蚕豆微核技术研究洋葱的抗突变作用

2013-09-05秦永燕王旭东刘瑞祥姚沁涛

食品研究与开发 2013年1期

秦永燕，王旭东，刘瑞祥，姚沁涛

（1.长治学院生物科学与技术系，山西长治 046011；2.长治一中生物组，山西长治 046011）

洋葱（Allium cepaL.），又名玉葱、圆葱、葱头等，属百合科葱蒜属，为2年生草本植物。洋葱营养丰富，主要包括黄酮类物质、挥发油、硫化物和前列腺素等化学成分，被誉为“蔬菜皇后”。传统中医学认为，洋葱性温味辛辣，具有温肺化痰、消食、宽中理气、解毒杀虫、疗疮消肿、降血压、降血脂作用，还对糖尿病、冠心病、脑血栓、萎缩性胃炎、动脉粥样硬化等病症有一定的辅助治疗作用。这些生理功能的体现主要是由于洋葱中含有黄酮类物质。现代科学研究表明，黄酮类物质除具有抗动脉硬化，降低胆固醇等多种生理活性外，还是一类性能优良的天然抗氧化剂。

目前，对洋葱的研究主要是对其化学成分的提取方法优化及成分分析[1-7]，以及黄酮类化合物的药理研究[5，8-9]，对其水提液遗传毒性的研究甚少。因此本文通过蚕豆次生根根尖细胞微核方法来探讨洋葱提取液对环磷酰胺诱导蚕豆根尖微核率的影响，揭示其抗突变作用，从而为洋葱营养价值的深层次开发利用提供相应的科学参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

蚕豆（Vicia faba）：来自山西省大同市；洋葱（Allium cepaL.）：购自长治市农贸市场。无水乙醇，甲醛，丙酸，碱性品红，环磷酰胺，偏重亚硫酸钠等试剂均为分析纯。

1.2 实验方法

1.2.1 洋葱提取液的制备

称取新鲜洋葱100 g并将其切成细丝放入组织捣碎匀浆机中，加入约200 mL蒸馏水制作成匀浆，100℃煮沸提取1 h，双层纱布过滤；重复提取3次，合并滤液，浓缩定容至100 mL，并将该提取母液放于4℃的冰箱保存备用。该提取液相当于每毫升提取液中含有1 g新鲜洋葱。

1.2.2 蚕豆根尖细胞微核率的测定

选择饱满、大小均匀的蚕豆种子置于蒸馏水25℃恒温下中浸泡48 h，每12 h换水1次。待主根长至2 cm～3cm时，剪去其主根根尖生长点和顶芽，以促使侧根生长，7 d（包括浸种时间在内）左右可以长出1～2 cm侧根，一般每个主根上可生侧根6～10个不等。待侧根长至2 cm左右时，将其放入青霉素小瓶中。实验组1分别加入 0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 g/mL 6 种浓度的洋葱提取液；实验组2在实验组1的基础上分别加入等体积的10 mg/mL环磷酰胺；阴性对照组为蒸馏水，阳性对照组为5 mg/mL环磷酰胺，待测液能浸没侧根即可。25℃恒温下处理6 h左右。染毒后，用蒸馏水洗涤3次，经回复培养、固定、染色、制片、镜检，统计细胞微核数目（micronucleus，MCN）。微核识别标准参考李亚轩[10]等。用Microsoft Excel 2003工作表对所得的数据进行处理，按下面的公式计算其微核千分率（MCN‰）、微核指数以及抑制率，并进行t检验。

结果判定：测试样本所致的微核率与阴性对照比较，如果有显著差异且微核指数≥1.5判定样本具有致突变性[11]。

2 结果与分析

2.1 洋葱提取液对蚕豆次生根根尖微核率的影响

在试验中，分别使用浓度为 0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 g/mL的洋葱提取液处理蚕豆次生根，同时设阴性对照（蒸馏水）和阳性对照（5 mg/mL的环磷酰胺），观察统计微核数目。试验结果见表1。

从表1可以看出，当洋葱提取液的浓度为0.1g/mL～1.0g/mL时，蚕豆次生根的微核率基本维持在4‰左右，变异系数均小于0.1，说明该组实验的重复性较好；微核指数均低于1.5（阳性对照组的微核指数为3.79），方差分析（t检验）显示各试验与阴性对照组的微核率均存在显著性差异。结果表明洋葱提取液中不含或含有很少能够引起微核率增大的成分，即不具有致突性。

表1 洋葱提取液对蚕豆根尖微核率的影响Table 1 Effect of MCN‰of Vicia faba root cells dealed with the water abstracted of Allium cepa L.

2.2 洋葱提取液对环磷酰胺诱导的蚕豆次生根根尖微核率的影响

分别用浓度为 0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 g/mL 的洋葱提取液与5 mg/mL环磷酰胺等体积混合处理蚕豆次生根，观察其微核率的变化，结果见表2。

表2 洋葱提取液对环磷酰胺诱导的蚕豆根尖微核率的影响Table 2 Effect of MCN‰of Vicia faba root cells by cyclophoshomide and the water abstracted of Allium cepa L.

从表2可以看出，当环磷酰胺浓度为5 mg/mL时，洋葱提取液浓度由0.1 g/mL增大至1.0 g/mL，环磷酰胺诱导的蚕豆根尖微核率由9.32‰降低至3.86‰；微核指数由3.05降至1.26，其微核抑制率由19.59%增至66.70%；变异系数均小于0.10，同时对该组数据与阳性对照组进行t检验，均存在显著性差异。结果表明洋葱提取液中含有抑制环磷酰胺诱导蚕豆根尖微核率增加的成分。洋葱提取液对环磷酰胺诱蚕豆次生根根尖微核率的抑制作用与其提取液浓度之间存在计量—反应关系，其相关方程式为y=8.795 7 x+15.577，式中：x代表洋葱提取液的浓度，（g/mL）；y代表微核抑制率；相关系数r=0.974 5。表明洋葱提取液对环磷酰胺诱导的蚕豆根尖微核率有显著的抑制作用。

3 结论与讨论

研究结果表明，在本实验浓度范围内洋葱提取液具有一定的抗突变作用，其提取液对环磷酰胺诱导的蚕豆根尖微核率有明显的抑制作用，且抑制作用与提取液浓度之间存在一定的相关性，r=0.974 5。洋葱和大蒜属于同科同属植物，二者具有相似的功能和作用。徐振平[12]等利用蚕豆根尖微核技术，对不同浓度NAT诱发蚕豆根尖微核进行试验研究大蒜的抗突变作用，结果表明大剂量NAT具有致突变作用，大蒜蒜汁具有良好的抗NAT诱变能力，这与本文的研究结果基本一致，洋葱提取液对微核的形成具有抑制作用，即提取液具有抗突变功效。因此，洋葱可作为抗突变的保健食品进行深度的研发利用。

洋葱是世界各国人民喜爱的食物，其化学成分较为复杂，主要含硫化物、类黄酮、苯丙素酚类化合物、含氮化合物和前列腺素等。近年来随着对洋葱中黄酮类、挥发油、硫化物、甾体皂苷类等多种保健成分的深入研究，其所具有的抑菌、降血糖，降血脂、降血压、抗氧化、抗肿瘤等多种生理功效已受到国内外研究人员的广泛关注[13]。研究发现，洋葱所含黄酮类化合物能抑制超氧阴离子的产生，特别是洋葱槲皮素中的2，3位双键和4位羰基以及3，5位羟基对洋葱的抗氧化作用有十分重要的贡献[13]。2008年，尉艳霞等[8-9]利用洋葱中的类黄酮物质研究其对人肝癌细胞细胞株HepG2的作用以及对人结肠癌HCT116细胞增殖和凋亡影响等实验，结果表明洋葱的类黄酮物质对体外培养的HepG2肝癌细胞和人结肠癌HCT116细胞有明显的增值抑制和凋亡诱导的作用。因此，洋葱提取液的抗突变作用可能与其提取液的类黄酮等生物活性物质有关。根据相关文献记载[14]，类黄酮化合物是一种广泛存在于植物界的次生代谢产物，一般有两个吸收峰：紫外区波长250 nm左右，可见光区波长350 nm左右。因此，本试验对洋葱提取液进行紫外扫描时发现，不同浓度提取液在245 nm左右均存在最大吸收峰，而且随着洋葱提取液浓度的降低，黄酮类化合物的含量也逐渐减少。因此，洋葱提取液抑制微核的形成与类黄酮化合物有着较为密切的关系。

此外，洋葱中含有微量元素硒，而硒是一种重要的抗氧化剂，它可以增强机体对氧自由基的清除活力。这也可能是洋葱提取液抗突变作用的一方面原因，有待进一步研究。

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