藜麦籽粒清洗液功能成分含量及抗氧化活性分析

兰永丽，张文刚，杨希娟

(1.青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室，青海 西宁 810016；2.青海大学农林科学院，青海省青藏高原农产品加工重点实验室，青海 西宁 810016；3.青藏高原种质资源研究与利用实验室，青海 西宁 810016)

藜麦是藜科藜属一年生双子叶草本植物，起源于安第斯山脉地区，是一种全营养的“假谷物”，作为印第安人的传统主食已有6000多年的食用历史[1]。藜麦营养价值极高，富含优质蛋白、多糖、不饱和脂肪酸、矿物质、维生素、酚类化合物、皂苷等功效成分，长期食用有助于预防心血管疾病、癌症、炎症、糖脂代谢紊乱，并能帮助减肥、抗衰老及助消化[2-4]。目前，藜麦在我国青海、甘肃、山西、内蒙古、浙江、陕西等18个地区均有广泛种植，逐渐成为一种具有广阔开发前景的健康谷物[5]。

藜麦资源较丰富，可分为白、黑、红、紫、橘等多种类型，其种皮是功能品质相对最突出的部分，含有丰富的皂苷、酚类物质、多糖、甜菜素等功能成分，其中甜菜素和花色苷可以赋予籽粒不同颜色特征[6,7]。实际生产中位于藜麦种皮的三萜糖苷类化合物皂苷具有强烈苦味，影响藜麦加工制品的感官品质及营养消化吸收特性，经常需要采用简易水洗方法处理籽粒，以去除大量皂苷并提高其消费品质[8,9]。然而，清洗加工会导致藜麦种皮部分活性成分流失，造成资源的浪费，对藜麦的高效利用带来不利影响。因此，开展藜麦籽粒清洗液中活性成分综合分析十分必要。

本研究拟以白色、红色、黑色3种粒色藜麦为原料，采用去离子水对籽粒进行清洗，分析清洗液中多酚、黄酮、花色苷、皂苷、多糖等功能成分含量及抗氧化活性，探讨功能成分与抗氧化性间的关系，以期为藜麦资源的综合利用提供一定理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

青白藜1号(白粒)、青藜2号(黑粒)、贡扎4号(红藜)，由青海省农林科学院作物所提供；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、三吡啶三吖嗪(TPTZ)、水溶性维生素E(Trolox)、2,2’-联氮-双-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐(ABTS)，由美国Sigma公司提供；没食子酸、根皮酚、原儿茶酸、绿原酸、2,4-二羟基苯甲酸、咖啡酸、香草酸、丁香酸、p-香豆酸、阿魏酸、水杨酸、苯甲酸、橙皮苷、杨梅素、齐墩果酸等标准品(纯度≥98.0%)，由上海源叶生物科技有限公司提供；福林-酚(Folin-Ciocalteu)试剂(优级纯)，由北京索莱宝科技有限公司提供；葡萄糖、高氯酸、香草醛、冰醋酸、甲醇、NaNO2、Al(NO3)3·6H2O、NaOH等，由天津市百世化工有限公司提供。试验用水均为去离子水。

1.2 仪器与设备

AL204型电子天平，由梅特勒一托利多仪器有限公司生产；Retavapor R-215型旋转蒸发仪，由瑞士布奇有限公司生产；N4S型紫外线可见分光光度计，由上海仪电分析仪器有限公司生产；Q-Exactive高效液相色谱-质谱联用仪，由美国赛默飞世尔科技公司生产。

1.3 试验方法

1.3.1 藜麦籽粒清洗

称取250g不同粒色藜麦，清理除杂后，加入300ml去离子水搅拌清洗2min，静置5min，待无明显泡沫后收集清洗液，重复清洗4次，合并清洗液后旋转蒸发浓缩并定容至100ml备用。

1.3.2 酚类物质含量与组成分析

参考赵萌萌等[10]的方法测定样品总酚和总黄酮含量并分析多酚组成。参考张杰等的方法采用LC-MS/MS分析花色苷组成[11]。

1.3.3 多糖含量

参考袁俊杰等的方法测定[12]。

1.3.4 皂苷含量

参考赵亚东等的方法测定[13]。

1.3.5 抗氧化活性测定

以Trolox为标准物质，参考文献方法测定DPPH·自由基清除力[14]、ABTS·+自由基清除力[15]及铁还原能力(FRAP)[16]，吸光度测定波长分别为517、734和593nm，根据标准曲线计算样液的抗氧化活性，结果以Trolox当量表示(μmol/L)。

1.3.6 数据处理

试验结果以均值±标准偏差(Mean±SD)表示。采用Origin2019软件及Excel进行数据处理。

2 结果与分析

2.1 多酚含量

由图1可知，黑色、红色和白色藜麦清洗液中总酚平均含量依次为红色>黑色>白色，红色组分别比白色和黑色组高66.89%和34.83%，说明藜麦籽粒颜色不同，通过清洗加工进入清洗液的多酚含量也存在差异，这可能与不同粒色藜麦籽粒多酚含量及其在种皮中的分布差异有关[17]。此外，检测中发现三种清洗液中总黄酮含量分布在0-0.004mg/L，表明藜麦清洗液中黄酮化合物很少。

图1 不同粒色藜麦清洗液总酚含量Fig.1 The total phenol contents of cleaning solutions from different colored quinoa

2.2 多酚组成

由表1可知，研究共检测了20种多酚，其中在三种清洗液中检出13种，不同粒色藜麦籽粒清洗液中多酚含量与组成存在差异。黑色、红色和白色藜麦清洗液中酚类化合物主要是酚酸，总酚含量红色>黑色>白色，黄酮化合物很少，与化学法测定的结果一致，表明藜麦籽粒颜色不同，其种皮酚类物质含量也不同，酚酸是种皮中主要的酚类物质。研究证实，藜麦多酚以游离态酚酸最丰富[18]，黄酮相对较少，深色藜麦含量显著高于白藜麦[10]。清洗中流失的可能多为游离酚，这是不同粒色藜麦清洗液多酚组成差异的内在原因。

表1 不同粒色藜麦清洗液多酚组成及含量

黑色、红色和白色藜麦清洗液中检出酚酸分别为8、8、4种。黑藜麦清洗液中含量最高为原儿茶酸，其次为水杨酸和2,4-二羟基苯甲酸；红藜麦清洗液中含量最高为水杨酸，其次为苯甲酸；白藜麦清洗液中酚酸种类最少，含量最高为香草酸，其次为苯甲酸。黑色、红色和白色藜麦清洗液中分别检出黄酮1、2、0种，黑色组只检出极少量橙皮苷，红色组检出极少量橙皮苷和杨梅素，而白色组未检出。综上可知﹐原儿茶酸、水杨酸、香草酸分别为黑色、红色和白色藜麦清洗液的特征多酚化合物。赵萌萌等[10]也报道香草酸和水杨酸是不同粒色藜麦主要游离酚酸，同时原儿茶酸在黑藜麦中含量最高，与本研究中藜麦籽粒清洗液分析结果较一致。

2.3 花色苷组成

由表2可知，不同粒色藜麦籽粒清洗液中花色苷含量和组成存在一定差异。黑色、白色和红色藜麦清洗液中分别检出6、8和4种花色苷，总含量依次为红色>黑色>白色，其中红色和黑色组含量差异不显著(P>0.05)，但均显著高于白色组(P<0.05)。飞燕草素及其糖苷衍生物是三种藜麦籽粒清洗液中的主要花色苷。除此之外，黑藜麦清洗液中还检出较多的矢车菊素，而红藜麦清洗液中检出较多的矮牵牛素。花色苷是谷物种皮颜色的重要来源，是一类天然抗氧化剂，与浅色谷物相比，深色谷物受基因和生长条件调控积累的花青素往往更多[19,20]。由本研究可知彩色藜麦相比普通白藜麦花色苷含量也更丰富，在清洗加工中相应溶出也更多。

表2 不同粒色藜麦清洗液花色苷组成及含量

续表

2.4 多糖含量

由图2可知，黑色、红色和白色藜麦清洗液中多糖平均含量为黑色>红色>白色。黑藜麦清洗液多糖含量分别比红色和白色组高16.76%和34.10%。粒色对藜麦营养和功能品质具有显著影响，藜麦籽粒颜色不同，其多糖成分含量也不同[21]。彩色藜麦籽粒皮层可能具有更丰富的水溶性多糖，使得通过清洗加工后进入清洗液中的多糖也更多。

图2 不同粒色藜麦清洗液多糖含量Fig.2 The polysaccharide contents of cleaning solutions from different colored quinoa

2.5 皂苷含量

由图3可知，黑色、红色和白色藜麦清洗液中皂苷平均含量依次为黑色>白色>红色，黑藜麦清洗液中皂苷含量比红色和白色组分别高出47.80%和17.78%。说明藜麦籽粒颜色不同，其种皮皂苷含量也不同，通过清洗加工进入清洗液的皂苷含量也存在差异。藜麦皂苷主要分布在麸皮，水溶性良好，其含量受到粒色影响，一般粒色越深皂苷含量及抗氧化活性越高。本研究中黑藜麦清洗液皂苷含量最高，与赵亚东、傅钰等报道较为一致[13,22]。然而，红藜麦清洗液皂苷含量低于白色组，这可能与藜麦的品种差异有关。

图3 不同粒色藜麦清洗液皂苷含量Fig.3 The saponin contents of cleaning solutions from different colored quinoa

2.6 抗氧化活性

由表3可知，黑藜麦清洗液清除ABTS+·活性最强(1.451μmol/L)，但与红色组相比差异不显著(P>0.05)。红藜麦清洗液清除DPPH·活性(3.421μmol/L)及FRAP还原能力(3.211μmol/L)均最强，并显著高于黑色组和白色组。白藜麦清洗液清除ABTS+·和DPPH·活性及FRAP还原力均显著低于红色组和黑色组(P<0.05)。该结果表明藜麦籽粒颜色对其清洗液抗氧化活性存在影响，而且深色藜麦相比普通白藜麦具有更高的抗氧化能力。3种藜麦清洗液抗氧化活性的差别可能与不同粒色藜麦中酚类化合物组成与含量差异有关[10]。

表3 不同粒色藜麦清洗液抗氧化活性Table.3 Antioxidant capacities of cleaning solutions from different colored quinoa

2.7 相关性分析

由表4可知，不同粒色藜麦籽粒清洗液DPPH·清除力与苯甲酸和矮牵牛素含量之间存在显著性差异(P<0.05)，而与水杨酸含量之间存在极显著差异(P<0.01)，表明苯甲酸、水杨酸和矮牵牛素是DPPH抗氧化能力的主要贡献。FRAP还原力与苯甲酸和矮牵牛素含量之间存在显著性差异(P<0.05)，表明苯甲酸和矮牵牛素也是FRAP抗氧化能力的主要贡献。ABTS+·清除力与丁香酸含量之间存在极显著差异(P<0.01)，而与飞燕草素-3-O-葡萄糖苷含量之间存在显著性差异(P<0.05)，表明丁香酸和飞燕草素-3-O-葡萄糖苷是ABTS抗氧化能力的主要贡献。

表4 酚类化合物与抗氧化活性的相关性Table.4 Correlation between phenolic compounds and antioxidant activity

3 结论

藜麦粒色对其籽粒清洗液中多酚、多糖、花色苷及皂苷等功能成分含量有显著影响。清洗液多酚以酚酸为主，其中红藜麦清洗液多酚含量最高，白藜麦清洗液多酚含量最低。原儿茶酸、水杨酸和丁香酸分别为黑色、红色和白色藜麦清洗液的特征多酚。深色藜麦清洗液含有更丰富的花色苷，其中飞燕草素含量最高。黑藜麦清洗液多糖和皂苷含量均最高，而白藜麦清洗液最低。总体上，红藜麦清洗液抗氧化能力最强，黑藜麦清洗液次之，白藜麦清洗液最低。苯甲酸、水杨酸、矮牵牛素、丁香酸和飞燕草素-3-O-葡萄糖苷对不同粒色藜麦籽粒清洗液抗氧化能力有较大贡献。研究可为藜麦清洗加工副产物的开发利用提供理论支持。