藜麥籽粒清洗液功能成分含量及抗氧化活性分析

蘭永麗，張文剛，楊希娟

(1.青海大學(xué)省部共建三江源生態(tài)與高原農(nóng)牧業(yè)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海 西寧 810016；2.青海大學(xué)農(nóng)林科學(xué)院，青海省青藏高原農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，青海 西寧 810016；3.青藏高原種質(zhì)資源研究與利用實(shí)驗(yàn)室，青海 西寧 810016)

藜麥?zhǔn)寝伎妻紝僖荒晟p子葉草本植物，起源于安第斯山脈地區(qū)，是一種全營養(yǎng)的“假谷物”，作為印第安人的傳統(tǒng)主食已有6000多年的食用歷史[1]。藜麥營養(yǎng)價(jià)值極高，富含優(yōu)質(zhì)蛋白、多糖、不飽和脂肪酸、礦物質(zhì)、維生素、酚類化合物、皂苷等功效成分，長期食用有助于預(yù)防心血管疾病、癌癥、炎癥、糖脂代謝紊亂，并能幫助減肥、抗衰老及助消化[2-4]。目前，藜麥在我國青海、甘肅、山西、內(nèi)蒙古、浙江、陜西等18個(gè)地區(qū)均有廣泛種植，逐漸成為一種具有廣闊開發(fā)前景的健康谷物[5]。

藜麥資源較豐富，可分為白、黑、紅、紫、橘等多種類型，其種皮是功能品質(zhì)相對(duì)最突出的部分，含有豐富的皂苷、酚類物質(zhì)、多糖、甜菜素等功能成分，其中甜菜素和花色苷可以賦予籽粒不同顏色特征[6,7]。實(shí)際生產(chǎn)中位于藜麥種皮的三萜糖苷類化合物皂苷具有強(qiáng)烈苦味，影響藜麥加工制品的感官品質(zhì)及營養(yǎng)消化吸收特性，經(jīng)常需要采用簡易水洗方法處理籽粒，以去除大量皂苷并提高其消費(fèi)品質(zhì)[8,9]。然而，清洗加工會(huì)導(dǎo)致藜麥種皮部分活性成分流失，造成資源的浪費(fèi)，對(duì)藜麥的高效利用帶來不利影響。因此，開展藜麥籽粒清洗液中活性成分綜合分析十分必要。

本研究擬以白色、紅色、黑色3種粒色藜麥為原料，采用去離子水對(duì)籽粒進(jìn)行清洗，分析清洗液中多酚、黃酮、花色苷、皂苷、多糖等功能成分含量及抗氧化活性，探討功能成分與抗氧化性間的關(guān)系，以期為藜麥資源的綜合利用提供一定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

青白藜1號(hào)(白粒)、青藜2號(hào)(黑粒)、貢扎4號(hào)(紅藜)，由青海省農(nóng)林科學(xué)院作物所提供；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)，由美國Sigma公司提供；沒食子酸、根皮酚、原兒茶酸、綠原酸、2,4-二羥基苯甲酸、咖啡酸、香草酸、丁香酸、p-香豆酸、阿魏酸、水楊酸、苯甲酸、橙皮苷、楊梅素、齊墩果酸等標(biāo)準(zhǔn)品(純度≥98.0%)，由上海源葉生物科技有限公司提供；福林-酚(Folin-Ciocalteu)試劑(優(yōu)級(jí)純)，由北京索萊寶科技有限公司提供；葡萄糖、高氯酸、香草醛、冰醋酸、甲醇、NaNO2、Al(NO3)3·6H2O、NaOH等，由天津市百世化工有限公司提供。試驗(yàn)用水均為去離子水。

1.2 儀器與設(shè)備

AL204型電子天平，由梅特勒一托利多儀器有限公司生產(chǎn)；Retavapor R-215型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，由瑞士布奇有限公司生產(chǎn)；N4S型紫外線可見分光光度計(jì)，由上海儀電分析儀器有限公司生產(chǎn)；Q-Exactive高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，由美國賽默飛世爾科技公司生產(chǎn)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 藜麥籽粒清洗

稱取250g不同粒色藜麥，清理除雜后，加入300ml去離子水?dāng)嚢枨逑?min，靜置5min，待無明顯泡沫后收集清洗液，重復(fù)清洗4次，合并清洗液后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)濃縮并定容至100ml備用。

1.3.2 酚類物質(zhì)含量與組成分析

參考趙萌萌等[10]的方法測(cè)定樣品總酚和總黃酮含量并分析多酚組成。參考張杰等的方法采用LC-MS/MS分析花色苷組成[11]。

1.3.3 多糖含量

參考袁俊杰等的方法測(cè)定[12]。

1.3.4 皂苷含量

參考趙亞東等的方法測(cè)定[13]。

1.3.5 抗氧化活性測(cè)定

以Trolox為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，參考文獻(xiàn)方法測(cè)定DPPH·自由基清除力[14]、ABTS·+自由基清除力[15]及鐵還原能力(FRAP)[16]，吸光度測(cè)定波長分別為517、734和593nm，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算樣液的抗氧化活性，結(jié)果以Trolox當(dāng)量表示(μmol/L)。

1.3.6 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)結(jié)果以均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差(Mean±SD)表示。采用Origin2019軟件及Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 多酚含量

由圖1可知，黑色、紅色和白色藜麥清洗液中總酚平均含量依次為紅色>黑色>白色，紅色組分別比白色和黑色組高66.89%和34.83%，說明藜麥籽粒顏色不同，通過清洗加工進(jìn)入清洗液的多酚含量也存在差異，這可能與不同粒色藜麥籽粒多酚含量及其在種皮中的分布差異有關(guān)[17]。此外，檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)三種清洗液中總黃酮含量分布在0-0.004mg/L，表明藜麥清洗液中黃酮化合物很少。

圖1 不同粒色藜麥清洗液總酚含量Fig.1 The total phenol contents of cleaning solutions from different colored quinoa

2.2 多酚組成

由表1可知，研究共檢測(cè)了20種多酚，其中在三種清洗液中檢出13種，不同粒色藜麥籽粒清洗液中多酚含量與組成存在差異。黑色、紅色和白色藜麥清洗液中酚類化合物主要是酚酸，總酚含量紅色>黑色>白色，黃酮化合物很少，與化學(xué)法測(cè)定的結(jié)果一致，表明藜麥籽粒顏色不同，其種皮酚類物質(zhì)含量也不同，酚酸是種皮中主要的酚類物質(zhì)。研究證實(shí)，藜麥多酚以游離態(tài)酚酸最豐富[18]，黃酮相對(duì)較少，深色藜麥含量顯著高于白藜麥[10]。清洗中流失的可能多為游離酚，這是不同粒色藜麥清洗液多酚組成差異的內(nèi)在原因。

表1 不同粒色藜麥清洗液多酚組成及含量

黑色、紅色和白色藜麥清洗液中檢出酚酸分別為8、8、4種。黑藜麥清洗液中含量最高為原兒茶酸，其次為水楊酸和2,4-二羥基苯甲酸；紅藜麥清洗液中含量最高為水楊酸，其次為苯甲酸；白藜麥清洗液中酚酸種類最少，含量最高為香草酸，其次為苯甲酸。黑色、紅色和白色藜麥清洗液中分別檢出黃酮1、2、0種，黑色組只檢出極少量橙皮苷，紅色組檢出極少量橙皮苷和楊梅素，而白色組未檢出。綜上可知﹐原兒茶酸、水楊酸、香草酸分別為黑色、紅色和白色藜麥清洗液的特征多酚化合物。趙萌萌等[10]也報(bào)道香草酸和水楊酸是不同粒色藜麥主要游離酚酸，同時(shí)原兒茶酸在黑藜麥中含量最高，與本研究中藜麥籽粒清洗液分析結(jié)果較一致。

2.3 花色苷組成

由表2可知，不同粒色藜麥籽粒清洗液中花色苷含量和組成存在一定差異。黑色、白色和紅色藜麥清洗液中分別檢出6、8和4種花色苷，總含量依次為紅色>黑色>白色，其中紅色和黑色組含量差異不顯著(P>0.05)，但均顯著高于白色組(P<0.05)。飛燕草素及其糖苷衍生物是三種藜麥籽粒清洗液中的主要花色苷。除此之外，黑藜麥清洗液中還檢出較多的矢車菊素，而紅藜麥清洗液中檢出較多的矮牽牛素?；ㄉ帐枪任锓N皮顏色的重要來源，是一類天然抗氧化劑，與淺色谷物相比，深色谷物受基因和生長條件調(diào)控積累的花青素往往更多[19,20]。由本研究可知彩色藜麥相比普通白藜麥花色苷含量也更豐富，在清洗加工中相應(yīng)溶出也更多。

表2 不同粒色藜麥清洗液花色苷組成及含量

續(xù)表

2.4 多糖含量

由圖2可知，黑色、紅色和白色藜麥清洗液中多糖平均含量為黑色>紅色>白色。黑藜麥清洗液多糖含量分別比紅色和白色組高16.76%和34.10%。粒色對(duì)藜麥營養(yǎng)和功能品質(zhì)具有顯著影響，藜麥籽粒顏色不同，其多糖成分含量也不同[21]。彩色藜麥籽粒皮層可能具有更豐富的水溶性多糖，使得通過清洗加工后進(jìn)入清洗液中的多糖也更多。

圖2 不同粒色藜麥清洗液多糖含量Fig.2 The polysaccharide contents of cleaning solutions from different colored quinoa

2.5 皂苷含量

由圖3可知，黑色、紅色和白色藜麥清洗液中皂苷平均含量依次為黑色>白色>紅色，黑藜麥清洗液中皂苷含量比紅色和白色組分別高出47.80%和17.78%。說明藜麥籽粒顏色不同，其種皮皂苷含量也不同，通過清洗加工進(jìn)入清洗液的皂苷含量也存在差異。藜麥皂苷主要分布在麩皮，水溶性良好，其含量受到粒色影響，一般粒色越深皂苷含量及抗氧化活性越高。本研究中黑藜麥清洗液皂苷含量最高，與趙亞東、傅鈺等報(bào)道較為一致[13,22]。然而，紅藜麥清洗液皂苷含量低于白色組，這可能與藜麥的品種差異有關(guān)。

圖3 不同粒色藜麥清洗液皂苷含量Fig.3 The saponin contents of cleaning solutions from different colored quinoa

2.6 抗氧化活性

由表3可知，黑藜麥清洗液清除ABTS+·活性最強(qiáng)(1.451μmol/L)，但與紅色組相比差異不顯著(P>0.05)。紅藜麥清洗液清除DPPH·活性(3.421μmol/L)及FRAP還原能力(3.211μmol/L)均最強(qiáng)，并顯著高于黑色組和白色組。白藜麥清洗液清除ABTS+·和DPPH·活性及FRAP還原力均顯著低于紅色組和黑色組(P<0.05)。該結(jié)果表明藜麥籽粒顏色對(duì)其清洗液抗氧化活性存在影響，而且深色藜麥相比普通白藜麥具有更高的抗氧化能力。3種藜麥清洗液抗氧化活性的差別可能與不同粒色藜麥中酚類化合物組成與含量差異有關(guān)[10]。

表3 不同粒色藜麥清洗液抗氧化活性Table.3 Antioxidant capacities of cleaning solutions from different colored quinoa

2.7 相關(guān)性分析

由表4可知，不同粒色藜麥籽粒清洗液DPPH·清除力與苯甲酸和矮牽牛素含量之間存在顯著性差異(P<0.05)，而與水楊酸含量之間存在極顯著差異(P<0.01)，表明苯甲酸、水楊酸和矮牽牛素是DPPH抗氧化能力的主要貢獻(xiàn)。FRAP還原力與苯甲酸和矮牽牛素含量之間存在顯著性差異(P<0.05)，表明苯甲酸和矮牽牛素也是FRAP抗氧化能力的主要貢獻(xiàn)。ABTS+·清除力與丁香酸含量之間存在極顯著差異(P<0.01)，而與飛燕草素-3-O-葡萄糖苷含量之間存在顯著性差異(P<0.05)，表明丁香酸和飛燕草素-3-O-葡萄糖苷是ABTS抗氧化能力的主要貢獻(xiàn)。

表4 酚類化合物與抗氧化活性的相關(guān)性Table.4 Correlation between phenolic compounds and antioxidant activity

3 結(jié)論

藜麥粒色對(duì)其籽粒清洗液中多酚、多糖、花色苷及皂苷等功能成分含量有顯著影響。清洗液多酚以酚酸為主，其中紅藜麥清洗液多酚含量最高，白藜麥清洗液多酚含量最低。原兒茶酸、水楊酸和丁香酸分別為黑色、紅色和白色藜麥清洗液的特征多酚。深色藜麥清洗液含有更豐富的花色苷，其中飛燕草素含量最高。黑藜麥清洗液多糖和皂苷含量均最高，而白藜麥清洗液最低?？傮w上，紅藜麥清洗液抗氧化能力最強(qiáng)，黑藜麥清洗液次之，白藜麥清洗液最低。苯甲酸、水楊酸、矮牽牛素、丁香酸和飛燕草素-3-O-葡萄糖苷對(duì)不同粒色藜麥籽粒清洗液抗氧化能力有較大貢獻(xiàn)。研究可為藜麥清洗加工副產(chǎn)物的開發(fā)利用提供理論支持。