不同荞麦品种主要功能成分分析及评价

章洁琼1，邹 军1，卢 扬，冯泽蔚1，刘 辉

(1.贵州省农作物技术推广总站，贵阳 550001；2.贵州省农业科学院生物技术研究所，贵阳 550006)

荞麦是蓼科(Polygonaceae)荞麦属(FagopyrumMill.)双子叶植物。荞麦属有2个栽培种，一是1791年定名的Fagopyrumtataricum(Linn) Gaertn.，译为鞑靼荞麦，是苦荞的学名；二是1794年定名的FogopyrumesculentumMoench，译为普通荞麦，是甜荞的学名[1]。中国是荞麦生产和出口大国，中国荞麦在世界荞麦生产中具有举足轻重的地位，面积和总产量常年居世界第2位[2]。中国栽培荞麦分布广泛，从北纬18°～53°，海拔20～4 400 m的广阔地区几乎都有栽培，资源极为丰富[3]。苦荞主要分布在西南地区的云南、四川、贵州等省，甜荞主要分布在内蒙古、甘肃、山西等省[4]。荞麦具有降血压、降血脂、抗氧化作用[5-6]，具有很高的营养价值[7]和多种活性功能[8]，是药食兼用作物。荞麦的营养成分主要有淀粉、蛋白质、脂肪、多种维生素、矿质元素、膳食纤维、蔗糖、果糖等[9]。荞麦的多糖具有免疫调节、抗肿瘤、抗衰老、降血糖、降血脂等多种作用的一类重要生物活性物质[10]。荞麦的黄酮类化合物具有降血糖和血脂、抗癌防癌、抗氧化、清除自由基、类雌激素等生理功能。现代药理研究表明，黄酮成分有防治心脑血管疾病、防治糖尿病、抗乙肝表明抗原和抗菌作用[11]。从荞麦中分离鉴定的黄酮类化合物达50 余种，种类和含量随器官、生育期、生长环境及品种而变化[12]。研究发现，将苦荞麦种子的80%乙醇提取物经聚丙烯胺柱水洗除杂后得95%的醇膏再经分离可得到4个单体化合物，经结构鉴定为芦丁、槲皮素、山奈酚、山奈酚-3-O-芸香糖苷[13]。荞麦功能性成分含量的多少是衡量荞麦品质优劣的重要参数。荞麦的营养成分和保健功能活性，含量多少因品种和种植地域而异。

因此，本研究采用高效液相色谱法，测定了来自贵州、陕西、甘肃、四川、云南、湖南、江西、山西的48份荞麦品种(系)种子中的粗多糖、芦丁、槲皮素、山奈酚、山奈酚-3-O-芸香糖苷含量，并进行了评价分析，为荞麦品种筛选和利用提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为来自贵州、江西、陕西、湖南、甘肃、云南、四川、山西等省份的栽培荞麦种子，共48份，其中苦荞40份，甜荞8份。来自贵州省的荞麦品种(系)有33份，陕西省5份，甘肃省4份，四川省2份，云南省1份，湖南省1份，江西省1份，山西省1份。

1.2 粗多糖含量测定

1.2.1仪器与试剂

1) 紫外分光光度仪(UV-9100，北京瑞利公司)，电子天平(sartorius BS 110 S，北京赛多利斯仪器系统有限公司)，高速万能粉碎机(FW80型，天津泰斯特仪器有限公司)，电热恒温水浴锅(DK-98-1型，天津泰斯特仪器有限公司)。

2) 浓硫酸、苯酚、乙醇、无水乙醇、铝片、无水葡萄糖、碳酸氢钠均为分析纯，经105 ℃干燥备用;水为2次蒸馏水。

3) 5%苯酚溶液配制:取苯酚100 g，加铝片0.1 g与碳酸氢钠0.05 g，蒸馏182 ℃馏分，吸取此馏分10 mL加水至200 mL棕色容量瓶中，即得。

1.2.2样品测定

1) 对照品溶液:精确称取105 ℃干燥至恒重的无水葡萄糖0.100 0 g，置100 mL容量瓶中，加水溶解并稀释至刻度，摇匀。精确吸取上述溶液1.0 mL，置50 mL容量瓶中，加水稀释至刻度。精确吸取上述溶液3.0 mL，置10 mL容量瓶中，加入5%苯酚1 mL，混匀，再加入浓硫酸7 mL并计时，加水至刻度，旋涡混合5 min，放置1 min，加水至刻度，混匀，室温20 min，再加水至刻度，备用。

2) 供试品溶液:精确称取荞麦种子粉末1.0 g，置圆底烧瓶中，加水100 mL，加热回流1 h，趁热用脱脂棉滤过，如上重复1次，合并2次滤液，水浴浓缩后，移至100 mL容量瓶中，加水至刻度，摇匀。精确吸取2 mL加无水乙醇8 mL，旋涡混合，离心，取沉淀，加水溶解，置10 mL容量瓶中，并稀释至刻度，精确吸取3 mL，自“加5%苯酚1 mL”起，操作同上，备用。

1.3 4种黄酮类物质含量测定

1.3.1仪器与试剂

MS 105 DU电子天平：上海闵胜科技有限公司；LC-20 A高效液相色谱仪：日本岛津公司；二极管阵列检测器为SPD-M 20 A；自动进样器为SIL-20 A；高压输液泵为LC-20 A。色谱柱为Agilent ZORBAX Extend-C 18(5μm，250 mm，4.6 mm)，购自美国Thermo 公司。电热恒温水浴锅(HWS-26)：上海一恒科学仪器有限公司；LGJ-10 B 真空冷冻干燥机：杭州创意真空冷冻干燥设备厂；CS-700超微粉碎机：广州市旭朗机械设备有限公司；UV-2450日本岛津紫外可见分光光度计：日本岛津公司。

对照品均购自中国医药集团化学试剂有限公司。甲醇、乙酸为色谱纯，购自贵州金摩尔化学有限公司。

1.3.2溶液样品的制备与测定

标准使用液的制备：分别精密称取对照品芦丁10 mg、槲皮素10 mg、山柰酚10 mg、山奈酚-3-O-芸香糖苷10 mg，于25 mL量瓶中，用甲醇定容，配成浓度分别为400μg·mL-1的对照品贮备液。

分别量取5 mL的芦丁、3 mL槲皮素、2 mL山柰酚、2 mL山奈酚-3-O-芸香糖苷的对照品贮备液于10 mL容量瓶中，制成芦丁、槲皮素和山萘酚浓度约为200、120、80μg·mL-1的混合对照品使用液，然后用甲醇进行稀释，经0.45μm的滤膜过滤，进样20μL，进行HPLC分析，绘制标准曲线图。

供试样品溶液制备：分别精密称取苦荞粉样品约1 g，85 ℃用90%甲醇索氏提取，旋转蒸发浓缩于100 mL量瓶中，加甲醇定容，取1 mL于10 mL量瓶中，加甲醇稀释至刻度。吸取上述样品，经0.45μm的滤膜过滤，进样20μL，进行色谱分析，用外标法计算样品中芦丁、槲皮素、山萘酚、山奈酚-3-O-芸香糖苷的含量。

2 结果与分析

2.1 不同荞麦品种(系)种子的粗多糖含量结果

48个荞麦品种(系)种子的粗多糖含量结果如表1所示，粗多糖含量在5 g·(100 g)-1以上的荞麦品种有4个，占8.3%；粗多糖含量在4～5 g·(100 g)-1之间的荞麦品种有4个，占8.3%；粗多糖含量在3～4 g·(100 g)-1之间的荞麦品种有5个，占10.42%；粗多糖含量在2～3 g·(100 g)-1之间的荞麦品种有3个，占6.3%；粗多糖含量在1～2 g·(100 g)-1之间的荞麦品种有20个，占41.7%；粗多糖含量在1 g·(100 g)-1以下的荞麦品种有12个，占25%。粗多糖含量最高的是来自贵州省的苦荞品系QK 2015-7，达到5.61 g·(100 g)-1；最低的是来自山西省的苦荞品种晋苦2号，粗多糖含量为0.18 g·(100 g)-1；48份荞麦品种(系)种子粗多糖含量在1.6 g·(100 g)-1以上全部是苦荞，40份苦荞品种(系)种子的平均粗多糖含量为2.11 g·(100 g)-1，8份甜荞品种(系)种子的平均粗多糖含量为1.06 g·(100 g)-1，甜荞品种(系)种子中粗多糖含量最高的是来自陕西省的延甜荞1号，为1.56 g·(100 g)-1。苦荞种子的粗多糖含量是甜荞的1.99倍。

2.2 不同荞麦品种(系)种子的芦丁含量结果

由表2可见，48份不同产地荞麦品种(系)种子的芦丁含量在0.065～10.16 g·kg-1之间，平均含量为3.80 g·kg-1，含量最高的是来自贵州省的苦荞品系Ⅱ贵多1312-40。芦丁含量在7 g·kg-1以上的荞麦品种有5个，占10.40%；芦丁含量在6～7 g·kg-1之间的荞麦品种有5个，占10.40%；芦丁含量在5～6 g·kg-1之间的荞麦品种有5个，占10.40%；芦丁含量在4～5 g·kg-1之间的荞麦品种有9个，占18.80%；芦丁含量在3～4 g·kg-1之间的荞麦品种有7个，占14.60%；芦丁含量在2～3 g·kg-1之间的荞麦品种有4个，占8.30%；芦丁含量在1～2 g·kg-1之间的荞麦品种有1个，占2.10%；芦丁含量在1 g·kg-1以下的荞麦品种有12个，占25.00%。甜荞的芦丁含量最高的是来自陕西省的西农9976，芦丁含量为0.207 8 g·kg-1，而苦荞有27份品种(系)种子的芦丁含量均高于西农9976。40份苦荞品种(系)种子的平均芦丁含量为4.14 g·kg-1，8份甜荞品种(系)种子的平均芦丁含量为0.14 g·kg-1，苦荞种子的芦丁含量是甜荞的30.27倍。

表1 不同荞麦品种(系)种子的粗多糖含量 单位：g·(100 g)-1

表2 不同荞麦品种(系)种子的芦丁含量 单位：g·kg-1

表3 不同荞麦品种(系)种子的槲皮素含量 单位：g·kg-1

2.3 不同荞麦品种(系)种子的槲皮素含量结果

由表3可见，48份不同产地荞麦品种(系)种子的槲皮素含量在0.002 7～3.25 g·kg-1之间，平均含量为1.42 g·kg-1，含量最高的是来自贵州省的苦荞品系WK 2015-D 10。槲皮素含量在3 g·kg-1以上的荞麦品种有2个，占4.20%；槲皮素含量在2～3 g·kg-1之间的荞麦品种有18个，占37.50%；槲皮素含量在1～2 g·kg-1之间的荞麦品种有11个，占22.90%；槲皮素含量在1 g·kg-1以下的荞麦品种有17个，占35.40%。甜荞的槲皮素含量最高的是来自陕西省的延甜荞1号，槲皮素含量为0.094 g·kg-1，而苦荞有37份品种(系)种子的槲皮素含量均高于延甜荞1号。40份苦荞品种(系)种子的平均槲皮素含量为1.54 g·kg-1，8份甜荞品种(系)种子的平均槲皮素含量为0.020 g·kg-1，苦荞种子的槲皮素含量是甜荞的76.05倍。

2.4 不同荞麦品种(系)种子的山奈酚含量结果

由表4可见，48份不同产地荞麦品种(系)中，有10份材料的山奈酚含量低于检测线，其中，甜荞有7份，苦荞3份。剩余的38份不同产地荞麦品种(系)种子的的山奈酚含量在0.005 3～0.19 g·kg-1，平均含量为0.10 g·kg-1。山奈酚含量在0.1 g·kg-1以上的荞麦品种有21个，在0.1 g·kg-1以下的荞麦品种有27个。山奈酚含量最高的是来自贵州省的苦荞品系WK 2015-D 10，甜荞可检测到山奈酚含量的只有1份，是来自陕西省的延甜荞1号，山奈酚含量为0.005 3 g·kg-1，37份苦荞的山奈酚含量均高于此值，平均含量为0.10 g·kg-1。苦荞种子的山奈酚含量是甜荞的19.02倍。

2.5 不同荞麦品种(系)种子的山奈酚-3-O-芸香糖苷含量结果

由表5可见，48份不同产地荞麦品种(系)中，有7份材料的山奈酚-3-O-芸香糖苷含量低于检测线，其中，甜荞有4份，苦荞3份。剩余的41份不同产地荞麦品种(系)种子的的山奈酚-3-O-芸香糖苷含量在0.003 5～0.69 g·kg-1之间，平均含量为0.28 g·kg-1。山奈酚-3-O-芸香糖苷含量在0.1 g·kg-1以上的荞麦品种有35个，在0.1 g·kg-1以下的荞麦品种有13个。山奈酚-3-O-芸香糖苷含量最高的是来自贵州省的苦荞品系Ⅱ贵多1312-40，甜荞山奈酚-3-O-芸香糖苷含量最高的是来自陕西省的西农9976，山奈酚-3-O-芸香糖苷含量为0.011 g·kg-1，37份苦荞的山奈酚-3-O-芸香糖苷含量均高于此值。苦荞品种(系)种子的山奈酚-3-O-芸香糖苷的平均含量为0.28 g·kg-1，甜荞品种(系)种子的山奈酚-3-O-芸香糖苷的平均含量为0.007 9 g·kg-1，苦荞种子的山奈酚-3-O-芸香糖苷含量是甜荞的35.56倍。

表4 不同荞麦品种(系)种子的山奈酚含量 单位：g·kg-1

3 讨论与结论

采用HPLC法，对48份不同产地的荞麦品种(系)种子的粗多糖和黄酮类的主要成分芦丁、槲皮素、山奈酚、山奈酚-3-O-芸香糖苷进行了精确定量分析，结果发现芦丁含量最丰富，平均含量达3.80 g·kg-1，分别是山奈酚、粗多糖、山奈酚-3-O-芸香糖苷、槲皮素平均含量的37.68、18.03、13.52、2.68倍。芦丁是含量最高的活性黄酮，这与前人的研究结果一致[14-17]。山奈酚、山奈酚-3-O-芸香糖苷在部分品种中含量很低，难以检测。粗多糖、芦丁、槲皮素、山奈酚、山奈酚-3-O-芸香糖苷含量最高的品种(系)均来自贵州省的苦荞。粗多糖含量前三名的是品系QK 2015-7、贵多1512-39、IKQ 11-03，均来自贵州省；芦丁含量前3名的品种(系)是Ⅱ贵多1312-40、KQ 11-07、黔苦2号，均来自贵州省；槲皮素含量前3名的是来自贵州省的品系WK 2015-D 10、四川省的品种川荞1 号、贵州省的品系KQ 11-08；山奈酚含量前3名的是来自贵州省的品系WK 2015-D 10、四川省的品种川荞1 号、山西省的品种晋苦2号；山奈酚-3-O-芸香糖苷含量前3名的品种(系)是Ⅱ贵多1312-40、KQ 11-07、黔苦2号，均来自贵州省。

48份不同产地的荞麦品种(系)中，苦荞种子的粗多糖、芦丁、槲皮素、山奈酚、山奈酚-3-O-芸香糖苷含量均远远高于甜荞，分别是甜荞的1.99、30.27、76.05、19.02、35.56倍。不同产地的荞麦品种的黄酮含量有较大差异性，48个荞麦品种(系)中，4种黄酮活性成分芦丁、槲皮素、山奈酚、山奈酚-3-O-芸香糖苷的总含量在0.07～11.49 g·kg-1之间，平均含量为5.53 g·kg-1。苦荞品种(系)种子的黄酮含量平均为6.03 g·kg-1，是甜荞品种(系)种子黄酮含量的37.60倍。苦荞的黄酮类组分含量远高于甜荞，这与前人的研究结果相一致[18]。黄酮活性成分，特别是芦丁含量，可作为苦荞的标志性成分。黄酮含量最高的前3名均是来自贵州省的苦荞品种(系)KQ 11-07、Ⅱ贵多1312-40、黔苦2号，这几个品种(系)在荞麦黄酮利用及保健食品开发中具有较高优势。不同产地、类型的荞麦功能性成分含量具有较大的差异性，除了来源于品种选育目标要求的差异外，也受到产地的种植条件及后期管理、天气等因素变化的影响。同时，研究发现，荞麦不同部位中的功能性成分含量也存在较大差异。卢杨等采用高效液相色谱法同时测定了苦荞不同部位的芸香苷、槲皮素和山奈酚3种黄酮类成分含量，结果表明，以苦荞芽苗菜制作的苦荞粉，芸香苷、槲皮素的含量明显高于以荞麦叶、籽粒制作的苦荞粉，而山奈酚含量则以籽粒粉中的最高[19]。夏清等测定了荞麦不同品种、不同部位的槲皮素和山奈酚含量，发现，荞麦槲皮素含量由高到低为：种子、叶、茎，根中未检测到，而山奈酚只在种子和叶中检测到，且苦荞根、茎和叶中的槲皮素和山奈酚总含量和平均含量都高于甜荞[20]。本研究测定了不同产地荞麦品种的主要功能性成分含量，可为荞麦品种资源筛选、黄酮活性成分利用以及功能性食品开发提供一定的科学依据。

表5 不同荞麦品种(系)种子的山奈酚-3-O-芸香糖苷含量 单位：g·kg-1