干燥方式對(duì)盛花期苦蕎植株浸提液抗氧化活性的影響

[摘要]以盛花期苦蕎植株為試驗(yàn)原料，研究了干燥方式對(duì)盛花期苦蕎植株浸提液抗氧化活性的影響，通過(guò)評(píng)價(jià)其清除自由基的能力，分析浸提液中黃酮類(lèi)物質(zhì)的抗氧化活性，確定最佳干燥方式。試驗(yàn)結(jié)果表明，不同干燥方式抗氧化活性的大小依次為微波干燥、105℃烘箱干燥處理、50℃烘箱干燥處理、自然風(fēng)干、自然曬干，通過(guò)兩組不同試驗(yàn)的比較分析表明，微波干燥處理的清除率最好。

[關(guān)鍵詞]盛花期苦蕎植株;自由基;黃酮類(lèi)物質(zhì);抗氧化活性

中圖分類(lèi)號(hào)：TS218 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.201912

苦蕎[1]又名韃靼蕎麥、三角麥、苦葉七[2]，為蓼科雙子葉蕎麥屬植物，在我國(guó)種植較為廣泛[3]，因其含有的黃酮類(lèi)化合物具有較強(qiáng)的生理活性和廣泛的藥用價(jià)值[4]，以及極其豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，故民間稱(chēng)之為“五谷之王”。

黃酮類(lèi)物質(zhì)[5]是廣泛存在于植物中的一類(lèi)黃色素，在植物主要以苯丙吡哺酮衍生物的形式存在，主要與糖結(jié)合為糖苷，主要存在于苦蕎的莖、葉、花、果實(shí)中[6]，其中盛花期苦蕎植株[7]黃酮類(lèi)物質(zhì)含量較高。苦蕎黃酮類(lèi)物質(zhì)具有降低心肌耗氧量、降血脂[8]、抗心律失調(diào)、軟化血管、降低血糖、抗氧化[9]、消除體內(nèi)自由基、增強(qiáng)機(jī)體免疫[10]等功能。與其他自然植物抗氧化物性質(zhì)相比，苦蕎植株中黃酮類(lèi)物質(zhì)的抗氧化性[11]更高，抗動(dòng)脈粥樣硬化[12]作用更為顯著，清除體內(nèi)自由基的作用更強(qiáng)大，因此苦蕎黃酮類(lèi)物質(zhì)在食品、醫(yī)藥研究等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用價(jià)值?？嗍w盛花期植株是整個(gè)生長(zhǎng)階段[13]，植株黃酮含量最高的時(shí)期，以盛花期苦蕎植株為原料提取的黃酮類(lèi)物質(zhì)，含量高、抗氧化效率較為明顯?？嗍w植株黃酮類(lèi)物質(zhì)的抗氧化活性顯著與否，受到多重因素的影響，干燥方式是其中最為重要的一種。因其干燥方式不同，抗氧化活性具有很大的差異，因此，苦蕎植株干燥方式就顯得尤為重要。通過(guò)試驗(yàn)研究不同干燥方式對(duì)盛花期苦蕎植株的影響，確定最佳的干燥方式，在獲得抗氧化活性最佳效果的同時(shí)，還可指導(dǎo)現(xiàn)代食品、醫(yī)藥企業(yè)的生產(chǎn)，用于功能保健、藥理學(xué)、臨床研究領(lǐng)域[14]。自由基[15]是人體正常代謝的產(chǎn)物，是含有未配對(duì)介電子的一類(lèi)原子、分子、離子的總稱(chēng)，具有高度的化學(xué)活性[16]。在本試驗(yàn)中分別采用自然曬干、陰干、50℃烘箱干燥處理、105℃烘箱干燥處理、微波加熱干燥等5種干燥方式對(duì)苦蕎植株進(jìn)行干燥，在不同的固液比中進(jìn)行黃酮類(lèi)溶液提取[17]，通過(guò)抗氧化活性試驗(yàn)對(duì)兩種自由基清除率進(jìn)行比較，最后確定最佳的干燥方式。

1 材料與方法

1.1 材料

西昌航飛苦蕎基地優(yōu)良苦蕎盛花期植株。

1.2 試劑

0.50mmol/L鄰二氮菲無(wú)水乙醇溶液、0.075mol/L磷酸鹽緩沖液、0.075mmol/L硫酸亞鐵、0.1%雙氧水、4.5mmol/L鄰苯三酚、8.0mol/L HCl。

1.3 儀器

DGG9420A型立式電熱鼓風(fēng)干燥箱：上海齊欣科學(xué)儀器有限公司;WK-150小型粉碎機(jī)：山東省青州市精誠(chéng)機(jī)械制造廠;HW-SY21-K水浴鍋：北京市長(zhǎng)鳳儀器儀表公司;上UV–2000紫外可見(jiàn)分光光度計(jì);SHB–Ⅲ A循環(huán)水式多用真空泵。

1.4 試驗(yàn)步驟

1.4.1 樣品制備

原料預(yù)處理：將新鮮苦蕎植株處理干凈，平均分成5份，用作曬干、室溫干燥、烘箱50℃、烘箱105℃以及微波干燥的原料。

曬干樣（Aa）將處理干凈的苦蕎植株原料置于室外，在太陽(yáng)光下干燥至水分含量小于8%，以便用于粉碎機(jī)研磨成細(xì)小的粉末。

室溫干燥樣（Ab）將處理干凈的苦蕎植株原料置于室內(nèi)通風(fēng)處，干燥至水分含量小于8%，以便用于粉碎機(jī)研磨成細(xì)小的粉末。

105℃烘箱干燥樣（Ac）將處理干凈的苦蕎植株原料放在立式電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)，溫度調(diào)節(jié)至105℃，干燥至其中含水量小于8%，以便用于粉碎機(jī)研磨成細(xì)小的粉末。

50℃烘箱干燥樣（Ad）將處理干凈的苦蕎植株原料放在立式電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)，溫度調(diào)節(jié)至50℃，干燥至其中含水量小于8%，以便用于粉碎機(jī)研磨成細(xì)小的粉末。

微波加熱干燥樣（Ae）將處理干凈的苦蕎植株原料放置在微波爐中，調(diào)節(jié)微波爐溫度，干燥2～5min，轉(zhuǎn)入立式電熱鼓風(fēng)干燥箱中干燥至其中含水量小于8%，以便用于粉碎機(jī)研磨成細(xì)小的粉末。

1.4.2 磨粉

按照1.4.1的操作，將得到的5種樣品分別倒入粉碎機(jī)中進(jìn)行粉碎，通過(guò)60目篩，裝入棕色玻璃瓶中待用。

1.4.3 苦蕎植株浸提液的提取

以無(wú)菌蒸餾水為提取劑，按照濃度為0.02g/mL、0.04g/mL、0.06g/mL、0.08g/mL、0.10g/mL，50℃，提取1h[18]。

分別準(zhǔn)確稱(chēng)取5種苦蕎植株粉末1.00g、2.00g、3.00g、4.00g、5.00g，放入25個(gè)250mL錐形瓶中，各加入50mL蒸餾水，將所得的苦蕎植株溶液放入水浴鍋中，調(diào)節(jié)水浴鍋溫度至50℃，提取1h。

將水浴加熱處理后的苦蕎植株溶液在SHZ-Ⅲ型循環(huán)水真空泵中進(jìn)行抽濾，用燒杯收集提取液，再將提取液移入250mL容量瓶中，用無(wú)菌蒸餾水定容至250mL。

1.4.4 苦蕎植株浸提液體外抗氧化活性的測(cè)定

1.4.4.1 清除羥基自由基

取27支型號(hào)相同的試管，預(yù)先用蒸餾水清洗干凈并使其干燥，然后分別編號(hào)a1、b1、c1、d1、e1、a2、b2、c2、d2、e2、a3、b3、c3、d3、e3、a4、b4、c4、d4、e4、a5、b5、c5、d5、e5、空白試驗(yàn)1號(hào)、空白試驗(yàn)2號(hào)。

分別取0.50mmol/L鄰二氮菲無(wú)水乙醇溶液1.50mL加入試管a1～e5中，加入0.075mol/L磷酸鹽緩沖液（pH 7.4）5.00mL，充分混勻后加入0.75mmol/L硫酸亞鐵1.00mL，立即混勻。分別加入不同干燥處理后的不同浸提的樣品液體1.00mL，然后加入0.1% 雙氧水1.00mL，反應(yīng)液在37℃保溫1h，1h后分別加入10mL蒸餾水稀釋于510nm處測(cè)定吸光度A1。在上述操作中用等體積雙蒸水代替樣液，獲得吸光度記為A2。以等體積水代替樣液，以等體積雙蒸水代替0.1% 雙氧水，獲得吸光度記為A3。

計(jì)算清除率公式：

羥基自由基清除率=（A1–A2）÷（A3–A2）×100%

1.4.4.2 清除超氧自由基

取51支型號(hào)相同的試管，預(yù)先用蒸餾水清洗干凈并使其干燥，將其分為三組：第一組25支，試驗(yàn)1所用;第二組25支，試驗(yàn)2所用;第三組1支，空白對(duì)照試驗(yàn)所用。

在第一組的25支試管中分別加入pH為8.2的0.075mol/L磷酸緩沖溶液5.00mL，然后加入不同干燥處理后的不同浸提的樣品液體0.10mL，置于25℃水浴中預(yù)熱20min，再加入已預(yù)熱處理的4.50mmol/L 鄰苯三酚0.10mL，混勻后置于25℃水浴中反應(yīng)4min，立即用2滴8.00mol/L HCl終止反應(yīng)。按照上述操作，以離子水取代鄰苯三酚，分別加入第二組試管中;以離子水取代樣品，加入第三組試管中。用雙蒸水調(diào)節(jié)儀器零點(diǎn)，在420nm處測(cè)定吸光值，第一組吸光值讀數(shù)記為A1;第二組吸光值讀數(shù)記為A2;第三組吸光值讀數(shù)記為A3。

超氧自由基清除率[19]={A3–（A1–A2）}÷A3×100%

2 結(jié)果與分析

2.1 清除羥基自由基

羥基自由基清除率。當(dāng)浸提液濃度一定時(shí)，干燥方式對(duì)羥基自由基的消除在一定范圍內(nèi)有明顯的影響，由表1觀察可知，自然風(fēng)干、自然曬干后所得到的自由基清除率較為接近，且數(shù)值較小;105℃烘箱干燥處理、50℃烘箱干燥處理后得到的自由基清除率較為接近，較自然干燥后的自由基清除率有較大幅度的增加，而微波處理之后的自由基清除率比之前的自然、烘箱干燥都大。當(dāng)干燥方式一定的時(shí)候，隨著浸提液濃度在一定范圍內(nèi)的增大，自由基消除率也在進(jìn)一步增大，但是變化的幅度不是很明顯，并且在相同的干燥方式下，不同的濃度試驗(yàn)得到的自由基消除率都較為接近，因此干燥方式是影響羥基自由基清除率的主要因素。

從表2中可以看出，不同的干燥處理方式對(duì)試驗(yàn)的結(jié)果存在顯著性影響，濃度的變化對(duì)試驗(yàn)結(jié)果從表2中可以看出，不同的干燥處理方式對(duì)試驗(yàn)的結(jié)果存在顯著性影響，濃度的變化對(duì)試驗(yàn)結(jié)果存在顯著性影響，因此對(duì)干燥方式和濃度進(jìn)行多重比較分析，見(jiàn)表3和表4。

從表3中可以得出，在0.02、0.04、0.06這三個(gè)濃度處理中存在著顯著性差異和極顯著性差異，存在顯著性差異的原因在于，隨著濃度的增加，黃酮類(lèi)物質(zhì)的含量也增加，對(duì)羥基自由基清除就越強(qiáng);在0.08、0.10這兩個(gè)濃度處理中，黃酮類(lèi)物質(zhì)的含量已經(jīng)不是影響羥基自由基清除率的關(guān)鍵因素所在，故不存在顯著性差異和極顯著性差異。

由表4可知，自然曬干處理和陰干處理不存在顯著性差異和極顯著性差異。原因分析：自然曬干干燥處理和陰干處理是在沒(méi)有任何隔氧處理的情況下進(jìn)行的干燥，試驗(yàn)植株試樣同氧氣接觸時(shí)間較長(zhǎng)、接觸面積較大，兩種干燥方式的處理溫度范圍在常溫10℃～30℃，多酚氧化酶的活性較大，酶促反應(yīng)抑制效果不佳，長(zhǎng)時(shí)間的放置使浸提液中多酚大量被氧化，從而降低了羥基自由基清除率;在50℃的干燥處理和105℃的干燥處理存在顯著性差異，但是不存在極顯著差異。高溫能夠使一些多酚氧化酶失活，酶促反應(yīng)被抑制，由于加熱過(guò)程緩慢，在加熱過(guò)程中發(fā)生酶促反應(yīng)，使多酚被氧化，清除率降低，而因?yàn)榧訜岬?05℃溫度較高，對(duì)多酚氧化酶的抑制作用大于50℃干燥處理，所以清除率稍強(qiáng);105℃干燥處理、微波加熱干燥處理存在顯著性差異和極顯著性差異。由于這兩種處理方式都是經(jīng)過(guò)高溫加熱干燥，使大量的多酚氧化酶失活，抑制酶促反應(yīng)，因此提高了浸提液中多酚的含量，相對(duì)提高了對(duì)羥基自由基的清除率。微波加熱干燥處理優(yōu)于105℃烘箱烘干處理，是由于微波干燥處理溫度比105℃高，在短時(shí)間內(nèi)即可達(dá)到很高的溫度，能夠在短時(shí)間內(nèi)使多酚氧化酶失活，減少多酚的損失，從而提高了對(duì)羥基自由基的清除率。

2.2 清除超氧自由基

當(dāng)浸提液濃度一定的時(shí)候，干燥方式對(duì)超氧自由基的消除在一定范圍內(nèi)有明顯的影響，由表5觀察可知，自然風(fēng)干、自然曬干后所得到的自由基清除率較為接近，且數(shù)值較小，變化不大;105℃烘箱干燥處理、50℃烘箱干燥處理后得到的自由基清除率變化較大，且較之前自然干燥后的自由基清除率有較大幅度的增加，而微波處理之后的自由基清除率比之前的自然、烘箱干燥都大。當(dāng)干燥方式一定的時(shí)候，隨著浸提液濃度在一定范圍內(nèi)的增大，自由基消除率也進(jìn)一步增大，但是變化幅度跟不同干燥方式自由基消除率相比不是很明顯。由于在相同的干燥方式下，幾種不同的濃度試驗(yàn)得到的自由基消除率都較為接近，因此干燥方式是影響超氧自由基清除率的主要因素。

將表5中的不同的濃度作為A因素，不同的干燥處理方式作為B因素進(jìn)行二次重復(fù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，見(jiàn)表6。

從表6中可以看出，不同的干燥處理方式對(duì)試驗(yàn)的結(jié)果存在顯著性影響，濃度的變化對(duì)試驗(yàn)結(jié)果存在顯著性影響，因此對(duì)干燥方式和濃度進(jìn)行多重比較分析得到表7和表8。

從表7中可以得出，在0.02、0.04、0.06這三個(gè)濃度處理中，存在著顯著性差異和極顯著性差異，存在顯著性差異的原因在于，濃度的增加，黃酮類(lèi)物質(zhì)的含量也隨之增加，對(duì)超氧自由基清除率就越強(qiáng);在0.08、0.10這兩個(gè)濃度處理中，黃酮類(lèi)物質(zhì)的含量已經(jīng)不再是影響超氧自由基清除率的關(guān)鍵因素，所以不存在顯著性差異和極顯著性差異。

從表8中可以得出，自然曬干處理、陰干處理、50℃烘箱烘干處理不存在顯著性差異和極顯著性差異，原因分析：由于自然干燥處理和陰干處理是在沒(méi)有任何隔氧處理下進(jìn)行干燥，同氧氣接觸時(shí)間較長(zhǎng)、接觸面積較大，且兩種處理方式的溫度范圍在10℃～30℃，因此多酚氧化酶的活性較大，酶促反應(yīng)抑制效果不佳，長(zhǎng)時(shí)間的放置使浸提液中多酚大量被氧化，從而降低了對(duì)超氧自由基的清除率。雖然50℃的干燥處理能夠使一些多酚氧化酶失活，抑制酶促反應(yīng)，但是由于加熱過(guò)程緩慢，因此在50℃的時(shí)候部分多酚氧化酶未失活，酶促反應(yīng)依然存在，使多酚被氧化。105℃和微波加熱干燥處理存在顯著性差異和極顯著性差異，由于這兩種處理方式都經(jīng)過(guò)高溫干燥，因此大量多酚氧化酶高溫變性失活，抑制了酶促反應(yīng)，提高了浸提液中多酚的含量，同時(shí)相對(duì)提高了對(duì)超氧自由基的清除率，微波加熱干燥處理優(yōu)于105℃烘箱烘干處理。由于微波干燥處理溫度比105℃高，在短時(shí)間內(nèi)能夠達(dá)到很高的溫度，因此很快使多酚氧化酶變性失活，減少了多酚的損失，從而提高了對(duì)超氧自由基的清除率。105℃烘箱烘干處理由于加熱到105℃時(shí)間較長(zhǎng)，中途會(huì)發(fā)生酶促反應(yīng)，因此使多酚的含量相對(duì)于微波干燥較少。

3 結(jié) 論

不論是羥基自由基清除率試驗(yàn)還是超氧自由基清除率試驗(yàn)，室內(nèi)陰干和自然曬干處理時(shí)間較長(zhǎng)，因?yàn)橥諝饨佑|時(shí)間較長(zhǎng)，酶促反應(yīng)抑制效果較差，浸提液中黃酮類(lèi)物質(zhì)被氧化，所以?xún)烧卟淮嬖陲@著性差異和非顯著性差異。相應(yīng)的，其他三種干燥處理方式，由于干燥溫度不同，在空氣中同氧氣接觸的時(shí)間不同，因此多酚氧化酶的活性不同，三者之間都存在顯著性差異和非顯著性差異。結(jié)果表明：苦蕎植株黃酮類(lèi)物質(zhì)在干燥過(guò)程中容易受到光照、含氧量、溫度以及干燥時(shí)間影響，以上影響因素都會(huì)在不同程度上使浸提物質(zhì)多酚被氧化而損失。通過(guò)兩組自由基清除率試驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析，在相同濃度下，處理抗氧化能力的大小依次為微波干燥、105℃烘箱干燥處理、50℃烘箱干燥處理、陰干、自然曬干，其中最佳干燥方式為微波加熱干燥。微波技術(shù)應(yīng)用于苦蕎植株黃酮類(lèi)物質(zhì)的提取，具有短時(shí)、高效、節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)。

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Effects of Drying Methods on the Antioxidant Activity of Extracts of Flowering Buckwheat Plants

Hu Shaoyong

（Xichang University of Sichuan，Xichang，Sichuan 615013）

Abstract：At the flowering stage of Tartary Buckwheat plants as experimental material， studied the effects of drying methods on the antioxidant activity of extracts of flowering buckwheat plants， by evaluating its ability to scavenge free radicals， analysis of extracting antioxidant activity of Flavonoids from liquid， determine the best drying method. The test results show that， the antioxidant activity of different drying methods are： the size of microwave drying， oven drying processing temperature of 105℃ ， 50℃ oven drying treatment， natural air drying， natural dried， through comparative analysis of two different groups of test indicate that the microwave drying process， removal rate of the good.

Key Words：flowering buckwheat plants，F(xiàn)ree radical，F(xiàn)lavonoids，Antioxidant activity

收稿日期：2019-10-29

作者簡(jiǎn)介：胡紹勇，男，本科，研究方向?yàn)槭称焚|(zhì)量與安全。