāng) CI<0.9 時(shí)，兩組分之間表現(xiàn)為協(xié)同作用，

當(dāng) CI=0.9~1.1，組分間為疊加作用，當(dāng) CI>1.1 時(shí)，

組分間表現(xiàn)為拮抗作用。通過(guò)上述樣品對(duì) α-葡萄糖

苷酶 IC50 值分別計(jì)算四種果汁復(fù)合時(shí)百香果、柚子

及火龍果與其他三組復(fù)合果汁的 CI 值，評(píng)定各單一

組分在復(fù)合體系中的協(xié)同作用，結(jié)果如表 4 所示。三

組聯(lián)合指數(shù)均小于 0.9，說(shuō)明這三種單一果汁成分在

桑葚-百香果-柚子-火龍果復(fù)合果汁體系中均表現(xiàn)出

與其他三個(gè)組分的協(xié)同作用，而非簡(jiǎn)單疊加。其中，

柚子與桑葚-百香果-火龍果協(xié)同比較的 CI 值最低為

0.57，表明柚子對(duì)于體系發(fā)揮協(xié)同作用具有重要作

用。該結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)果汁復(fù)合對(duì)于增強(qiáng) α-葡萄糖

苷酶抑制活性具有協(xié)同作用的結(jié)果。在李俊萱[19]對(duì)

于蘋果-漿果復(fù)合果汁的研究中得到相似結(jié)果，研究

發(fā)現(xiàn)，與單一果汁相比，復(fù)配對(duì)果汁的生物活性具有

一定的協(xié)同增效作用。

表 4 果汁樣品聯(lián)合抑制 50% α-葡萄糖苷酶活性時(shí)的聯(lián)合指數(shù)

（CI）

Table 4 The combination index (CI) values for the compound juice

at the 50% inhibition of α-glucosidase activity

組分 1 組分 2 CI

火龍果 桑葚-百香果-柚子 0.69

柚子 桑葚-百香果-火龍果 0.57

百香果 桑葚-柚子-火龍果 0.70

2.5 果汁對(duì) α-葡萄糖苷酶的抑制類型分析

為進(jìn)一步驗(yàn)證上述結(jié)果，對(duì)各果汁樣品進(jìn)行酶抑

制動(dòng)力學(xué)的研究，分析樣品對(duì) α-葡萄糖苷酶的抑制效

果及類型。四種果汁樣品的 Lineweaver-Burk 方程如

圖 3 所示，樣品的雙倒數(shù)作圖均表現(xiàn)出良好的線性關(guān)

系，其中，不同濃度桑葚果汁的擬合曲線相交于 x 軸，

表現(xiàn)為非競(jìng)爭(zhēng)型抑制類型，而其他三種果汁的擬合曲

線均相交于第二象限，符合混合型抑制類型。在非競(jìng)

爭(zhēng)型抑制中，抑制劑結(jié)合在酶的非活性位點(diǎn)，不直接

影響酶和底物的結(jié)合能力，而非競(jìng)爭(zhēng)型抑制類型為抑

制劑之間發(fā)揮協(xié)同抑制作用的基礎(chǔ)[20]。本試驗(yàn)研究的

四種樣品表現(xiàn)出非競(jìng)爭(zhēng)型抑制和混合型抑制，說(shuō)明其

復(fù)配后對(duì)于體系的協(xié)同效果具有積極作用，該結(jié)論進(jìn)

一步驗(yàn)證了上述協(xié)同抑制評(píng)價(jià)的結(jié)果。

表 5 果汁樣品與 α-葡萄糖苷酶作用的抑制動(dòng)力參數(shù)

Table 5 Kinetic parameters of α-glucosidase inhibition in the presence of juice

項(xiàng)目 桑葚果汁/(mg/mL) 百香果果汁/(mg/mL) 柚子果汁/(mg/mL) 火龍果果汁/(mg/mL)

97 161 242 205 342 513 177 294 442 179 298 448

抑制類型 非競(jìng)爭(zhēng)型抑制 混合型抑制 混合型抑制 混合型抑制

Vmax/(A405/h) 0.25 0.17 0.11 0.43 0.35 0.29 0.49 0.46 0.45 0.75 0.64 0.61

Ki/(mg/mL) 22.2 73.4 488.3 163.6

現(xiàn)代食品科技 Modern Food Science and Technology 2022, Vol.38, No.2

92

圖 3 桑葚果汁（a）、百香果果汁（b）、柚子果汁（c）和火

龍果果汁（d）抑制 α-葡萄糖苷酶的 Lineweaver-Burk 動(dòng)力學(xué)

方程

Fig.3 Lineweaver-Burk plots of the reaction of α-glucosidase in the

presence of mulberry fruit juice (a), passion fruit juice (b), pomelo

juice (c) and pitaya juice (d)

由表 5 可見，依據(jù) Lineweaver-Burk 動(dòng)力學(xué)方程

計(jì)算可得，四種果汁樣品在不同濃度下的最大反應(yīng)速

度值均隨濃度的升高而降低。抑制常數(shù)（Ki）為 50%

的酶與抑制劑結(jié)合時(shí)對(duì)應(yīng)的抑制劑的濃度，反映的是

抑制劑的抑制強(qiáng)度，Ki值越小說(shuō)明抑制能力越強(qiáng)[21]。

通過(guò)計(jì)算，四種果汁的 Ki 值以桑葚最低為 22.2

mg/mL，說(shuō)明桑葚果汁具有較強(qiáng)的 α-葡萄糖苷酶抑制

活性，抑制作用排序?yàn)樯］?gt;百香果>火龍果>柚子，

該結(jié)果與上述結(jié)論一致。通過(guò)抑制動(dòng)力學(xué)的試驗(yàn)，在

結(jié)合位點(diǎn)的角度進(jìn)一步證實(shí)了果汁復(fù)配對(duì)于α-葡萄糖

苷酶的抑制效果的協(xié)同增效作用。

3 結(jié)論

本文制備了桑葚、百香果、柚子、火龍果果汁，

研究果汁復(fù)配的協(xié)同抗氧化及降血糖作用，結(jié)果顯示：

（1）果汁復(fù)配對(duì)于果汁 α-葡萄糖苷酶抑制作用

的增強(qiáng)具有明顯效果，其中以四種果汁復(fù)配組具有最

強(qiáng)的抑制作用，IC50值為 0.16 mg GAE/mL。

（2）通過(guò)計(jì)算復(fù)配體系中的聯(lián)合指數(shù)，CI 指數(shù)

在 0.57~0.70 之間，均小于 0.9，表現(xiàn)出協(xié)同增效作用。

其中，以柚子與桑葚-百香果-火龍果協(xié)同的數(shù)值最低

（0.57），表明柚子對(duì)復(fù)配體系 α-葡萄糖苷酶抑制作用

的增強(qiáng)發(fā)揮重要作用。

（3）通過(guò)抑制動(dòng)力學(xué)進(jìn)一步探究作用機(jī)制，結(jié)果

表明，四種組分在體系中均沒有表現(xiàn)出競(jìng)爭(zhēng)型抑制，

證實(shí)了果汁復(fù)配的協(xié)同作用；而抑制常數(shù)計(jì)算結(jié)果顯

示，相較于其他三種組分，桑葚果汁 Ki值最低為 22.2

mg/mL，表現(xiàn)出較強(qiáng)的 α-葡萄糖苷酶抑制活性。

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