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      苦蕎發(fā)芽過程中不同部位的黃酮合成動態(tài)研究

      2013-08-07 09:14:46王靜波趙江林彭鐮心向達兵
      食品工業(yè)科技 2013年10期
      關(guān)鍵詞:胚軸胚根子葉

      王靜波,趙 鋼,趙江林,彭鐮心,鄒 亮,向達兵

      (1.成都大學(xué)生物產(chǎn)業(yè)學(xué)院,四川成都610106;2.西華大學(xué)生物工程學(xué)院,四川成都610039)

      蕎麥又名烏麥、三角麥、花麥,是蓼科雙子葉植物,主要栽培種有甜蕎麥(Fagopyrum esculentum,也叫普通蕎麥)和苦蕎麥(Fagopyrum tataricum,也叫韃靼蕎麥)[1]。苦蕎麥營養(yǎng)豐富,特別是含有其他糧食作物所沒有的黃酮類化合物(如蘆丁、槲皮素、山奈酚等),其營養(yǎng)價值和藥用價值遠高于甜蕎[2-3]。但是由于其籽粒中含有高活性的胰蛋白酶抑制劑和蘆丁降解酶等抗?fàn)I養(yǎng)因子以及大量的抗性淀粉和過敏原等,從而降低了苦蕎麥的營養(yǎng)價值[4-5]。已有研究表明,苦蕎經(jīng)過萌發(fā)后,營養(yǎng)價值大幅提高,胰蛋白酶抑制劑的活性降低,脂肪酸營養(yǎng)價值提高,蘆丁降解酶活性在胚為子葉完全吸收后活性消失,氨基酸更為均衡,特別是黃酮類物質(zhì)的含量有明顯的提高[6-7]?,F(xiàn)代研究證實,黃酮類物質(zhì)具有很高的食用價值和藥用價值,具有抗氧化及抗自由基、抗癌、防癌、調(diào)節(jié)心血管系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)以及護肝、抑菌、抗病毒等多種生理功能[8-9]。苦蕎喜歡涼爽而濕潤的氣候,成熟健全的苦蕎種子,在適宜的溫度、足夠的水分和充足的氧氣的條件下,即可萌發(fā)。本文研究了苦蕎在發(fā)芽過程中胚根、胚軸、子葉三個部位總黃酮含量的合成動態(tài)并對其進行分析比較,證實了苦蕎芽子葉中總黃酮含量顯著提高,為苦蕎芽深加工中原料的選擇利用提供理論依據(jù),同時為黃酮類物質(zhì)含量高的營養(yǎng)保健產(chǎn)品的研究開發(fā)提供參考依據(jù)。

      1 材料與方法

      1.1 材料與儀器

      苦蕎 西蕎二號,成都大學(xué)實驗田;蘆丁、槲皮素 生化試劑,中國藥品生物制品檢定所;乙腈 HPLC級;磷酸 天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司;甲醇分析純。

      AP-01P型真空泵 天津奧特賽恩斯儀器有限公司;DHG-9246A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海精宏實驗設(shè)備有限公司;ESJ120-4型電子分析天平 沈陽龍騰電子有限公司;KH5200DE型數(shù)控超聲波清洗器 昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司;島津LC-20A型高效液相色譜儀,島津SPD-20A型檢測器,AT-330型柱溫箱,N2000型色譜工作站 浙江大學(xué)智達信息工程有限公司;Diamonsil-C18色譜柱 規(guī)格4.6mm×250mm,5μm。

      1.2 實驗方法

      1.2.1 苦蕎的發(fā)芽 選擇當(dāng)年優(yōu)質(zhì)的苦蕎種子,用0.1%的高錳酸鉀溶液消毒2min,蒸餾水洗凈,分別均勻置于鋪有三層濾紙的發(fā)芽盒中,每天補充水分,在25℃,光照強度為100μmol·m-2·s-1的條件下萌發(fā)[10-11]。第3d起,每天同一時間取樣,將胚根、胚軸、子葉分類,洗凈,測定其長度以及干重。同時將樣品烘干,粉碎,備用,取樣至第11d。

      1.2.2 總黃酮含量的測定 采用三氯化鋁法(在420nm處比色)測定苦蕎芽不同部位的總黃酮含量[12]。以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。得到吸光值A(chǔ)與蘆丁濃度C(mg/mL)的關(guān)系曲線的回歸方程:A=33.865C-0.0203,R2=0.9987。根據(jù)回歸方程由吸光度計算出苦蕎芽不同部位提取物總黃酮含量。

      1.2.3 蘆丁、槲皮素含量的測定

      1.2.3.1 不同部位提取液的制備 精密稱取樣品0.1g,加入25mL、70%的甲醇溶液,55℃條件下超聲提取25min,靜置放冷,經(jīng)0.45μm微孔膜過濾,即得。

      1.2.3.2 蘆丁、槲皮素含量的測定 用反向高效液相色譜法(RP-HPLC)測定不同部位中主要黃酮類物質(zhì)(蘆丁、槲皮素)的含量[13-14]。色譜條件為:色譜柱:Diamonsil-C18柱(4.6mm×250mm,5μm);流動相:乙腈-0.2%磷酸溶液線性梯度洗脫(洗脫程序見表1);流速:1.0mL/min;檢測波長:365nm;進樣量:20μL;柱溫30℃。

      表1 梯度洗脫程序Table 1 Gradient elution program

      2 結(jié)果與分析

      2.1 苦蕎發(fā)芽過程中不同部位長度的變化

      苦蕎芽生長過程中胚根、胚軸的長度變化見圖1。

      從圖1可以看出,苦蕎芽胚根和胚軸的長度,在第3~7d范圍內(nèi),增加幅度較大;在第7~11d范圍內(nèi),變化平穩(wěn)。同時在發(fā)芽過程中,測得胚根、胚軸的長度最大值分別為:10.20、9.70cm。

      2.2 苦蕎發(fā)芽過程中不同部位干重的變化

      圖1 苦蕎發(fā)芽過程中胚根、胚軸長度的變化動態(tài)Fig.1 Kinetic Studies on the length of radicle,hypocotyl during germination process

      圖2 苦蕎發(fā)芽過程中不同部位干重的變化動態(tài)Fig.2 Kinetic Studies on dry weight of different parts during germination process

      苦蕎芽生長過程中不同部位的干重變化見圖2。

      從圖2可以看出,苦蕎發(fā)芽過程中胚根、胚軸、子葉的干重均在第3~6d范圍內(nèi),增加幅度較大,差異性顯著(p<0.05),在第7~11d范圍內(nèi),變化平穩(wěn),在第9d達到最大值??嗍w芽胚根、胚軸、子葉的干重最大值分別為:0.15、0.28、0.33g/100株。且在發(fā)芽過程中,同一發(fā)芽時間,三個部位的干重含量存在顯著性差異(p<0.05),且子葉的干重最大,其次是胚軸、胚根。

      2.3 苦蕎發(fā)芽過程中不同部位總黃酮合成動態(tài)

      按1.2.2總黃酮含量的測定方法,測定苦蕎芽發(fā)芽過程中不同部位的總黃酮含量,結(jié)果見圖3。

      圖3 苦蕎發(fā)芽過程中不同部位的總黃酮合成動態(tài)Fig.3 Kinetic Studies on flavonoids of different parts during germination process

      從圖3中可以看出,苦蕎發(fā)芽過程中,胚根、子葉的總黃酮含量在第3~9d范圍內(nèi)增加幅度較大,其含量存在顯著性差異(p<0.05),增加至第9d時達到最大值,然后處于相對穩(wěn)定水平,其總黃酮含量最大值分別為2.54、87.08mg/g;苦蕎胚軸的總黃酮含量變化趨勢為:隨著發(fā)芽天數(shù)的增加,總黃酮含量降低。且在第4~10d范圍內(nèi)其含量存在顯著性差異(p<0.05)??嗍w發(fā)芽過程中,在同一發(fā)芽時間,總黃酮含量子葉中最高,其次是胚軸,胚根中含量最低。且在相同發(fā)芽時間,三個部位的總黃酮含量存在顯著性差異(p<0.05)。胚根總黃酮含量的變化范圍為:1.01~2.54mg/g;胚軸總黃酮含量的變化范圍為:3.24~7.80mg/g;子葉總黃酮含量的變化范圍為:39.72~87.08mg/g。實驗測得苦蕎種子的總黃酮含量為:20.24mg/g,可見發(fā)芽后苦蕎子葉的總黃酮含量顯著提高,為種子中總黃酮含量的4.30倍。

      2.4 苦蕎發(fā)芽過程中不同部位蘆丁、槲皮素的合成動態(tài)

      按1.2.3蘆丁、槲皮素的測定方法,測定苦蕎發(fā)芽過程中不同部位的蘆丁、槲皮素含量,結(jié)果見圖4、圖5。

      圖4 苦蕎發(fā)芽過程中不同部位的蘆丁合成動態(tài)Fig.4 Kinetic Studies on rutin of different parts during germination process

      圖5 苦蕎發(fā)芽過程中不同部位的槲皮素合成動態(tài)Fig.5 Kinetic Studies on quercetin of different parts during germination process

      從圖4可以看出,苦蕎發(fā)芽過程中,三個部位的蘆丁含量變化趨勢與總黃酮含量變化趨勢相同。胚根、子葉的蘆丁含量在第3~9d范圍內(nèi)增加幅度較大,其含量存在顯著性差異(p<0.05),胚軸中的蘆丁含量在3~11d范圍內(nèi)逐漸降低,且其含量存在顯著性差異(p<0.05)。苦蕎發(fā)芽過程中,在同一發(fā)芽時間,蘆丁含量子葉中最高,其次是胚軸,胚根中含量最低。且在相同發(fā)芽時間,第11d時,胚根、胚軸的蘆丁含量無顯著性差異(p<0.05),其余時間三個部位的蘆丁含量存在顯著性差異(p<0.05)。其胚根的蘆丁含量變化范圍為0.71~2.23mg/g、胚軸的蘆丁含量的變化范圍為2.54~7.02mg/g、子葉的蘆丁含量的變化范圍為35.84~84.23mg/g。

      從圖5可知,胚根、子葉中的槲皮素含量在3~9d范圍內(nèi)逐漸降低,且在第4~9d范圍內(nèi)降低幅度較大,含量存在顯著性差異(p<0.05)。第9d后處于相對穩(wěn)定水平;胚軸中的槲皮素含量逐漸升高,且其含量存在顯著性差異(p<0.05)。苦蕎發(fā)芽過程中,在同一發(fā)芽時間,第3d時,胚軸、子葉中的槲皮素含量無顯著性差異(p<0.05),其余時間三個部位的槲皮素含量存在顯著性差異(p<0.05)。其胚根的槲皮素含量變化范圍為:0.29~0.68mg/g,胚軸的槲皮素含量的變化范圍為0.38~0.83mg/g,子葉槲皮素含量的變化范圍為0.15~0.37mg/g。由以上結(jié)果可知,苦蕎芽中的黃酮類物質(zhì)以蘆丁為主,因而對蘆丁的有效保持和利用具有重要的意義。

      圖6 蘆丁、槲皮素的色譜圖Fig.6 HPLC profiles for rutin and quercetin analysis

      苦蕎芽胚根、胚軸、子葉提取液的蘆丁、槲皮素的色譜圖以及蘆丁、槲皮素標(biāo)準(zhǔn)品的色譜圖見圖6。

      3 結(jié)論

      本文對苦蕎發(fā)芽過程中不同部位的長度、干重變化以及總黃酮含量和主要黃酮類物質(zhì)蘆丁、槲皮素合成動態(tài)進行了研究。實驗結(jié)果表明,胚根、胚軸、子葉的干重均在第9d達到最大值,分別為:0.15、0.28、0.33g/100株,且在同一發(fā)芽時間,胚根、胚軸、子葉的干重,子葉中最高,胚根中最低。苦蕎發(fā)芽過程中,胚根、子葉的總黃酮含量,在第3~9d范圍內(nèi)增加幅度較大,逐漸升高至第9d時達到最大值,之后處于相對穩(wěn)定水平。其總黃酮最大值分別為2.54、87.08mg/g;苦蕎胚軸的總黃酮含量變化趨勢為:隨著發(fā)芽天數(shù)的增加,總黃酮含量降低??嗍w發(fā)芽過程中,三個部位的蘆丁含量變化趨勢和總黃酮含量變化趨勢相同;胚根、子葉中的槲皮素含量在3~9d范圍內(nèi)逐漸降低,第9d后處于相對穩(wěn)定水平,而胚軸中的槲皮素含量逐漸升高??嗍w芽子葉的總黃酮含量明顯高于胚根和胚軸,且其含量為苦蕎種子中總黃酮含量的4.30倍,其黃酮類物質(zhì)以蘆丁為主??嗍w芽子葉顏色為綠色,具有清香味,感官品質(zhì)優(yōu)良,可進行進一步的深加工研究,用于制備苦蕎茶、酒等一系列保健產(chǎn)品,滿足消費者對保健產(chǎn)品越來越高的要求。因而對苦蕎子葉的有效利用具有重要的意義。

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