不同處理溫度對(duì)苦蕎抗氧化成分的含量及其抗氧化活性影響的研究

田漢英 國旭丹 李五霞 冀曉龍 杜麗娟 王 敏

（西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院1，楊凌 712100）

（中國糧油學(xué)會(huì)2，北京 100037）

苦蕎是一種生長在寒冷地方的蓼科雙子葉藥食兼用植物，屬蓼科（Polygonaceae）蕎麥屬，主要生長在我國四川涼山地區(qū)。由于其特有的藥用功能，目前對(duì)苦蕎也有較多的研究，研究證實(shí)苦蕎在氨基酸的組成和含量上與禾谷類糧食作物如小麥和大米有很好的互補(bǔ)作用［1］，而且富含具有降血糖、降血脂以及預(yù)防心血管等疾病的功能因子——黃酮類物質(zhì)［2］。Oomah等［3］和 Wanatabe［4］研究指出，蕎麥富含蘆丁、兒茶素等黃酮類物質(zhì)。

研究發(fā)現(xiàn)苦蕎中的黃酮類化合物以蘆丁為主，僅含少量的槲皮素［5］。蘆?。╮utin）又名蕓香苷，是苦蕎發(fā)揮抗炎等作用的主要因子，在植物中多以糖苷的形式存在（在C環(huán)的3位上與槲皮素結(jié)合為糖苷）。Nina等［5］研究發(fā)現(xiàn)，不同苦蕎品種的蘆丁含量略有差異，最高可達(dá)3%（干重）。然而，在熱加工處理過程中，苦蕎中的蘆丁降解酶能迅速降解蘆丁，尤其在水環(huán)境下，蘆丁的降解率高達(dá)約92%［6］，但是在70℃以上，蘆丁降解酶能有效降低蘆丁降解，減少槲皮素的生成［7］。研究發(fā)現(xiàn)，苦蕎對(duì)抗氧化、抗心血管等疾病的主要作用方式是黃酮類物質(zhì)在機(jī)體內(nèi)降解，通過脫糖基作用產(chǎn)生槲皮素，進(jìn)而與原有的槲皮素一起被吸收［8］，最終以槲皮素-3-葡萄糖醛酸、異鼠李素-3-葡萄糖醛酸、槲皮素-3’-硫酸鹽等結(jié)合形式作用于機(jī)體［9］。同時(shí)，擠壓、烘烤等與溫度相關(guān)的加工方式均會(huì)對(duì)樣品中多酚、黃酮類物質(zhì)含量有不同程度的影響，并且擠壓處理對(duì)其影響更為顯著［10-12］。然而槲皮素是一種具有苦味的物質(zhì)，過多的槲皮素存在將會(huì)影響苦蕎的食用性。因此，在苦蕎的熱加工處理過程中，應(yīng)避免過多黃酮類物質(zhì)分解以及過多槲皮素產(chǎn)生，以保證苦蕎的抗氧化性和可食用性。

本研究旨在探討溫度對(duì)苦蕎中的酚類、黃酮類物質(zhì)、蘆丁、槲皮素的含量及其抗氧化性能的影響，進(jìn)而評(píng)估溫度對(duì)苦蕎功能價(jià)值的影響。同時(shí)為苦蕎的加工提供相應(yīng)的參考數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

苦蕎（川蕎一號(hào)）：2012購于四川涼山，處理后粉碎，過40目篩。

1，1 -二苯基 -2-三硝基苯肼（DPPH·）、Folin-Ciocalteu試劑、亞油酸、β-胡蘿卜素、Trolox：美國Sigma公司；蘆?。兌龋?9%）：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑公司；沒食子酸（純度＞99%）：科邦生物試劑公司。

1.2 主要儀器

FW100高速萬能粉碎機(jī)：上海楚定分析儀器有限公司；YXD-20烤箱：廣州市賽思達(dá)機(jī)械設(shè)備有限公司；高效液相色譜儀：美國Waters公司；UVmini-1240紫外分光光度計(jì)：日本島津公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 酚類物質(zhì)的提?。?3］

稱取一定量的苦蕎，磨碎，過40目篩，即得到本試驗(yàn)用粉末。準(zhǔn)確稱取供試樣品10.000 g，分別于60、100、140、180、220℃烤箱中烘烤 30 min。然后準(zhǔn)確稱取以未經(jīng)烘烤的苦蕎粉末（對(duì)照組）以及上述經(jīng)過烘烤加工苦蕎粉各1 g，按料液比1∶20的甲醇溶液混勻，超聲波提?。?0 Hz，25℃）10 min，3 500 r／min離心12 min取上清，重復(fù)提取3次。合并3次提取液，于45℃真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)后用甲醇溶解并定容至25 mL，每個(gè)樣品平行提取3次，提取液于-20℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 酚類物質(zhì)含量的測定［14］

采用Folin-Ciocalteu法測定樣品提取液中酚類物質(zhì)的含量。將250μL樣品稀釋液與500μL蒸餾水和250μL福林酚試劑混合均勻，反應(yīng)6 min，然后加入2.5 mL 7%Na2CO3溶液和2 mL蒸餾水，室溫下避光反應(yīng)90 min后于765 nm處測定吸光度。其中，空白組用甲醇代替提取物溶液。以沒食子酸為標(biāo)樣制定標(biāo)準(zhǔn)曲線，樣品多酚含量以mg／100 g表示。

1.3.3 黃酮類物質(zhì)含量的測定［15］

黃酮含量的測定采用經(jīng)典的NaNO2-Al（NO3）3法，略微改動(dòng)。取200μL適當(dāng)稀釋的苦蕎樣品提取液與等體積的5%的NaNO2溶液混勻，避光反應(yīng)6 min。然后，向上述溶液中加入200μL 10%的 Al（NO3）3溶液，繼續(xù)反應(yīng) 6 min。最后加入2 mL 4%的NaOH溶液和2.5 mL蒸餾水混勻，室溫避光反應(yīng) 15 min，于 510 nm測定樣品吸光值。

以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果以mg／100 g表示。

1.3.4 HPLC測定蘆丁、槲皮素的含量［16］

將提取準(zhǔn)備好的甲醇樣品液，適度稀釋，過濾，備用。

液相條件：色譜柱：Atlantis T3（4.6 mm×150 mm，3μm）；檢測波長：280 nm；柱溫：30℃；進(jìn)樣量：5μL；流動(dòng)相：磷酸調(diào)制pH至2.6的超純水、乙腈分別為流動(dòng)相A和B；流速：1.00 mL／min。洗脫條件：0 min 95%A，20～25 min 65%A，25～35 min 95%A，洗脫梯度呈線性變化。以蘆丁、槲皮素為標(biāo)準(zhǔn)品，測定各樣品中蘆丁、槲皮素含量。

1.4 抗氧化性的測定

1.4.1 總還原力的測定［17］

取樣品稀釋液1 mL，各加入2 mL的0.2 mol／L pH為6.6磷酸緩沖液和1%鐵氰化鉀溶液，混勻，于50℃水浴鍋中反應(yīng)20 min，冰浴冷卻。然后加入10%三氯乙酸2 mL以終止反應(yīng)。取2 mL上述反應(yīng)液，分別加入2 mL蒸餾水，各管再加入0.4 mL 0.1%FeCl3，避光反應(yīng)30 min后，于700 nm處測定樣品的吸光值。以蒸餾水替代樣品稀釋液作為空白組。以VC為標(biāo)準(zhǔn)品，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，總還原力以μmol VC／100 g表示 。

1.4.2 DPPH自由基清除能力的測定［18-19］

以Trolox為標(biāo)品，制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。取1 mL各組樣品提取稀釋液與等體積DPPH·溶液混勻，，室溫避光反應(yīng)30 min，然后于517 nm下測定溶液的吸光值，計(jì)算自由基清除率。樣品清除DPPH自由基能力以 μmol Trolox／100 g表示。

1.4.3 β-胡蘿卜素-抗乳化體系［20-21］

準(zhǔn)確稱取2 mgβ-胡蘿卜素、35 mg亞油酸、450 mg Tween-40，溶于10 mL的氯仿中混勻，取2 mL氯仿溶液于45℃旋轉(zhuǎn)蒸干，再加入蒸餾水溶解定容于100 mL，劇烈振蕩混勻，形成β-胡蘿卜素-亞油酸乳化液，避光保存待用。取100μL樣品提取液與4 mL乳狀液混勻（對(duì)照組、空白組分別以甲醇和無β-胡蘿卜素的乳狀液代替樣品提取液），于50℃水浴中反應(yīng)60 min，470 nm處測定吸光值。結(jié)果以抗氧化系數(shù)AAC（antioxidant activity coefficient）表示。

式中：As（60）為樣品在 t＝60 min時(shí)的吸光值；Ac（60）為空白在 t＝60 min時(shí)的吸光值；Ac（0）為空白在t＝0 min時(shí)的吸光值。

2 結(jié)果與分析

2.1 酚類物質(zhì)含量

由表1可以看出，在0～180℃內(nèi)，不同溫度處理組中的酚類物質(zhì)、蘆丁的含量無顯著性差異，經(jīng)過220℃烘烤處理的苦蕎粉提取物中，酚類物質(zhì)、蘆丁含量顯著減少，并且，蘆丁的損失率達(dá)到91.3%。同時(shí)，較未經(jīng)烘烤處理組，經(jīng)60℃處理的苦蕎粉提取物中酚類物質(zhì)的含量也略有減少，經(jīng)100、140、180℃處理組中酚類物質(zhì)的含量無明顯變化。未經(jīng)過加工的苦蕎粉中黃酮含量最高，為84.00 mg／100 g，經(jīng)加工處理后的各組都有不同程度的減少，180、220℃處理組則顯著性的減少。另外，處理溫度在0～140℃內(nèi)，槲皮素的含量無明顯變化；當(dāng)處理溫度達(dá)到180℃時(shí)，槲皮素含量顯著增加，其中于220℃處理組中槲皮素含量達(dá)116.15 mg／100 g，增加了97.8%。結(jié)果表明，蘆丁開始大量分解的溫度應(yīng)在180～220℃之間。

表1 不同溫度處理的苦蕎粉中酚類物質(zhì)的含量／mg／100 g（x±s，n＝3）

2.2 抗氧化活性的比較

2.2.1 還原力

由圖1可知，在0～180℃內(nèi)，不同溫度處理的苦蕎黃酮的還原能力無顯著性差異，然而經(jīng)220℃處理的樣品還原能力顯著降低。

2.2.2 DPPH自由基清除能力

由圖2可知，相對(duì)于對(duì)照組，經(jīng)60、220℃處理組樣品的DPPH自由基清除能力較弱，且差異顯著。而100～180℃處理組則無明顯變化。

2.2.3 β-胡蘿卜素-亞油酸體系的抗氧化性

由圖3可知，不同溫度處理的苦蕎提取物的AAC值各不相同。相對(duì)于對(duì)照組，經(jīng)100℃處理的樣品組的AAC值和對(duì)照組無明顯變化，而其他各組則顯著性降低。

圖1 苦蕎提取物的還原能力

圖2 苦蕎提取物的DPPH自由基清除能力

圖3 苦蕎提取物的AAC值

2.3 相關(guān)性分析

2.3.1 酚類物質(zhì)含量之間的相關(guān)性

從物質(zhì)結(jié)構(gòu)角度分析，黃酮類物質(zhì)屬于酚類物質(zhì)。在苦蕎中，黃酮類物質(zhì)是主要的酚類物質(zhì)，因而黃酮類物質(zhì)的含量影響著酚類物質(zhì)的含量。而且，蘆丁、槲皮素同屬于類黃酮，蘆丁作為苦蕎黃酮類物質(zhì)的主成分，其含量也決定著黃酮類物質(zhì)的含量。

由表2可知，酚類物質(zhì)含量與黃酮類物質(zhì)、蘆丁含量都呈極顯著的正線性相關(guān)性（r1＝0.836，r2＝0.953）；黃酮含量和蘆丁呈顯著的正線性相關(guān)性（r2＝0.880），而酚類物質(zhì)、黃酮、蘆丁與槲皮素含量均呈顯著負(fù)相關(guān)。

表2 酚類物質(zhì)、黃酮類物質(zhì)、蘆丁、槲皮素含量之間的線性相關(guān)性

2.3.2 酚類物質(zhì)含量與抗氧化性之間的相關(guān)性

由表3可知，酚類物質(zhì)含量和3個(gè)抗氧化指標(biāo)總還原能力、DPPH自由基清除能力、抑制β-胡蘿卜素-亞油酸體系能力均呈顯著線性相關(guān)（r4＝0.894，r5＝0.851，r6＝0.908）。黃酮含量僅和抑制β-胡蘿卜素-亞油酸體系能力呈顯著線性相關(guān)（r6＝0.964）。蘆丁含量總還原能力、抑制β-胡蘿卜素-亞油酸體系能力呈顯著線性相關(guān)（r4＝0.919，r6＝0.941）。槲皮素含量與抗氧化能力均呈顯著負(fù)相關(guān)。

表3 酚類物質(zhì)、黃酮類物質(zhì)、蘆丁、槲皮素含量與抗氧化能力之間的線性關(guān)系

3 討論與結(jié)論

有研究報(bào)道［22］，苦蕎中酚類物質(zhì)以自由態(tài)為主，故本試驗(yàn)也主要集中對(duì)自由態(tài)的酚類物質(zhì)和黃酮類物質(zhì)的研究。

對(duì)不同溫度處理的苦蕎中酚類物質(zhì)含量的結(jié)果表明，處理溫度低于180℃時(shí)，酚類物質(zhì)含量沒有顯著變化，經(jīng)過220℃處理組的酚類物質(zhì)的含量則明顯減少，這與 ílkay等［23］的研究結(jié)果相一致。與此同時(shí)，處理溫度在180℃及以上時(shí)，黃酮含量則顯著減少。有趣的是，本試驗(yàn)中60℃處理的苦蕎提取物中蘆丁含量略有增加，這可能是由于經(jīng)過烘烤，降低了苦蕎粉中的水分含量，抑制蘆丁降解酶的活性，進(jìn)而阻止蘆丁的降解。另外，隨著處理溫度的升高，于220℃時(shí)，蘆丁急劇減少，可能是由于高溫導(dǎo)致蘆丁分解為槲皮素，該結(jié)論在趙宇新［24］的研究中可以證實(shí)。與此一致，當(dāng)溫度升至180℃后，槲皮素含量顯著增加。研究發(fā)現(xiàn)槲皮素具有苦澀味，影響苦蕎的食用性能［25］，而且蘆丁在體內(nèi)首先去糖基化以槲皮素的形態(tài)吸收入血液［8］。所以，在苦蕎的加工過程中，應(yīng)控制加工溫度，避免酚類物質(zhì)、黃酮類物質(zhì)分解以及過多槲皮素的生成。

就測定的幾種物質(zhì)含量而言，酚類物質(zhì)、黃酮類物質(zhì)含量總是和蘆丁含量呈正相關(guān)，這與 Oomah等［26］的結(jié)果一致，而前三者的含量與槲皮素的含量均呈顯著負(fù)相關(guān)，即推測可能在加熱過程中由酚類物質(zhì)、黃酮類物質(zhì)、蘆丁等分解產(chǎn)生了槲皮素及其他物質(zhì)。

抗氧化活性研究表明，不同溫度處理組的苦蕎提取物質(zhì)對(duì)清除DPPH自由基、總還原能力以及抑制β-胡蘿卜素褪色的能力存在一定的差異。當(dāng)處理溫度高于100℃，AAC值呈現(xiàn)出顯著下降趨勢。而對(duì)DPPH自由基清除率以及總還原力僅60℃和220℃處理組中表現(xiàn)出較低的抗氧化性能。這些就同一處理組樣品抗氧化性能表現(xiàn)的不一致性可能和提取溶劑有關(guān)［8］，同時(shí)推測也可能與加工處理時(shí)酚類物質(zhì)受熱分解產(chǎn)生不同的物質(zhì)有關(guān)。試驗(yàn)結(jié)果表明，酚類物質(zhì)、黃酮類物質(zhì)、蘆丁均與總還原力、DPPH自由基清除能力、β-胡蘿卜素-抗乳化體系均表現(xiàn)出較強(qiáng)的相關(guān)性。與 Jiang等［27］和 Oomah等［26］研究結(jié)果基本一致。而槲皮素和抗氧化能力均表現(xiàn)出負(fù)相關(guān)性。推測其可能原因在加工過程中，大量黃酮類物質(zhì)分解，產(chǎn)生少量的槲皮素及其大量無抗氧化能力的物質(zhì)。

苦蕎的熱加工處理是一個(gè)相當(dāng)重要的環(huán)節(jié)，為保證苦蕎的營養(yǎng)價(jià)值和食用性能，必須控制熱加工的溫度，減少苦蕎中酚類物質(zhì)、黃酮類物質(zhì)、蘆丁等物質(zhì)的分解，同時(shí)減少槲皮素的生成。結(jié)果表明，處理溫度在180℃以上時(shí)，苦蕎中蘆丁分解加劇，導(dǎo)致過多的具有苦味物質(zhì)生成以及抗氧化能力減弱。因此，苦蕎的最佳加工溫度應(yīng)低于180℃。

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