超声结合NaCl处理对苦荞麦萌发及芽苗主要成分的影响

卞紫秀,马 辉，汪建飞,陈雪怡，胡舒敏,王顺民

(安徽工程大学 生物与化学工程学院，安徽 芜湖 241000)

苦荞麦是一种药食两用植物，含有多种营养成分，包括碳水化合物、蛋白质、多酚、植物甾醇、维生素、类胡萝卜素和矿物质[1]，尤其是其富含芦丁等黄酮类物质[2]。苦荞黄酮等独特的营养成分使其具有抗氧化、抗癌、降胆固醇、降血糖和降血脂等医疗保健作用[3]。大量的研究表明，苦荞麦种子萌发后其营养价值大幅度地提高[4]，特别是黄酮类物质的含量增加显著[5]，抗氧化活性显著提高[6-7]。超声波作为一种无公害的物理处理手段在生物科学领域已经得到了广泛的应用。研究表明，超声波可有效刺激种子中细胞组织[8]，提高种子中相关酶的酶活[8]以及种子的发芽率和发芽势[9-10]，可以促进种子富集生物活性成分[6]。张冬晨[6]等证实，荞麦种子采用480 W超声波处理20 min后，其发芽率可以提高至94%，总黄酮含量达156.70 mg芦丁/g。而王顺民[1]等研究发现，苦荞麦种子采用超声波功率280 W、温度30 ℃、时间30 min处理，其芽苗(6 d)中总黄酮的含量达9.46 g/100 g。土壤盐渍化是全世界正面临的资源和生态问题，而种植耐盐碱植物是改良土壤盐渍化的最有效措施。苦荞麦是典型的盐碱地作物[11]，而研究证实低摩尔浓度的NaCl胁迫也可以促进作物种子萌发，并影响谷物中活性成分的含量[12-13]。亦有研究表明在NaCl胁迫下，超声波处理可提高水稻种子的发芽率，增强种子内α-淀粉酶、SOD和POD的活性[14]。李敏[15]等研究证实，超声波分别联合CaCl2和KNO3处理均对在NaCl胁迫和干旱胁迫下的谷物种子萌发和幼苗生长具有促进作用，提高了谷子的抗盐耐旱性。但对NaCl胁迫下超声波处理对苦荞麦种子萌发及成分变化的影响的研究尚无。因此，采用超声波协同NaCl胁迫的方法处理苦荞麦，探究超声波处理对NaCl胁迫下苦荞麦种子萌发及萌发后芽苗中总黄酮、还原糖和丙二醛等成分含量及抗氧化性能的影响，以期为苦荞麦的种植开发提供一定理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

苦荞麦(FagopyrumTataricumGaertn)，含水量14%(宁夏盐池种子公司)；芦丁、DPPH、3，5-二硝基水杨酸等试剂AR(国药集团化学试剂有限公司)；氯化钠AR(上海山浦化工有限公司)。

电子天平JY1002(上海精密科学仪器有限公司)；台式高速冷冻离心机TGL-16A(长沙平凡仪器仪表有限公司)；可见分光光度计L3S(上海仪电分析仪器有限公司)；光照种子发芽箱YRG-150(上海台恒仪器设备有限公司)；高功率数控超声波清洗器JK-400CDB(合肥金尼克机械制造有限公司)。

1.2 实验方法

原料预处理：选择适量颗粒饱满、大小均一的苦荞麦种子，以1 g/L的高锰酸钾溶液浸泡消毒5 min，用自来水洗涤至水澄清。然后置于25 ℃的水中浸泡4 h，期间换水一次。再将种子置于50 ℃热水中催芽处理15 min。胁迫方法：将预处理过的苦荞麦种子(约150粒)置于150 mL烧杯中，加入蒸馏水至浸没种子。烧杯置于超声波器(频率40 kHZ)中，水温控制在29±0.5 ℃，在一定功率下处理一定时间。将经过超声波处理后的种子转移至铺有10 cm直径、内衬双层滤纸的培养皿中(50粒种子/皿)。培养皿移入培养箱中，在温度为25 ℃、相对湿度为75±5%环境下避光培养7 d。培养过程中每隔24 h用一定摩尔浓度NaCl溶液喷淋一次，测定发芽率。

对照实验(CK)：取预处理过的苦荞麦种子(不做超声波处理)均匀平铺于培养皿，后置于培养箱进行萌发培养，期间每隔24 h用蒸馏水喷淋进行培养。

(1)单因素试验。

①NaCl摩尔浓度对种子发芽率的影响。将预处理过的苦荞麦种子置于超声波器中，在水温29±0.5 ℃下，以280 W功率超声波处理30 min，后移入培养箱中，在温度为25 ℃、相对湿度为75±5%的环境下避光培养7 d。培养过程中每隔24 h，分别用0、2.5 mmol/L、5 mmol/L、7.5 mmol/L、10 mmol/L、15 mmol/L和20 mmol/L NaCl溶液喷淋一次，每次8 mL，测定发芽率，同时做对照试验。

②超声波功率对种子发芽率的影响。将经预处理过的种子，分别以0、200 W、240 W、280 W、320 W、360 W和400 W功率超声波处理30 min，后移入培养箱中培养(其他步骤及条件同1.3(1))。培养过程中每隔24 h以5 mmol/L NaCl溶液喷淋一次，测定发芽率。

③超声波处理时间对苦荞麦种子发芽率的影响。将预处理过的种子，以280 W功率超声波分别超声处理0、10 min、20 min、30 min和40 min，后移入培养箱中进行培养和NaCl胁迫萌发(条件同1.3(2))，测定发芽率。

(2)响应面优化试验设计。在单因素试验的基础上，以NaCl摩尔浓度、超声波功率、超声波处理时间为自变量，以发芽率为响应值，根据中心组合设计(CCD)实验，设计响应面优化试验，其因素水平表如表1所示。并对优化出的最佳条件进行验证性实验。

表1 响应面分析因素水平表

1.3 指标测定

测定不同条件处理后(含最优条件)萌发3 d、5 d、7 d的苦荞麦芽苗中的总黄酮、还原糖和丙二醛的含量及芽苗对DPPH自由基的清除率，以比较最优发芽处理及其他不同处理对主要成分含量的影响。

(1)发芽率。自开始培养起，每隔12 h测量其发芽率，测定3 d、5 d、7 d的发芽率(胚轴突破种皮1 mm即为萌发)，每组重复3次[11]。按式(1)计算发芽率：

(1)

(2)总黄酮含量测定。取一定量的苦荞麦芽苗置于研钵中，加入适量的60%乙醇溶液进行研磨，提取30 min，将提取液置于转速为9 000 r/min的离心机中离心15 min，以离心后的上清液为样液，利用亚硝酸钠-硝酸铝显色法[12]进行黄酮含量的测定(g/100 g鲜重计，以芦丁为标准品)。

(3)DPPH自由基清除能力。准确称取0.3 g苦荞麦芽苗，置于研钵中，加入少量的60%乙醇溶液，进行充分研磨，提取30 min，后用60%乙醇定容至10 mL,作为样品溶液。吸取样液0.2 mL于试管中，加入质量体积浓度为0.002 5 mg/mL DPPH乙醇溶液7.8 mL，立即摇匀，放置于避光处30 min，用无水乙醇和相应质量体积浓度的样品溶液作参比，于517 nm处测其吸光值。苦荞麦芽中的黄酮类化合物对DPPH自由基的清除率按式(2)计算：

I=1-(Ai-Aj)/A0×100%,

(2)

式中，I为DPPH·自由基清除率；A0为原始溶液的吸光值；Aj为参比溶液的吸光值；Ai为待测溶液的吸光值。

(4)丙二醛含量。称取0.3 g苦荞芽苗，加入2 mL 10% TCA和少量石英砂，在研钵中充分研磨成匀浆，再加8 mL TCA进一步研磨，匀浆离心(4 000 r/min) 10 min，吸取离心的上清液2 mL(对照组加2 mL蒸馏水)，加入2 mL 0.6% TBA，混匀物于沸水浴上反应15 min，迅速冷却后再离心。取上清液测定532 nm、600 nm和450 nm波长下的吸光度。苦荞麦芽中的丙二醛含量按式(3)计算：

(3)

(5)还原糖含量的测定。准确称量样品0.3 g，研磨后放入100 mL烧杯中，加入50 mL蒸馏水，将其搅拌摇匀，置于50 ℃恒温水浴锅中保温20 min，使其还原糖得以溶出。将处理的样品进行离心过滤，用20 mL蒸馏水洗残渣，再离心或过滤。将两次离心液转移至100 mL的容量瓶中，用蒸馏水进行定容，混匀，作为还原糖待测液。再利用3，5-二硝基水杨酸法进行测定[13]。

1.4 数据处理

试验数据为3次重复，计算平均值(M)和标准偏差(SD)，结果用M±SD形式表示，采用Excel和SigmaPlot 10.0等软件进行数据处理与结果分析。

2 结果与分析

2.1 单因素实验结果与分析

(1)NaCl摩尔浓度对苦荞麦种子萌发的影响。

图1 不同NaCl摩尔浓度对发芽率的影响

①不同NaCl摩尔浓度对发芽率的影响如图1所示。由图1可知，发芽率随NaCl摩尔浓度的增加先上升后下降。摩尔浓度为2.5 mmol/L、5 mmol/L、7.5 mmol/L和10.0 mmol/L的NaCl溶液培养苦荞麦，培养至7 d时，其发芽率分别为72.67%、73.33%、72.00%和69.33%，比对照(0 mmol/L)分别增加4.00%、4.67%、3.33%和0.67%。当摩尔浓度低于10.0 mmol/L的NaCl胁迫处理后，苦荞麦发芽率高于对照组，说明一定范围内的NaCl摩尔浓度对苦荞麦萌发有促进作用，但促进作用有限；当NaCl摩尔浓度高于10.0 mmol/L时，则相反。即NaCl溶液的摩尔浓度为2.5～7.5 mmol/L时，NaCl胁迫促进种子的萌发效果较好。

②在不同超声波功率处理下，不同NaCl摩尔浓度对发芽率的影响如图2所示。由图2a可知，当超声功率为200 W，随NaCl摩尔浓度的增加，苦荞麦的发芽率先上升后下降。摩尔浓度为2.5～7.5 mmol/L的NaCl溶液培养苦荞麦至7 d时，发芽率高于对照组(0 mmol/L)，但摩尔浓度高于7.5 mmol/L时抑制萌发。其中，5 mmol/L的NaCl溶液处理7 d的苦荞麦的发芽率最高，平均发芽率为73.33%，比对照(0 mmol/L)增加2.67%。由图2b可知，当超声功率为240 W，苦荞麦的发芽率随NaCl摩尔浓度的增加先上升后下降。摩尔浓度低于10.0 mmol/L时促进种子萌发，高于10.0 mmol/L则相反。NaCl溶液摩尔浓度为2.5～7.5 mmol/L时，促进苦荞麦萌发效果较好，均比对照(0 mmol/L)增加。其中，5 mmol/L的NaCl溶液培养至7 d，苦荞麦发芽率最高，为73.33%。即此范围内经NaCl胁迫处理的苦荞麦发芽率高于未经NaCl胁迫处理的。由图2c可知，当超声功率为280 W，苦荞麦的发芽率随时间的增加而上升，而随NaCl摩尔浓度的增加先上升后下降。NaCl溶液摩尔浓度为2.5～7.5 mmol/L时促进种子萌发效果较好，而高于7.5 mmol/L时抑制萌发。其中摩尔浓度为5.0 mmol/L的NaCl培养的发芽率最高，为81.33%，比对照(0 mmol/L)增加6.67%。由图2d可知，当超声功率为320 W，随NaCl摩尔浓度的增加，苦荞麦的发芽率先上升后下降。摩尔浓度为2.5～7.5 mmol/L的NaCl溶液培养至7 d时，发芽率高于对照组(0 mmol/L)。其中，摩尔浓度为2.5 mmol/L的NaCl溶液培养的苦荞麦种子发芽率为77.33%，比对照增加5.33%，此条件培养下苦荞麦的发芽率最高。由图2e可知，当超声功率为360 W，苦荞麦的发芽率随NaCl摩尔浓度的增加先上升后下降。NaCl溶液摩尔浓度低于7.5 mmol/L时促进苦荞麦种子的萌发，高于7.5 mmol/L时则相反。摩尔浓度分别为2.5 mmol/L、5 mmol/L和7.5 mmol/L的NaCl溶液培养苦荞麦至7 d时，发芽率比对照(0 mmol/L)分别增加4.00%、2.00%和2.67%。由图2f可知，当超声功率为400 W，摩尔浓度为2.5～7.5 mmol/L的NaCl溶液培养至7 d时，发芽率比对照(0 mmol/L)分别增加1.33%、3.33%和1.33%，其中，NaCl溶液的摩尔浓度为5 mmol/L时的发芽率最高，为73.33%。在不同功率处理下，随时间的增加，苦荞麦的发芽率呈上升趋势。随NaCl摩尔浓度的增加，苦荞麦的发芽率先上升后下降，说明在一定范围内的低盐浓度对苦荞麦萌发有促进作用；超过一定范围内的高盐浓度对苦荞麦萌发有抑制作用。原因为钠离子与种子萌发所需要的酶发生反应或与酶特异结合，产生刺激物质或使酶活性降低而抑制苦荞的萌发[16]。在不同超声波处理条件下用不同NaCl摩尔浓度进行萌发培养时，NaCl溶液摩尔浓度为2.5～7.5 mmol/L时NaCl胁迫促进种子萌发效果较好。

图2 不同超声功率处理及不同NaCl摩尔浓度对发芽率的影响(超声时间30 min)

(2)在相同NaCl摩尔浓度下，不同超声波功率对发芽率的影响如图3所示。由图3a可知，蒸馏水培养至7 d时，随超声波处理功率的增加，苦荞麦的发芽率先上升后下降。萌发培养发芽至第7 d时，超声波功率为200～400 W时的发芽率比CK(无超声波处理、蒸馏水萌发培养)的发芽率高，即经超声波处理的苦荞麦种子的发芽率高于未经超声波处理的，说明超声波对苦荞麦萌发有促进作用，且不同超声波功率的促进作用不同。其中，超声波功率为280～360 W处理时发芽率分别为74.67%、76.67%和73.33%，均高于对照，但无显著差异。由图3b可知，2.5 mmol/L NaCl溶液处理下，经超声波功率为240～360 W处理的苦荞麦发芽率高于未经超声波处理的，即超声波协同NaCl胁迫对苦荞麦萌发有促进作用，超声波功率为280～360 W处理时发芽率均比CK(无超声波处理、蒸馏水萌发培养)的发芽率高。其中，超声波功率280 W处理下的发芽率最高，为78.00%。而功率为200 W和400 W处理则抑制苦荞麦发芽。由图3c可知，5.0 mmol/L NaCl溶液处理，培养至7 d时，超声波功率为240 W、280 W、320 W和360 W时的发芽率分别为76.67%、81.33%、74.67%和75.33%，均高于CK(无超声波处理、蒸馏水萌发培养)，说明超声波功率240～360 W的超声波协同NaCl胁迫对苦荞麦萌发有促进作用。由图3d可知，7.5 mmol/L NaCl溶液处理，培养至7 d时，功率为240～360 W处理的苦荞麦发芽率高于未经超声波处理的，说明超声波协同NaCl胁迫对苦荞麦萌发有促进作用；其中功率为360 W时的发芽率最高，为76.00%。而经超声波功率为200 W和400 W处理的则相反。不同NaCl摩尔浓度培养条件下用不同超声波功率处理时，超声波功率为280～360 W时促进种子萌发效果较好。

图3 相同NaCl摩尔浓度下不同超声波功率对发芽率的影响(30 min)

(3)超声波时间对苦荞麦种子萌发的影响。5.0 mmol/L NaCl、超声波功率280 W下不同超声波时间对发芽率的影响如图4所示。由图4可知，随超声波处理时间的增加，苦荞麦的发芽率呈现先上升后下降的趋势。在超声波处理功率280 W、5.0 mmol/L NaCl溶液处理下，培养至7 d时，超声波处理10～40 min时，苦荞发芽率为74.67%～73.33%，均高于对照(超声波处理时间0 min)，但个别处理差异不显著。其中超声时间为20 min时发芽率最高，而时间为40 min时的发芽率与对照相比基本无变化，即选择超声波处理时间为10～30 min处理。

图4 5.0 mmol/L NaCl、超声波功率280 W下不同超声波时间对发芽率的影响

2.2 优化超声波及NaCl胁迫处理条件的响应面试验结果分析

(1)响应面试验结果。采用Design Expert 8.05软件对响应值(发芽率)与各因素(超声波处理时间、超声波处理功率、NaCl溶液摩尔浓度)进行回归拟合后，得到回归方程：

Y(发芽率)=-404.67+1.435A+2.83B+94.07C-0.001AB+0.4AC-0.38BC-0.03A2-

0.004B2+9.6C2

式中，A为超声波处理时间；B为超声波处理功率；C为NaCl溶液摩尔浓度。

表2 响应面试验设计及结果

(2)响应面试验方差分析。由表3可知该模型P值为0.021 1(P<0.05)，表明该回归模型拟合显著，各因素对指标影响的顺序为C、A、B，其中C因素(NaCl溶液摩尔浓度)和交互项BC(超声功率/NaCl溶液摩尔浓度)影响显著(P<0.05)，而B2极显著。相关系数R2为0.868，但失拟项不显著，说明该模型与实际情况接近，能充分反映出各因素与响应值之间的关系，可以用于苦荞麦萌发工艺的预测。

(3)优化超声波及NaCl胁迫处理条件的响应面图分析。根据响应方程绘制响应面曲面图和等高线图，响应面图形能直观地反映各因素和它们之间的交互作用对响应值的影响[14-15]。超声功率和超声时间交互作用的响应面图和等高线图如图5所示。从图5可知，随着超声功率由280 W增加至360 W，超声时间由10 min增加至30 min时，发芽率先增加后降低，分别在功率360 W和时间20 min时达到最大值，且二者交互影响显著。

NaCl溶液摩尔浓度和超声时间交互作用的响应面图和等高线图如图6所示。从图6可知，随着超声时间由10 min增加至30 min时，发芽率先增加后降低，超声20 min时达到最大值，而当超声时间一定时，随着NaCl由2.5 mmol/L增加至7.5 mmol/L时，其发芽率降低。

表3 响应面试验方差分析

注：*差异显著，P<0.05；**差异极显著，P<0.01

图5 超声功率和超声时间交互作用的响应面图和等高线图

图6 NaCl溶液摩尔浓度和超声时间交互作用的响应面图和等高线图

NaCl溶液摩尔浓度和超声功率交互作用的响应面图和等高线图如图7所示。从图7可知，随着NaCl由2.5 mmol/L增加至7.5 mmol/L时，超声功率为280～320 W时发芽率逐渐增加，而当功率为320～360 W时降低，且二者交互影响极显著。

图7 NaCl溶液摩尔浓度和超声功率交互作用的响应面图和等高线图

根据Design-Expert软件分析优化得超声波协同NaCl胁迫促进苦荞麦种子萌发的最优工艺为：超声波处理时间21 min，处理功率327 W，NaCl溶液摩尔浓度3.0 mmol/L。在此条件下，苦荞麦种子的发芽率为86%。考虑到实际操作的局限性对其修正，修正后的工艺条件为：超声波时间21 min，超声波功率320 W，NaCl溶液摩尔浓度3.0 mmol/L。

2.3 验证及对比试验结果

(1)超声波及NaCl胁迫处理对苦荞麦发芽率的影响。为了验证响应面优化结果，选择最佳工艺(C1：21 min，320 W+3.0 mmol/L)分别随机与较低强度的处理功率(C2：20 min，280 W+7.5 mmol/L；C4：30 min，280 W+5.0 mmol/L)和中等强度的超声功率(C3：20 min，320 W+5.0 mmol/L，C5：10 min，320 W+7.5 mmol/L)进行组合实验。不同处理条件对苦荞麦种子发芽率的影响如图8所示。由图8可知，不同超声波及NaCl胁迫处理对苦荞麦种子发芽率的影响差异不显著。响应面优化得到的最优工艺为超声波处理时间21 min、超声波处理功率320 W、NaCl溶液摩尔浓度3.0 mmol/L，此处理条件下的发芽率最高，平均发芽率为87.33%，说明该模型能较好地预测苦荞麦种子发芽率，所得工艺条件可靠。

(2)超声波及NaCl胁迫处理对苦荞麦总黄酮含量的影响。不同处理条件对苦荞芽苗总黄酮含量的影响如图9所示。由图9可知，在不同处理条件下，3 d、5 d、7 d苦荞芽苗的总黄酮含量随萌发时间的增加而提高。超声波协同NaCl胁迫处理后萌发的苦荞麦芽苗的总黄酮含量均比CK组高，说明超声波协同NaCl胁迫处理能促进苦荞麦芽苗中总黄酮的提高。其中，超声波处理时间21 min、超声波功率320 W、NaCl溶液摩尔浓度3.0 mmol/L处理条件下，第7 d的苦荞芽苗总黄酮含量最高，达到1.59 g/100 g，是CK总黄酮含量的2.3倍，可能是因为该处理提高了黄酮合成相关酶基因的表达量。以上说明该处理条件可显著提高苦荞芽苗中的总黄酮含量。

图8 不同处理条件对苦荞麦种子发芽率的影响 图9 不同处理条件对苦荞芽苗总黄酮含量的影响

(3)超声波及NaCl胁迫处理对苦荞麦DPPH清除能力的影响。不同处理条件对苦荞芽苗DPPH清除能力的影响如图10所示。由图10可知，在不同处理条件下，3 d、5 d、7 d苦荞芽苗的DPPH清除能力随时间的增加而增加。超声波协同NaCl胁迫处理后的苦荞麦芽苗对DPPH自由基的清除率均显著高于CK组。其中，超声波处理时间21 min、超声波功率320 W、NaCl溶液摩尔浓度3.0 mmol/L处理条件下，第7 d的苦荞芽苗的DPPH自由基清除率最高(98.23%)，比对照增加18.18%，原因为黄酮有一定的抗氧化作用，黄酮的积累可以抵御胁迫，从而导致芽苗对DPPH自由基的清除率增加。以上说明该处理可提高苦荞芽苗对DPPH自由基的清除率。

(4)超声波及NaCl胁迫处理对苦荞麦还原糖含量的影响。不同处理条件对苦荞芽苗还原糖含量的影响如图11所示。由图11可知，在不同处理条件下，3 d、5 d、7 d苦荞芽苗的还原糖含量随时间的增加而增加。发芽至第3 d时，C1、C4和C5处理条件下的苦荞麦芽苗的还原糖含量高于CK组，而C2和C3组则相反。发芽至第5 d、7 d时，不同超声波协同NaCl胁迫处理后的苦荞麦芽苗的还原糖含量均高于CK组。其中，超声波处理时间21 min、超声波功率320 W、NaCl摩尔浓度3.0 mmol/L处理条件下，第7 d的苦荞芽苗的还原糖含量最高，平均还原糖含量为17.04 g/100 g，比CK组还原糖含量增加了8.66 g/100 g，可能在此胁迫条件下能使淀粉更加快速和完全地转化为还原糖。因此该处理条件可提高苦荞芽苗中还原糖含量。萌发过程中，种子中淀粉酶活力不断增强，且适当处理能激活种子的淀粉酶，使还原糖含量增加[16]。另外，在避光条件下无光合作用和呼吸作用，不会消耗还原糖等物质，所以不同超声波协同NaCl胁迫处理后的苦荞麦芽苗的还原糖含量增加。

图10 不同处理条件对苦荞芽苗DPPH清除能力的影响 图11 不同处理条件对苦荞芽苗还原糖含量的影响

(5)超声波及NaCl胁迫处理对苦荞麦丙二醛含量的影响。不同的处理条件对苦荞芽苗丙二醛含量的影响如图12所示。由图12可知，在不同处理条件下，3 d、5 d、7 d苦荞芽苗的丙二醛含量随萌发时间的增加而增加。丙二醛是膜脂过氧化作用的最终分解产物，其含量可以反映植物遭受逆境伤害的程度。由图12可知，不同超声波协同NaCl胁迫处理后发芽至第3 d、5 d、7 d的苦荞麦芽苗的丙二醛含量均高于CK组，说明苦荞麦芽苗遭受一定的逆境伤害。超声波处理21 min、超声波功率320 W、NaCl摩尔浓度3.0 mmol/g处理条件下，第7 d的苦荞芽苗的丙二醛含量最低，平均丙二醛含量为7.18 nmol/g，说明此条件下的苦荞麦芽苗遭受逆境伤害的程度最低。

图12 不同处理条件对苦荞芽苗丙二醛含量的影响

3 讨论

研究中NaCl摩尔浓度为2.5～7.5 mmol/L处理后，种子萌发的效果优于比照，说明低盐对苦荞麦萌发有促进作用，但NaCl溶液摩尔浓度高于此范围则抑制种子萌发。在5 mmol/L NaCl溶液胁迫下，280 W的超声波处理30 min，其发芽率最高为81.33±4.16%，超声波处理后的种子的发芽率均比CK高，说明超声波对苦荞麦萌发也有促进作用。实验结果与报道的超声波波干法处理可提高水稻种子发芽率的结果相一致[9]。种子在萌发之前采用适宜的短时间的超声波处理不仅能促进萌发，还能促进其抗氧化能力的提高[6]。研究中，在NaCl胁迫下，不同超声波处理后可以提高萌发率，但是超声波处理时间为10～30 min时效果较好。李妹娟[14]等研究证实在0.8% NaCl胁迫下，超声波处理(220 W，5 min)可增加水稻种子的发芽率，增强SOD和POD活性而MDA含量降低。李敏[15]研究认为，100 W功率超声波和10 mmol/L CaCl2的联合处理，对谷子种子在NaCl胁迫和干旱胁迫环境中的萌发和生长具有促进作用。由此说明超声波处理确有缓解NaCl胁迫的作用。

研究中在最优条件下，超声波对苦荞麦种子的NaCl胁迫效应有缓解作用，结果与单因素实验的结果相一致，而且超声功率与NaCl溶液摩尔浓度之间有交互影响。在最优条件下，苦荞芽苗中总黄酮含量最高，达到1.59 g/100 g(鲜重)，是CK总黄酮含量的2.3倍，说明该处理条件可显著提高苦荞芽苗中的总黄酮含量。前期研究证实苦荞麦种子在超声波功率280 W、温度30 ℃、时间30 min处理条件下，苦荞麦芽苗(6 d)中总黄酮的含量分别比种子和对照增加2.28和0.697倍[1]。实验中，在NaCl胁迫下，超声波处理的苦荞芽苗对DPPH自由基的清除率比对照增加18.18%，因为荞麦种子经超声波处理，其萌发后芽苗中总黄酮含量显著增加能提高其抗氧化能力[6]。有报道证实0.05%的NaHCO3处理也会增加类黄酮、总酚类化合物的含量，从而增加DPPH自由基清除能力[12]。

4 结论

经响应面优化后最优工艺为超声波处理时间21 min、超声波功率320 W、NaCl摩尔浓度3.0 mmol/L，此处理条件下的发芽率最高，平均发芽率为87.33%。在此条件下芽苗中总黄酮含量和还原糖含量、DPPH清除能力均达最高，但丙二醛含量为最低。结果说明，低功率短时间的超声波处理和低摩尔浓度的NaCl处理有利于苦荞种子的萌发，反之则抑制其萌发；超声波协同NaCl胁迫能有效促进种子的萌发和提高芽苗中总黄酮、还原糖等营养物质的含量和对苦荞麦DPPH的清除能力。