微波焙烤對(duì)藜麥酚類含量及抗氧化性的影響

張芯蕊 張正茂 郭怡琳 路永強(qiáng) 朱玉萍 張建利

(西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院1，楊凌 712100)

(西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院2，楊凌 712100)

藜麥屬于藜科雙子葉植物，在南美洲主要作為一種糧食作物，收獲和食用方式與其他谷物相似，葉片可以作為蔬菜食用［1］。藜麥對(duì)鹽堿、干旱、霜凍、病蟲害等脅迫有極強(qiáng)的耐受性，能在惡劣環(huán)境下生長(zhǎng)，且富含蛋白質(zhì)、必需氨基酸、礦物質(zhì)、維生素和對(duì)人體有益的生物活性物質(zhì)［2］。藜麥營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高且全，聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)推薦藜麥為可以滿足人體全部基本物質(zhì)需求的完美營(yíng)養(yǎng)食物［3］。同時(shí)藜麥具有良好的抗氧化性，能夠清除自由基、預(yù)防冠心病、動(dòng)脈粥樣硬化、糖尿病和阿爾茲海默癥等，這與藜麥富含酚類物質(zhì)密切相關(guān)［4］。

藜麥具有優(yōu)良的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和功能特性，開(kāi)發(fā)藜麥?zhǔn)称芬呀?jīng)成為一個(gè)重要課題。像其他谷物一樣，焙烤是藜麥加工中的重要工藝。一些研究發(fā)現(xiàn)，焙烤會(huì)影響谷物中總酚和總黃酮含量，使其抗氧化性降低或升高，影響谷物食品的價(jià)值［5－6］。微波焙烤具有加熱均勻、速度快、時(shí)間短、操作溫度低等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于食品加工［7］。國(guó)內(nèi)外關(guān)于微波焙烤對(duì)藜麥抗氧化性的影響鮮見(jiàn)報(bào)道，因此，本文研究了微波焙烤對(duì)藜麥中酚類物質(zhì)及抗氧化性的影響，以期為微波焙烤在藜麥加工中的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

隴藜1號(hào)藜麥，2015年通過(guò)審定的藜麥品種。

Folin－酚試劑、DPPH·自由基:梯西愛(ài)化成工業(yè)發(fā)展有限公司;2，4，6－三吡啶基三嗪:北京索萊寶科技有限公司;沒(méi)食子酸:天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司;蘆丁:科邦生物有限公司，試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

EM7KCGW3型微波爐:廣東美的廚房電器制造有限公司;I3X型多功能酶標(biāo)儀:Molecular Devices美谷分子儀器有限公司;SHA－BA型水浴恒溫振蕩器:常州朗越儀器制造有限公司;SC－3616型離心機(jī):安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 微波實(shí)際功率測(cè)定

實(shí)驗(yàn)所用的微波爐屬家用電器，不能設(shè)定微波功率，只能選擇中檔火、中高檔火、高檔火，因此需測(cè)定在不同檔下微波爐的實(shí)際功率，根據(jù)齊繪芳等［8］方法進(jìn)行測(cè)定。

1.3.2 微波焙烤

微波焙烤時(shí)，稱取“隴藜1號(hào)”50.0 g，平鋪在大小一致的瓷盤中，厚度0.4 cm。在中火檔下分別焙烤 2、4、6 min，在中高火檔下分別焙烤 1、2、3 min，在高火檔下分別焙烤 0.5、1、1.5 min，自然冷卻后備用。

1.3.3 制備藜麥酚類粗提液

參考 Pa s＇ko 等［9］方法略作修改。將經(jīng)過(guò)微波焙烤的藜麥和未經(jīng)微波焙烤的藜麥用植物粉碎機(jī)粉碎，過(guò)60目篩，收集篩下物于密封袋中。用錫紙將密封袋包裹嚴(yán)實(shí)，放置于4℃冰箱里避光保存。

稱取1.00 g的藜麥粉于50 mL離心管內(nèi)，使用體積比80%的乙醇溶液以1∶20的料液比進(jìn)行提取，在40℃、轉(zhuǎn)速200 r/min條件下水浴振蕩 1 h。4 200 r/min離心15 min，取上清液于50 mL棕色容量瓶?jī)?nèi)，重復(fù)該操作1次，將上清液用體積比80%的乙醇定容到50 mL即藜麥粗提液，避光保存在－20℃的冰箱中待用，每個(gè)樣品做3次平行實(shí)驗(yàn)。

1.3.4 測(cè)定藜麥總酚含量

參考Miranda等［10］方法略作修改。配制系列標(biāo)準(zhǔn)濃度沒(méi)食子酸溶液，吸取1 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液或樣品溶液于10 mL棕色容量瓶?jī)?nèi)，加入1 mL福林酚，搖勻，靜置1 min，再加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的Na2CO3溶液，充分混合后用超純水定容至刻度，室溫下避光反應(yīng)1 h，每個(gè)樣品做3次平行實(shí)驗(yàn)。吸取100 μL反應(yīng)后溶液于96微孔板內(nèi)，在765 nm波長(zhǎng)處測(cè)吸光值。以沒(méi)食子酸濃度為X軸，以吸光度為Y軸，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算總酚含量，以樣品干基表示(mg/g)。

1.3.5 測(cè)定藜麥總黃酮含量

參考張琪等［11］方法略作修。稱取烘干過(guò)的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)樣品，用體積分?jǐn)?shù)70%的甲醇溶液配制系列標(biāo)準(zhǔn)濃度蘆丁溶液。吸取1 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液或樣品溶液于10 mL容量瓶?jī)?nèi)，加入2 mL 0.1 mmol/mL的AlCl3溶液，3 mL 1 mmol/mL CH3COOK溶液，搖勻，用70%甲醇溶液定容至刻度，室溫下反應(yīng)30 min，每個(gè)樣品做3次平行實(shí)驗(yàn)。吸取100μL反應(yīng)后溶液于96微孔板內(nèi)，在420 nm波長(zhǎng)處測(cè)吸光值。以蘆丁濃度為X軸，以吸光度為Y軸，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算總酚含量，以樣品干基表示(mg/g)。

1.3.6 總還原力(FRAP)

參考Yawadio等［12］方法略作修改。配制系列標(biāo)準(zhǔn)濃度FeSO4溶液，配制FRAP工作液。吸取0.2 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液或樣品溶液于2 mL離心管內(nèi)，加入1.8 mL預(yù)熱至37℃的FRAP工作液，用渦旋機(jī)混勻，在37℃水浴鍋中反應(yīng)30 min，每個(gè)樣品做3次平行實(shí)驗(yàn)。吸取100μL反應(yīng)后溶液于96孔板內(nèi)，在593 nm處測(cè)吸光值。以FeSO4濃度為X軸，以吸光度為Y軸，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算總還原力，以樣品干基表示(mg/g)。

1.3.7 ·OH清除能力

參考劉楊等［13］方法并略作修改。吸取1 mL樣品溶液于10 mL具塞試管內(nèi)，加入1 mL 6 mmol/L FeSO4的溶液，1 mL 6 mmol/L H2O2的溶液，混勻并反應(yīng)10 min，再加入1 mL 6 mmol/L的水楊酸溶液，搖勻，于37℃水浴反應(yīng)30 min后用冰水迅速冷卻降溫，吸取100μL反應(yīng)后溶液于96微孔板內(nèi)，在510 nm處測(cè)吸光值為Ai。用超純水替代1 mL樣品溶液，其他與上述一致，測(cè)出吸光值為Ao。將體積比50%的乙醇溶液代替水楊酸溶液，其他與上述一致，測(cè)出吸光值為Aj。

根據(jù)公式計(jì)算樣品·OH清除能力:

1.3.8 DPPH·自由基清除能力

參考李曉英等［14］方法并略作修改。配制0.15 mg/mL DPPH乙醇溶液，吸取0.5 mL樣品溶液和0.5 mL DPPH乙醇溶液混合均勻，室溫下避光反應(yīng)30 min，吸取100μL反應(yīng)后溶液于96微孔板內(nèi)，在517 nm處測(cè)吸光值為Ax。將乙醇代替樣品溶液，其他與上述一致，測(cè)出吸光值為Az。將超純水代替DPPH乙醇溶液，其他與上述一致，測(cè)出吸光值為Ay。

根據(jù)公式計(jì)算樣品DPPH·自由基清除能力:

1.3.9 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 20版軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、Tukey方法多重比較和Pearson相關(guān)分析，采用GraphPad Prism軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 微波實(shí)際功率

中火檔下實(shí)際功率為233 W，中高火檔下實(shí)際功率為398 W，高火檔實(shí)際功率為522 W。

2.2 微波焙烤對(duì)藜麥總酚和總黃酮含量的影響

圖1可知，未經(jīng)微波焙烤的“隴藜1號(hào)”總酚含量為(2.63 ±0.05)mg/g，與王桂林等［15］研究結(jié)果接近，不同條件微波焙烤后的總酚含量在2.20～3.23，微波功率以及焙烤時(shí)間對(duì)藜麥的總酚含量有顯著影響(P＜0.05)。在P233 W條件下，總酚含量隨著焙烤時(shí)間增加呈上升趨勢(shì)。這表明在較低功率下焙烤藜麥，總酚含量隨著焙烤時(shí)間增加而增加。Dewanto等［5］將甜玉米熱處理，發(fā)現(xiàn)其總酚含量提高54%;劉慧娟等［6］發(fā)現(xiàn)微波加熱荷葉粉，使其總酚含量增加;Carciochi等［16］指出焙烤增加了藜麥中總酚含量，這些研究結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。酚類物質(zhì)主要分為可溶酚和不可溶酚，可溶酚包括自由酚和共軛酚，較易溶于溶劑中，不可溶酚被復(fù)雜的細(xì)胞結(jié)構(gòu)圈固，不能溶于溶劑中［17］。熱加工破壞了植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使其釋放出更多細(xì)胞內(nèi)酚類物質(zhì)，增加總酚含量［18］。在P398W條件下，隨著焙烤時(shí)間增加，“隴藜1號(hào)”總酚含量先增加后降低但顯著高于對(duì)照組(P＜0.05);在P522W條件下，隨著焙烤時(shí)間增加，“隴藜1號(hào)”總酚含量呈下降趨勢(shì)且與對(duì)照組含量相當(dāng)或顯著低于對(duì)照組(P＜0.05)。功率較高時(shí)，隨著焙烤時(shí)間增加，總酚含量降低。過(guò)度加熱會(huì)使酚類物質(zhì)發(fā)生降解、氧化、聚合反應(yīng)或與其他組分相互作用形成復(fù)合物，造成總酚含量降低［19］。

圖1 微波焙烤對(duì)藜麥總酚含量的影響

圖2可知未經(jīng)微波焙烤的“隴藜1號(hào)”總黃酮含量為(3.86 ±0.10)mg/g，不同條件微波焙烤后的總黃酮含量在2.69～3.70 mg/g。微波功率及焙烤時(shí)間對(duì)藜麥的總黃酮含量有顯著影響(P＜0.05)。在P233、398、522W條件下，隨著微波焙烤時(shí)間增加總黃酮含量顯著減少(P＜0.05)，這表明黃酮對(duì)熱加工較為敏感。Brend等［20］指出經(jīng)電烤箱焙烤后，黃色和白色藜麥的總黃酮含量顯著降低(P＜0.05);龐振國(guó)等［21］也發(fā)現(xiàn)加熱溫度升高、加熱時(shí)間增加均能降低葛根皮中的總黃酮含量，與本研究結(jié)果一致。黃酮類化合物穩(wěn)定性較差，受多種因素影響，如光照、pH和溫度等［22］。在微波焙烤過(guò)程中黃酮類化合物可能分解為其他物質(zhì)或與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)造成含量減少。

圖2 微波焙烤對(duì)藜麥總黃酮含量的影響

2.3 微波焙烤對(duì)藜麥抗氧化性的影響

抗氧化劑通過(guò)自身還原作用給出電子清除由基，還原能力越強(qiáng)，抗氧化性越大，·OH和DPPH·是常見(jiàn)的自由基，測(cè)定樣品FRAP、·OH清除率和DPPH·清除率可代表其抗氧化性。由圖3～圖5可知，微波功率及焙烤時(shí)間對(duì)藜麥的FRAP值、·OH清除率和DPPH·清除率有顯著影響(P＜0.05)，未經(jīng)微波焙烤的“隴藜1號(hào)”FRAP為(2.79±0.07)mg/g、·OH 清除率為(28.31 ±2.06)%、DPPH·清除率為(52.37±0.92)%。經(jīng)微波焙烤后“隴藜1號(hào)”FRAP 為 2.92 ～3.74 mg/g、·OH 清除率為30.34～44.88%、DPPH · 清 除 率 為 56.43 ～78.00%。隨著微波焙烤條件的變化，“隴藜1號(hào)”的FRAP、·OH清除率和DPPH·清除率變化趨勢(shì)一致，在P233、398 W條件下這三個(gè)指標(biāo)隨著焙烤時(shí)間增加而升高，在P522 W條件下隨著焙烤時(shí)間增加而降低。P233 W 3 min時(shí)，F(xiàn)RAP、·OH清除率和DPPH·清除率均達(dá)到最大值，“隴藜1號(hào)”抗氧化性最強(qiáng);P522 W 1.5 min時(shí)這三個(gè)指標(biāo)均最小，抗氧化性最弱。

P398 W 3 min時(shí)，總酚和總黃酮含量均減少，但抗氧化性卻增強(qiáng)，這表明在微波焙烤過(guò)程中生成或增加了非酚類且具有抗氧化性的物質(zhì)。在焙烤過(guò)程中谷物會(huì)發(fā)生美拉德反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物具有一定抗氧化性［23］。Carciochi等［16］發(fā)現(xiàn)隨著焙烤溫度升高，藜麥中美拉德反應(yīng)產(chǎn)物增加。Miranda等［24］指出熱風(fēng)干燥過(guò)程中藜麥的維生素E含量增加。維生素E是一種脂溶性抗氧化劑，具有抑制自由基生成、促進(jìn)自由基清除的作用［25］。可推測(cè)在焙烤過(guò)程中“隴藜1號(hào)”積累了美拉德反應(yīng)產(chǎn)物，同時(shí)維生素E含量也增加，使其在P398W 3 min條件下抗氧化性增強(qiáng)。在P233 W時(shí)，隨著焙烤時(shí)間增加，總黃酮含量減少，但抗氧化性增強(qiáng)，這是由于總酚含量增加。在P522 W時(shí)，隨著焙烤時(shí)間增加，總酚和總黃酮含量均減少，抗氧化性也隨之減弱。

圖3 微波焙烤對(duì)藜麥總還原力的影響

圖4 微波焙烤對(duì)藜麥·OH清除能力的影響

圖5 微波焙烤對(duì)藜麥DPPH·清除能力的影響

2.4 藜麥中抗氧化物質(zhì)與抗氧化性關(guān)系

大量研究報(bào)道表明，植物中總酚、總黃酮含量與抗氧化性之間存在良好的相關(guān)性，Alvarez－Jubete等［26］指出藜麥以及發(fā)芽的藜麥中總酚含量與總還原能力、DPPH·清除率呈顯著正相關(guān)(P＜0.05);Dini［27］發(fā)現(xiàn)在甜、苦藜麥中總酚、總黃酮含量與總還原能力、DPPH·清除率呈顯著正相關(guān)(P＜0.05);Gawlik－Dziki［28］指出藜麥有較強(qiáng)的抗氧化性且與總酚、總黃酮含量呈正相關(guān)(P＜0.05)。由表1可知，總酚含量與FRAP、·OH清除率和DPPH·清除率呈極顯著正相關(guān)(P＜0.01)?？傸S酮含量與這三個(gè)指標(biāo)相關(guān)性不顯著(P＞0.05)，這說(shuō)明在微波焙烤過(guò)程中酚類物質(zhì)不是唯一的抗氧化性物質(zhì)，存在非酚類物質(zhì)影響藜麥的抗氧化性。

表1 不同微波焙烤條件下藜麥酚類物質(zhì)與抗氧化能力的相關(guān)性

在微波焙烤過(guò)程中，藜麥中酚類物質(zhì)與抗氧化性的關(guān)系仍是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題。很多因素影響食物中酚類物質(zhì)與抗氧化性的關(guān)系，如加工方式、提取酚類物質(zhì)的方法、多種抗氧化物之間的相互作用和抗氧化物的性質(zhì)等［29］。

3 結(jié)論

微波焙烤對(duì)“隴藜1號(hào)”總酚、總黃酮及其抗氧化性有顯著影響(P＜0.05)。微波功率較低時(shí)藜麥總酚含量隨著時(shí)間增加而增加，微波功率較高時(shí)則相反?？傸S酮含量隨著微波焙烤功率升高和時(shí)間的增加而減少。微波功率較低時(shí)藜麥抗氧化性隨著焙烤時(shí)間增加而增強(qiáng)，微波功率較高時(shí)則相反。這也表明在微波焙烤藜麥時(shí)為了使其具有良好的抗氧化性，應(yīng)選擇適宜的焙烤功率，不宜過(guò)高?？偡雍颗c“隴藜1號(hào)”抗氧化性呈極顯著正相關(guān)(P＜0.01)，而總黃酮與之相關(guān)性不顯著(P＞0.05)。這表明微波焙烤過(guò)程中存在非酚類物質(zhì)影響藜麥抗氧化性，需要進(jìn)一步驗(yàn)證。