饅頭加工過程中苦蕎生物活性穩(wěn)定性研究

劉艷香 汪麗萍 蔡 亭 田曉紅 劉 明 吳娜娜 翟小童 孫 勇 譚 斌*

（1東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院 哈爾濱 150030

2國家糧食和物資儲(chǔ)備局科學(xué)研究院 北京 100037

3湖南糧食集團(tuán) 長沙 410005）

苦蕎是一種具有很高食用價(jià)值與藥用價(jià)值的小宗雜糧作物，其含有豐富的生物類黃酮物質(zhì)[1]，以蘆丁和槲皮素為主，具有抗氧化、降血壓，治療呼吸道疾病和糖尿病等的功效，因此，苦蕎逐漸得到人們的重視，在食品工業(yè)中應(yīng)用越來越廣泛。

饅頭是我國北方重要的餐桌主食。隨著人們生活水平的提高，對(duì)健康營養(yǎng)膳食需求的日益增長，在小麥粉中添加各色雜糧粉制作雜糧饅頭成為饅頭加工業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要方向。添加苦蕎粉制作的苦蕎饅頭，既含有苦蕎的營養(yǎng)及保健成分，又可以豐富我國饅頭的種類，改善人們的膳食結(jié)構(gòu)。目前，人們對(duì)苦蕎饅頭的加工工藝及品質(zhì)研究較多[1-3]，而對(duì)苦蕎饅頭加工過程中主要功能性成分黃酮類物質(zhì)含量以及抗氧化活性的研究報(bào)道較少[4-5]。研究表明，以30%的苦蕎添加量制作苦蕎饅頭是較好的加工條件[1]。本文研究了30%苦蕎粉添加量的饅頭加工過程中以及不同發(fā)酵時(shí)間苦蕎生物活性組分黃酮與蘆丁含量以及存在形式和抗氧化活性的變化規(guī)律，分析黃酮、蘆丁含量變化與抗氧化能力之間的相關(guān)性，探究饅頭加工過程中苦蕎生物活性的穩(wěn)定性及在饅頭加工過程中的變化規(guī)律，為苦蕎饅頭產(chǎn)品的進(jìn)一步開發(fā)與苦蕎生物活性成分的有效利用提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

苦蕎，云南曲靖售；小麥粉，市售；總抗氧化值測(cè)定試劑盒，南京建成生物工程研究所；所用化學(xué)試劑均為分析純級(jí)；SB 25-12 DTD超聲波清洗劑，哈爾濱亞倫儀器設(shè)備有限公司。

FW-100高能萬能粉碎機(jī)，北京中興偉業(yè)儀器有限公司；JHMZ 200和面機(jī)，北京東孚久恒儀器技術(shù)有限公司；JCXZ面團(tuán)成型機(jī)，北京東孚久恒儀器技術(shù)有限公司；PRX-35013智能人工氣候箱，寧波海曙賽福實(shí)驗(yàn)儀器廠；LGJ-10C冷凍干燥機(jī)，北京四環(huán)科學(xué)儀器廠有限公司；AB304-S分析天平，瑞士梅特勒托利多公司；SC-3610低速離心機(jī)，安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司；RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器，上海亞榮生化儀器廠；T6新世紀(jì)紫外-可見光分光光度計(jì)，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；SHZ-22恒溫水浴振蕩器，江蘇太倉醫(yī)療器械廠；漩渦混勻器，賽維斯科技有限公司；Agilent-1260高效液相色譜儀，安捷倫科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 苦蕎饅頭加工工藝流程 苦蕎原料處理→混粉→和面→發(fā)酵→壓片與成型→醒發(fā)→蒸→冷卻→苦蕎饅頭。

1.2.2 樣品制備

1）苦蕎粉 稱取一定量干燥的苦蕎置于粉碎機(jī)中，不添加任何抗結(jié)劑、助磨劑對(duì)其進(jìn)行干法粉碎。隨后將磨好的粉過80目篩，得苦蕎粉。

2）混合粉 將苦蕎粉與小麥粉以3∶7的比例均勻混合，得混合粉樣品。

3）和面 稱取200g混合粉加入含有1.6 g酵母的40 mL蒸餾水，再加入45～55 mL蒸餾水在和面機(jī)中混合2 min，揉制成面團(tuán)。

4）發(fā)酵 將面團(tuán)放入溫度30℃，在濕度80%～90%的人工氣候箱分別發(fā)酵30，45，60 mim得到不同發(fā)酵時(shí)間的發(fā)酵面團(tuán)。

5）饅頭制作 發(fā)酵45 min的面團(tuán)→壓片與成型→醒發(fā)→蒸→冷卻→苦蕎饅頭。

6）將得到的和面面團(tuán)、發(fā)酵面團(tuán)與饅頭進(jìn)行冷凍干燥處理，再將干燥后的樣品粉碎，過80目篩，得和面面團(tuán)、發(fā)酵面團(tuán)與饅頭樣品。

1.2.3 黃酮的提取 參照文獻(xiàn)[6]提取樣品中的游離黃酮與結(jié)合黃酮。

1.2.4 黃酮的測(cè)定 采用NaNO2-Al（NO3）3方法[7]測(cè)定試樣的黃酮含量，以蘆?。≧U）為標(biāo)樣繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.5 蘆丁的測(cè)定 Agilent-1260高效液相色譜儀，紫外檢測(cè)器。色譜柱：Agilent TC-C185 μm 4.6 mm×250 mm；柱溫：30℃；甲醇為流動(dòng)相 A，V超純水∶V乙酸=99.5∶0.5為流動(dòng)相 B，流速 1 mL/min；洗脫程序：0～30 mim，55%A：45%B；檢測(cè)波長為300 nm。根據(jù)保留時(shí)間及吸收光譜與標(biāo)準(zhǔn)品蘆丁對(duì)照定性，峰面積外標(biāo)法定量。

1.2.6 DPPH自由基清除能力測(cè)定 參照文獻(xiàn)[8]對(duì)樣品提取液DPPH自由基清除能力進(jìn)行測(cè)定。

1.2.7 ABTS+·清除能力 參照Lan Su等[9]，Shen Yun等[10]測(cè)定方法。以Trolox為標(biāo)樣制作甲醇溶液標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果以100 g干基中所含Trolox的物質(zhì)的量表示（μmol Trolox/100 g）。

1.2.8 總抗氧化能力測(cè)定 按照南京建成生物工程研究所提供的總抗氧化能力檢測(cè)試劑盒說明書測(cè)定。

1.2.9 數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)趨勢(shì)圖采用Excel2007制作，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)采用SPSS19.0進(jìn)行ANOVA單因素方差分析及Duncan多重檢驗(yàn)，數(shù)值以均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 苦蕎饅頭加工過程中黃酮變化規(guī)律

苦蕎饅頭加工過程中黃酮含量及黃酮存在形式變化規(guī)律如圖1所示?？梢钥闯?，苦蕎饅頭混合粉中游離黃酮含量顯著高于結(jié)合黃酮含量，苦蕎與小麥的混合粉在和面成面團(tuán)時(shí)游離黃酮與總黃酮的含量顯著增加，結(jié)合黃酮含量明顯減少（P＜0.01）；發(fā)酵對(duì)黃酮含量的影響不顯著。這一結(jié)果與王勇等[11]研究結(jié)果一致。通過蒸制加工后游離黃酮與總黃酮含量明顯減少，分別降低了31.20%與22.28%。其原因可能是熱處理引起熱敏性游離黃酮的降解所致[12]，而結(jié)合黃酮的含量增加了245.98%，與混合粉中含量相當(dāng)。一方面可能是因?yàn)橛坞x黃酮與結(jié)合黃酮之間存在轉(zhuǎn)換，在高溫環(huán)境下有部分游離黃酮轉(zhuǎn)換成結(jié)合黃酮；另一方面則可能是高溫使結(jié)合黃酮與纖維素、木質(zhì)素等碳水化合物之間的作用力下降，促進(jìn)了結(jié)合黃酮的釋放有關(guān)。

2.2 苦蕎饅頭加工過程中蘆丁變化規(guī)律

苦蕎饅頭加工過程中蘆丁含量及蘆丁存在形式變化規(guī)律如圖2所示?？梢钥闯觯旌戏酆兔娉擅鎴F(tuán)時(shí)游離蘆丁與總蘆丁含量顯著增加，分別增加了42.56%，24.76%，結(jié)合蘆丁的含量降低了54.84%；發(fā)酵使游離蘆丁與總蘆丁含量略有增加，對(duì)結(jié)合蘆丁含量的影響不顯著；蒸制工藝明顯降低了游離蘆丁與總蘆丁的含量，分別降低了25.52%，16.01%，而結(jié)合蘆丁的含量提高了151.72%?？傮w而言，整個(gè)饅頭加工過程中蘆丁含量得到較好的保留。

2.3 苦蕎饅頭加工過程中抗氧化活性變化規(guī)律

通過測(cè)定混合粉、和面面團(tuán)、發(fā)酵面團(tuán)與饅頭樣品提取物DPPH自由基清除能力，ABTS+·清除能力以及總抗氧化能力，了解苦蕎饅頭加工過程中抗氧化活性的變化規(guī)律，結(jié)果如圖3～圖5所示。

圖1 苦蕎饅頭加工過程中黃酮含量的變化Fig.1 The change of flavonoid content in processing of buckwheat bread

由圖3可知：和面與發(fā)酵過程均有效提高了游離態(tài)提取物的DPPH自由基清除能力，分別提高了42.05%，9.09%，而和面降低了結(jié)合態(tài)提取物的DPPH自由基清除能力，發(fā)酵對(duì)結(jié)合態(tài)提取物的DPPH自由基清除能力影響不顯著；蒸饅頭工藝提高了結(jié)合態(tài)提取物的DPPH自由基清除能力，而明顯降低了游離態(tài)提取物DPPH自由基清除能力，相對(duì)發(fā)酵面團(tuán)下降幅度較大（20.55%），其原因可能是熱處理降低了具有抗氧化活性的游離態(tài)多酚類物質(zhì)。在苦蕎饅頭加工過程中樣品的總DPPH自由基清除能力與游離態(tài)提取物的DPPH自由基清除能力變化趨勢(shì)一致。

由圖4可知：苦蕎饅頭加工過程中各樣品甲醇提取物 ABTS+·清除能力變化顯著（P＜0.01），且與DPPH自由基清除能力的變化規(guī)律相似。和面與發(fā)酵過程均顯著提高了游離態(tài)提取物的ABTS+·清除能力，蒸饅頭工藝則降低其ABTS+·清除能力；和面與發(fā)酵時(shí)結(jié)合態(tài)提取物的ABTS+·清除能力較低，而經(jīng)蒸制后有所提高，且與混合粉結(jié)合態(tài)提取物的ABTS+·清除能力相當(dāng)；和面有效提高了樣品的總ABTS+·清除能力，發(fā)酵與蒸則對(duì)總ABTS+·清除能力影響不顯著。

圖2 苦蕎饅頭加工過程中蘆丁含量的變化Fig.2 The change of rutin content in processing of buckwheat bread

圖3 苦蕎饅頭加工過程中DPPH自由基清除能力的變化Fig.3 The change of DPPH radical scavenging capacity in processing of buckwheat bread

由圖5可知：苦蕎饅頭加工過程中各樣品甲醇提取物總抗氧化能力變化趨勢(shì)與DPPH自由基清除能力的變化趨勢(shì)存在差異。和面與發(fā)酵過程均降低了結(jié)合態(tài)提取物的總抗氧化能力，分別為37.6%，19.8%，蒸制則顯著提高了其總抗氧化能力，達(dá)到87.85%；和面與蒸饅頭后的游離態(tài)提取物的總抗氧化能力與混合粉相當(dāng)，而發(fā)酵將游離態(tài)提取物的總抗氧化能力提高了26.65%，且發(fā)酵面團(tuán)總抗氧化能力均高于混合粉、和面面團(tuán)與饅頭。這可能是發(fā)酵提高了部分多酚類抗氧化物質(zhì)的含量，同時(shí)產(chǎn)生了具有抗氧化作用發(fā)酵風(fēng)味物質(zhì)所致[11]。

2.4 發(fā)酵時(shí)間對(duì)饅頭面團(tuán)中黃酮和蘆丁含量的影響規(guī)律

發(fā)酵時(shí)間對(duì)面團(tuán)中黃酮與蘆丁含量及存在形式的影響如圖6、圖7所示?？梢钥闯?，不同發(fā)酵時(shí)間對(duì)面團(tuán)中游離黃酮與總黃酮的含量影響差異性不顯著性，其含量分別維持在566.38 mg/100 g、578.28 mg/100 g左右，結(jié)合黃酮含量則隨發(fā)酵時(shí)間的延長呈下降趨勢(shì)，下降幅度不大；隨發(fā)酵時(shí)間的延長游離蘆丁與總蘆丁含量有所增加，在發(fā)酵45 min與60 min時(shí)含量相對(duì)較穩(wěn)定，結(jié)合蘆丁含量則是發(fā)酵30 min與45 min時(shí)相當(dāng)，發(fā)酵至60 min時(shí)其含量下降了39.15%。

圖4 苦蕎饅頭加工過程中ABTS+·清除能力的變化Fig.4 The change of ABTS+·radical scavenging capacity in processing of buckwheat bread

圖5 苦蕎饅頭加工過程中總抗氧化能力的變化Fig.5 The change of total antioxidant activity in processing of buckwheat bread

圖6 不同發(fā)酵面團(tuán)中黃酮含量Fig.6 Flavonoid content in different fermentation dough

圖7 不同發(fā)酵面團(tuán)中蘆丁含量Fig.7 Rutin content in different fermentation dough

2.5 發(fā)酵時(shí)間對(duì)饅頭面團(tuán)抗氧化活性的影響規(guī)律

圖8 不同發(fā)酵面團(tuán)的DPPH自由基清除能力Fig.8 The DPPH radical scavenging capacity in different fermentation dough

通過測(cè)定發(fā)酵時(shí)間為30，45，60 min面團(tuán)樣品提取物的DPPH自由基清除能力，ABTS+·清除能力以及總抗氧化能力，了解發(fā)酵時(shí)間對(duì)面團(tuán)抗氧化活性的影響，結(jié)果如圖8、圖9和圖10所示。可以看出，游離態(tài)提取物的DPPH自由基清除能力隨發(fā)酵時(shí)間的延長有所增加，在發(fā)酵45 min與60 min時(shí)無顯著影響，結(jié)合態(tài)提取物的DPPH自由基清除能力則在發(fā)酵30 min與45 min時(shí)較穩(wěn)定，發(fā)酵60 min時(shí)下降了19.49%；面團(tuán)的ABTS+·清除能力不受發(fā)酵時(shí)間的影響，游離態(tài)、結(jié)合態(tài)的提取物的ABTS+·清除能力基本維持在6 067.05，573.05 μmol Trolox/100 mg左右；發(fā)酵時(shí)間在30 min與45 min時(shí)對(duì)面團(tuán)總抗氧化能力的影響較小，維持在190.83單位/100 mg，發(fā)酵60 min時(shí)總抗氧化能力稍有下降?？傮w而言，發(fā)酵時(shí)間對(duì)面團(tuán)的抗氧化活性的影響較小，沒有明顯的變化規(guī)律。

圖9 發(fā)酵面團(tuán)中ABTS自由基清除能力Fig.9 The ABTS radical scavenging capacity in different fermentation dough

圖10 發(fā)酵面團(tuán)中總抗氧化能力Fig.10 The total antioxidant activity in different fermentation dough

2.6 苦蕎饅頭加工過程中黃酮、蘆丁含量與抗氧化能力之間的相關(guān)性

苦蕎饅頭加工過程中黃酮、蘆丁含量與抗氧化能力之間的相關(guān)性如表1所示。黃酮和蘆丁含量與DPPH自由基清除能力，ABTS+·清除能力之間存在極顯著的相關(guān)性；結(jié)合黃酮和結(jié)合蘆丁與總抗氧化能力之間具有良好的相關(guān)性 （P＜0.01），而游離黃酮、總黃酮、游離蘆丁和總蘆丁與總抗氧化能力的相關(guān)性較差，這可能是苦蕎與小麥粉混合粉中除了含黃酮類物質(zhì)外，還含有酚酸、類胡蘿卜素、谷胱甘肽等其它抗氧化活性物質(zhì)。總抗氧化能力試劑盒對(duì)具有抗氧化能力物質(zhì)的檢測(cè)更為全面，與黃酮含量相關(guān)性相對(duì)較低。

表1 黃酮、蘆丁含量與抗氧化能力之間的線性相關(guān)性Table2 Linear correlations between antioxidant properties and flavonoid or rutin contents

3 結(jié)論

1）饅頭加工過程中苦蕎黃酮、蘆丁含量及抗氧化活性均發(fā)生了一定的變化，和面、發(fā)酵工藝后黃酮、蘆丁含量及抗氧化活性都有所增加，蒸饅頭后則有所下降，下降幅度較小。與混合粉相比，在整個(gè)苦蕎饅頭加工過程中黃酮、蘆丁含量以及抗氧化活性均有較好的保留，甚至提高。

2）發(fā)酵時(shí)間對(duì)混合粉面團(tuán)中苦蕎黃酮、蘆丁含量及抗氧化活性的影響較小。

3）饅頭加工過程中苦蕎黃酮、蘆丁含量與DPPH自由基清除能力，ABTS+·清除能力之間具有良好的相關(guān)性，與總抗氧化能力的相關(guān)性較差?？傮w而言，饅頭加工過程有效保留了苦蕎的功能性成分和生物活性，饅頭加工是苦蕎功能食品開發(fā)與資源合理利用的一個(gè)重要方向。