《食品科学》：辽宁大学薛友林教授等：不同富硒方式对甘薯叶蛋白抗氧化活性的影响

甘薯在我国是一种重要的农作物，具有丰富的营养成分。甘薯叶中蛋白质含量高、必需氨基酸种类丰富、氨基酸比例较好。甘薯叶的抗氧化性往往与其中酚类、花青素等多种成分的含量正相关，其对于癌症、哮喘、糖尿病、心血管疾病等的预防具有重要的作用。研究表明，施硒具有影响植物生长的效果。

辽宁大学轻型产业学院的高琦、段文瀚、薛友林*等采用叶面喷淋与土壤灌注两种方法对甘薯进行富硒，并设定富硒质量浓度梯度，待植株成熟采摘其叶片，提取其叶蛋白，测定甘薯叶总硒含量、蛋白硒含量及叶蛋白的多项抗氧化活性指标，以期解释不同富硒方式对甘薯叶蛋白产生的影响。

1 不同富硒方式对甘薯叶总硒含量及叶蛋白硒含量的影响

叶面富硒与土壤富硒之后，甘薯叶的总硒含量都有所提高（图1A），其中叶面富硒情况下甘薯叶的总硒含量在多数情况下高于土壤富硒。相较于土壤富硒，叶面富硒的叶总硒含量受富硒质量浓度变化影响更为明显，变化幅度更大。在富硒质量浓度达到1.6 mg/mL时，叶面富硒后的总硒含量最大，为4.37 mg/g，而1.2 mg/mL条件下，土壤富硒的总硒含量达到最大，为1.66 mg/g。由此可见，甘薯叶在富硒质量浓度增加到极限值后便不会继续提高，其极限富硒质量浓度为1.2～1.6 mg/mL，叶面富硒甘薯叶极限硒含量为4.37 mg/g，土壤富硒样品极限硒含量仅为1.66 mg/g。相比之下，花生叶的极限富硒质量浓度也在1.6 mg/mL左右；葡萄则无极限富硒质量浓度，在2.0 mg/mL范围内硒含量不断提升。研究表明甘薯施硒过量会导致甘薯中硒含量反而降低，本实验与该研究结果基本相符。而叶面富硒相较于土壤富硒，受过量施硒的影响更小。

如图1B所示，在蛋白硒含量方面，叶面富硒后甘薯叶的蛋白硒含量总体缓慢上升，而土壤富硒后蛋白硒含量则受富硒质量浓度影响很小。在富硒质量浓度为2.0 mg/mL时，蛋白硒含量最高，为22.00 mg/g。而对于土壤富硒，在富硒质量浓度为0.4 mg/mL时，蛋白硒含量最高，为2.71 mg/g。在富硒质量浓度为1.6 mg/mL时，两种富硒处理组蛋白硒含量分别达到20.10 mg/g与1.68 mg/g。综上，叶面富硒对甘薯叶蛋白硒含量有显著提升，即叶面富硒更有利于硒与蛋白质的结合。

2 不同富硒方式对甘薯叶蛋白总酚、总黄酮含量的影响

如表1所示，对不同富硒质量浓度甘薯叶蛋白的总酚、总黄酮含量进行测定，用于后续分析富硒过程中总酚与总黄酮含量是否会对叶蛋白抗氧化活性产生影响。

3 不同富硒方式对甘薯叶蛋白抗氧化活性的影响

3.1

DPPH自由基清除能力

DPPH自由基因具有良好的接受电子与氢自由基形成稳定化合物的能力，其清除能力能够较好地反映物质的抗氧化活性。由图2可知，VC对DPPH自由基具有很强的清除能力，而相比之下无机硒（亚硒酸钠）的清除能力则较低。随着蛋白溶液质量浓度的增大，未施硒对照组的DPPH自由基清除率逐渐增大，在溶液质量浓度为0.2 mg/mL时，其DPPH自由基清除率达到（48.67±4.36）%。

在两种方式富硒后，甘薯叶蛋白对DPPH自由基的清除率都相较无硒对照组更高，在溶液质量浓度为0.2 mg/mL时，土壤富硒后高硒质量浓度溶液的DPPH自由基清除率达到（92.87±1.03）%，叶面高硒质量浓度溶液的DPPH自由基清除率也达到（91.22±0.64）%。因此，富硒能够提高甘薯叶蛋白的DPPH自由基清除率。从富硒质量浓度角度看，叶面富硒与土壤富硒在高富硒质量浓度时的DPPH自由基清除能力均强于低富硒质量浓度时的清除能力。

3.2

羟自由基清除能力

如图3所示，随着蛋白溶液质量浓度的增大，几组样品羟自由基清除能力均不同程度增强。VC的羟自由基清除能力最强，在蛋白溶液质量浓度为0.2 mg/mL时，达到（98.71±0.43）%，无机硒（亚硒酸钠）的羟自由基清除能力也很强，在蛋白溶液质量浓度为0.2 mg/mL时达到（87.93±0.01）%。而甘薯叶蛋白也具有一定的羟自由基清除能力，在0.2 mg/mL质量浓度条件下，未富硒甘薯叶蛋白的羟自由基清除率为（12.25±0.57）%。在施硒处理后，甘薯叶蛋白的羟自由基清除率小幅度增加。且在高硒情况下，羟自由基的清除率高于低硒时的清除率。在0.2 mg/mL质量浓度条件下，叶面高硒质量浓度溶液羟自由基清除率为（14.07±0.20）%，土壤高硒质量浓度溶液的羟自由基清除率为（17.49±0.85）%。综上，无机硒对甘薯叶蛋白的羟自由基清除能力有一定影响，通过富硒可以使甘薯叶蛋白羟自由基清除能力提升。

3.3

超氧阴离子自由基清除能力

如图4所示，VC的超氧阴离子自由基清除能力在各种样品中最强，在0.2 mg/mL质量浓度条件下，其清除率为（89.92±0.48）%，而无机硒（亚硒酸钠）对于超氧阴离子自由基的清除能力很弱，在0.2 mg/mL时仅为（6.54±0.40）%，富硒后的甘薯叶蛋白的超氧阴离子自由基清除能力相比未施硒的叶蛋白都有所提升，在溶液质量浓度0.20 mg/mL条件下，相比未富硒甘薯叶蛋白，高硒甘薯叶蛋白的超氧阴离子自由基清除率提升了19.17%。这说明在硒与蛋白结合后，能够提高甘薯叶蛋白的抗氧化活性，超氧阴离子自由基清除能力是通过与蛋白结合而提升。

由图4可知，高硒叶蛋白的超氧阴离子自由基清除能力均高于低硒叶蛋白。叶面高硒质量浓度样品在0.2 mg/ mL 时超氧阴离子自由基清除率为（83.48±0.69）%，而土壤高硒质量浓度样品在0.2 mg/ mL 时超氧阴离子自由基清除率为（88.29±2.41）%，均高于无机硒组。

4 SDS-PAGE分析结果

由图5可以看出，3 个质量浓度蛋白所得条带之间无明显差异。电泳条带在28～40 kDa范围内比较集中。可以看出富硒后甘薯叶蛋白出现了8 条较明显的条带，说明甘薯叶蛋白中蛋白质种类丰富。研究表明，甘薯叶蛋白在53 kDa存在条带，且为主要条带，此条带对应1,5-二磷酸羧化酶，是植物光合作用中固定二氧化碳的酶，本实验中53 kDa处的蛋白与上述研究结果相符。

5 相关性分析

通过对硒含量的测定，已得出叶面富硒后甘薯叶蛋白中硒含量更高的结论，因此选取叶面富硒的甘薯叶蛋白在质量浓度为0.15 mg/mL时的抗氧化活性与甘薯叶蛋白中主要成分含量进行相关性分析。由表2可知，叶蛋白中各组分含量与抗氧化活性间有不同程度的相关性。DPPH自由基清除率与各组分含量均无显著相关性；羟自由基清除率与叶硒含量极显著相关，并与叶蛋白中总多酚含量显著相关；超氧阴离子自由基清除率与叶蛋白硒含量、总黄酮含量极显著相关，与蛋白质含量显著相关。总之，对甘薯叶蛋白抗氧化活性影响更强的因素为硒含量，而总多酚、总黄酮含量也对甘薯叶蛋白抗氧化活性有一定影响。有研究表明，土壤中的亚硒酸根部分会被植物根部转化为有机硒化合物而留在根部，部分会通过被动运输运至其他组织中，在叶片中，亚硒酸根会参与硒代半胱氨酸（SeCys）与硒代蛋氨酸（SeMet）等有机硒化物的合成。此外，硒也能够促进植物多酚类与花青素的积累，具体机理尚待进一步研究。综上，富硒会影响植物中蛋白合成等多个代谢过程，从而对代谢产物含量产生影响，进而影响叶蛋白的抗氧化活性。从相关性分析也可得出，甘薯叶蛋白的抗氧化活性的变化是富硒对多种物质含量影响共同导致的。

结论

相对于土壤富硒，叶面富硒是更为有效的富硒方式。叶面富硒后，甘薯叶蛋白的总硒含量与蛋白硒含量都高于土壤富硒，即叶面富硒后，既能提升甘薯叶中硒含量，也能让硒更好地与甘薯叶蛋白结合。而在抗氧化活性方面，叶面与土壤富硒后的甘薯叶蛋白DPPH自由基清除能力、羟自由基清除能力、超氧阴离子自由基清除能力均高于未富硒样品，高富硒质量浓度样品在超氧阴离子自由基与羟自由基清除方面也强于低富硒质量浓度样品。因此，富硒可以更好地提升甘薯叶蛋白的抗氧化活性。从SDS-PAGE结果分析，不同富硒质量浓度对甘薯蛋白种类无显著影响。在实际生产甘薯时，高富硒质量浓度能让甘薯叶蛋白具有更好的抗氧化活性，叶面施硒可显著提升甘薯叶硒含量，叶面富硒效果更佳，是值得推广的富硒方式。

本文《不同富硒方式对甘薯叶蛋白抗氧化活性的影响》来源于《食品科学》2024年45卷第09期29-35，作者：高琦，段文瀚，彭雪，王宁，卢雅婷，张倩，薛友林*。DOI : 10.7506/spkx1002-6630-20230421-206。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑：林安琪；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网