超微粉碎对苦荞多酚及抗氧化活性的影响研究

蔡 亭 汪丽萍 刘 明 田晓红 刘艳香 吴娜娜 林亲录 谭 斌

（国家粮食局科学研究院1，北京 100037）（中南林业科技大学2，长沙 410004）

超微粉碎对苦荞多酚及抗氧化活性的影响研究

蔡 亭1，2汪丽萍1刘 明1田晓红1刘艳香1吴娜娜1林亲录2谭 斌1

（国家粮食局科学研究院1，北京 100037）（中南林业科技大学2，长沙 410004）

为评价超微粉碎对苦荞多酚及抗氧化活性的影响，分别采用 NaNO2－Al（NO3）3法、Folin－Ciocalteu法与高效液相色谱法测定不同粒径苦荞微粉中黄酮、酚与芦丁的含量，DPPH自由基清除法、ABTS＋·清除法、总抗氧化能力检测试剂盒评价其抗氧化能力，并分析了酚、黄酮、芦丁含量与抗氧化能力之间的相关性。结果表明：随着微粉化程度的增加，黄酮、酚、芦丁含量及抗氧化能力均呈现先减弱后增强的趋势，但减弱幅度较小，且微粉化程度较高时能较好的保留与提高多酚含量及增加抗氧化活性，对结合态芦丁含量影响不显著；苦荞粉中酚、黄酮、芦丁含量与抗氧化能力之间具有显著的相关性（P＜0.01）。超微粉碎是一种有效提升苦荞加工食用品质，释放苦荞多酚类植物活性成分的较好加工方式。

苦荞 超微粉碎 黄酮 多酚 芦丁 抗氧化活性

苦荞（Fagopyrum tataricum（L.）Gaerth）是一种具有很高营养价值和药用价值的荞麦属杂粮，其蛋白质、氨基酸、脂肪、微量元素和维生素含量普遍高于甜荞、小麦、大米和玉米等禾谷类作物，并含有大量的生物类黄酮、叶绿素、多酚等多种植物活性成分，其中以生物类黄酮与多酚含量尤为突出，研究表明，多酚与生物类黄酮具有明显的降血糖、降血脂、抗氧化与清除自由基等作用[1－2]，但由于苦荞口感粗糙，使苦荞及苦荞面条，馒头等主食制品的发展受到了制约。超微粉碎技术是一种新型的食品加工高新技术，具有对加工原料营养成分影响小，制备出的粉体均匀性好及原料利用率高等优点，是食品加工的一种有效的物理改性加工手段，在苦荞加工中已广泛应用。目前，已有学者研究了超微粉碎对谷物及豆类膳食纤维素微粒结构及理化性质的影响[3－4]，虽然郑慧等[5]研究了超微处理对苦荞麸功能特性影响，但对超微粉碎对荞麦中不同形式黄酮含量变化，以及黄酮含量与抗氧化活性之间的相关性未进行深入的探讨。本试验研究了超微粉碎处理对苦荞粉中多酚类物质含量、存在形式和抗氧化功能性质的影响，并分析了多酚、黄酮、芦丁含量与抗氧化能力之间的相关性，以期建立超微粉碎处理对苦荞多酚类植物活性成分的影响规律，为苦荞深加工研究提供基础数据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

苦荞普通粉：市售；总抗氧化值测定试剂盒：南京建成生物工程研究所；LHC－3型气旋式气流粉碎机：上海正远粉体工程设备有限公司；72光栅分光光度计：上海第三分析仪器厂；Agilent－1260高效液相色谱仪：安捷伦科技有限公司。

1.2 试验方法

对苦荞普通粉进行微粉碎处理：用气流粉碎机将苦荞普通粉进行微粉碎，通过变频（20、30、40、50 Hz）调整转速从而调整产品细度，得到4个不同粒径的微细化粉体，分别用微粉A、B、C、D表示。微粉条件：风速电机电流＜6A，分级电机电流＜4A，旋转电机转速 300 r/min。

1.2.1 苦荞粉粒径的测定 将适量的苦荞粉缓慢地放入激光粒度仪容器内，分散剂采用蒸馏水，测定粉体的粒径。

1.2.2 多酚的提取 参照Adom等[6]方法，稍作改动。称取1.00 g样品放入到50 mL的塑料离心试管中，加入40 mL甲醇，超声提取（40℃、100%功率、超声 30 min），离心（3 500 r/min离心 10 min）取上清液，操作重复1次，合并上清液，40℃旋转蒸干后甲醇定容至2 mL，得自由态酚类提取液。自由酚提取后的沉淀加入15mL 2mol/LNaOH溶液室温避光涡旋1 min，混匀消化1 h后，在氮气保护下调pH至中性终止反应。再加入20 mL乙酸乙酯振荡5 min离心10 min收集上清液，操作重复3次，合并上清液，45℃旋转蒸干后甲醇定容至2 mL，得结合态酚类提取液。

1.2.3 黄酮的测定 采用 NaNO2－Al（NO3）3方法[7]测定试样的黄酮含量，芦丁（RU）为标样制定标准曲线，样品酚含量以100 g干基中所含芦丁的毫克数表示（mg/100 g）。

1.2.4 酚的测定 采用Folin－Ciocalteu法[8]测定试样的酚含量，以没食子酸（GA）为标样制定标准曲线，样品酚含量以100 g干基中所含没食子酸的毫克数表示（mg/100 g）。

1.2.5 芦丁与槲皮素的测定 Agilent－1260高效液相色谱仪，紫外检测器。色谱柱：Agilent TC－C185 μm 4.6×250 mm；柱温：30℃；甲醇为流动相 A，V超纯水∶V乙酸＝99.5∶0.5为流动相 B，流速：1 mL/min；洗脱程序：0～30 mim，55%A：45%B；检测波长为300 nm。根据保留时间及吸收光谱与标准品芦丁与槲皮素对照定性，峰面积外标法定量。

1.2.6 DPPH自由基清除能力 参照 Kaur等[9]、Cheng等[10]的方法，稍作改动。将600μL的样品提取稀释液与3 mL 0.1 mmol/L的DPPH自由基甲醇溶液混匀后避光反应20 min，于517 nm波长处测定吸光度，以Trolox标样制作甲醇溶液标准曲线。结果以100 g干基中所含Trolox的当量微摩尔数表示（μmol Trolox/100 g）。

1.2.7 ABTS＋·清除能力 参照 Lan等[11]，Shen等[12]的方法。以Trolox为标样制作甲醇溶液标准曲线。结果以100 g干基中所含Trolox的当量微摩尔数表示（μmol Trolox/100 g）。

1.2.8 总抗氧化能力测定 按照总抗氧化能力检测试剂盒的要求测定。

1.3 数据处理

数据趋势图采用Excel2007制作，数据统计采用SPSS19.0进行ANOVA单因素方差分析及Ducan's多重检验，数值以均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 苦荞粉粒径的测定

苦荞普通粉与微粉粒径测定结果见表1所示。表1中所列的特征粒径包括积平均粒径 D[4，3]、平均粒径（中位径）d（0.5），边界粒径 d（0.1）和 d（0.9）。由表1可看出，随着粉碎程度的增加，粉体粒径逐渐减小，且微粉较普通粉粒径减小较大，苦荞普通粉及苦荞微粉 A～D的平均粒径 d（0.5）分别为 103.601、33.051、19.763、16.538、15.289μm。

表1 苦荞粉的粒径测定结果

2.2 苦荞粉中黄酮含量测定

超微粉碎处理对苦荞中黄酮含量及黄酮存在形式的影响如图1所示。可以看出，不同微粉化程度苦荞微粉中游离黄酮、结合黄酮以及总黄酮含量有显著差异（P＜0.01）。其中游离黄酮与总黄酮均随微粉化程度的增加，含量呈先减小后增大趋势，但下降幅度较小，微粉 A、B、C游离黄酮下降率为5.70%、7.11%、15.19%，总黄酮的下降率为7.92%、9.40%、17.59%。微粉D黄酮含量略有增加，游离黄酮与总黄酮分别提高了3.65%、2.59%。这可能是苦荞微粉在超微粉碎处理时受到了不同程度的综合作用力，破坏了黄酮物质的结构，造成了黄酮物质的损失，另一方面经超微粉碎处理苦荞粉平均粒径减小，粉体的均匀性增加，使苦荞粉中黄酮与提取溶剂接触表面积增大，接触更充分，使黄酮的提取率有所增加。与苦荞普通粉及微粉A、B、C相比，微粉D粒径最小，分布最均匀，所以黄酮的提取率略有增加。微粉A、B、C中结合黄酮的含量较普通粉相比均有下降，但含量比较稳定，维持在46.70 mg/RU eq/100 gDW左右，微粉 D则与普通粉含量相当。

图1 不同粒径苦荞粉的黄酮含量

2.3 苦荞粉中酚含量测定

超微粉碎处理对苦荞中酚含量及酚存在形式的影响如图2所示。可以看出，随着微粉化程度的增加，自由酚的含量先呈现比较稳定的趋势，含量维持在993.7 mg/GA eq/100 gDW左右，微粉C时则明显下降，含量最低为 887.25 mg/GA eq/100 gDW，微粉D的含量又迅速回升达到最高为1 107.14 mg/GA eq/100 gDW.不同微粉化程度苦荞微粉中结合酚和总酚含量有显著差异（P＜0.01），随微粉化程度的增加，结合酚与总酚含量均呈先减小后增大趋势。微粉化 C含量最低为 43.53、930.79 mg/GA eq/100 gDW。普通粉中的结合酚含量最高为94.91 mg/GA eq/100 gDW，苦荞微粉D总酚含量最高为1 196.12 mg/GA eq/100 gDW。

图2 不同粒径苦荞粉的酚含量

2.4 苦荞粉中芦丁含量测定

苦荞粉中芦丁、槲皮素含量的色谱分析结果如图3。由图3a可知，在给定的色谱条件下，芦丁和槲皮素峰达到了良好的分离。从图3b与图3 c可以看出，苦荞粉中芦丁的含量较高，而槲皮素含量未检出，其他不明物质的含量也较小，说明此苦荞粉中的黄酮主要以芦丁的形式存在。

图3 苦荞粉芦丁－槲皮素的HPLC分析

超微粉碎处理对苦荞中芦丁含量及芦丁存在形式的影响如图4所示。可以看出，苦荞粉中结合态芦丁的含量受超微粉碎处理的影响不显著，其含量维持在44.65 mg/100 g。微粉中游离芦丁与总芦丁的含量与普通粉相比均有下降，且随微粉化程度的增加，均呈现先减小后增大趋势，微粉A、B、C、D中游离芦丁含量分别下降了11.01%、12.31%、28.81%、3.89%，总芦丁含量分别下降了12.94%、13.10%、25.12%、4.47%。

图4 不同粒径苦荞粉的芦丁含量

2.5 苦荞粉抗氧化能力测定

通过测定不同粒径苦荞粉提取液DPPH自由基清除能力，ABTS＋·自由基清除能力以及总抗氧化能力，了解超微粉碎处理对苦荞抗氧化功能性质的影响，结果如图5～图7所示。

由图5可知，不同微粉化程度苦荞微粉中多酚类植物活性物质对DPPH自由基清除能力有显著差异（P＜0.01）。其中结合多酚对DPPH自由基清除能力，随微粉化程度的增加，呈先减小后增大趋势，且微粉的DPPH自由基清除能力均低于普通粉。微粉A、B、C、D的DPPH自由基清除能力分别只有普通粉的58.65%、54.05%、47.57%、73.60%。随着微粉化程度的增加，游离态多酚及总多酚活性物质对DPPH自由基清除能力的变化趋势与多酚含量相似，呈先减小后增大趋势，微粉C清除能力最小，为5 168.96、5 345.48 μmol Trolox eq/100 g DW，微粉 D最大，为5 927.21、6 199.61μmol Trolox eq/100 g DW。

图5 不同粒径苦荞粉的DPPH自由基清除能力

由图6可知：不同微粉化程度苦荞微粉中多酚类植物活性物质对ABTS＋·自由基清除能力有显著差异（P＜0.01），且与黄酮含量的变化趋势基本一致。微粉中游离态与总多酚类植物活性物质对ABTS＋·清除能力均随微粉化程度的增加，呈先减小后增大趋势，但下降幅度较小，微粉A、B、C游离态的ABTS＋·清除能力下降率为8.16%、7.26%、17.57%，总的ABTS＋·清除能力下降率为11.36%、9.07%、19.13%。微粉D的ABTS＋·清除能力略有增加，游离态与总的清除能力分别提高了8.19%、7.44%。微粉A、B、C中结合多酚类植物活性物质对ABTS＋·清除能力较普通粉相比均有下降，但清除能力比较稳定，维持在926.13μmol Trolox eq/100 g DW左右，微粉D则与普通粉含量相当。

图6 不同粒径苦荞粉的ABTS＋·清除能力

由图7可知：不同微粉化程度苦荞微粉中多酚类植物活性物质对总抗氧化能力有显著差异（P＜0.01）。苦荞微粉中游离态，结合态以及总多酚类植物活性物质对总抗氧化能力均随微粉化程度的增加，呈先减小后增大趋势。微粉C总抗氧化能力最小，分别为 42.00、665.24、707.24单位/100 mg。微粉D结合态的总抗氧化能力最大，为65.77单位/100 mg。普通粉游离态与总的总抗氧化能力最大，为799.73、863.10单位/100 mg。

图7 不同粒径苦荞粉的总抗氧化能力

2.6 苦荞微粉中酚、黄酮、芦丁含量与抗氧化能力之间的相关性

苦荞粉中多酚类物质与其抗氧化能力之间的相关性如表2所示，结果显示，结合酚，自由酚及总酚含量与抗氧化能力之间具有良好的相关性，这与Min等[13]研究发现的自由酚，结合酚与抗氧化能力之间存在显著的相关性，以及杨红叶等[14]研究发现的总酚与抗氧化能力之间具有良好的相关性结果一致。游离黄酮，结合黄酮及总黄酮含量与抗氧化能力之间存在极显著的相关性，而徐元元等[15]的研究却发现，苦荞粉提取液中的总黄酮含量与抗氧化能力之间不存在显著性相关性，这可能与研究所采用的苦荞品种不同有关，此苦荞中的黄酮类化合物主要以芦丁的形式存在，其他的物质含量较小，而芦丁含量与抗氧化能力之间同样存在显著性相关性，总芦丁含量与DPPH自由基清除能力，ABTS＋·清除能力以及总抗氧化能力之间存在显著的相关性（r1＝0.920，r3＝0.994，P＜0.05，r2＝0.895，P＜0.01）。

表2 酚、黄酮、芦丁含量与抗氧化能力之间的线性相关性

3 讨论

从试验结果可以看出，随着微粉化程度的增加，黄酮含量呈现先减小后增大的趋势，且微粉A、B、C的含量均略低于普通粉，这与其他学者研究发现的超微粉碎处理后黄酮含量均略有增加的结果存在差异。这可能是因为本研究所采用的超微粉碎机为气旋式气流粉碎机，处理所得的粉体粒径更小，以至粉体受到的综合作用力较大，黄酮类化合物损失相对较大所致。另外，郑慧等[5]的研究发现微粉后粒径在20～40μm范围内的苦荞麸中的黄酮含量随粒径的减小呈下降趋势，这与本研究结果相一致。

4 结论

4.1 超微粉碎处理对苦荞粉中多酚类物质含量、存在形式和抗氧化功能性质均存在显著性影响（P＜0.01）。随着微粉化程度的增加，游离态，结合态与总黄酮、多酚含量及DPPH自由基清除能力、ABTS＋·清除能力、总抗氧化能力均呈现先减弱后增强的趋势，游离态与总的芦丁含量同样是先减小后增大，但结合态芦丁的含量受超微粉粹处理影响不显著。且超微粉碎后整体的减弱幅度较小，当微粉化程度较高时（微粉D）又能较好的保留与提高多酚含量以及抗氧化活性。

4.2 苦荞粉中多酚类物质含量与抗氧化能力之间具有良好的相关性。总体而言，超微粉碎处理是苦荞深加工的一种有效加工方式，合理的微粉化可较好的保留甚至提高苦荞抗氧化活性，实现了苦荞的高营养，高功能特性的加工。

[1]Tang C H，Peng J，Zhen D W，et al.Physicochemical and antioxidant properties of buckwheat Fagopyrum esculentum Moench）protein hydrolysates[J].Food Chemistry，2009，115：672－678

[2]Sun T，Ho C T.Antioxidant activities of buckwheat extracts[J].Food Chemistry，2005，90（4）：743－749

[3]王跃，李梦琴.超微粉碎对小麦麸皮物理性质的影响[J].现代食品科技，2011，27（3）：271－274

[4]洪杰，张绍英.湿法超微粉碎对大豆膳食纤维素微粒结构及物性的影响[J].中国农业大学学报，2005，10（3）：90－94

[5]郑慧，王敏，于智峰，等.超微粉碎对苦荞麸功能特性的影响[J].农业工程学报，2007，23（12）：258－262

[6]Adom K K，SorrellsM E，Liu Ruihai.Phytochemical profiles and antioxidant activity ofwheat varieties[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry，2003，51（26）：7825－7834

[7]Bao Jinsong，Cai Yizhong，Sun Mei，et al.Anthocyanins，flavonols，and free radical scavenging activity of Chinese bayberry（Myrica rubra）extracts and their color properties and stability[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry，2005，53（6）：2327－2332

[8]Cai Yizhong，Luo Qiong，Corke H，etal.Antioxidantactivity and phenolic compounds of112 traditional Chinesemedicinal plants associ－ated with anticancer[J].Life Science，2004，74（17）：2157－2184

[9]Kaur G，Jabbar Z，Alam M S，et al.Punica granatum（pomegranate）flower extract possesses potent antioxidant activity and abrogates Fe－NTA induced hepatotoxicity in mice[J].Food and Chemical Toxicology，2006，44（7）：984－993

[10]Cheng Zhihong，Moore J，Yu Liangli.High－throughput relative DPPH radical scavenging capacity[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry，2006，54（20）：7429－7436

[11]Lan Su，Jun－Jie Yin，Denys C，et a1.Total phenolic contents，chelating capacities.and radical－scavenging properties of black peppercorn，nutmeg，rosehip，cinnamon andoregano leaf[J].Food Chemistry，2007，100：990－997

[12]Shen Yun，Jin Liang，Bao Jinsong，et al.Total phenolics，flavonoids，antioxidant capacity in rice grain and their relations to grain color，sizeand weight[J].Journal of Cereal Science，2009，49（1）：106－111

[13]Min B，Gu L，McClung AM，et al.Free and bound total phenolic concentrations，antioxidant capacities，and profiles of proanthocyanidins and anthocyanins in whole grain rice（Oryza sativa L.）of different bran colours[J].Food Chemistry，2012，133（3）：715－722

[14]杨红叶，杨联芝，柴岩，等.甜荞和苦荞籽中多酚存在形式与抗氧化活性的研究[J].食品工业科技，2011，（5）：90－94，97

[15]徐元元，国旭丹，贺丽霞，等 .常见6种杂粮与2种主粮的抗氧化活性比较研究[J].食品科学，2012，33（7）：20－25.

The Influence of Micronization on Polyphenols and Antioxidant Activity of Buckwheat Powder

Cai Ting1，2Wang Liping1Liu Ming1Tian Xiaohong1Liu Yanxiang1Wu Nana1Lin Qinlu2Tan Bin1

（Academy of State Administration of Grain1，Beijing 100037）（Central South University of Forestry and Technology2，Changsha 410004）

To evaluate the influence of polyphenols and antioxidant activity of buckwheat aftermicronization..Flavonoids content，phenol content and rutin content with different particle size was determined by NaNO2－Al（NO3）3colorimetry，Folin－Ciocalteu method and HPLC respectively，Antioxidative activity was evaluated by DPPH，ABTS＋· scavenging activitymethod and total antioxidant capacity assay kit；the correlation between total phenols，flavonoids and antioxidant capacity has also been analyzed.The results showed that the contents of phenolics，flavonoids and rutin and antioxidant activity were all first decreased and then increased alongwith the increase of degree ofmicronization，while they could beweakened to a lesser extent；holding a higher degree ofmicronization could better retain and increase the contentof polyphenol and antioxidantactivity，but the bound rutin could not be affected bymicronization.Total phenol and flavonoids content in buckwheathad significant correlation with antioxidant capacity（P＜0.01）.Micronization was an effectivemethod to promote the processing quality，and release polyphenolic phytochemicals of buckwheat.

buckwheat，micronization，flavonoids，polyphenols，rutin，antioxidant activity

TS213

A

1003－0174（2015）10－0095－06

“十二五”国家科技支撑计划课题（2012BAD34B05），中央级公益性科研院所基本科研业务费（ZX1302）

2014－04－11

蔡亭，女，1989年出生，硕士，粮食加工

谭斌，男，1972年出生，研究员，粮食加工