不同米色小米多酚提取物的體外抗氧化活性

延 莎 祁鵬煜 張?zhí)K慧 馮翠萍 云少君 王曉聞

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，太谷 030801)

不同米色小米多酚提取物的體外抗氧化活性

延 莎 祁鵬煜 張?zhí)K慧 馮翠萍 云少君 王曉聞

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，太谷 030801)

以晉谷21、黑小米、綠小米、白小米、黃金米和沁州黃6種不同米色小米為原料，用乙醇法浸提得到小米多酚提取物。采用磷鉬絡(luò)合法以及對(duì)DPPH自由基、ABTS自由基、羥自由基、超氧陰離子的清除性探討其多酚提取物的抗氧化性。結(jié)果表明：6種不同米色小米多酚提取物在5種抗氧化試驗(yàn)中均具有較好的效果，其中晉谷21與其他5種小米相比抗氧化性最強(qiáng)，黃金米和白小米的最弱。6種米色小米多酚提取物對(duì)ABTS的清除效果最好。不同米色小米多酚提取物的含量及5種抗氧化試驗(yàn)結(jié)果與小米顏色特征值(紅值a*、黃值b*、總色差E和亮值L*)均無顯著相關(guān)性，表明米色與小米中多酚的含量及其抗氧化活性關(guān)系不大。多酚總量與5種抗氧化方法測定的結(jié)果均具有顯著相關(guān)性，所以，總酚含量越多其小米的抗氧化性越好。

米色 小米 多酚提取物 抗氧化活性

小米營養(yǎng)價(jià)值高，是典型的藥食同源食物[1]。傳統(tǒng)小米的米色雖深淺不一，但以黃色為主，隨著飲食多樣化，目前市場上出現(xiàn)了白色、綠色、黑色等不同米色的小米。

多酚類物質(zhì)是食物中廣泛存在的功能性成分，具有抗氧化、清除自由基、抗癌等多種生理功能[2-4]。近年來已有一些研究者對(duì)糧谷類食物中的多酚類物質(zhì)進(jìn)行了研究[5]。張海暉等[6]對(duì)米糠、高粱、甜高粱、大麥、水稻及燕麥等谷物中的多酚類化合物進(jìn)行提取，并測定其抗氧化值和自由基清除作用，結(jié)果表明上述谷物的多酚提取物均具有一定的抗氧化能力。且國內(nèi)外已有報(bào)道小米中含有豐富的多酚類物質(zhì)[7]。田志琴[1]研究表明小米多酚對(duì)DPPH自由基、ABTS自由基、超氧陰離子自由基均有較好的清除能力。徐元元等[8]比較了包括小米在內(nèi)的6種常見雜糧和2種主糧的總酚、黃酮含量及其抗氧化活性差異，結(jié)果表明抗氧化活性與總酚含量之間具有良好的線性關(guān)系。小米的不同米色與其功能性成分如多酚的含量以及功能性成分所表現(xiàn)出的功能性有無關(guān)系，之前的研究鮮有涉及。

本研究主要探討小米米色、多酚提取物和體外抗氧化之間的關(guān)系，為不同米色小米資源的充分利用及深度開發(fā)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

晉谷21：呂梁市離石區(qū)田升雜糧加工專業(yè)合作社；綠小米、黑小米、黃金米：晉中黃彩苑農(nóng)業(yè)食品科技有限公司；沁州黃：山西沁州黃小米有限公司；白小米：中農(nóng)鮮享農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司。

1.2 主要儀器與設(shè)備

IKA RV 10旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀：鄭州長城科工貿(mào)有限公司；DHG-9243BS-Ⅲ型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：上海新苗醫(yī)療器件制造有限公司；UC-1200分光光度計(jì)：上海美譜達(dá)儀器有限公司；WSC-S測色色差計(jì)：上海儀電物理光學(xué)儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 不同小米色差分析

將色差計(jì)調(diào)整至L*a*b*系統(tǒng)[9]，以工作白板校零，以黑色陷阱為容器依次按此方法重復(fù)測定6個(gè)樣品，每個(gè)樣品平行測3次，測定結(jié)果以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示。其中E表示色差，L*表示試樣明度，+a*表示試樣偏紅，-a*表示試樣偏綠，+b*表示試樣偏黃，-b*表示試樣偏蘭。

1.3.2 小米多酚類物質(zhì)的提取

準(zhǔn)確稱取適量的脫脂小米粉加入燒杯中，按料液比為1:13加入70%的乙醇[1]，攪拌后在45 ℃的恒溫水浴中提取4 h，然后進(jìn)行抽濾處理，濾液以4 000 r/min離心10 min后收集上清液，重復(fù)1次，即得到較為完整的多酚提取液，經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)干燥至恒重即得到小米多酚提取物。

1.3.3 多酚含量的測定

多酚含量的測定采用FC法，沒食子酸為標(biāo)準(zhǔn)樣品[10]。準(zhǔn)確稱量一定量的多酚提取物用無水乙醇溶解后配成已知濃度的多酚溶液，用移液槍量取一定量于10 mL容量瓶中，加入福林酚試劑1.25 mL、15%的碳酸鈉溶液2.5 mL，用蒸餾水定容至刻度線搖勻后在室溫下靜置2 h，于760 nm處測定吸光度值，將其代入標(biāo)準(zhǔn)曲線即得到多酚的質(zhì)量濃度。多酚的標(biāo)準(zhǔn)曲線：y=98.267x+0.039 4，x為多酚的質(zhì)量濃度，y為吸光值，R2=0.998 9。

1.3.4 小米多酚提取物總抗氧化能力的測定

采用磷鉬絡(luò)合物法測定小米中多酚的總抗氧化能力[11]。將小米多酚提取物用無水乙醇溶解后配成不同濃度，吸取1 mL于試管中，再依次加入已配置好的濃度分別為0.6 mol/L的硫酸、28 mmol/L的磷酸鈉和4 mmol/L的鉬酸銨各1 mL，在常溫下充分搖蕩均勻后在95 ℃的水浴鍋中水浴1.5 h，后取出冷卻至室溫，于695 nm處測定吸光度值，以VC為對(duì)照，所有樣品平行測定3次。

1.3.5 對(duì)ABTS+自由基清除能力的測定

[12]，用100 mL 7 mmol/L的ABTS溶液和140 mmol/L過硫酸鉀溶液1.76 mL，混合均勻以后倒入棕色玻璃瓶里，室溫下暗處反應(yīng)12～16 h形成ABTS待用液。

用無水乙醇溶解提取物配成5種濃度的溶液，每種取2 mL放在試管里，然后在每個(gè)管中加入4 mL的ABTS待用液，上下?lián)u蕩均勻30 s放于暗處反應(yīng)20 min，在734 nm處測其吸光值，每個(gè)濃度重復(fù)3次，用VC作為對(duì)照。用公式表示ABTS自由基的清除能力：

式中：A0為空白溶劑與小米多酚提取液混合液的吸光值；A1為ABTS溶液與小米多酚提取液混合液的吸光值；A2為空白溶劑與ABTS溶液混合液的吸光值。

1.3.6 對(duì)DPPH自由基清除能力的測定

參考文獻(xiàn)[13]，用無水乙醇溶解提取物配成5種濃度的溶液，每種取2 mL放在試管里，然后每管里加入100 μmol/L的DPPH乙醇溶液4 mL，混勻30 s放在暗處反應(yīng)40 min，在515 nm處測其吸光值，每個(gè)濃度重復(fù)3次，用VC作為對(duì)照。用公式表示DPPH自由基的清除能力：

式中：A0為空白溶劑與小米提取物溶液混合液的吸光值;A1為小米提取物溶液與DPPH溶液混合液的吸光值;A2為空白溶劑與DPPH溶液混合液的吸光值。

1.3.7 對(duì)羥自由基清除能力的測定

用無水乙醇溶解小米多酚提取物配成5種濃度的溶液，分別在各個(gè)試管里加入配好的5種不同的多酚溶液、FeSO4溶液(6 mmol/L)、H2O2溶液各3 mL，上下?lián)u晃均勻，等待10 min，再加入6 mmol/L的水楊酸3 mL，上下?lián)u蕩后放在37 ℃恒溫水浴中，反應(yīng)30 min，在510 nm處測定其吸光值[14]，每個(gè)濃度重復(fù)3次，用VC作為對(duì)照，用公式表示羥自由基清除能力：

式中：A0：小米多酚提取物溶液與空白溶劑混合液的吸光值；A1：水楊酸與小米多酚提取物溶液混合液的吸光值；A2：空白溶劑與水楊酸混合液的吸光值。

1.3.8 對(duì)超氧陰離子清除能力的測定

采用鄰苯三酚法[15]，用無水乙醇溶解小米多酚提取物配制成5種濃度的溶液，各量取2 mL于試管里，然后加入5 mL的Tris-Hcl溶液(pH=8.2，50 mmol/L)，3 mmol/L的鄰苯三酚溶液1 mL，快速搖均勻，在325 nm處測其吸光值，在0、30、60、90、120、150 s讀數(shù)，記錄，每個(gè)濃度重復(fù)3次，VC做對(duì)照，可用公式表示超氧陰離子清除能力：

式中：Ax：表示小米多酚提取物溶液與鄰苯三酚混合液的氧化速率，每30 s的吸光值擬合直線取其斜率；A0：表示鄰苯三酚的自身氧化速率，每30 s的吸光值擬合直線取其斜率所得。

1.3.9 數(shù)據(jù)處理

數(shù)值用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，用SPSS Statistics 22、ExceL 2007和Prism 5進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同米色小米多酚含量

根據(jù)標(biāo)曲計(jì)算出不同米色小米中總多酚含量，見表1。從表1看出，黑小米和黃金米的多酚含量差異不顯著，其他均存在顯著性差異。晉谷21中總多酚含量最多，為52.15 mg/100 g，其次為沁州黃50.63 mg/100 g，綠小米48.14 mg/100 g，黃金米和黑小米多酚含量接近，分別為44.29和43.58 mg/100 g。在6種小米中白小米的總多酚含量最少，為41.92 mg/100 g。6種不同米色的小米多酚含量順序依次為晉谷21>沁州黃>綠小米>黃金米>黑小米>白小米。

表1 6種不同小米總多酚含量/mg/100 g

注：同一行上標(biāo)字母不同表示存在顯著性差異(P<0.05)

表2 不同質(zhì)量濃度小米多酚提取物的總抗氧化活性

2.2不同米色小米多酚提取物總抗氧化能力測定結(jié)果

磷鉬絡(luò)合物法測定物質(zhì)的抗氧化能力，其原理是六價(jià)的鉬能被物質(zhì)中含有的氧化性物質(zhì)還原為綠色的五價(jià)鉬化合物，并且在該化合物在695 nm處有最大吸收峰[16]，且吸光度值的大小可以反應(yīng)抗氧化能力的強(qiáng)弱，前者越大則表明后者越強(qiáng)。從表2可以看出：6種小米多酚提取物隨著濃度的不斷增加其吸光度值表現(xiàn)遞增趨勢。在6種小米中晉谷21的吸光度值相對(duì)于其他5種小米較高，在濃度為2.4 mg/mL時(shí)其吸光度值在0.489。白小米的吸光度值在不同濃度最小，在濃度從0.1 mg/mL增長到2.4 mg/mL時(shí)，吸光度值從0.101增加到0.327。相同濃度下，吸光值大小為：晉谷21>沁州黃>綠小米>黑小米>黃金米>白小米。表明在試驗(yàn)范圍的相同濃度下，總抗氧化力大小為：晉谷21>沁州黃>綠小米>黑小米>黃金米>白小米，且隨著濃度的增加總有上述的規(guī)律，即不同米色小米多酚提取物在試驗(yàn)濃度均有不同程度的抗氧化能力。

2.3不同米色小米多酚提取物對(duì)ABTS自由基清除能力測定結(jié)果

測定多酚類物質(zhì)的抗氧化性在試驗(yàn)中常用ABTS法。ABTS+·是由ABTS原液與過硫酸鉀在暗處反應(yīng)生成，其溶液呈現(xiàn)藍(lán)綠色，當(dāng)溶液中存在供氫抗氧化劑時(shí)，藍(lán)綠色會(huì)慢慢褪去，則ABTS+·的含量就會(huì)逐漸減少。在試驗(yàn)中，溶液褪色越明顯，被清除的ABTS+越多，說明小米多酚提取物清除自由基的能力越強(qiáng)[17-18]。

表3 不同米色小米多酚提取物清除ABTS+·的IC50

由表3可知，清除ABTS自由基能力的大小可由IC50的值反映，如果IC50的值越大那么清除能力越弱，VC的IC50值為1.54 mg/mL，都小于其他6種小米的IC50值。雖然晉谷21的IC50為1.69 mg/mL，清除ABTS自由基的能力很強(qiáng)，但與VC在統(tǒng)計(jì)學(xué)分析中仍存在顯著性差異。黃金米和白小米的清除率最低。通過比較6種小米的IC50值得出其清除ABTS自由基能力強(qiáng)弱順序依次為：晉谷21、沁州黃、黑小米、綠小米、黃金米、白小米。

2.4不同米色小米多酚提取物對(duì)DPPH自由基清除能力的測定結(jié)果

DPPH是一種性質(zhì)比較穩(wěn)定的自由基，波長為515 nm時(shí)吸光值最大。它的乙醇溶液呈現(xiàn)紫紅色，當(dāng)溶液中有抗氧化劑存在時(shí)，抗氧化劑可以和DPPH提供的電子反應(yīng)，結(jié)果使其紫紅色漸漸褪去，反應(yīng)過程中紫紅色消失的越明顯，DPPH含量降低越快，表明小米多酚提取物清除DPPH自由基的能力越高[19]。

表4 不同米色小米多酚提取物清除DPPH的IC50

Spripriya等[20]發(fā)現(xiàn)了小米多酚類物質(zhì)對(duì)DPPH自由基有清除作用。由表4可見，IC50值越小清除DPPH自由基的能力越強(qiáng)，而6種小米IC50值都大于Vc的IC50值2.54 mg/mL，且在統(tǒng)計(jì)學(xué)分析下與存在顯著差異(P<0.05)。晉谷21對(duì)DPPH自由基的清除率明顯高于其他5種小米，黃金米和白小米的清除率較弱，其他3種小米清除率居中。比較6種小米的IC50值得出其清除DPPH自由基能力強(qiáng)弱順序依次為：晉谷21、沁州黃、黑小米、綠小米、黃金米、白小米。

2.5不同米色小米多酚提取物對(duì)羥自由基清除能力的測定結(jié)果

Fenton反應(yīng)(Fe2+和H2O2發(fā)生反應(yīng))可以生成羥自由基，反應(yīng)過程中羥自由基與水楊酸以及多酚類化合物的官能團(tuán)發(fā)生作用，產(chǎn)生有顏色的中間產(chǎn)物，該物質(zhì)在510 nm處的吸光值最大且與反應(yīng)溶液中的羥自由基的含量成正比[16]。

表5 不同米色小米多酚提取物清除羥自由基的IC50

清除羥自由基能力的大小可由IC50的值反映，如果IC50的值越小那么清除能力越強(qiáng)。從表5中可以看出6種小米中白小米的IC50值最大為4.97 mg/mL，其清除能力最弱，晉谷21的IC50值最小為2.83 mg/mL，其清除能力最強(qiáng)。不同米色小米多酚提取物對(duì)羥自由基的清除率之間在統(tǒng)計(jì)學(xué)分析下都存在顯著性差異(P<0.05)。通過比較6種小米的IC50值得出其清除羥自由基能力強(qiáng)弱的順序依次為：晉谷21、沁州黃、綠小米、黑小米、黃金米、白小米。

2.6不同米色小米多酚提取物對(duì)超氧陰離子清除能力的測定結(jié)果

采用鄰苯三酚方法測定。當(dāng)反應(yīng)溶液為酸性時(shí)鄰苯三酚性質(zhì)比較穩(wěn)定，但是反應(yīng)環(huán)境變?yōu)閴A性時(shí)，鄰苯三酚發(fā)生自動(dòng)氧化并且放出超氧陰離子同時(shí)產(chǎn)生極易氧化和有害人體的中間物質(zhì)，該物質(zhì)不斷氧化而形成有顏色的中間帶。但是，當(dāng)反應(yīng)環(huán)境中有抗氧化劑存在時(shí)，就會(huì)阻礙中間產(chǎn)物的形成，從而達(dá)到清除自由基的目的[21]。

表6 小米多酚提取物清除超氧陰離子的IC50

IC50值反映出小米多酚提取物及VC清除環(huán)境中超氧陰離子的能力，其值越小則清除能力越強(qiáng)。由表6所示，晉谷21清除超氧陰離子的能力在6種小米中也是最強(qiáng)的，綠小米、黃金米和白小米的清除能力最弱且在統(tǒng)計(jì)學(xué)分析下不存在顯著性差異(P<0.05)。通過比較6種小米的IC50值得出其清除超氧陰離子能力強(qiáng)弱的順序依次為：晉谷21、沁州黃、黑小米、綠小米、黃金米、白小米。

2.7 米色、多酚含量和抗氧化性的相關(guān)性分析

將表7的小米顏色特征值及多酚含量與不同濃度的提取物總抗氧化力作相關(guān)分析得表8，小米的多酚提取物在不同濃度的抗氧化值與小米的顏色特征值L(亮值)存在負(fù)相關(guān)性，但不顯著。小米的多酚提取物總抗氧化能力與a*(紅值)、b*(黃值)、E(總色差)值存在正相關(guān)，但不顯著，表明米色與小米多酚提取物的抗氧化能力相關(guān)性不大。小米的總多酚含量與小米多酚提取物的總抗氧化能力存在極顯著的正相關(guān)性，小米中多酚含量越多，小米多酚提取物的總抗氧化能力越強(qiáng)。

表7 6種不同小米色差分析結(jié)果

表8 小米多酚提取物總抗氧化性與小米特征值的相關(guān)性

注：表格中數(shù)字表示相關(guān)系數(shù)，**表示極顯著相關(guān)性，*表示顯著相關(guān)性，下同。

由表9可得，小米的多酚含量與小米特征值L存在負(fù)相關(guān)性但不顯著。但小米的多酚含量與小米顏色特征值a*、b*、E值存在正相關(guān)性，同樣不顯著。所以小米的米色與其多酚含量相關(guān)性不大。

表9 小米多酚含量與顏色特征值的相關(guān)性

由表10中數(shù)據(jù)顯示，不同米色小米多酚提取物清除自由基能力與小米顏色的4個(gè)特征值都不存在顯著相關(guān)性，則米色與清除率無明顯關(guān)系。同時(shí)表明，多酚總量與4種自由基的清除率顯著相關(guān)，故小米多酚含量越高，小米多酚提取物對(duì)自由基清除能力越強(qiáng)。

表10 4種自由基IC50值與小米特征值和多酚總量的相關(guān)性

3 結(jié)論

晉谷21、黑小米、白小米、綠小米、黃金米及沁州黃不同米色的6種小米多酚提取物均具有抗氧化性(磷鉬絡(luò)合法測定)且對(duì)ABTS自由基、DPPH自由基、羥自由基和超氧陰離子這4種自由基都具有清除能力，但都較VC弱。其中，晉谷21多酚提取物的抗氧化能力比其他5種小米好，而黃金米和白小米的效果最差。不同米色的小米多酚提取物對(duì)ABTS自由基的清除效果最好，對(duì)超氧陰離子的清除效果相對(duì)較差。同時(shí)，相關(guān)分析表明：小米的紅值a*和黃值b*、總色差E和亮值L*4個(gè)特征值與小米多酚提取物的五種抗氧化方法測定的結(jié)果均無顯著相關(guān)關(guān)系，表明米色與小米多酚的含量及所表現(xiàn)出的抗氧化活性關(guān)系不大。多酚總量與5種抗氧化方法測定的結(jié)果均具有顯著相關(guān)性，所以，總酚含量越多其小米的抗氧化性越好。本試驗(yàn)對(duì)不同米色小米食品的深度開發(fā)提供參考，豐富對(duì)非傳統(tǒng)米色小米特性的研究內(nèi)容。

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Antioxidant Activity of Polyphenol Extracts from Different Beige Milletinvitro

Yan Sha Qi Pengyu Zhang Suhui Feng Cuiping Yun Shaojun Wang Xiaowen

(College of Food Science and Engineering Shanxi Agricultural University,Taigu 030801)

In this paper,we used Jingu 21,black millet,green millet,white millet,Huangjin millet,and Qinzhouhuang millet six different beige milletas raw materials to study theantioxidant activityoftheir polyphenol extracts by DPPH radical scavenging method,ABTS radical scavenging method,hydroxyl radical scavenging method,superox-

ide anion free radical scavenging method and phosphomolybdenum complex assay.The results were as follows:1)Each of the six different polyphenol extracts of millet hadmoderate antioxidant ability by 5 methods.Compared with other millet，the Jingu 21 had the optimal antioxidant ability,and the white millet was the worst.Six kinds of millet polyphenol extracts had the strongest scavenging effect on ABTS free radical.2)The correlation analysis showed that the total polyphenol content was significantly correlated with the antioxidant activity,it means the more total phenolic content in the millet,the better antioxidant activityit has.However,The result of contents of different beige millet and antioxidation text had no remarkable correlative with thecolor features(red a,yellow b,gross color difference E,brightness value).

beige,millet,polyphenolic extracts,antioxidant activity

TS201.4

A

1003-0174(2017)10-0033-07

山西農(nóng)業(yè)大學(xué)科技創(chuàng)新基金(201320)

2016-09-19

延莎，女，1986年出生，講師，功能食品與生物活性成分