《食品科学》：集美大学翁武银教授等：球参酶解物馏分对秀丽隐杆线虫抗衰老和抗氧化的作用

生物体的抗氧化防御体系由过氧化氢酶（CAT）等抗氧化酶和还原型谷胱甘肽（GSH）等非酶小分子物质构成，可以维持体内氧化还原平衡。当生物体内活性氧（ROS）过量时，细胞会发生氧化应激导致机体容易衰老。有研究报道，补充外源性抗氧化剂也可以清除过量的ROS，从而减少疾病发生和延缓衰老。

海参是一种高蛋白、低脂肪的海洋生物，具有抗氧化、抗高血压、抗肿瘤等生物活性功能，一直以来被亚洲消费者作为传统滋补品。有球参（

Phyllophorus proteus

）不仅具有海参的营养价值，且因价格低廉受消费者青睐。

因此，本研究测定PPHF的色泽、分子质量分布和氨基酸组成。集美大学海洋食品与生物工程学院的陈可欣、石林凡、翁武银*等以线虫为模型，考察 球参酶解物馏分（PPH F）对线虫在正常和应激条件下的寿命和运动行为等生理指标的影响，以及线虫体内的ROS含量和抗氧化酶活力等的变化情况，旨在利用低值球参制备具有抗衰老、抗氧化活性的球参酶解物，为低值球参的高值化利用提供技术支撑。

1 PPHF的理化性质

1.1色泽

色泽会影响消费者对食品品质的判断，颜色太深会限制产品的应用范围。PPHF的

L

* 值、

a

* 值和

b

* 值分别为81.28、2.16和15.88（图1A），显示制备的PPHF为米黄色（图1B）。这与大米蛋白粉的色泽接近（

L

* ＝83.68，

a

* ＝2.23，

b

* ＝19.62）。

L

* 值高于北极参酶解物（

L

* ＝50.59～56.68），而

b

* 值低于北极参酶解物（

b

* ＝17.32～18.14）。这表明本研究制备的PPHF具有良好的色泽，能够用于生产球参肽口服液、球参肽饮料、球参肽果冻等，不会因为色泽的原因导致应用范围受到限制。

1.2分子质量分布

如图2所示，PPHF主要存在1 830 Da和525 Da两个波峰（图2A），分子质量分布在180～1 000 Da的馏分占比为63.76%（图2B），表明PPHF中含有大量2～6 个氨基酸残基组成的寡肽。有研究报道，含有2～6 个氨基酸残基的寡肽比游离氨基酸更容易被机体吸收。而且，分子质量小于3 000 Da的寡肽容易与自由基发生作用终止链式反应，从而表现出良好的抗氧化活性。因此，本研究制备的PPHF可能容易被人体吸收并发挥良好的抗氧化功能。

1.3 氨基酸组成

如表1所示，PPHF中谷氨酸含量最高（19.50%），其次是甘氨酸（15.34%）和丙氨酸（9.80%）。氨基酸影响着所有生物的生长发育，并且谷氨酸、甘氨酸和精氨酸等非必需氨基酸在调节抗氧化方面发挥重要作用。因此，PPHF可能具有良好的抗氧化活性。此外，PPHF中还含有大量的羟脯氨酸，这是因为球参体壁主要是由胶原蛋白组成。

2 PPHF对线虫抗衰老的影响

2.1 PPHF对线虫寿命的影响

如图3A 1 所示，摄取PPHF后，在正常条件下线虫的生存率曲线明显右移。与空白组相比，GSH组、0.5 mg/mL PPHF组、2.0 mg/mL PPHF组和8.0 mg/mL PPHF组的线虫平均寿命分别延长了27.88%、22.43%、54.60%和78.89%（图3A 2 ）。而且，线虫的平均寿命与PPHF的质量浓度呈明显的剂量依赖性。通常，寿命能够最直观地评价线虫的衰老情况。图3A结果表明PPHF可以提高线虫的抗衰老能力。有研究报道，虾壳肽可以延长线虫的寿命主要是抗应激能力得到增强的缘故。

为探究PPHF对线虫抗应激能力的影响，分别考察了线虫暴露在35 ℃和H2O2条件下的寿命（图3B、C）。与空白组相比，在热应激条件下GSH对照组和PPHF组线虫的生存曲线均发生了右移（图3B1）。然而，0.5 mg/mL PPHF组和空白组间的线虫平均寿命没有显著差异（

P

＞0.05），而2.0 mg/mL PPHF组和GSH对照组的线虫平均寿命比空白组分别延长了29.40%和11.62%（图3B 2 ）。在热应激条件下，机体内会产生大量的ROS。图3B结果表明PPHF可以提高线虫对热应激的抵抗力，表现出明显的保护作用。研究报道，

O

-乙酰化葡甘聚糖可以通过清除外界环境刺激产生的ROS，提高线虫的抗热应激能力。

由图3C1可知，在氧化应激条件下培养1 h各组线虫的存活率均为100%，GSH对照组和实验组的线虫生存曲线相对空白组均发生右移。喂食0.5 mg/mL PPHF的线虫平均寿命为2.37 h，与空白组无显著差异（

P

＞0.05）（图3C 2 ）。线虫在氧化应激条件下的生存率伴随PPHF质量浓度的增加而提高，说明PPHF对H 2 O 2 诱导的氧化应激具有保护作用，从而能够提高线虫的抗氧化应激能力。

2.2 PPHF对线虫体长和吞咽频率的影响

线虫的生长发育情况及衰老程度与体长和吞咽频率有关，因此本实验考察了PPHF对线虫身体长度和吞咽频率的影响。由图4A可知，GSH组和0.5 mg/mL PPHF组的线虫身体长度比空白组分别提高了18.92%和14.66%。而且，线虫的身体长度随着PPHF质量浓度的提高而增加。如图4B所示，喂食0.5 mg/mL PPHF的线虫吞咽频率为119 次/min，与空白组无显著差异（

P

＞0.05）。然而，喂食2.0 mg/mL PPHF和GSH的线虫吞咽频率显著高于空白组（

P

＜0.05）。图4结果表明PPHF不仅可以促进线虫生长，而且可以改善线虫咽部肌肉。

2.3 PPHF对线虫运动行为的影响

如图5A所示，各组线虫在培养第2天的运动能力无显著差异（

P

＞0.05）。在培养第6天时，空白组保持I类运动能力的线虫只有63.33%，显著少于GSH对照组和0.5 mg/mL PPHF组（

P

＜0.05）；各组均开始出现II类运动能力的线虫，其中空白组已经出现III类运动能力的线虫。在培养第10天时，保持III类运动能力的线虫在空白组中已经达到40.00%，而0.5 mg/mL PPHF组和GSH组只有20.00%和15.00%。综上，线虫的运动能力随着培养时间的延长而逐渐降低，但是PPHF在一定程度上可以延缓运动能力的衰退。

如图5B所示，空白组线虫的身体弯曲频率在培养第2天时为39 次/min，而喂食0.5 mg/mL和8.0 mg/mL PPHF组的线虫身体弯曲频率比空白组分别提高了7.75%和43.71%。随着培养时间的延长，各组线虫的身体弯曲频率均呈现下降趋势，但在相同培养时间的PPHF组线虫身体弯曲频率都明显高于空白组，再次表明PPHF能延缓线虫衰老引起运动行为的衰退。

有研究报道，石首鱼蛋白水解物含有精氨酸等促进机体生长发育的氨基酸，它们可能会改善线虫的生理功能。贻贝肽能够提高线虫的运动能力和抗逆性也可能是因为含有大量的精氨酸。在本研究中，PPHF不仅富含具有抗氧化功能的谷氨酸和甘氨酸，还含有大量的促进机体生长发育的精氨酸，因此有助于延缓线虫各项生理功能的衰退。

3 PPHF的抗氧化活性

3.1 PPHF对线虫体内ROS含量的影响

如图6A所示，在空白组的线虫中可以看到强烈的绿色荧光，而GSH组和PPHF组的线虫体内绿色荧光明显变弱，且线虫体内的荧光强度随着PPHF质量浓度增加逐渐减弱。经过Image J软件处理，发现喂食0.5 mg/mL PPHF和0.5 mg/mL GSH的线虫体内ROS含量分别比空白组降低10.81%和13.68%（图6B），表明PPHF清除线虫体内ROS的能力接近GSH。这可能与PPHF具有良好的抗氧化能力有关。有研究报道，喂食刺参蛋白水解物可以增强线虫体内的抗氧化酶活力，进而提高ROS的清除能力 。

3.2 PPHF对线虫体内抗氧化活性的影响

由图7A可知，相同剂量的GSH组和PPHF组线虫SOD活力比空白组分别提高了12.04%和8.75%。伴随着PPHF质量浓度的提高，线虫体内SOD活力逐渐增强，且呈剂量-效应关系。类似的趋势也出现在PPHF对线虫CAT活力的影响（图7B），进一步表明PPHF可以提高线虫体内抗氧化酶活力。CAT和SOD是线虫体内主要的抗氧化酶，提高抗氧化酶活力有利于增强线虫体内氧化防御系统。另一方面，喂食0.5 mg/mL GSH的线虫体内GSH含量明显高于0.5 mg/mL PPHF组（图7C）。这可能是因为GSH可以作为谷胱甘肽过氧化物酶的底物，有利于提高线虫体内非酶类抗氧化活性物质含量。T-AOC可以反映线虫机体抗氧化系统功能状态的综合能力。由图7D可知，随着PPHF质量浓度的增加，线虫体内的T-AOC逐渐增强，再次表明喂食PPHF可以提高线虫体内的抗氧化能力。据报道，线虫体内的抗氧化酶与线虫寿命密切相关，且线虫的寿命与其体内抗氧化能力具有一定关联。本研究的结果表明，喂食PPHF能够明显提高线虫体内的抗氧化酶能力、GSH含量，提高线虫的总抗氧化能力，进而影响线虫的寿命及其相关生理变化，并延缓线虫的氧化损伤和衰老。

结 论

本研究通过酶解法获得了米黄色的PPHF，其中180～1 000 Da的寡肽占比高，富含谷氨酸和甘氨酸。PPHF不仅可以提高线虫在正常和急性应激条件下的寿命，而且可以改善生长发育、吞咽频率和运动能力等生理功能，起到抗衰老的作用。而且，PPHF可以提高线虫体内的抗氧化酶活性、GSH含量和T-AOC，降低ROS含量，起到抗氧化的作用。本研究结果表明，利用球参可以制备出具有抗衰老和抗氧化功能的活性酶解物，可为低值球参高值化利用提供研究方向。

作者简介

通信作者：

翁武银，集美大学海洋食品与生物工程学院，教授，2008年在日本东京海洋大学获博士学位，现为集美大学海洋食品与生物工程学院教授、博士生导师，Fisheries Science杂志编委，长期从事海洋食品加工及其副产物综合利用研究。主持十四五重点研发计划项目子课题1项、国家自然科学基金面上项目3项、福建省自然科学基金重点项目1项、福建省自然科学基金杰青项目1项福等科研项目，以通讯作者发表学术研究论文100多篇，获发明专利授权30余件，转让发明专利12件；获厦门市双百计划-领军型创业人才、福建省优秀教师和福建省科学技术进步奖三等奖等多项荣誉。

第一作者：

陈可欣，集美大学在读硕士研究生，主要从事水产品加工及贮藏工程的研究，以第一人称发表学术研究论文2 篇，申请发明专利2 件。

本文《球参酶解物馏分对秀丽隐杆线虫抗衰老和抗氧化的作用》来源于《食品科学》2024年45卷11期144-151页。作者：陈可欣，石林凡，任中阳，翁武银。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20230620-158。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑：陈丽先；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

为深入探讨未来食品在大食物观框架下的创新发展机遇与挑战，促进产学研用各界的交流合作，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心及中国食品杂志社《食品科学》杂志、《Food Science and Human Wellness》杂志、《Journal of Future Foods》杂志主办，西华大学食品与生物工程学院、四川旅游学院烹饪与食品科学工程学院、西南民族大学药学与食品学院、四川轻化工大学生物工程学院、成都大学食品与生物工程学院、成都医学院检验医学院、四川省农业科学院农产品加工研究所、中国农业科学院都市农业研究所、四川大学农产品加工研究院、西昌学院农业科学学院、宿州学院生物与食品工程学院、大连民族大学生命科学学院、北京联合大学保健食品功能检测中心共同主办的“第二届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会”即将于2025年5月24-25日在中国 四川 成都召开。

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