不同粒色藜麥營養品質及多酚組成與抗氧化活性比較分析

趙萌萌 - 楊希娟,2,3 -,2,3 黨 斌,2,3 ,2,3 張 杰,2,3 ,2,3 張文剛,2,3 -,2,3

(1. 青海大學農林科學院，青海 西寧 810016；2. 青海省青藏高原農產品加工重點實驗室，青海 西寧 810016；3. 青海省農林科學院，青海 西寧 810016)

藜麥(ChenopodiumquinoaWilld.)又稱奎藜、藜谷等，是印加土著居民的主要傳統食物。中國自1980年開始引進藜麥種植，目前主要分布在青海、西藏、山西、內蒙、甘肅、浙江、吉林等地[1-2]。藜麥含有豐富的蛋白質、氨基酸、纖維素、礦物質、多酚、類胡蘿卜素、維生素C等營養與功能成分，其中蛋白質、氨基酸、維生素C含量較高于大多數常見谷物[3]，可以滿足人體的全部基本營養需求，被聯合國組織(FAO)譽為“太空食品”和“全營養食品”[4]。

彩色藜麥是一種珍貴的藜麥種質資源[5]，現代分子營養學研究[6]顯示，食物天然色澤可能與其營養功能品質存在緊密相關，一般而言顏色愈深，其營養愈豐富、結構更平衡合理。彩色藜麥富含花青素、多酚、甜菜素等化合物，具有延緩衰老、預防心血管疾病、抗癌等多種生理功效，是加工新型健康食品及保健醫藥品的理想谷物原料之一[6-8]。藜麥營養物質含量與功能成分組成及活性受到籽粒色澤與基因型的影響，已有研究[9]顯示，不同粒色藜麥因受品種及栽培條件等影響，其淀粉、蛋白質、脂質、粗纖維、氨基酸等的含量存在較大差異，而酚類化合物的種類和含量也存在明顯不同，黑色和紅色藜麥中多酚種類和含量普遍均高于白色藜麥。目前，有關彩色藜麥的研究主要集中在對其營養品質評價、活性物質提取與含量分析、保健食品開發等方面，而針對不同粒色藜麥主要營養品質和多酚組成與抗氧化活性上的差異性研究鮮有報道。研究擬選擇青白藜1號(白粒)、貢扎4號(紅粒)和青藜2號(黑粒)為不同粒色藜麥代表，檢測其基本營養、多酚(結合酚、游離酚)含量與組成及其抗氧化活性，并分析品種間的差異性，以期為彩色藜麥的資源評價和綜合開發提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

青白藜1號(白粒)、貢扎4號(紅粒)和青藜2號(黑粒)藜麥：青海省農林科學院；

1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、三吡啶三吖嗪(TPTZ)、水溶性維生素E(Trolox)、2,2’-聯氮-雙-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二銨鹽(ABTS)：美國Sigma公司；

沒食子酸、根皮酚、原兒茶酸、綠原酸、2,4-二羥基苯甲酸、香草酸、丁香酸、p-香豆酸、阿魏酸、水楊酸、苯甲酸、藜蘆酸、鄰香豆酸、蘆丁、柚皮苷、橙皮苷、楊梅素、槲皮素、柚皮素、山柰酚標準品：純度≥98.0%，上海源葉生物科技有限公司；

福林—酚：優級純，北京索萊寶科技有限公司；

硫酸銅、硫酸鉀、氫氧化鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈉：分析純，天津市百世化工有限公司；

95% 乙醇、丙酮、正己烷、甲醇、乙酸乙酯：分析純，天津市富宇精細化工有限公司；

TOTALSTARCH試劑盒：愛爾蘭Megazyme公司；

試驗中使用的水：去離子水。

1.2 儀器與設備

手提式萬能粉碎機：HK-04A型，廣州市旭朗機械設備有限公司；

電子天平：AL204型，梅特勒—托利多儀器有限公司；

數顯恒溫水浴鍋：HH-4型，國華電器有限公司；

數控超聲波清洗器：KQ-500DE型，昆山市超聲波儀器有限公司；

低速冷凍離心機：DL-5M型，湖南長沙湘儀離心機儀器有限公司；

旋轉蒸發儀：Retavapor R-215型，瑞士布奇有限公司；

紫外線可見分光光度計：N4S型，上海儀電分析儀器有限公司；

氨基酸分析儀：S433D型，德國賽卡姆公司。

1.3 方法

1.3.1 藜麥游離酚提取 參照文獻[10]和文獻[11]22的方法并略有改動：稱取不同粒色藜麥全粉1 g，分別加入80%丙酮20 mL，室溫條件下500 W超聲波處理30 min，離心(3 000 r/min，25 min)，收集上清液，殘渣用同樣方法提取2次，合并3次上清液，45 ℃減壓旋轉蒸干，沉淀物用甲醇定容至10 mL，0.45 μm有機膜過濾，得藜麥游離酚類物質提取液，-20 ℃避光保存。

1.3.2 藜麥結合酚提取 向提取過游離酚的殘渣(1 g)中加入20 mL正己烷，離心(2 000 r/min，5 min)棄去上清液，向沉淀物中加入15 mL 10%甲醇—鹽酸溶液，70 ℃ 水浴1 h。加入20 mL乙酸乙酯萃取5次，離心(2 000 r/min，5 min)，合并乙酸乙酯萃取相，在45 ℃條件下旋轉蒸發至干，用甲醇定容至10 mL，0.45 μm有機膜過濾，得藜麥結合酚提取液，-20 ℃避光保存[12]。

1.3.3 營養品質測定

(1) 水分含量：按GB 5009.3—2010執行。

(2) 脂肪含量：按GB/T 5009.6—2003執行。

(3) 膳食纖維含量：按GB/T 5009.88—2008執行。

(4) 灰分含量：按GB 5009.4—2010執行。

(5) 總淀粉含量：采用TOTALSTARCH試劑盒。

(6) 蛋白質含量：按GB 2905—82執行。

(7) 氨基酸含量：按GB/T 5009.124—2003執行。

1.3.4 酚類物質測定

(1) 多酚含量測定：采用Folin-Ciocalteu法[12-13]并略有改動：吸取樣品提取液125 μL于試管中，再加入500 μL 蒸餾水和125 μL福林—酚試劑，搖勻，反應6 min后加入1.25 mL 7% Na2CO3溶液，再加入1 mL蒸餾水，室溫條件下避光放置1.5 h后，以甲醇代替樣品提取液為空白調零，測定760 nm處吸光度，重復3次。配制不同濃度梯度的沒食子酸標準品制作標準曲線。多酚含量以每100 g提取物(干基)中沒食子酸當量計(mg/100 g)。

(2) 黃酮含量的測定：采用NaNO2-Al(NO3)3-NaOH比色法[12-13]并略有改動。吸取100 μL樣品提取液于試管中，加入5% NaNO2溶液200 μL，搖勻，6 min后加入10% Al(NO3)3溶液200 μL，搖勻，6 min后再加入4% NaOH溶液2 mL，室溫避光放置15 min后，以甲醇代替樣品提取液為空白調零，測定510 nm處吸光度，重復3次。配制不同溶度梯度的兒茶素標準品制作標準曲線。黃酮含量以每100 g提取物(干基)中兒茶素當量計(mg/100 g)。

(3) 多酚組成分析：采用高效液相質譜聯用色譜法，具體的色譜條件參照文獻[14]并稍作改動。C18制備色譜柱(250 mm×4.6 mm，5 μm)；流動相A為0.1%冰醋酸，流動相B為含0.1%冰醋酸的乙腈；梯度洗脫：0 min，5% B，95% A；2 min，10% B，90% A；27 min，30% B，70% A；50 min，90% B，10% A；52～56 min，100% B；56～60 min，8% B，92% A。流速0.8 mL/min；紫外檢測波長280 nm；進樣量10 μL。根據色譜保留時間與峰面積分別定性定量，結果以干基表示(μg/g)。

1.3.5 抗氧化活性測定 參照文獻[15—17]并稍作修改。

(1) DPPH·清除能力：取1 mL多酚提取液，加入0.1 mmol/L DPPH甲醇溶液4.5 mL，避光反應30 min，以甲醇替代樣液于517 nm處測定吸光度，重復測定3次。根據標準曲線計算DPPH·清除能力，以每100 g提取物(干基)中Trolox當量計(μmol/100 g)。

(2) 鐵還原能力(FRAP)：取1 mL多酚提取液與4.5 mL FRAP工作液(TPTZ與FeCl3濃度1∶2)混合均勻，避光反應30 min，以甲醇空白調零，在波長593 nm下測定吸光度，重復3次。根據標準曲線計算出樣品提取液的FRAP，以每100 g提取物(干基)中Trolox當量計(μmol/100 g)。

(3) ABTS+·清除能力：取200 μL藜麥多酚提取液與4.5 mL ABTS 反應液混勻，避光反應30 min，以甲醇為空白調零，在波長734 nm下測定吸光度，重復3次。根據標準曲線計算出樣品提取液清除ABTS+·能力，以每100 g 提取物(干基)中Trolox當量計(μmol/100 g)。

1.4 數據處理

利用Excel和SPSS 19. 0軟件進行數據統計分析及繪圖，顯著性差異采用LSD多重比較法，相關性分析采用Pearson雙側檢驗法。

2 結果與分析

2.1 營養品質

由表1可知，3種顏色藜麥營養成分的含量差異均顯著(P<0.05)。3種藜麥均具有較高的淀粉和粗蛋白含量，與于躍等[18]研究結果一致。脂肪含量最高的是紅色藜麥[(6.94±0.06)%]，黑色最少。黑色藜麥的粗纖維含量最高為[(10.38±0.16)%]，紅色次之，白色最少。白色藜麥中粗蛋白含量最高為[(18.81±1.02)%]，紅色次之，黑色最小。因此，經比較分析可知藜麥籽粒顏色可能對其營養品質存在較明顯的影響，該結果與趙亞東[11]18的報道較一致。

表1 不同粒色藜麥的營養成分(干基)?

氨基酸是衡量食品質量的重要指標之一，其含量與食品的營養和風味密切相關[19]。由表2可知，3種不同粒色藜麥中氨基酸含量差異顯著(P<0.05)，氨基酸含量依次為黑色>紅色>白色。白、紅、黑藜中氨基酸總量分別是(9.820±1.821)%，(8.594±0.384)%，(10.673±1.769)%。白、紅、黑藜麥均以谷氨酸，分別占其總量的25.88%，26.10%，25.44%，其次均是天冬氨酸、精氨酸含量較高。3種藜麥均含有17種氨基酸，包括7種必需氨基酸，必需氨基酸含量占總氨基酸含量的比例分別是28.83%，30.40%，29.09%，以天冬氨酸、谷氨酸、精氨酸含量較高，蛋氨酸含量最少。精氨酸是人體半必需氨基酸，具有保護肝臟缺血[20]、免疫營養[21]等作用，天冬氨酸和谷氨酸是神經系統中的興奮性氨基酸，具有神經傳送作用[22]。因此，3種藜麥均富含容易被人體吸收氨基酸且種類齊全、配比合理，其中黑色藜麥蛋白價值相較更高。

表2 不同粒色藜麥氨基酸的種類及含量?

2.2 酚類物質含量

由表3可知，不同粒色藜麥之間酚類物質含量存在顯著差異(P<0.05)。不同藜麥中多酚含量約是黃酮的5倍，說明多酚是藜麥中主要的酚類物質。3種粒色藜麥中多酚、黃酮及總酚平均含量依次為黑色>紅色>白色。白色、紅色、黑色藜麥中總酚含量分別為(351.55±20.36)，(366.58±15.90)，(513.49±17.25) mg/100 g，黑色藜麥分別高出白色、紅色藜麥46.06%和40.08%，說明酚類物質含量與種子的顏色密切有關，與陳樹俊等[23]報道基本一致。此外，藜麥游離型多酚含量顯著高于其結合型；其中黑藜麥多酚含量最高，紅色次之，白色最少，該結果與黨斌[24]、相啟森等[25]研究結果一致。除多酚外，3種粒色藜麥中還存在較少以游離和結合型存在的黃酮類化合物，含量總體為黑色>紅色>白色。黑、白藜麥中結合黃酮含量顯著高于其游離黃酮，分別達到游離黃酮的1.93和1.11倍，而紅藜麥中游離黃酮含量高于結合型，表明黑、白藜麥以結合黃酮為主，紅色藜麥以游離黃酮為主。

表3 不同粒色藜麥中多酚物質含量?

2.3 酚類物質組成

由表4可知，3種粒色藜麥在多酚組成與含量上存在一定差異。白、紅、黑藜麥中共檢出酚酸分別為11，11，12種，檢出黃酮分別為6，6，7種。除根皮酚、阿魏酸以外，其他所測酚類物質種類均以游離型存在形式為主。p-香豆酸為參試藜麥中含量最高的酚酸，在白色和紅色藜麥中高達(1 290.80±73.11)，(990.32±50.24) μg/g，顯著高于Tang等[26]報道的加拿大安大略省種植不同顏色藜麥中p-香豆酸的含量，可能是由于種植區域及品種等不同所導致。此外，香草酸(22.91～36.60 μg/g)和水楊酸(4.77～17.02 μg/g)在參試藜麥游離型提取物中含量均較高，綜上可知，p-香豆酸、香草酸和水楊酸是藜麥中存在的主要游離型酚酸。黑色藜麥游離型提取物中原兒茶酸(29.05 μg/g)較高，其余酚酸含量較低；參試藜麥結合型提取物中阿魏酸、苯甲酸、藜蘆酸含量相對較高，且在紅色藜麥中的含量高于其他顏色，是參試藜麥中存在的主要結合型酚酸。在檢出的7種黃酮類物質中，槲皮素、山奈酚和蘆丁在參試3種藜麥的游離型提取物中含量均較高，是參試藜麥游離型提取物中存在的主要黃酮物質，且在白色藜麥中含量高于紅色和黑色藜麥；同時山柰酚也是參試藜麥中存在的主要結合型黃酮物質，其含量為11.18～15.18 μg/g，其余黃酮物質未檢出或含量較低。

表4 不同粒色藜麥酚類化合物的組成及含量?

2.4 酚類物質抗氧化活性

不同粒色藜麥的酚類物質DPPH·清除能力差異顯著(P<0.05)，且結合酚優于游離酚(見圖1)，其中黑色、紅色藜麥結合酚清除DPPH·能力分別達到(5 770.15±200.91)，(5 420.28±120.72) μmol/100 g，明顯高于白色藜麥。不同粒色藜麥游離酚DPPH·清除能力差異不顯著。黑色藜麥相對最高[(2 300.68±100.52) μmol/100 g]，紅色、白色藜麥次之，表明總酚含量和抗氧化活性與種子的顏色相關。這與楊希娟等[27]報道青稞的結合酚類提取物的DPPH·清除能力顯著高于其游離型提取物的結果一致。綜上所述，相比白色和紅色藜麥，黑色藜麥籽粒中總多酚含量更高且抗氧化活性也更高，與Tang等[26]和Hirose等[28]的研究一致。

字母不同表示有顯著性差異(P<0.05)

黑色藜麥結合酚清除ABTS+·能力[(1 450.94±50.04) μmol/100 g]和FRAP鐵還原能力[(3 210.95±90.96) μmol/100 g]均最強，顯著高于游離酚和其他粒色黎麥，而白色和紅色黎麥游離酚清除ABTS+·能力和FRAP鐵還原能力強于結合酚，與Dykes等[29]報道的小麥等谷物的游離型酚類物質的FRAP鐵還原能力遠遠強于結合型酚類物質的結果一致；3種粒色藜麥游離型酚清除ABTS+·能力差異不顯著，而其FRAP鐵還原能力差異顯著(P<0.05)，以黑色黎麥游離酚的FRAP鐵還原能力最強。這可能與不同粒色藜麥中不同形態的酚類化合物單體多酚組成與含量差異有關，研究[30]顯示，不同單體酚對不同自由基的清除能力具有一定選擇性。綜合分析可知，黑色黎麥的游離酚和結合酚在試驗選擇的抗氧化指標中表現出最強的抗氧化活性。

2.5 藜麥營養成分、多酚含量與抗氧化能力的相關性

由表5可知，藜麥中粗纖維含量與游離酚、結合黃酮、結合型ABTS+·清除能力呈顯著正相關(P<0.05)，與結合型FRAP鐵還原能力呈極顯著正相關(P<0.01)，說明藜麥中粗纖維含量越高，其游離酚、結合黃酮含量及抗氧化能力越高；粗蛋白含量與游離黃酮含量呈顯著負相關(P<0.05)，說明粗蛋白含量越高，其游離黃酮含量越低。游離酚含量與結合型FRAP鐵還原能力呈顯著正相關(P<0.05)，說明游離酚含量越高藜麥多酚鐵還原力也越高；結合黃酮含量與結合型FRAP鐵還原能力、ABTS+·清除能力呈顯著負相關(P<0.05)，表明結合型黃酮含量越高，結合酚清除ABTS+·能力及鐵還原力越低。另外，結合型FRAP鐵還原能力與結合型ABTS+·清除能力也呈顯著正相關(P<0.05)，說明結合酚FRAP鐵還原能力一定程度上決定著ABTS+·清除能力。與梁雨荷等[31]報道的萌發青稞營養成分與抗氧化活性關系相似。綜上所述，多酚化合物是3種藜麥不同型態多酚提取物抗氧化活性的主要來源，而藜麥游離型和結合型酚類物質含量與抗氧化活性可根據其主要營養成分(粗纖維、粗蛋白)含量高低進行評估。

字母不同表示有顯著性差異(P<0.05)

表5 藜麥營養成分、多酚含量與抗氧化活性的相關性?

3 結論

藜麥粒色對其水分、脂肪、粗纖維、灰分、淀粉、粗蛋白、氨基酸等主要營養成分有顯著影響。藜麥的酚類組成較豐富(19種)并以游離酚為主要存在形式，平均含量為結合酚的1.56倍。黑粒藜麥抗氧化能力最突出，白粒和紅粒藜麥較低；不同形態多酚在自由基清除力和鐵還原力上表現出一定選擇性，3種粒色藜麥結合酚DPPH·清除力均最高，而白色、紅色藜麥游離酚對ABTS+·清除力及FRAP相對較強。藜麥粗纖維和粗蛋白含量與酚酸、黃酮及其抗氧化活性存在相關，可作為評估黎麥多酚含量與抗氧化特性的指標。后續可進一步擴大不同粒色藜麥樣本量并對其他營養功能成分的差異開展探究，從而為彩色藜麥加工適宜性評價及健康食品開發提供一定理論支持。