苦蕎發(fā)芽期不同部位的活性成分含量變化

胡俊君，儀鑫，李紅梅，何永吉，邊俊生，李云龍

（山西省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，山西太原030031）

苦蕎發(fā)芽期不同部位的活性成分含量變化

胡俊君，儀鑫，李紅梅，何永吉，邊俊生，李云龍*

（山西省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，山西太原030031）

苦蕎發(fā)芽后，將其分為芽及去除芽后的籽粒兩部分，在發(fā)芽期間，對芽和籽粒中的總黃酮、蘆丁、槲皮素及D-CI含量變化進行研究。發(fā)芽第二天開始，隨著發(fā)芽時間延長，芽粉中總黃酮、蘆丁、D-CI含量呈下降趨勢，槲皮素含量緩慢上升；發(fā)芽第二天，芽粉中D-CI含量高達18.38 mg/g，未萌動的苦蕎全粉中D-CI含量為0.32 mg/g。隨發(fā)芽時間延長，全粉中總黃酮、蘆丁含量呈先上升后下降趨勢，在發(fā)芽萌動第七天總黃酮含量達到最大值，為27.92 mg/g，第六天蘆丁含量達到最大，為23.13 mg/g；槲皮素含量變化呈上升趨勢，在發(fā)芽中后期含量上升迅速，發(fā)芽第八天其含量為6.85 mg/g；D-CI含量變化呈緩慢上升趨勢，第一天其含量為1.07 mg/g，第六天其含量為1.51 mg/g。芽粉中總黃酮、蘆丁、D-CI在發(fā)芽初期含量較高；全粉中D-CI的合成也主要發(fā)生在發(fā)芽初期，蘆丁、槲皮素的合成主要在發(fā)芽中后期。

苦蕎；發(fā)芽；芽粉；全粉；活性成分

苦蕎是蓼科（polygonaceae）蕎麥屬（Fagopyrum escuentum Moench）一年生草本雙子葉植物，含有豐富的生物活性物質(zhì)。徐寶才等[1]通過液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)發(fā)現(xiàn)苦蕎中黃酮類化合物主要是蘆丁、槲皮素、山奈酚等物質(zhì)。現(xiàn)代藥理學實驗和臨床試驗表明苦蕎黃酮類化合物具有較明顯的降血糖、降血脂、清除自由基、增強免疫等功能[2-5]。同時蕎麥也是為數(shù)不多的天然肌醇的生物載體。D-手性肌醇（D-chiro-inostiol，D-CI）是肌醇的立體異構(gòu)體，具有旋光性，存在于蕎麥和大豆等植物和部分昆蟲中。研究發(fā)現(xiàn)D-CI具有調(diào)節(jié)胰島素活性和促進肝臟脂肪代謝功能，能夠明顯降低血糖含量[6-10]。萌動是生命發(fā)展的最初階段，也是生物中最有活力的階段[11]。谷物種子萌發(fā)可以提高營養(yǎng)物質(zhì)含量[12-13]，降低或消除有毒或抗營養(yǎng)物質(zhì)含量[14-15]。因此，可通過發(fā)芽萌動的方法，為提高苦蕎中生物活性物質(zhì)含量提供一定的依據(jù)。目前，對苦蕎萌發(fā)活性物質(zhì)含量變化的研究，主要集中在其發(fā)芽后整體籽粒中總黃酮物質(zhì)的變化[16-18]；少數(shù)學者對萌動前后蕎麥整籽粒中手性肌醇物質(zhì)變化進行研究。周小理等[19]發(fā)現(xiàn)苦蕎總黃酮隨發(fā)芽天數(shù)的增加而增加；唐宇等[20]發(fā)現(xiàn)，苦蕎萌發(fā)后蘆丁含量是萌發(fā)前的35倍；石磊等[21]發(fā)現(xiàn)蕎麥萌動后提高了黃酮類成分，萌發(fā)7天苦蕎中蘆丁含量提高了66.64%，槲皮素含量由8.93 mg/g上升為11.90 mg/g。宋雨等[22]對苦蕎萌發(fā)過程中D-CI含量變化進行了研究，發(fā)現(xiàn)萌發(fā)第9天D-CI含量最高，達2.55 mg/g，說明萌發(fā)可明顯提高苦蕎種子中D-CI含量。學者對萌動苦蕎中活性成分變化主要集中在整體籽粒上，對萌動前后蕎麥不同部位生物活性物質(zhì)變化少見報道。本試驗對萌動后苦蕎芽粉和去除芽粉后的全粉中黃酮類物質(zhì)及D-CI含量進行研究，探究不同部位黃酮類物質(zhì)、D-CI含量的變化趨勢，為萌動后苦蕎不同部位的加工應用提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

苦蕎（黑豐一號）：山西省農(nóng)科院右玉試驗站；蘆丁（純度92.5%）、槲皮素（純度92.5%）：中國藥品生物制品檢定所；D-手性肌醇（純度≥98%）：美國Sigma公司；乙腈（色譜純）：美國 Fisher Chemical；氯化鋁，醋酸鉀，苯甲酰氯，吡啶，氯仿等均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

BSC-250恒溫恒濕培養(yǎng)箱：上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；Agilent 1100型高效液相色譜儀：美國Agilent公司；A380型紫外/可見分光光度計：上海翰藝儀器有限公司；DZF-6050型真空干燥箱：上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；DZKW-4電子恒溫水浴鍋：北京中興偉業(yè)儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 苦蕎萌發(fā)

挑選顆粒大小均勻，成熟飽滿無蟲害的苦蕎種子，用1%次氯酸鈉溶液消毒浸泡15 min，清水洗至中性，分別均勻置于鋪有濾紙的發(fā)芽盤中，種子上下均放置一層濾紙，于25℃，濕度95%條件下萌發(fā)，每晚補充適量水分[23]。每天同一時間取苦蕎芽全株，量其芽長，計量其發(fā)芽率后，于60℃真空干燥，將苦蕎芽與籽粒分離，籽粒經(jīng)脫殼后磨粉，稱為去芽后苦蕎全粉；苦蕎芽經(jīng)磨粉，稱為苦蕎芽粉。對不同萌發(fā)時間的苦蕎芽粉及去芽后苦蕎全粉的成分進行分析。

1.3.2 樣液制備

精確稱取樣品，70%甲醇，料液比 1 ∶25（g/mL）于70℃下提取3 h，得到樣液。

1.3.3 基本成分分析

灰分：GB 5009.4-2010《食品安全國家標準食品中灰分的測定》

碳水化合物：酸水解法[24]

粗脂肪：GB 5009.6-2003《食品安全國家標準食品中脂肪的測定》

粗蛋白：GB 5009.5-2010《食品安全國家標準食品中蛋白質(zhì)的測定》

可溶糖：蒽酮比色法[25]

粗淀粉：GB 5009.9-2008《食品安全國家標準食品中淀粉的測定》

1.3.4 總黃酮含量測定

采用鋁鹽法[26]。精確稱取0.5 g樣品按照方法1.3.2制備樣液，準確吸取1 mL樣液于10 mL具塞比色管中，先加2 mL 0.1 mol/L AlCl3溶液，再加3 mL 1mol/L CH3COOK溶液，用70%甲醇定容至10 mL，搖勻后靜置30 min，于420 nm測定吸光度。

標準曲線繪制：分別精確吸取0.05 mg/mL蘆丁標準溶液 0、0.5、1、2、3、4 mL 于 10 mL 具塞比色管中，按上述方法進行顯色并測定吸光度，以蘆丁質(zhì)量為橫坐標，吸光度為縱坐標繪制標準曲線，得到方程為y=3.679x-0.001，R2=0.999。

1.3.5 蘆丁、槲皮素含量測定

采用高效液相色譜法。精確稱取2g樣品按照方法1.3.2制備樣液，樣液過0.45μm濾膜，進樣1μL。色譜柱為 C18，250 mm×4.6 mm，柱溫30℃，檢測波長360 nm，流動相如表1所示。

表1 高相液相色譜法流動相Table 1 Mobile phase of high performance liquid chrommatography

0.2 mg/mL蘆丁標準標準液經(jīng)0.45 μm濾膜過濾后，分別進樣 1、2、3、4、5、6 μL，以進樣體積為橫縱標，面積為縱坐標作圖，得到標準曲線方程為y=308.9x-0.26，R2=1.0.05 mg/mL槲皮素標準標準液經(jīng)0.45 μm濾膜過濾后，分別進樣 1、2、3、4、5 μL，以進樣體積為橫縱標，面積為縱坐標作圖，得到標準曲線方程為y=117.4x-2.867，R2=0.999。

1.3.6 D-CI含量測定

采用柱前衍生化高效液相色譜法。

1.3.6.1 衍生化方法

量取一定樣液或標準液于5 mL試管，烘干后加吡啶 0.4 mL，苯甲酰氯 0.1 mL，氯仿0.1 mL，60℃反應30 min，冷卻后，用氯仿與甲醇混合液（1∶3 v/v）稀釋至刻度，搖勻即為衍生化儲備液[27]。

1.3.6.2 D-CI含量測定

芽粉精確稱取0.5 g，全粉精確稱取2 g，按照方法1.3.2制備樣液。分別量取1 mL樣液按照方法1.3.6.1制備衍生化儲備液。衍生化儲備液經(jīng)0.45 μm濾膜過濾后，進樣5μL。色譜柱為SDSHYPERSILC18，250mm×4.6 mm，柱溫30℃，檢測波長為230 nm，流動相為乙腈和水，0 min～16 min：80%乙腈，20%水，流速 1 mL/min，16.5 min～21 min：100%乙腈，流速 1.5 mL/min[28]。

0.2 mg/mL D-CI標準液分別量取 0.1、0.2、0.4、0.8、1 mL，按照方法1.3.6.1制備衍生化儲備液，經(jīng)0.45 μm濾膜過濾后進樣2 μL。以進樣質(zhì)量為橫坐標，面積為縱坐標，得到標準曲線方程y=20 310x-18.14，R2=0.999。

2 結(jié)果與分析

2.1 苦蕎發(fā)芽萌動生長趨勢

苦蕎發(fā)芽萌動生長趨勢如圖1所示。

圖1 苦蕎發(fā)芽生長趨勢Fig.1 Germination growth trend of tartary buckwheat

隨著發(fā)芽萌動時間的延長，苦蕎發(fā)芽率及芽長隨之增加，發(fā)芽萌動第1天，苦蕎發(fā)芽率為37.27%，苦蕎僅露白，芽長1.17 mm；第2天苦蕎發(fā)芽率增至90.60%，隨后發(fā)芽率緩慢上升，第6天苦蕎發(fā)芽率達99.33%。隨發(fā)芽萌動時間延長，苦蕎芽長呈上升趨勢，發(fā)芽第8天芽長達66.87 mm。在發(fā)芽萌動期間，芽粉比重逐漸增大，發(fā)芽第2天，芽粉比重為2.15%，發(fā)芽第8天，芽粉比重增至23.01%。

2.2 苦蕎全粉發(fā)芽萌動過程中基本成分變化趨勢

苦蕎全粉發(fā)芽萌動過程基本成分變化趨勢如圖2所示。

圖2 苦蕎全粉發(fā)芽過程基本成分變化趨勢Fig.2 Change trend of basic components on buckwheat whole powder during germination

隨發(fā)芽時間延長，碳水化合物、粗淀粉的含量呈下降的趨勢，可溶糖的含量呈上升趨勢，碳水化合物由73.96%降至65.76%，粗淀粉由65.23%降至62.39%，可溶糖由1.48%升至7.55%。脂肪、蛋白質(zhì)、粗纖維、灰分含量隨發(fā)芽萌動時間延長略微上升。

2.3 苦蕎全粉發(fā)芽萌動過程中活性成分變化趨勢

苦蕎全粉發(fā)芽萌動過程中，活性成分變化趨勢如圖3所示。

圖3 苦蕎全粉發(fā)芽過程活性成分變化趨勢Fig.3 Change trend of bioactive substance of buckwheat whole powder during germination

苦蕎全粉中總黃酮與蘆丁含量呈先上升后下降趨勢，槲皮素含量為上升趨勢。蘆丁含量在第6天達到最大值為23.13 mg/g，總黃酮含量在第7天達到最大值為27.92 mg/g；隨后蘆丁含量開始下降，說明蘆丁開始發(fā)生降解。在發(fā)芽萌動前4天槲皮素含量呈緩慢上升趨勢，繼續(xù)萌發(fā)，其含量明顯上升，發(fā)芽第八天其含量為6.85 mg/g。D-CI在苦蕎發(fā)芽萌動第1天，其含量由0.32 mg/g迅速增長為1.07 mg/g，發(fā)芽萌動第2天D-CI含量為1.27 mg/g，發(fā)芽萌動第6天，其含量達到最大值1.51 mg/g。在苦蕎發(fā)芽萌動前2天中，D-CI含量增加了3倍左右，說明D-CI是在發(fā)芽萌動初期迅速合成。

2.4 苦蕎芽粉發(fā)芽萌動過程中活性成分變化趨勢

苦蕎芽粉發(fā)芽萌動過程活性成分變化趨勢如圖4所示。

圖4 苦蕎芽粉發(fā)芽過程活性成分變化趨勢Fig.4 Change trend of bioactive substance of buckwheat malt powder during germination

由于發(fā)芽萌動第1天，苦蕎芽僅露白，無法進行其成分測定，故從發(fā)芽萌動第2天開始對其功能成分進行測定。苦蕎發(fā)芽萌動過程中，芽粉的總黃酮、蘆丁、D-CI含量呈下降趨勢，槲皮素呈緩慢上升趨勢。說明在芽粉中，功能成分的合成積累主要發(fā)生在苦蕎萌動初期。值得一提的是，在發(fā)芽萌動第2天苦蕎芽粉中DCI含量高達18.38 mg/g，是未萌動苦蕎全粉0.32 mg/g的57倍左右。

2.5 苦蕎總粉、全粉及芽粉發(fā)芽萌動過程中功能成分的變化

苦蕎發(fā)芽萌動過程中總黃酮、蘆丁、槲皮素及DCI含量變化趨勢如圖5～圖8所示。

總粉為苦蕎全粉與芽粉的總和。由圖5～圖8可知，發(fā)芽第2天，芽粉中的總黃酮、槲皮素、D-CI含量均高于全粉中其含量，特別是D-CI的含量（18.38 mg/g）是此時全粉中D-CI含量（1.27 mg/g）的14倍左右；蘆丁含量與全粉中蘆丁含量相差不多。此后，芽粉中總黃酮、蘆丁、D-CI含量隨發(fā)芽萌動時間延長而減少，表明芽粉中功能成分的合成積累主要發(fā)生在發(fā)芽萌動初期。

圖5 苦蕎發(fā)芽中總黃酮含量變化趨勢Fig.5 Total flavonoids content change of buckwheat during germination

圖6 苦蕎發(fā)芽中蘆丁含量變化趨勢Fig.6 Rutin content change of buckwheat during germination

圖7 苦蕎發(fā)芽中槲皮素含量變化趨勢Fig.7 Quercetin content change of buckwheat during germination

圖8 苦蕎發(fā)芽中D-CI變化趨勢Fig.8 D-CI content change of buckwheat during germination

由于全粉在總粉中所占比重較大（由圖1可知），苦蕎總粉中總黃酮、蘆丁、槲皮素及D-CI含量變化趨勢與苦蕎全粉中其變化趨勢保持一致，均呈不同程度上升趨勢。全粉與總粉中活性成分的合成積累可能發(fā)生在發(fā)芽萌動的整個過程中，在發(fā)芽萌動第6天，全粉與總粉中蘆丁含量最高。

3 討論

3.1 苦蕎發(fā)芽萌動生長趨勢及基本成分變化

隨著苦蕎發(fā)芽萌動時間延長，苦蕎發(fā)芽率芽長及其比重隨之增長。在發(fā)芽萌動第2天，苦蕎發(fā)芽率增至90.60%，芽粉比重為2.15%，發(fā)芽第6天，苦蕎發(fā)芽率達99.33%，芽粉比重16.10%，第8天芽粉所占比重為23.01%，表明苦蕎的發(fā)芽主要發(fā)生在前期，發(fā)芽后期主要是芽體的生長。

苦蕎發(fā)芽萌動過程，主要是碳水化合物含量由73.96%下降至65.76%，碳水化合物的水解可為苦蕎發(fā)芽萌動提供能量物質(zhì)及物質(zhì)轉(zhuǎn)化的中間體物質(zhì)。凌孟碩等[29]在發(fā)現(xiàn)苦蕎在萌發(fā)過程中，總淀粉含量呈直線下降的趨勢，淀粉降解可為苦蕎萌發(fā)提供能量物質(zhì)，這與本研究結(jié)果一致。苦蕎萌發(fā)中其他營養(yǎng)物質(zhì)蛋白質(zhì)、脂肪、粗纖維及灰分的含量略微上升。而張美莉[30]對萌發(fā)前后苦蕎中脂肪及礦物質(zhì)元素含量分析，發(fā)現(xiàn)萌發(fā)前后其含量無明顯變化；這可能是本研究中的苦蕎全粉是去除苦蕎芽后制備，導致其相對含量略微升高。

3.2 苦蕎發(fā)芽萌動過程中黃酮類物質(zhì)及D-CI含量變化

發(fā)芽萌動第2天，苦蕎芽粉中總黃酮含量為21.87 mg/g，蘆丁 16.74 mg/g，槲皮素 0.995 mg/g，D-CI含量高達18.38 mg/g；隨著發(fā)芽時間延長，芽粉中總黃酮、蘆丁、D-CI含量均呈不同程度下降趨勢，表明芽粉中活性成分的合成積累主要發(fā)生在發(fā)芽初期。

苦蕎全粉中活性成分隨發(fā)芽時間的適當延長而增加，在發(fā)芽第6天，全粉中蘆丁含量達到最高，為23.13 mg/g，繼續(xù)進行萌發(fā)，蘆丁含量會降低。王青[31]在對苦蕎萌發(fā)過程中，發(fā)現(xiàn)第六天時其蘆丁含量最高，與本研究中蘆丁變化趨勢相一致。Suzuki等[32]發(fā)現(xiàn)苦蕎萌發(fā)過程中，蘆丁含量在增加，而黃酮醇-3-糖苷酶（可降解蘆丁）含量及活性均在下降，說明在苦蕎發(fā)芽過程中，蘆丁處于合成積累的階段。D-CI在苦蕎發(fā)芽萌動第1天，其含量由0.32 mg/g迅速增長為1.07 mg/g，發(fā)芽萌動第2天D-CI含量為1.27 mg/g，發(fā)芽萌動第6天，其含量達到最大值1.51 mg/g。苦蕎全粉中DCI的合成主要發(fā)生在萌動發(fā)芽初期，中后期D-CI的合成緩慢。

苦蕎發(fā)芽后可分為芽粉及全粉。苦蕎總粉為芽粉與全粉的總和。在萌動初期，苦蕎芽粉中D-CI含量明顯高于苦蕎全粉中D-CI的含量，總黃酮、槲皮素含量也稍高于全粉中其含量。由于芽粉所占比重較小，且芽粉中活性成分物質(zhì)隨發(fā)芽時間延長呈下降趨勢，而全粉所占重相對較大，且其功能成分含量總體呈上升趨勢，總粉中功能成分含量的變化與苦蕎全粉中其變化趨勢一致。

4 結(jié)論

隨著苦蕎發(fā)芽時間延長，苦蕎發(fā)芽率芽長及其比重隨之增長。試驗結(jié)果表明苦蕎的發(fā)芽主要發(fā)生在前期，發(fā)芽后期主要是芽體的生長。芽粉中總黃酮、蘆丁、D-CI在發(fā)芽初期含量較高；全粉中D-CI的合成也主要發(fā)生在發(fā)芽初期，蘆丁、槲皮素的合成主要在發(fā)芽中后期。

對苦蕎發(fā)芽不同時期不同部位活性物質(zhì)的含量變化有了一定了解后，人們可根據(jù)自己需要，選擇苦蕎發(fā)芽萌動時間及確定不同部位產(chǎn)品的用途，從而更合理的利用苦蕎，提高其經(jīng)濟價值。

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Content Changes of Active Components in Different Parts of Buckwheat during Germination

HU Jun-jun，YI Xin，LI Hong-mei，HE Yong-ji，BIAN Jun-sheng，LI Yun-long*
（Institute of Agricultural Products Processing of Shanxi Academy of Agricultural Sciences，Taiyuan 030031，Shanxi，China）

After germination，the tartary buckwheat was divided into two parts：malt and kernel.The contents changes of total flavonoids，rutin，quercetin and D-CI of malt powder and whole powder was studied in the different germination.The results showed that the content of total flavonoids，rutin and D-CI decreased gradually and the content of quercetin increased slowly from second day of germination later in the malt powder.The D-CI content of malt powder was as high as 18.38 mg/g in the second day of germination，however the D-CI content was only 0.32 mg/g of whole buckwheat powder without germination.With the germination，the content of total flavonoids and rutin of the whole powder increasd firstly and then decreased.The content of total flavonoids reached the maximum at 27.92 mg/g on the seventh day of germination，and the content of rutin reached the maxmum at 23.13 mg/g on the sixth day of germination.The content of quercetin of whole powder increased with germination.The quercetin content increased rapidly in the mid-anaphasc germination，and the content was 6.85 mg/g on the eighth of germination.The D-CI content was increasing slowly that the content was 1.07 mg/g on the first day and 1.51 mg/g on the sixth day of germination.The content of total flavonoid，rutin，D-CI of malt powder was higher in the early germination.The synthesis of D-CI of whole powder was also occurred in the early germination；and the synthesis of rutin and quercetin was mainly occurred in the mid-anaphasc germination.

tartary buckwheat；germination；malt powder；whole powder；bioactive substance

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.23.003

國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)（燕麥蕎麥）產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目（CARS-08-D-2）；山西省科技攻關(guān)項目（20150311021-1）

胡俊君（1980—），男（漢），助理研究員，本科，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品深加工。

*通信作者：李云龍（1979—），男（漢），副研究員，研究方向：雜糧深加工。

2017-05-03