大麥乳酸菌發(fā)酵液粉中多酚的提取及其抗氧化性研究

姚 芳,肖 香,董 英,*

(1.江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院,江蘇泰州 225300;2.江蘇大學(xué)食品與生物工程學(xué)院,江蘇鎮(zhèn)江 212013)

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大麥乳酸菌發(fā)酵液粉中多酚的提取及其抗氧化性研究

姚 芳1,2,肖 香2,董 英2,*

(1.江蘇農(nóng)牧科技職業(yè)學(xué)院,江蘇泰州 225300;2.江蘇大學(xué)食品與生物工程學(xué)院,江蘇鎮(zhèn)江 212013)

通過單因素和正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化大麥乳酸菌發(fā)酵液粉(barley lactobacillus fermented solution,BLFS)中多酚的提取工藝條件,高效液相色譜分析鑒定多酚成分,并對(duì)其抗氧化活性進(jìn)行測(cè)定。結(jié)果表明:在60%的乙醇濃度,1∶50 g/mL的料液比,60 ℃提取60 min的最優(yōu)條件下,BLFS多酚的提取率為(18.09±0.25) mg/g;HPLC分析結(jié)果顯示,經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后大麥多酚中沒食子酸、香豆酸、阿魏酸和蘆丁的含量顯著增加(p<0.05),香草酸和對(duì)香豆酸的含量顯著減少(p<0.05),BLFS多酚的主要成分為蘆丁35.08 μg/g,香草酸21.28 μg/g,阿魏酸19.38 μg/g,香豆酸11.36 μg/g,沒食子酸6.80 μg/g,原兒茶酸2.99 μg/g,對(duì)香豆酸0.83 μg/g。BLFS多酚提取物和大麥多酚提取物清除羥自由基、1,1-二苯基-2-苦基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基和還原能力的半數(shù)有效質(zhì)量濃度(EC50)分別為0.66和0.87、0.88和0.96、0.76和0.89 mg/mL,具有良好的體外抗氧化活性。BLFS多酚提取物的抗氧化活性均高于大麥多酚提取物,說明經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后大麥的抗氧化活性增加。

大麥,乳酸菌,抗氧化,多酚,提取,高效液相色譜

大麥?zhǔn)俏覈鴤鹘y(tǒng)的藥食兼用作物,產(chǎn)量位居世界糧食作物第4位,但我國大麥的主要用途是啤酒釀造和飼料工業(yè),僅有10%左右的大麥用于食用,利用率十分低下[1]。近年來大麥的生理功能受到了關(guān)注,研究證實(shí)大麥由于富含酚類化學(xué)物而具有較強(qiáng)的抗氧化活性[2]。大麥多酚含量較高,總多酚含量可達(dá)1200～1500 mg/kg[3],主要包括香草酸、香豆酸、阿魏酸、原兒茶酸和蘆丁等[4]。多酚物質(zhì)有自由和結(jié)合兩種形式,自由形式主要是黃酮類,結(jié)合形式主要是酚酸[5],小分子多酚具有較高的抗氧化性[6]。研究發(fā)現(xiàn)大麥中不溶性酚類含量和可溶性酚類含量比值為27∶1～35∶1[7-8],淀粉酶、蛋白酶等水解酶會(huì)導(dǎo)致與細(xì)胞結(jié)構(gòu)結(jié)合的多酚物質(zhì)釋放,大麥抗氧化活性增加[9]。大麥?zhǔn)侨樗峋l(fā)酵的良好基質(zhì)[10],經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后大麥中葉酸、γ-氨基丁酸、多肽、可溶性膳食纖維等營養(yǎng)活性成分的含量顯著升高[11];大麥中含有的多酚類物質(zhì)經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后,由結(jié)合態(tài)轉(zhuǎn)化為游離態(tài),從而發(fā)酵產(chǎn)物的多酚明顯增加,抗氧化活性增加[12-13]。

本實(shí)驗(yàn)采用乙醇為提取溶劑,通過正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化大麥乳酸菌發(fā)酵液中多酚的最優(yōu)提取條件,高效液相色譜(high performance liquid chromatography,HPLC)法分析鑒定多酚成分,并通過體外實(shí)驗(yàn)研究其抗氧化活性,為大麥的高效利用和天然抗氧化產(chǎn)品的開發(fā)提供新的途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮脫殼大麥 購自鹽城市雙增農(nóng)化科技有限公司;植物乳桿菌(LactobacillusplantarumDy-1,CGMCC No.6016) 江蘇大學(xué)食品與生物工程學(xué)院實(shí)驗(yàn)室分離貯藏;1-苯基-2-苦肼基自由基(DPPH)(分析純)、Trolox(分析純) Sigma公司;香豆酸、香草酸、阿魏酸、沒食子酸、原兒茶素、蘆丁、對(duì)香豆酸和咖啡酸(標(biāo)準(zhǔn)品,純度≥98%) FEMIKER公司;乙腈(色譜純) TEDIA公司;抗壞血酸、福林酚、乙醇等試劑 均為國產(chǎn)分析純。

高速萬能粉碎機(jī) 天津市華鑫儀器廠;SPX-250S-Ⅱ生化培養(yǎng)箱 上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司;SW-CJ-2FD型雙人單面垂直凈化工作臺(tái) 吳江市亞泰凈化設(shè)備有限公司;臺(tái)式冷凍干燥機(jī) 美國LABCONCO公司;PRIMOR高速冷凍離心機(jī) 美國Thermo Fisher;BS-IE振蕩培養(yǎng)箱 上海一恒科技有限公司;AUTOCLAVE·G154DWS 高壓蒸汽滅菌鍋 上海申勝生物技術(shù)有限公司;AL204分析天平 梅特勒-托利多有限公司;DF-101Z恒溫加熱磁力攪拌器 鄭州予華儀器制造有限公司;T6分光光度計(jì) 北京普析通用有限公司;RE52-03旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器 上海亞榮生化儀器廠;DHG-9101-2型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海市實(shí)驗(yàn)儀器總廠;LC-20A型HPLC色譜儀 日本島津公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 大麥乳酸菌發(fā)酵液粉的制備 將新鮮的大麥脫殼磨粉過100目篩,按料液比1∶7 g/mL溶于水中混合均勻,添加2%的乳酸菌凍干粉,攪拌均勻,30 ℃發(fā)酵24 h,8000 r/min離心20 min,收集上清液,冷凍干燥后,即為大麥乳酸菌發(fā)酵液粉(barley lactobacillus fermented solution,BLFS)。

1.2.2 BLFS多酚的提取 準(zhǔn)確稱取2 g左右的BLFS,加入某料液比,某濃度的乙醇回流浸提2次,4 ℃條件下8000 r/min離心20 min,取上清液真空濃縮,所得濃縮液冷凍干燥,得BLFS多酚提取物。

1.2.3 多酚含量與提取率的測(cè)定 采用福林酚法進(jìn)行測(cè)定[14]。吸取1 mL BLFS多酚提取液(適當(dāng)稀釋),加5 mL雙蒸水和1 mL 福林酚試劑,充分混勻,再加入2 mL的15%的Na2CO3溶液,定容到10 mL,混勻。45 ℃水浴1.5 h后,在760 nm波長下測(cè)定吸光度A。以沒食子酸為標(biāo)樣,制得標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為:

y=11.396x+0.0028(R2=0.9999)。

多酚提取率(mg/g)

1.2.4 BLFS多酚提取工藝優(yōu)化

1.2.4.1 單因素實(shí)驗(yàn)方案 設(shè)定70%的乙醇濃度,1∶45 g/mL的料液比,60 ℃提取60 min為固定條件,以多酚提取率為指標(biāo),分別考察乙醇濃度(40%、50%、60%、70%、80%)、提取溫度(40、50、60、70、80 ℃)、提取時(shí)間(40、60、80、100、120 min)和料液比(1∶40、1∶45、1∶50、1∶55、1∶60 g/mL)對(duì)BLFS多酚提取率的影響。

1.2.4.2 正交實(shí)驗(yàn)方案 根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果,對(duì)BLFS中多酚的提取進(jìn)行L9(34)正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),選取乙醇濃度(A)、提取溫度(B)、提取時(shí)間(C)、料液比(D)為影響因素,以多酚提取率為指標(biāo),對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析并確定最佳提取條件。因素水平見表1。

表1 BLFS多酚提取正交實(shí)驗(yàn)因素水平表Table 1 Factors and levels table of orthogonal array design for BLFS polyphenol extraction

1.2.5 HPLC分析 參考Hole[15]的方法進(jìn)行樣品預(yù)處理:分別稱取0.5 g多酚提取物溶于10 mL水,用6 mol/L的鹽酸溶液將pH調(diào)至1.3～1.5,20 mL乙酸乙酯萃取4次,合并萃取液于40 ℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā),殘?jiān)苡? mL甲醇/水(25∶75,v/v)溶液,0.45 μm濾膜過濾后上樣。

參照Kubola[16]的方法進(jìn)行HPLC測(cè)定:菲羅門反相C18色譜柱(250 mm×4.6 mm,5 μm);柱溫:室溫;檢測(cè)器:UV-DAD(紫外-二極管陣列檢測(cè)器);檢測(cè)波長:278 nm;進(jìn)樣量:20 μL;流速:0.8 mL/min;流動(dòng)相A:1%乙酸水溶液;流動(dòng)相B:1%乙酸,25%乙腈及74%水的混合溶液;梯度洗脫程序:0 min,5% B;40 min,70% B;45 min,80% B;55 min,85% B;57 min,90% B;75 min,90% B。

1.2.6 抗氧化能力測(cè)定 以還原能力、體內(nèi)清除羥自由基和DPPH自由基能力作為衡量多酚提取物抗氧化能力的指標(biāo)。將按最優(yōu)工藝提取出的BLFS多酚提取物和大麥多酚提取物配制成質(zhì)量濃度為0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mg/mL的多酚測(cè)定液,并分別配制相同質(zhì)量濃度的VC和Trolox作為陽性對(duì)照,參照Vaquero[17]的方法測(cè)定還原能力,參照Li[18]的方法測(cè)定羥自由基清除率,參照王希[19]的方法測(cè)定DPPH自由基清除率。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析及半數(shù)有效濃度EC50的計(jì)算

參照于童[20]的方法用GraphPad Prism 5.0來計(jì)算EC50,應(yīng)用SPSS 18和Excel 2007進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析,每個(gè)數(shù)據(jù)重復(fù)測(cè)定3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 BLFS多酚提取的單因素實(shí)驗(yàn)

2.1.1 乙醇濃度對(duì)BLFS多酚提取率的影響 研究不同乙醇濃度對(duì)BLFS多酚提取率的影響,結(jié)果如圖1所示。

圖1 乙醇濃度對(duì)BLFS多酚提取率的影響Fig.1 Effect of ethanol concentration on extraction rate of BLFS polyphenol注:不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05);圖2～圖4同。

由圖1可知,不同濃度的乙醇對(duì)BLFS多酚的提取率有顯著性影響,隨乙醇濃度的升高,BLFS多酚的提取率呈先增加又降低的趨勢(shì),乙醇濃度在70%時(shí),BLFS多酚的提取率達(dá)到最大值,這可能是70%乙醇的極性與BLFS多酚類物質(zhì)的極性最相近,此時(shí)多酚類物質(zhì)的溶解度最高,與劉清[21]的研究結(jié)果相似。故選擇60%、70%和80%乙醇濃度做后續(xù)正交實(shí)驗(yàn)。

2.1.2 提取溫度對(duì)BLFS多酚提取率的影響 研究不同提取溫度對(duì)BLFS多酚提取率的影響,結(jié)果如圖2所示。

圖2 提取溫度對(duì)BLFS多酚提取率的影響Fig.2 Effect of temperature on extraction rate of BLFS polyphenol

由圖2可知,不同提取溫度對(duì)BLFS多酚的提取率有較大影響,隨提取溫度的升高,BLFS多酚的提取率呈先增加又降低的趨勢(shì),70 ℃時(shí)BLFS多酚的提取率最高,這可能是溫度提高有利于多酚類物質(zhì)的擴(kuò)散和提取,但溫度過高,多酚類物質(zhì)易發(fā)生降解或氧化反應(yīng)[22]。故選擇60、70和80 ℃的提取溫度做后續(xù)正交實(shí)驗(yàn)。

2.1.3 提取時(shí)間對(duì)BLFS多酚提取率的影響 研究不同提取時(shí)間對(duì)BLFS多酚提取率的影響,結(jié)果如圖3所示。

由圖3可知,不同提取時(shí)間對(duì)BLFS多酚提取率的影響較小,可能是因?yàn)锽LFS是發(fā)酵液的凍干粉,溶解度好。隨提取時(shí)間的延長,BLFS多酚的提取率呈先增加又緩慢降低的趨勢(shì),提取時(shí)間在80 min時(shí),BLFS多酚的提取率最高,60～80 min時(shí),提取率增幅緩慢但無顯著性差異,多酚的溶出達(dá)到平衡,超過100 min,提取率下降。這可能是在提取時(shí)間過短,與蛋白質(zhì)結(jié)合的多酚類物質(zhì)未充分溶出,提取時(shí)間過長,部分熱敏性組分由于高溫長時(shí)受熱而被破壞,從而使多酚類物質(zhì)提取率下降[22]。綜合經(jīng)濟(jì)因素,選擇40、60和80 min的提取時(shí)間做后續(xù)正交實(shí)驗(yàn)。

圖3 提取時(shí)間對(duì)BLFS多酚提取率的影響Fig.3 Effect of time on extraction rate of BLFS polyphenol

2.1.4 料液比對(duì)BLFS多酚提取率的影響 研究不同料液比對(duì)BLFS多酚提取率的影響,結(jié)果如圖4所示。

圖4 料液比對(duì)BLFS多酚提取率的影響Fig.4 Effect of solid-to-solvent ratio on extraction rate of BLFS polyphenol

由圖4可知,不同料液比對(duì)BLFS多酚的提取率有一定影響,隨料液比的增加,BLFS多酚的提取率呈先增加又降低的趨勢(shì),料液比在1∶50 g/mL時(shí),BLFS多酚的提取率最高。料液比1∶60 g/mL時(shí),提取率略微下降,這可能是在一定料液比范圍內(nèi),增加溶劑量能提高樣品顆粒與溶劑的接觸面積,促進(jìn)多酚類物質(zhì)的溶出;但溶劑用量過高,對(duì)BLFS內(nèi)的某些物質(zhì)促進(jìn)溶出作用會(huì)比對(duì)多酚顯著,改變了細(xì)胞內(nèi)外滲透壓,不利于多酚的溶出[23],與劉清[22]的研究結(jié)果一致。故選擇1∶45、1∶50和1∶55 g/mL的料液比做后續(xù)正交實(shí)驗(yàn)。

2.2 BLFS多酚提取的正交實(shí)驗(yàn)

根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果,以多酚提取率為考察指標(biāo),進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2,方差分析見表3。通過分析得到最優(yōu)組合,確定BLFS多酚的最優(yōu)提取工藝條件。

表2 BLFS多酚提取工藝優(yōu)化正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果Table 2 Orthogonal array design and experimental results for BLFS polyphenol extraction

表3 正交實(shí)驗(yàn)方差分析結(jié)果Table 3 Analysis of variance for the orthogonal array design

注:*.差異顯著(p<0.05)。

由表2、表3可知,影響B(tài)LFS多酚提取效果因素的主次順序?yàn)锳>B>D>C,即乙醇濃度>提取溫度>料液比>提取時(shí)間。由k值可以確定BLFS多酚的最優(yōu)提取工藝組合為A1B1C2D2,即60%的乙醇濃度,1∶50 g/mL的料液比,60 ℃提取60 min,多酚提取率(18.09±0.25) mg/g是最高。由方差分析可知,實(shí)驗(yàn)的誤差小且誤差自由度高,說明檢驗(yàn)的靈敏度高,各因素在p<0.05的水平上都有顯著性差異。

2.3 提取物的得率和多酚含量

按照最佳多酚提取工藝制得BLFS多酚提取物和大麥多酚提取物,分別測(cè)定其得率和多酚提取率見表4。

表4 BLFS多酚提取物和大麥多酚提取物的得率及多酚提取率Table 4 Yield and extraction rate of BLFS polyphenol and barley polyphenol

注:同列小寫字母不同表示差異顯著(p<0.05)。

由表4可知,從24 h和0 h大麥發(fā)酵物中提取多酚得到BLFS多酚提取物和大麥多酚提取物的得率分別為36.38%±3.25%和27.52%±3.84%,二者有顯著差異。BLFS多酚提取物的得率顯著高于大麥多酚提取物的得率,大麥在發(fā)酵過程中,在乳酸菌的作用下,結(jié)合多酚得以釋放[13],同時(shí)有機(jī)酸、氨基酸、小分子肽等可溶性極性物質(zhì)的含量增加。BLFS多酚提取物和大麥多酚提取物的多酚提取率分別為(18.09±0.25) mg/g和(17.73±0.27) mg/g,兩者無顯著差異。可能是因?yàn)榻?jīng)乙醇高溫長時(shí)間提取后,發(fā)酵在增加可溶性多酚物質(zhì)含量上的作用不明顯,發(fā)酵的作用主要體現(xiàn)在改變多酚物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和種類,使結(jié)合態(tài)多酚化合物變?yōu)橛坞x態(tài)多酚化合物,提高其生物活性。

2.4 BLFS多酚和大麥多酚成分的HPLC分析鑒定

大麥多酚和BLFS多酚的HPLC色譜圖如圖5(B)和圖5(C)所示,通過與圖5(A)各標(biāo)準(zhǔn)品的色譜峰保留時(shí)間相對(duì)比,分析鑒定BLFS多酚提取物和大麥多酚提取物中多酚的成分并對(duì)比分析差異性如圖6所示。由圖6可知,經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后大麥多酚的種類和各自的含量發(fā)生了顯著變化,其中沒食子酸、香豆酸、阿魏酸和蘆丁的含量顯著增加(p<0.05),香草酸和對(duì)香豆酸的含量顯著減少(p<0.05),原兒茶酸含量基本不變。BLFS多酚提取物中含量最多是蘆丁為35.08 μg/g,其次是香草酸21.28 μg/g,阿魏酸19.38 μg/g,香豆酸11.36 μg/g,沒食子酸6.80 μg/g,原兒茶酸2.99 μg/g,對(duì)香豆酸0.83 μg/g。研究表明,乳酸菌發(fā)酵能提高大麥游離態(tài)多酚化合物中阿魏酸、香豆酸的含量[10],其原因是植物乳桿菌生長過程中產(chǎn)生阿魏酸酯酶和香豆酸酯酶協(xié)同木聚糖酶水解多酚鏈接植物細(xì)胞壁多糖上的羧酸酯鍵,將阿魏酸和其他多酚化合物釋放出來,即由結(jié)合態(tài)多酚化合物變?yōu)橛坞x態(tài)多酚化合物[24]。

圖5 HPLC圖譜Fig.5 HPLC chromatogram注:A.混合標(biāo)準(zhǔn)品溶液的HPLC圖譜;B.大麥多酚的 HPLC圖譜;C. BLFS多酚的HPLC圖譜。

圖6 大麥多酚和BLFS多酚物質(zhì)的HPLC分析測(cè)定結(jié)果Fig.6 HPLC analysis results of BLFS polyphenol and barley polyphenol

2.5 抗氧化活性分析

2.5.1 多酚提取物的還原能力 還原力越強(qiáng),抗氧化活性越好,不同質(zhì)量濃度樣液的還原能力測(cè)定見圖7。

圖7 BLFS、大麥多酚提取物和VC、Trolox的還原力Fig.7 Reducing capacity of polyphenols extraction from BLFS and barley,VC and Trolox

由圖7可知,在實(shí)驗(yàn)濃度范圍內(nèi)(0～1 mg/mL),各樣品對(duì)羥自由基均具有一定的清除能力,呈現(xiàn)一定的量效關(guān)系。同等濃度條件下,各樣品還原能力大小順序基本為:VC>Trolox>BLFS多酚提取物>大麥多酚提取物。VC的還原力最強(qiáng),加樣濃度為0.2 mg/mL時(shí),OD值超過0.5。加樣濃度>0.8 mg/mL時(shí),BLFS多酚提取物的還原力顯著高于大麥多酚提取物(p<0.05),說明在大麥乳酸菌發(fā)酵的過程中,有一定量的還原性物質(zhì)生成[25]。BLFS多酚提取物、大麥多酚提取物、VC、Trolox的EC50值分別為0.76、0.89、0.22、0.41 mg/mL。加樣濃度1.0 mg/mL時(shí),BLFS多酚提取物的OD值達(dá)0.565,表現(xiàn)出較強(qiáng)的還原能力。

2.5.2 多酚提取物對(duì)羥自由基的清除能力 羥自由基是氧化能力極強(qiáng)的自由基,通過測(cè)定其的清除率來判斷樣品的抗氧化能力,清除率越高,抗氧化能力越強(qiáng)。不同質(zhì)量濃度的樣液對(duì)羥自由基的清除能力見圖8。

圖8 BLFS、大麥多酚提取物和VC、Trolox清除羥自由基的能力Fig.8 Scavenging effects of polyphenols extraction from BLFS and barley,VC and Trolox on hydroxyl radical

由圖8可知,各樣品對(duì)羥自由基均具有一定的清除能力,呈現(xiàn)一定的量效關(guān)系。在同等濃度條件下,各樣品對(duì)羥自由基清除能力的大小順序基本為:VC>Trolox>BLFS多酚提取物>大麥多酚提取物。VC對(duì)羥自由基的清除能力最強(qiáng),加樣濃度為0.2 mg/mL時(shí),清除率超過了50%。加樣濃度>0.4 mg/mL時(shí),BLFS多酚提取物對(duì)羥自由基的清除能力顯著高于大麥多酚提取物(p<0.05),說明在乳酸菌的作用下,大麥中一些多酚由結(jié)合態(tài)轉(zhuǎn)化為游離態(tài),其種類和含量都發(fā)生了變化,從而抗氧化活性增加[13]。BLFS多酚提取物、大麥多酚提取物、VC、Trolox的EC50值分別為0.66、0.87、0.17、0.37 mg/mL。加樣濃度>0.8 mg/mL時(shí),BLFS多酚提取物對(duì)羥自由基的清除率>50%,與Trolox的清除率沒有顯著差異,表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗氧化能力。

2.5.3 多酚提取物對(duì)DPPH自由基的清除能力 待測(cè)樣品清除DPPH自由基能力可評(píng)價(jià)其阻斷脂質(zhì)過氧化鏈反應(yīng)的水平[26],樣品對(duì)DPPH自由基的清除率越高,其抗氧化能力越強(qiáng)。不同質(zhì)量濃度的樣液對(duì)DPPH自由基的清除能力見圖9。

圖9 BLFS、大麥多酚提取物和VC、Trolox清除DPPH自由基的能力Fig.9 Scavenging effects of polyphenols extraction from BLFS and barley,VC and Trolox on DPPH radical

由圖9可知,各樣品對(duì)DPPH自由基均具有一定的清除能力,呈現(xiàn)一定的量效關(guān)系。在同等濃度條件下,各樣品對(duì)DPPH自由基清除能力的大小順序基本為:VC>BLFS多酚提取物>Trolox>大麥多酚提取物。加樣濃度>0.6 mg/mL時(shí),BLFS多酚提取物對(duì)DPPH自由基的清除能力顯著高于大麥多酚提取物(p<0.05),說明在乳酸菌的作用下,BLFS中的多酚有更強(qiáng)的供氫能力[27]。BLFS多酚提取物、大麥多酚提取物、VC、Trolox的EC50值分別為0.88、0.96、0.22、0.88 mg/mL。加樣濃度>0.8 mg/mL時(shí),BLFS多酚提取物對(duì)DPPH自由基的清除率優(yōu)于Trolox的清除率,表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗氧化能力。

3 結(jié)論

通過單因素和正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化BLFS多酚的提取工藝條件為60%的乙醇濃度,1∶50 g/mL的料液比,60 ℃提取60 min,BLFS多酚的提取率為(18.09±0.25) mg/g;影響B(tài)LFS多酚提取效果因素的主次順序?yàn)?乙醇濃度>提取溫度>料液比>提取時(shí)間。HPLC色譜分析可知,經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后大麥中沒食子酸、香豆酸、阿魏酸和蘆丁的含量顯著增加(p<0.05),香草酸和對(duì)香豆酸的含量顯著減少(p<0.05)。BLFS多酚的主要成分為蘆丁35.08 μg/g,香草酸21.28 μg/g,阿魏酸19.38 μg/g,香豆酸11.36 μg/g,沒食子酸6.80 μg/g,原兒茶酸2.99 μg/g,對(duì)香豆酸0.83 μg/g。BLFS多酚提取物和大麥多酚提取物清除羥自由基、DPPH自由基和還原能力的EC50值分別為0.66和0.87、0.88和0.96、0.76和0.89 mg/mL,具有良好的體外抗氧化活性。BLFS多酚提取物的抗氧化活性高于大麥多酚提取物,說明經(jīng)乳酸菌發(fā)酵后大麥的抗氧化活性增加,為大麥的高效利用和天然抗氧化產(chǎn)品的開發(fā)提供新的途徑。

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Extraction and antioxidant activity of polyphenols from barley lactobacillus fermented solution

YAO Fang1,2,XIAO Xiang2,DONG Ying2,*

(1.Jiangsu Agri-animal Husbandry Vocational College,Taizhou 225300,China;2.School of Food and Biological Engineering,Jiangsu University,Zhenjiang 212013,China)

Single factor experiment and an orthogonal array design were used in combination to optimize the extraction conditions of polyphenols from barley Lactobacillus fermented solution(BLFS). High performance liquid chromatography(HPLC)was employed to identify the chemical composition of polyphenols. Antioxidant activities of the extracted polyphenols were also measured in this study. The results showed that under the optimum conditions:ethanol concentration 60%,solid-to-liquid ratio 1∶50 g/mL,extraction temperature 60 ℃,and extraction time 60 min,the extraction yield of BLFS polyphenols was(18.09±0.25) mg/g. The results of chromatograph analysis with HPLC showed significant increase of gallic acid,coumaric acid,ferulic acid and rutin contents in barley after lactobacillus fermentation(p<0.05). On the contray,vanillic acid and p-coumaric acid contents reduced dramatically(p<0.05). In BLFS polyphenols,main components including rutin,vanillic acid,ferulic acid,coumaric acid,gallic acid,protocatechuic acid and p-coumaric acid,their contents were 35.08,21.28,19.38,11.36,6.80,2.99 μg/g and 0.83 μg/g respectively. The polyphenols extraction from BLFS and barley displayed excellent antioxidant activities with half maximal effective concentration(EC50)values of 0.66 and 0.87,0.88 and 0.96,0.76 and 0.89 mg/mL for scavenging hydroxyl,DPPH radicals and reducing capacity,respectively. Antioxidant activities of BLFS polyphenols extraction were higher than these of barley polyphenols extraction,showed that barley increased antioxidant activity by Lactobacillus Fermentation.

barley;lactobacillus;antioxidant activity;polyphenols;extraction;high performance liquid chromatography(HPLC)

2016-11-04

姚芳(1980-)，女，博士研究生，副教授，研究方向：食品功能成分提取及生物活性， E-mail：yaofang7577@163.com。

*通訊作者:董英(1954-)，女，大學(xué)本科，教授，研究方向：食品營養(yǎng)與安全，E-mail：ydong@ujs.edu.cn。

江蘇省2013年度普通高校研究生科研創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目(CXZZ13_0694)；學(xué)院科研課題(NSFYB1304)。

TS210.1

A

1002-0306(2017)10-0211-07

10.13386/j.issn1002-0306.2017.10.032