不同粒色藜麥營養(yǎng)品質(zhì)及多酚組成與抗氧化活性比較分析

趙萌萌 - 楊希娟,2,3 -,2,3 黨 斌,2,3 ,2,3 張 杰,2,3 ,2,3 張文剛,2,3 -,2,3

(1. 青海大學(xué)農(nóng)林科學(xué)院，青海 西寧 810016；2. 青海省青藏高原農(nóng)產(chǎn)品加工重點實驗室，青海 西寧 810016；3. 青海省農(nóng)林科學(xué)院，青海 西寧 810016)

藜麥(ChenopodiumquinoaWilld.)又稱奎藜、藜谷等，是印加土著居民的主要傳統(tǒng)食物。中國自1980年開始引進藜麥種植，目前主要分布在青海、西藏、山西、內(nèi)蒙、甘肅、浙江、吉林等地[1-2]。藜麥含有豐富的蛋白質(zhì)、氨基酸、纖維素、礦物質(zhì)、多酚、類胡蘿卜素、維生素C等營養(yǎng)與功能成分，其中蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素C含量較高于大多數(shù)常見谷物[3]，可以滿足人體的全部基本營養(yǎng)需求，被聯(lián)合國組織(FAO)譽為“太空食品”和“全營養(yǎng)食品”[4]。

彩色藜麥是一種珍貴的藜麥種質(zhì)資源[5]，現(xiàn)代分子營養(yǎng)學(xué)研究[6]顯示，食物天然色澤可能與其營養(yǎng)功能品質(zhì)存在緊密相關(guān)，一般而言顏色愈深，其營養(yǎng)愈豐富、結(jié)構(gòu)更平衡合理。彩色藜麥富含花青素、多酚、甜菜素等化合物，具有延緩衰老、預(yù)防心血管疾病、抗癌等多種生理功效，是加工新型健康食品及保健醫(yī)藥品的理想谷物原料之一[6-8]。藜麥營養(yǎng)物質(zhì)含量與功能成分組成及活性受到籽粒色澤與基因型的影響，已有研究[9]顯示，不同粒色藜麥因受品種及栽培條件等影響，其淀粉、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、粗纖維、氨基酸等的含量存在較大差異，而酚類化合物的種類和含量也存在明顯不同，黑色和紅色藜麥中多酚種類和含量普遍均高于白色藜麥。目前，有關(guān)彩色藜麥的研究主要集中在對其營養(yǎng)品質(zhì)評價、活性物質(zhì)提取與含量分析、保健食品開發(fā)等方面，而針對不同粒色藜麥主要營養(yǎng)品質(zhì)和多酚組成與抗氧化活性上的差異性研究鮮有報道。研究擬選擇青白藜1號(白粒)、貢扎4號(紅粒)和青藜2號(黑粒)為不同粒色藜麥代表，檢測其基本營養(yǎng)、多酚(結(jié)合酚、游離酚)含量與組成及其抗氧化活性，并分析品種間的差異性，以期為彩色藜麥的資源評價和綜合開發(fā)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

青白藜1號(白粒)、貢扎4號(紅粒)和青藜2號(黑粒)藜麥：青海省農(nóng)林科學(xué)院；

1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、三吡啶三吖嗪(TPTZ)、水溶性維生素E(Trolox)、2,2’-聯(lián)氮-雙-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二銨鹽(ABTS)：美國Sigma公司；

沒食子酸、根皮酚、原兒茶酸、綠原酸、2,4-二羥基苯甲酸、香草酸、丁香酸、p-香豆酸、阿魏酸、水楊酸、苯甲酸、藜蘆酸、鄰香豆酸、蘆丁、柚皮苷、橙皮苷、楊梅素、槲皮素、柚皮素、山柰酚標準品：純度≥98.0%，上海源葉生物科技有限公司；

福林—酚：優(yōu)級純，北京索萊寶科技有限公司；

硫酸銅、硫酸鉀、氫氧化鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉：分析純，天津市百世化工有限公司；

95% 乙醇、丙酮、正己烷、甲醇、乙酸乙酯：分析純，天津市富宇精細化工有限公司；

TOTALSTARCH試劑盒：愛爾蘭Megazyme公司；

試驗中使用的水：去離子水。

1.2 儀器與設(shè)備

手提式萬能粉碎機：HK-04A型，廣州市旭朗機械設(shè)備有限公司；

電子天平：AL204型，梅特勒—托利多儀器有限公司；

數(shù)顯恒溫水浴鍋：HH-4型，國華電器有限公司；

數(shù)控超聲波清洗器：KQ-500DE型，昆山市超聲波儀器有限公司；

低速冷凍離心機：DL-5M型，湖南長沙湘儀離心機儀器有限公司；

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：Retavapor R-215型，瑞士布奇有限公司；

紫外線可見分光光度計：N4S型，上海儀電分析儀器有限公司；

氨基酸分析儀：S433D型，德國賽卡姆公司。

1.3 方法

1.3.1 藜麥游離酚提取 參照文獻[10]和文獻[11]22的方法并略有改動：稱取不同粒色藜麥全粉1 g，分別加入80%丙酮20 mL，室溫條件下500 W超聲波處理30 min，離心(3 000 r/min，25 min)，收集上清液，殘渣用同樣方法提取2次，合并3次上清液，45 ℃減壓旋轉(zhuǎn)蒸干，沉淀物用甲醇定容至10 mL，0.45 μm有機膜過濾，得藜麥游離酚類物質(zhì)提取液，-20 ℃避光保存。

1.3.2 藜麥結(jié)合酚提取 向提取過游離酚的殘渣(1 g)中加入20 mL正己烷，離心(2 000 r/min，5 min)棄去上清液，向沉淀物中加入15 mL 10%甲醇—鹽酸溶液，70 ℃ 水浴1 h。加入20 mL乙酸乙酯萃取5次，離心(2 000 r/min，5 min)，合并乙酸乙酯萃取相，在45 ℃條件下旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至干，用甲醇定容至10 mL，0.45 μm有機膜過濾，得藜麥結(jié)合酚提取液，-20 ℃避光保存[12]。

1.3.3 營養(yǎng)品質(zhì)測定

(1) 水分含量：按GB 5009.3—2010執(zhí)行。

(2) 脂肪含量：按GB/T 5009.6—2003執(zhí)行。

(3) 膳食纖維含量：按GB/T 5009.88—2008執(zhí)行。

(4) 灰分含量：按GB 5009.4—2010執(zhí)行。

(5) 總淀粉含量：采用TOTALSTARCH試劑盒。

(6) 蛋白質(zhì)含量：按GB 2905—82執(zhí)行。

(7) 氨基酸含量：按GB/T 5009.124—2003執(zhí)行。

1.3.4 酚類物質(zhì)測定

(1) 多酚含量測定：采用Folin-Ciocalteu法[12-13]并略有改動：吸取樣品提取液125 μL于試管中，再加入500 μL 蒸餾水和125 μL福林—酚試劑，搖勻，反應(yīng)6 min后加入1.25 mL 7% Na2CO3溶液，再加入1 mL蒸餾水，室溫條件下避光放置1.5 h后，以甲醇代替樣品提取液為空白調(diào)零，測定760 nm處吸光度，重復(fù)3次。配制不同濃度梯度的沒食子酸標準品制作標準曲線。多酚含量以每100 g提取物(干基)中沒食子酸當量計(mg/100 g)。

(2) 黃酮含量的測定：采用NaNO2-Al(NO3)3-NaOH比色法[12-13]并略有改動。吸取100 μL樣品提取液于試管中，加入5% NaNO2溶液200 μL，搖勻，6 min后加入10% Al(NO3)3溶液200 μL，搖勻，6 min后再加入4% NaOH溶液2 mL，室溫避光放置15 min后，以甲醇代替樣品提取液為空白調(diào)零，測定510 nm處吸光度，重復(fù)3次。配制不同溶度梯度的兒茶素標準品制作標準曲線。黃酮含量以每100 g提取物(干基)中兒茶素當量計(mg/100 g)。

(3) 多酚組成分析：采用高效液相質(zhì)譜聯(lián)用色譜法，具體的色譜條件參照文獻[14]并稍作改動。C18制備色譜柱(250 mm×4.6 mm，5 μm)；流動相A為0.1%冰醋酸，流動相B為含0.1%冰醋酸的乙腈；梯度洗脫：0 min，5% B，95% A；2 min，10% B，90% A；27 min，30% B，70% A；50 min，90% B，10% A；52～56 min，100% B；56～60 min，8% B，92% A。流速0.8 mL/min；紫外檢測波長280 nm；進樣量10 μL。根據(jù)色譜保留時間與峰面積分別定性定量，結(jié)果以干基表示(μg/g)。

1.3.5 抗氧化活性測定 參照文獻[15—17]并稍作修改。

(1) DPPH·清除能力：取1 mL多酚提取液，加入0.1 mmol/L DPPH甲醇溶液4.5 mL，避光反應(yīng)30 min，以甲醇替代樣液于517 nm處測定吸光度，重復(fù)測定3次。根據(jù)標準曲線計算DPPH·清除能力，以每100 g提取物(干基)中Trolox當量計(μmol/100 g)。

(2) 鐵還原能力(FRAP)：取1 mL多酚提取液與4.5 mL FRAP工作液(TPTZ與FeCl3濃度1∶2)混合均勻，避光反應(yīng)30 min，以甲醇空白調(diào)零，在波長593 nm下測定吸光度，重復(fù)3次。根據(jù)標準曲線計算出樣品提取液的FRAP，以每100 g提取物(干基)中Trolox當量計(μmol/100 g)。

(3) ABTS+·清除能力：取200 μL藜麥多酚提取液與4.5 mL ABTS 反應(yīng)液混勻，避光反應(yīng)30 min，以甲醇為空白調(diào)零，在波長734 nm下測定吸光度，重復(fù)3次。根據(jù)標準曲線計算出樣品提取液清除ABTS+·能力，以每100 g 提取物(干基)中Trolox當量計(μmol/100 g)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Excel和SPSS 19. 0軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析及繪圖，顯著性差異采用LSD多重比較法，相關(guān)性分析采用Pearson雙側(cè)檢驗法。

2 結(jié)果與分析

2.1 營養(yǎng)品質(zhì)

由表1可知，3種顏色藜麥營養(yǎng)成分的含量差異均顯著(P<0.05)。3種藜麥均具有較高的淀粉和粗蛋白含量，與于躍等[18]研究結(jié)果一致。脂肪含量最高的是紅色藜麥[(6.94±0.06)%]，黑色最少。黑色藜麥的粗纖維含量最高為[(10.38±0.16)%]，紅色次之，白色最少。白色藜麥中粗蛋白含量最高為[(18.81±1.02)%]，紅色次之，黑色最小。因此，經(jīng)比較分析可知藜麥籽粒顏色可能對其營養(yǎng)品質(zhì)存在較明顯的影響，該結(jié)果與趙亞東[11]18的報道較一致。

表1 不同粒色藜麥的營養(yǎng)成分(干基)?

氨基酸是衡量食品質(zhì)量的重要指標之一，其含量與食品的營養(yǎng)和風(fēng)味密切相關(guān)[19]。由表2可知，3種不同粒色藜麥中氨基酸含量差異顯著(P<0.05)，氨基酸含量依次為黑色>紅色>白色。白、紅、黑藜中氨基酸總量分別是(9.820±1.821)%，(8.594±0.384)%，(10.673±1.769)%。白、紅、黑藜麥均以谷氨酸，分別占其總量的25.88%，26.10%，25.44%，其次均是天冬氨酸、精氨酸含量較高。3種藜麥均含有17種氨基酸，包括7種必需氨基酸，必需氨基酸含量占總氨基酸含量的比例分別是28.83%，30.40%，29.09%，以天冬氨酸、谷氨酸、精氨酸含量較高，蛋氨酸含量最少。精氨酸是人體半必需氨基酸，具有保護肝臟缺血[20]、免疫營養(yǎng)[21]等作用，天冬氨酸和谷氨酸是神經(jīng)系統(tǒng)中的興奮性氨基酸，具有神經(jīng)傳送作用[22]。因此，3種藜麥均富含容易被人體吸收氨基酸且種類齊全、配比合理，其中黑色藜麥蛋白價值相較更高。

表2 不同粒色藜麥氨基酸的種類及含量?

2.2 酚類物質(zhì)含量

由表3可知，不同粒色藜麥之間酚類物質(zhì)含量存在顯著差異(P<0.05)。不同藜麥中多酚含量約是黃酮的5倍，說明多酚是藜麥中主要的酚類物質(zhì)。3種粒色藜麥中多酚、黃酮及總酚平均含量依次為黑色>紅色>白色。白色、紅色、黑色藜麥中總酚含量分別為(351.55±20.36)，(366.58±15.90)，(513.49±17.25) mg/100 g，黑色藜麥分別高出白色、紅色藜麥46.06%和40.08%，說明酚類物質(zhì)含量與種子的顏色密切有關(guān)，與陳樹俊等[23]報道基本一致。此外，藜麥游離型多酚含量顯著高于其結(jié)合型；其中黑藜麥多酚含量最高，紅色次之，白色最少，該結(jié)果與黨斌[24]、相啟森等[25]研究結(jié)果一致。除多酚外，3種粒色藜麥中還存在較少以游離和結(jié)合型存在的黃酮類化合物，含量總體為黑色>紅色>白色。黑、白藜麥中結(jié)合黃酮含量顯著高于其游離黃酮，分別達到游離黃酮的1.93和1.11倍，而紅藜麥中游離黃酮含量高于結(jié)合型，表明黑、白藜麥以結(jié)合黃酮為主，紅色藜麥以游離黃酮為主。

表3 不同粒色藜麥中多酚物質(zhì)含量?

2.3 酚類物質(zhì)組成

由表4可知，3種粒色藜麥在多酚組成與含量上存在一定差異。白、紅、黑藜麥中共檢出酚酸分別為11，11，12種，檢出黃酮分別為6，6，7種。除根皮酚、阿魏酸以外，其他所測酚類物質(zhì)種類均以游離型存在形式為主。p-香豆酸為參試藜麥中含量最高的酚酸，在白色和紅色藜麥中高達(1 290.80±73.11)，(990.32±50.24) μg/g，顯著高于Tang等[26]報道的加拿大安大略省種植不同顏色藜麥中p-香豆酸的含量，可能是由于種植區(qū)域及品種等不同所導(dǎo)致。此外，香草酸(22.91～36.60 μg/g)和水楊酸(4.77～17.02 μg/g)在參試藜麥游離型提取物中含量均較高，綜上可知，p-香豆酸、香草酸和水楊酸是藜麥中存在的主要游離型酚酸。黑色藜麥游離型提取物中原兒茶酸(29.05 μg/g)較高，其余酚酸含量較低；參試藜麥結(jié)合型提取物中阿魏酸、苯甲酸、藜蘆酸含量相對較高，且在紅色藜麥中的含量高于其他顏色，是參試藜麥中存在的主要結(jié)合型酚酸。在檢出的7種黃酮類物質(zhì)中，槲皮素、山奈酚和蘆丁在參試3種藜麥的游離型提取物中含量均較高，是參試藜麥游離型提取物中存在的主要黃酮物質(zhì)，且在白色藜麥中含量高于紅色和黑色藜麥；同時山柰酚也是參試藜麥中存在的主要結(jié)合型黃酮物質(zhì)，其含量為11.18～15.18 μg/g，其余黃酮物質(zhì)未檢出或含量較低。

表4 不同粒色藜麥酚類化合物的組成及含量?

2.4 酚類物質(zhì)抗氧化活性

不同粒色藜麥的酚類物質(zhì)DPPH·清除能力差異顯著(P<0.05)，且結(jié)合酚優(yōu)于游離酚(見圖1)，其中黑色、紅色藜麥結(jié)合酚清除DPPH·能力分別達到(5 770.15±200.91)，(5 420.28±120.72) μmol/100 g，明顯高于白色藜麥。不同粒色藜麥游離酚DPPH·清除能力差異不顯著。黑色藜麥相對最高[(2 300.68±100.52) μmol/100 g]，紅色、白色藜麥次之，表明總酚含量和抗氧化活性與種子的顏色相關(guān)。這與楊希娟等[27]報道青稞的結(jié)合酚類提取物的DPPH·清除能力顯著高于其游離型提取物的結(jié)果一致。綜上所述，相比白色和紅色藜麥，黑色藜麥籽粒中總多酚含量更高且抗氧化活性也更高，與Tang等[26]和Hirose等[28]的研究一致。

字母不同表示有顯著性差異(P<0.05)

黑色藜麥結(jié)合酚清除ABTS+·能力[(1 450.94±50.04) μmol/100 g]和FRAP鐵還原能力[(3 210.95±90.96) μmol/100 g]均最強，顯著高于游離酚和其他粒色黎麥，而白色和紅色黎麥游離酚清除ABTS+·能力和FRAP鐵還原能力強于結(jié)合酚，與Dykes等[29]報道的小麥等谷物的游離型酚類物質(zhì)的FRAP鐵還原能力遠遠強于結(jié)合型酚類物質(zhì)的結(jié)果一致；3種粒色藜麥游離型酚清除ABTS+·能力差異不顯著，而其FRAP鐵還原能力差異顯著(P<0.05)，以黑色黎麥游離酚的FRAP鐵還原能力最強。這可能與不同粒色藜麥中不同形態(tài)的酚類化合物單體多酚組成與含量差異有關(guān)，研究[30]顯示，不同單體酚對不同自由基的清除能力具有一定選擇性。綜合分析可知，黑色黎麥的游離酚和結(jié)合酚在試驗選擇的抗氧化指標中表現(xiàn)出最強的抗氧化活性。

2.5 藜麥營養(yǎng)成分、多酚含量與抗氧化能力的相關(guān)性

由表5可知，藜麥中粗纖維含量與游離酚、結(jié)合黃酮、結(jié)合型ABTS+·清除能力呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，與結(jié)合型FRAP鐵還原能力呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)，說明藜麥中粗纖維含量越高，其游離酚、結(jié)合黃酮含量及抗氧化能力越高；粗蛋白含量與游離黃酮含量呈顯著負相關(guān)(P<0.05)，說明粗蛋白含量越高，其游離黃酮含量越低。游離酚含量與結(jié)合型FRAP鐵還原能力呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，說明游離酚含量越高藜麥多酚鐵還原力也越高；結(jié)合黃酮含量與結(jié)合型FRAP鐵還原能力、ABTS+·清除能力呈顯著負相關(guān)(P<0.05)，表明結(jié)合型黃酮含量越高，結(jié)合酚清除ABTS+·能力及鐵還原力越低。另外，結(jié)合型FRAP鐵還原能力與結(jié)合型ABTS+·清除能力也呈顯著正相關(guān)(P<0.05)，說明結(jié)合酚FRAP鐵還原能力一定程度上決定著ABTS+·清除能力。與梁雨荷等[31]報道的萌發(fā)青稞營養(yǎng)成分與抗氧化活性關(guān)系相似。綜上所述，多酚化合物是3種藜麥不同型態(tài)多酚提取物抗氧化活性的主要來源，而藜麥游離型和結(jié)合型酚類物質(zhì)含量與抗氧化活性可根據(jù)其主要營養(yǎng)成分(粗纖維、粗蛋白)含量高低進行評估。

字母不同表示有顯著性差異(P<0.05)

表5 藜麥營養(yǎng)成分、多酚含量與抗氧化活性的相關(guān)性?

3 結(jié)論

藜麥粒色對其水分、脂肪、粗纖維、灰分、淀粉、粗蛋白、氨基酸等主要營養(yǎng)成分有顯著影響。藜麥的酚類組成較豐富(19種)并以游離酚為主要存在形式，平均含量為結(jié)合酚的1.56倍。黑粒藜麥抗氧化能力最突出，白粒和紅粒藜麥較低；不同形態(tài)多酚在自由基清除力和鐵還原力上表現(xiàn)出一定選擇性，3種粒色藜麥結(jié)合酚DPPH·清除力均最高，而白色、紅色藜麥游離酚對ABTS+·清除力及FRAP相對較強。藜麥粗纖維和粗蛋白含量與酚酸、黃酮及其抗氧化活性存在相關(guān)，可作為評估黎麥多酚含量與抗氧化特性的指標。后續(xù)可進一步擴大不同粒色藜麥樣本量并對其他營養(yǎng)功能成分的差異開展探究，從而為彩色藜麥加工適宜性評價及健康食品開發(fā)提供一定理論支持。