藜麥粉營養(yǎng)成分及抗氧化活性研究

任妍婧 謝 薇 江 帆 郭 穎 聶 剛王 華 梁雞保 杜雙奎

(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) (渭南市食品執(zhí)法監(jiān)察支隊(duì)2，渭南 714000) (神木市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心3，神木 719300)

藜麥(ChenopodiumquinoaWilld.)，莧科藜屬雙子葉植物，又稱南美藜、奎藜、藜谷、灰米等，原產(chǎn)于南美洲安第斯山區(qū)，其籽粒是印加土著居民的主要傳統(tǒng)食物，印加人稱之為“糧食之母”[1-2]。由于藜麥富有較全面的營養(yǎng)，富含蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、氨基酸、纖維素及維生素等營養(yǎng)物質(zhì)，因此美國航空航天局 (NASA) 將藜麥列為一種理想的“太空糧食”[3]。聯(lián)合國國際糧農(nóng)組織( FAO) 確認(rèn)藜麥?zhǔn)俏ㄒ灰环N能滿足人體基本營養(yǎng)需求的單體植物，并正式推薦其為最適宜人類的完美“全營養(yǎng)食品”，稱之為“超級(jí)谷物”[4]。目前，歐洲、非洲及亞洲已對(duì)藜麥進(jìn)行推廣實(shí)驗(yàn)性種植，在我國陜西、山西、甘肅、青海及吉林等地已引種藜麥[5]。

藜麥中含有多種生物活性物質(zhì)，包括多酚、類黃酮、植酸、膽堿、植物甾醇及皂甙等，具有較強(qiáng)的抗氧化能力[6-7]。藜麥中皂苷和類黃酮物質(zhì)的存在使其具有抗炎、抗菌和增強(qiáng)免疫性的作用[8-9]。李玉英等[10]報(bào)道不同藜麥的抗氧化性有差別，深色藜麥具有更高的黃酮含量和抗氧化活性。Abderrahim等[11]研究發(fā)現(xiàn)藜麥種子中的黃酮、多酚含量較高，具有高于其他谷物的抗氧化能力。藜麥活性物質(zhì)含量受加工處理方式的影響而變化，干燥溫度的升高會(huì)導(dǎo)致酚類物質(zhì)含量的下降[12]；煮沸處理會(huì)使其抗氧化能力明顯降低[13]；發(fā)芽處理會(huì)使多酚含量及抗氧化能力明顯提高[14]。Gómez-Caravaca等[15]研究發(fā)現(xiàn)對(duì)藜麥進(jìn)行30%脫皮處理可去除大量皂甙并降低酚類物質(zhì)含量。目前，我國藜麥的研究尚處于起步階段，對(duì)藜麥的營養(yǎng)價(jià)值及活性物質(zhì)應(yīng)用的研究相對(duì)較少。本研究以不同藜麥品種的原糧粉與脫皮粉為實(shí)驗(yàn)材料，對(duì)其主要營養(yǎng)成分及抗氧化活性進(jìn)行分析，以期為藜麥的開發(fā)和利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

“海藜”“格爾木”“甘南” 3種藜麥原糧籽粒和脫皮籽粒均由陜西賽越食品有限公司提供，分別收集于福建、青海及甘肅省，其中脫皮籽粒由TM-05 Taka-Yama型脫皮機(jī)對(duì)原糧籽粒脫皮得到，脫皮率為20%。所有藜麥籽粒粉碎過60目篩，收集篩下物4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 營養(yǎng)成分測(cè)定

水分參照GB 5009.3—2016測(cè)定，灰分參照GB 5009.4—2010測(cè)定，粗脂肪參照GB/T 6433—1994測(cè)定，粗纖維參照GB/T 6434—1994測(cè)定，粗蛋白參照GB/T 6432—1994測(cè)定，總淀粉采用Megzyme試劑盒測(cè)定。

1.2.2 提取液制備

參照高凱等[16]和Nithiyanantham等[17]的方法并稍作改動(dòng)。準(zhǔn)確稱取1.0 g藜麥粉于50 mL塑料離心管中，加入45 mL 80%(V/V)甲醇，將離心管置于50 ℃、100 W條件下超聲提取1 h，將混合物在3 800×g條件下離心15 min，收集上清液。殘?jiān)?0% 丙酮重復(fù)提取一次，合并兩次上清液，用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀在50 ℃、80 r/min條件下旋轉(zhuǎn)濃縮，用0.22 μm有機(jī)膜過濾，密封、放置在-18 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.3 總酚含量測(cè)定

參考Dini等[13]的方法并略有改動(dòng)。吸取100 μL提取液，與1 mL Folin-Ciocalteu試劑混勻，加入3 mL 10% Na2CO3，加蒸餾水至10 mL，室溫靜置1 h，在765 nm處測(cè)定吸光值。以沒食子酸為標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，總酚含量表示為mg沒食子酸/g(mg GRE/g)。

1.2.4 總黃酮含量測(cè)定

吸取5mL 提取液，加入5% 的NaNO2溶液0.5 mL，混勻后放置6 min，然后加入0.5 mL的10%的Al(NO3)3溶液，搖勻后放置6 min，最后加入4%的NaOH溶液4mL，搖勻，用60 % 乙醇定容至25 mL，室溫反應(yīng)20 min，測(cè)定510 nm波長下反應(yīng)液吸光值，以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，總黃酮含量表示為mg蘆丁/g(mg RE/g)。

1.2.5 皂甙含量測(cè)定

參考任卓偉等[18]的方法并稍作改動(dòng)。吸取100 μL提取液置于干燥的蒸發(fā)皿中，60 ℃水浴蒸干，取出。依次加入5%香草醛冰醋酸溶液0.2 mL和高氯酸0.8 mL，搖勻，于60 ℃水浴保溫10 min，取出。冷卻后加入4 mL冰醋酸溶液，靜置15 min，于560 nm處測(cè)定吸光值。以齊墩果酸為標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，皂甙含量表示為mg齊墩果酸/g(mg OAE/g)。

1.2.6 總抗氧化能力測(cè)定

采用T-AOC 試劑盒測(cè)定，結(jié)果表示為U/g。

1.2.7 DPPH·清除率測(cè)定

參考Brandwilliams等[19]方法并稍作改動(dòng)。吸取提取液0.5 mL于10 mL 離心管中，加入2 mL 2×10-4mol/L DPPH，再加入2.5 mL甲醇，充分混合，避光靜置30 min，于517 nm波長處測(cè)定其吸光度(A樣品)。同時(shí)測(cè)定2 mL 2×10-4mol/L DPPH溶液與3 mL無水甲醇混合液的吸光度(A空白)，0.5 mL提取液與4.5 mL無水甲醇混合液的吸光度(A背景)，按照公式計(jì)算提取液對(duì)DPPH·的清除率。

1.2.8 ABTS+·清除率測(cè)定

參照Guedes等[20]的方法并略有改動(dòng)。吸取提取液100 μL，加入3 mL ABTS 工作液，混合均勻，室溫下避光反應(yīng)6 min，734 nm波長處測(cè)定吸光度。根據(jù)公式計(jì)算提取液對(duì)ABTS+·的清除率。

式中：A0為空白管的吸光度；A1為樣品管的吸光度；A2為甲醇代替ABTS工作液測(cè)定吸光度。

1.2.9 鐵離子還原力(ferric-reducing ability of plasma，F(xiàn)RAP)測(cè)定

參照Benzie等[21]方法并稍作改動(dòng)。FRAP工作液現(xiàn)用現(xiàn)配，將300 mmol/L pH 3.6的乙酸鈉緩沖液、10 mmol/L TPTZ溶液(用40 mmol/L HCl溶液配制)、20 mmol/L FeC13·6H20溶液按10∶1∶1(V/V/V)比例混合，得到FRAP工作液。吸取500 μL提取液，加入FRAP工作液5 mL，充分混勻，37 ℃水浴30 min，于593 nm波長處測(cè)定吸光度。同樣，按照上述方法，以FeS04·7H20標(biāo)準(zhǔn)溶液代替樣品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，F(xiàn)eSO4·7H2O濃度與吸光度之間具有高度顯著的線性關(guān)系，標(biāo)準(zhǔn)曲線為y=0.000 9x+0.024 6，R2=0.993 3。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，數(shù)據(jù)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，樣品間顯著性差異用Duncan法進(jìn)行多重比較(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 營養(yǎng)成分

藜麥粉基本營養(yǎng)成分測(cè)定結(jié)果見表1。由表1可知，不同藜麥粉在總淀粉、粗蛋白、粗脂肪以及灰分含量上有顯著差異(P<0.05)。藜麥粉總淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于水稻(75%)和玉米(69%)，粗蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)接近于小麥(13.68%)，高于水稻(6.81%)和玉米(9.42%)，粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)高于小麥(2.47%)、水稻(0.55%)、大麥(1.3%)，粗纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)接近于水稻(2.8%)，低于小麥(10.7%)和玉米(7.3%)，灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)均高于小麥(1.13%)、玉米(0.67%)、水稻(0.19%)[4]。3種原糧粉中的淀粉、粗蛋白含量顯著低于脫皮粉，而灰分含量顯著高于脫皮粉(P<0.05)，這表明淀粉、蛋白主要存在于籽粒內(nèi)部的外胚乳及胚中，而礦物元素存在于皮層中[22-23]。藜麥粉淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、纖維素及灰分含量的差別與藜麥品種、生長環(huán)境的不同有關(guān)。

表1 藜麥粉主要營養(yǎng)成分/%

注：表中數(shù)值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(n=2)，同一列中不同字母表示有顯著性差異(P<0.05)。余同。

2.2 總酚、總黃酮與皂甙含量

藜麥原糧粉、脫皮粉的總酚含量如表2所示。由表2可以看出，不同品種藜麥粉間的總酚、總黃酮含量差異顯著(P<0.05)。格爾木原糧粉的總酚、總黃酮含量最高，海藜脫皮粉最低。藜麥原糧粉總酚、總黃酮含量均高于脫皮粉。Gómez-Caravaca 等[15]研究發(fā)現(xiàn)，相比原糧籽粒，30%脫皮的藜麥籽粒，其游離酚和結(jié)合酚含量分別降低21.5%和35.2%，而黃酮類化合物含量則降低16.3%～66.6%；Hemalatha等[24]研究發(fā)現(xiàn)，藜麥原糧粉的總酚、總黃酮含量分別高于30%脫皮藜麥粉30%、40%。本研究中海藜、格爾木、甘南脫皮粉的總酚含量分別低于原糧粉的14.4%、26.5%、12.1%，黃酮含量分別低于原糧粉的14.6%、8.7%、4.1%，差異程度均低于其他報(bào)道，這可能與藜麥品種、脫皮程度及提取方法的不同有關(guān)。

藜麥粉總皂甙含量如表2所示。由表2可看出不同品種藜麥粉的總皂甙含量具有顯著差異(P<0.05)。皂甙含量最高和最低的分別是格爾木原糧粉、海藜脫皮粉，3種原糧粉的總皂甙含量均高于脫皮粉。任卓偉等[18]的研究結(jié)果表明，藜麥原糧中的皂甙含量為10.71 mg OAE/g，與本研究結(jié)果相近；Gómez-Caravaca等[15]的研究結(jié)果表明，對(duì)藜麥進(jìn)行20%脫皮會(huì)使其皂甙單體含量減少20%～50%，略高于本研究結(jié)果，這可能與藜麥品種、提取方法及檢測(cè)方法的不同有關(guān)。

表2 藜麥粉總酚、總黃酮及皂甙含量

注：按每g藜麥粉計(jì)算，總酚含量以沒食子酸計(jì)，總黃酮含量以蘆丁計(jì)，皂甙含量以齊墩果酸計(jì)。

2.3 總抗氧化能力

由圖1可看出，3個(gè)品種原糧粉提取物的總抗氧化能力均顯著高于脫皮粉(P<0.05)。原糧粉的總抗氧化能力約為脫皮粉的2倍。甘南藜麥原糧粉、脫皮粉提取物的總抗氧化能力最高，明顯高于其他品種；而海藜藜麥粉相對(duì)較低。格爾木原糧粉的總酚、總黃酮以及總皂甙含量均相對(duì)最高，但總抗氧化能力低于甘南原糧粉，這可能與藜麥粉提取物中抗氧化物質(zhì)的存在方式、組成結(jié)構(gòu)及種類有關(guān)[25]；甘南原糧粉可能含有其他皂甙單體等活性物質(zhì)，從而影響提取物的抗氧化能力[26]。

圖1 藜麥粉提取物總抗氧化能力

2.4 DPPH·清除率的測(cè)定

藜麥粉提取物的DPPH·的清除率如圖2所示。3個(gè)品種原糧粉提取物的DPPH·清除能力率均顯著高于脫皮粉提取物(P<0.05)，這與藜麥原糧粉中的總酚、總黃酮、皂甙含量均高于脫皮粉有關(guān)(表2)。Abderrahim等[11]研究表明，酚類物質(zhì)的含量直接影響提取物的DPPH·清除率。甘南原糧粉的總酚、總黃酮及皂甙含量低于格爾木原糧，但甘南原糧提取物的DPPH·清除率顯著高于其他品種，這可能與藜麥中水溶性抗氧化提取物的結(jié)構(gòu)和種類有關(guān)[27]。

圖2 藜麥粉提取物DPPH·清除率

2.5 ABTS+·清除率

藜麥粉提取物的ABTS+·清除率如圖3所示。3個(gè)品種的原糧粉提取物的ABTS+·清除率均顯著高于脫皮粉提取物(P<0.05)，其中ABTS+·清除率最高的是格爾木原糧粉(28.94%)，最低的是海藜脫皮粉(9.89%)，表明藜麥粉的總酚、總黃酮、皂甙含量對(duì)藜麥粉提取液的ABTS+·清除率具有重要影響。程安瑋等[28]對(duì)4種豆類的ABTS+·清除率進(jìn)行研究，結(jié)果表明游離態(tài)提取物的ABTS+·清除率明顯低于結(jié)合態(tài)提取物。藜麥中酚類物質(zhì)的存在方式可能會(huì)影響其提取物的ABTS+·清除率。

圖3 藜麥粉提取物ABTS+·清除率

2.6 鐵離子還原力

藜麥粉提取物的鐵離子還原力(FRAP)如圖4所示。3個(gè)不同品種的原糧粉、脫皮粉提取物的FRAP存在顯著差異(P<0.05)，其中原糧粉提取物的FRAP均高于脫皮粉，格爾木原糧粉的FRAP最高，海藜脫皮粉的FRAP最低。由表2可知，格爾木原糧粉的總酚、總黃酮及皂甙含量相對(duì)最高，海藜脫皮粉相對(duì)最低，這表明藜麥粉的總多酚、總黃酮及皂甙含量直接影響藜麥粉提取物的FRAP。

圖4 藜麥粉提取物鐵離子還原力

3 結(jié)論

“海藜”“格爾木”“甘南”3種藜麥中的總淀粉、粗蛋白、粗脂肪、粗纖維、以及灰分含量均存在顯著差異。脫皮粉的總淀粉、粗蛋白含量均顯著高于原糧粉，灰分含量顯著低于原糧粉。藜麥原糧粉中的總多酚、總黃酮及皂甙含量均高于脫皮粉，其中格爾木原糧粉的總多酚、總黃酮、皂甙含量相對(duì)最高，海藜脫皮粉的含量相對(duì)最低。3個(gè)品種原糧粉提取物的總抗氧化能力、DPPH·、ABTS+·清除率及FRAP均高于脫皮粉，藜麥粉的總酚、總黃酮、皂甙含量直接影響其提取物的抗氧化能力。藜麥粉營養(yǎng)成分及抗氧化活性差異由品種、產(chǎn)地及生長環(huán)境等因素造成。本研究結(jié)果可為藜麥的營養(yǎng)品質(zhì)、抗氧化性研究及植物化學(xué)物質(zhì)的資源利用提供借鑒。