超微粉碎對苦蕎多酚及抗氧化活性的影響研究

蔡 亭 汪麗萍 劉 明 田曉紅 劉艷香 吳娜娜 林親錄 譚 斌

（國家糧食局科學研究院1，北京 100037）（中南林業科技大學2，長沙 410004）

超微粉碎對苦蕎多酚及抗氧化活性的影響研究

蔡 亭1，2汪麗萍1劉 明1田曉紅1劉艷香1吳娜娜1林親錄2譚 斌1

（國家糧食局科學研究院1，北京 100037）（中南林業科技大學2，長沙 410004）

為評價超微粉碎對苦蕎多酚及抗氧化活性的影響，分別采用 NaNO2－Al（NO3）3法、Folin－Ciocalteu法與高效液相色譜法測定不同粒徑苦蕎微粉中黃酮、酚與蘆丁的含量，DPPH自由基清除法、ABTS＋·清除法、總抗氧化能力檢測試劑盒評價其抗氧化能力，并分析了酚、黃酮、蘆丁含量與抗氧化能力之間的相關性。結果表明：隨著微粉化程度的增加，黃酮、酚、蘆丁含量及抗氧化能力均呈現先減弱后增強的趨勢，但減弱幅度較小，且微粉化程度較高時能較好的保留與提高多酚含量及增加抗氧化活性，對結合態蘆丁含量影響不顯著；苦蕎粉中酚、黃酮、蘆丁含量與抗氧化能力之間具有顯著的相關性（P＜0.01）。超微粉碎是一種有效提升苦蕎加工食用品質，釋放苦蕎多酚類植物活性成分的較好加工方式。

苦蕎 超微粉碎 黃酮 多酚 蘆丁 抗氧化活性

苦蕎（Fagopyrum tataricum（L.）Gaerth）是一種具有很高營養價值和藥用價值的蕎麥屬雜糧，其蛋白質、氨基酸、脂肪、微量元素和維生素含量普遍高于甜蕎、小麥、大米和玉米等禾谷類作物，并含有大量的生物類黃酮、葉綠素、多酚等多種植物活性成分，其中以生物類黃酮與多酚含量尤為突出，研究表明，多酚與生物類黃酮具有明顯的降血糖、降血脂、抗氧化與清除自由基等作用[1－2]，但由于苦蕎口感粗糙，使苦蕎及苦蕎面條，饅頭等主食制品的發展受到了制約。超微粉碎技術是一種新型的食品加工高新技術，具有對加工原料營養成分影響小，制備出的粉體均勻性好及原料利用率高等優點，是食品加工的一種有效的物理改性加工手段，在苦蕎加工中已廣泛應用。目前，已有學者研究了超微粉碎對谷物及豆類膳食纖維素微粒結構及理化性質的影響[3－4]，雖然鄭慧等[5]研究了超微處理對苦蕎麩功能特性影響，但對超微粉碎對蕎麥中不同形式黃酮含量變化，以及黃酮含量與抗氧化活性之間的相關性未進行深入的探討。本試驗研究了超微粉碎處理對苦蕎粉中多酚類物質含量、存在形式和抗氧化功能性質的影響，并分析了多酚、黃酮、蘆丁含量與抗氧化能力之間的相關性，以期建立超微粉碎處理對苦蕎多酚類植物活性成分的影響規律，為苦蕎深加工研究提供基礎數據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

苦蕎普通粉：市售；總抗氧化值測定試劑盒：南京建成生物工程研究所；LHC－3型氣旋式氣流粉碎機：上海正遠粉體工程設備有限公司；72光柵分光光度計：上海第三分析儀器廠；Agilent－1260高效液相色譜儀：安捷倫科技有限公司。

1.2 試驗方法

對苦蕎普通粉進行微粉碎處理：用氣流粉碎機將苦蕎普通粉進行微粉碎，通過變頻（20、30、40、50 Hz）調整轉速從而調整產品細度，得到4個不同粒徑的微細化粉體，分別用微粉A、B、C、D表示。微粉條件：風速電機電流＜6A，分級電機電流＜4A，旋轉電機轉速 300 r/min。

1.2.1 苦蕎粉粒徑的測定 將適量的苦蕎粉緩慢地放入激光粒度儀容器內，分散劑采用蒸餾水，測定粉體的粒徑。

1.2.2 多酚的提取 參照Adom等[6]方法，稍作改動。稱取1.00 g樣品放入到50 mL的塑料離心試管中，加入40 mL甲醇，超聲提取（40℃、100%功率、超聲 30 min），離心（3 500 r/min離心 10 min）取上清液，操作重復1次，合并上清液，40℃旋轉蒸干后甲醇定容至2 mL，得自由態酚類提取液。自由酚提取后的沉淀加入15mL 2mol/LNaOH溶液室溫避光渦旋1 min，混勻消化1 h后，在氮氣保護下調pH至中性終止反應。再加入20 mL乙酸乙酯振蕩5 min離心10 min收集上清液，操作重復3次，合并上清液，45℃旋轉蒸干后甲醇定容至2 mL，得結合態酚類提取液。

1.2.3 黃酮的測定 采用 NaNO2－Al（NO3）3方法[7]測定試樣的黃酮含量，蘆丁（RU）為標樣制定標準曲線，樣品酚含量以100 g干基中所含蘆丁的毫克數表示（mg/100 g）。

1.2.4 酚的測定 采用Folin－Ciocalteu法[8]測定試樣的酚含量，以沒食子酸（GA）為標樣制定標準曲線，樣品酚含量以100 g干基中所含沒食子酸的毫克數表示（mg/100 g）。

1.2.5 蘆丁與槲皮素的測定 Agilent－1260高效液相色譜儀，紫外檢測器。色譜柱：Agilent TC－C185 μm 4.6×250 mm；柱溫：30℃；甲醇為流動相 A，V超純水∶V乙酸＝99.5∶0.5為流動相 B，流速：1 mL/min；洗脫程序：0～30 mim，55%A：45%B；檢測波長為300 nm。根據保留時間及吸收光譜與標準品蘆丁與槲皮素對照定性，峰面積外標法定量。

1.2.6 DPPH自由基清除能力 參照 Kaur等[9]、Cheng等[10]的方法，稍作改動。將600μL的樣品提取稀釋液與3 mL 0.1 mmol/L的DPPH自由基甲醇溶液混勻后避光反應20 min，于517 nm波長處測定吸光度，以Trolox標樣制作甲醇溶液標準曲線。結果以100 g干基中所含Trolox的當量微摩爾數表示（μmol Trolox/100 g）。

1.2.7 ABTS＋·清除能力 參照 Lan等[11]，Shen等[12]的方法。以Trolox為標樣制作甲醇溶液標準曲線。結果以100 g干基中所含Trolox的當量微摩爾數表示（μmol Trolox/100 g）。

1.2.8 總抗氧化能力測定 按照總抗氧化能力檢測試劑盒的要求測定。

1.3 數據處理

數據趨勢圖采用Excel2007制作，數據統計采用SPSS19.0進行ANOVA單因素方差分析及Ducan's多重檢驗，數值以均值±標準差表示。

2 結果與分析

2.1 苦蕎粉粒徑的測定

苦蕎普通粉與微粉粒徑測定結果見表1所示。表1中所列的特征粒徑包括積平均粒徑 D[4，3]、平均粒徑（中位徑）d（0.5），邊界粒徑 d（0.1）和 d（0.9）。由表1可看出，隨著粉碎程度的增加，粉體粒徑逐漸減小，且微粉較普通粉粒徑減小較大，苦蕎普通粉及苦蕎微粉 A～D的平均粒徑 d（0.5）分別為 103.601、33.051、19.763、16.538、15.289μm。

表1 苦蕎粉的粒徑測定結果

2.2 苦蕎粉中黃酮含量測定

超微粉碎處理對苦蕎中黃酮含量及黃酮存在形式的影響如圖1所示。可以看出，不同微粉化程度苦蕎微粉中游離黃酮、結合黃酮以及總黃酮含量有顯著差異（P＜0.01）。其中游離黃酮與總黃酮均隨微粉化程度的增加，含量呈先減小后增大趨勢，但下降幅度較小，微粉 A、B、C游離黃酮下降率為5.70%、7.11%、15.19%，總黃酮的下降率為7.92%、9.40%、17.59%。微粉D黃酮含量略有增加，游離黃酮與總黃酮分別提高了3.65%、2.59%。這可能是苦蕎微粉在超微粉碎處理時受到了不同程度的綜合作用力，破壞了黃酮物質的結構，造成了黃酮物質的損失，另一方面經超微粉碎處理苦蕎粉平均粒徑減小，粉體的均勻性增加，使苦蕎粉中黃酮與提取溶劑接觸表面積增大，接觸更充分，使黃酮的提取率有所增加。與苦蕎普通粉及微粉A、B、C相比，微粉D粒徑最小，分布最均勻，所以黃酮的提取率略有增加。微粉A、B、C中結合黃酮的含量較普通粉相比均有下降，但含量比較穩定，維持在46.70 mg/RU eq/100 gDW左右，微粉 D則與普通粉含量相當。

圖1 不同粒徑苦蕎粉的黃酮含量

2.3 苦蕎粉中酚含量測定

超微粉碎處理對苦蕎中酚含量及酚存在形式的影響如圖2所示。可以看出，隨著微粉化程度的增加，自由酚的含量先呈現比較穩定的趨勢，含量維持在993.7 mg/GA eq/100 gDW左右，微粉C時則明顯下降，含量最低為 887.25 mg/GA eq/100 gDW，微粉D的含量又迅速回升達到最高為1 107.14 mg/GA eq/100 gDW.不同微粉化程度苦蕎微粉中結合酚和總酚含量有顯著差異（P＜0.01），隨微粉化程度的增加，結合酚與總酚含量均呈先減小后增大趨勢。微粉化 C含量最低為 43.53、930.79 mg/GA eq/100 gDW。普通粉中的結合酚含量最高為94.91 mg/GA eq/100 gDW，苦蕎微粉D總酚含量最高為1 196.12 mg/GA eq/100 gDW。

圖2 不同粒徑苦蕎粉的酚含量

2.4 苦蕎粉中蘆丁含量測定

苦蕎粉中蘆丁、槲皮素含量的色譜分析結果如圖3。由圖3a可知，在給定的色譜條件下，蘆丁和槲皮素峰達到了良好的分離。從圖3b與圖3 c可以看出，苦蕎粉中蘆丁的含量較高，而槲皮素含量未檢出，其他不明物質的含量也較小，說明此苦蕎粉中的黃酮主要以蘆丁的形式存在。

圖3 苦蕎粉蘆丁－槲皮素的HPLC分析

超微粉碎處理對苦蕎中蘆丁含量及蘆丁存在形式的影響如圖4所示。可以看出，苦蕎粉中結合態蘆丁的含量受超微粉碎處理的影響不顯著，其含量維持在44.65 mg/100 g。微粉中游離蘆丁與總蘆丁的含量與普通粉相比均有下降，且隨微粉化程度的增加，均呈現先減小后增大趨勢，微粉A、B、C、D中游離蘆丁含量分別下降了11.01%、12.31%、28.81%、3.89%，總蘆丁含量分別下降了12.94%、13.10%、25.12%、4.47%。

圖4 不同粒徑苦蕎粉的蘆丁含量

2.5 苦蕎粉抗氧化能力測定

通過測定不同粒徑苦蕎粉提取液DPPH自由基清除能力，ABTS＋·自由基清除能力以及總抗氧化能力，了解超微粉碎處理對苦蕎抗氧化功能性質的影響，結果如圖5～圖7所示。

由圖5可知，不同微粉化程度苦蕎微粉中多酚類植物活性物質對DPPH自由基清除能力有顯著差異（P＜0.01）。其中結合多酚對DPPH自由基清除能力，隨微粉化程度的增加，呈先減小后增大趨勢，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自由基清除能力分別只有普通粉的58.65%、54.05%、47.57%、73.60%。隨著微粉化程度的增加，游離態多酚及總多酚活性物質對DPPH自由基清除能力的變化趨勢與多酚含量相似，呈先減小后增大趨勢，微粉C清除能力最小，為5 168.96、5 345.48 μmol Trolox eq/100 g DW，微粉 D最大，為5 927.21、6 199.61μmol Trolox eq/100 g DW。

圖5 不同粒徑苦蕎粉的DPPH自由基清除能力

由圖6可知：不同微粉化程度苦蕎微粉中多酚類植物活性物質對ABTS＋·自由基清除能力有顯著差異（P＜0.01），且與黃酮含量的變化趨勢基本一致。微粉中游離態與總多酚類植物活性物質對ABTS＋·清除能力均隨微粉化程度的增加，呈先減小后增大趨勢，但下降幅度較小，微粉A、B、C游離態的ABTS＋·清除能力下降率為8.16%、7.26%、17.57%，總的ABTS＋·清除能力下降率為11.36%、9.07%、19.13%。微粉D的ABTS＋·清除能力略有增加，游離態與總的清除能力分別提高了8.19%、7.44%。微粉A、B、C中結合多酚類植物活性物質對ABTS＋·清除能力較普通粉相比均有下降，但清除能力比較穩定，維持在926.13μmol Trolox eq/100 g DW左右，微粉D則與普通粉含量相當。

圖6 不同粒徑苦蕎粉的ABTS＋·清除能力

由圖7可知：不同微粉化程度苦蕎微粉中多酚類植物活性物質對總抗氧化能力有顯著差異（P＜0.01）。苦蕎微粉中游離態，結合態以及總多酚類植物活性物質對總抗氧化能力均隨微粉化程度的增加，呈先減小后增大趨勢。微粉C總抗氧化能力最小，分別為 42.00、665.24、707.24單位/100 mg。微粉D結合態的總抗氧化能力最大，為65.77單位/100 mg。普通粉游離態與總的總抗氧化能力最大，為799.73、863.10單位/100 mg。

圖7 不同粒徑苦蕎粉的總抗氧化能力

2.6 苦蕎微粉中酚、黃酮、蘆丁含量與抗氧化能力之間的相關性

苦蕎粉中多酚類物質與其抗氧化能力之間的相關性如表2所示，結果顯示，結合酚，自由酚及總酚含量與抗氧化能力之間具有良好的相關性，這與Min等[13]研究發現的自由酚，結合酚與抗氧化能力之間存在顯著的相關性，以及楊紅葉等[14]研究發現的總酚與抗氧化能力之間具有良好的相關性結果一致。游離黃酮，結合黃酮及總黃酮含量與抗氧化能力之間存在極顯著的相關性，而徐元元等[15]的研究卻發現，苦蕎粉提取液中的總黃酮含量與抗氧化能力之間不存在顯著性相關性，這可能與研究所采用的苦蕎品種不同有關，此苦蕎中的黃酮類化合物主要以蘆丁的形式存在，其他的物質含量較小，而蘆丁含量與抗氧化能力之間同樣存在顯著性相關性，總蘆丁含量與DPPH自由基清除能力，ABTS＋·清除能力以及總抗氧化能力之間存在顯著的相關性（r1＝0.920，r3＝0.994，P＜0.05，r2＝0.895，P＜0.01）。

表2 酚、黃酮、蘆丁含量與抗氧化能力之間的線性相關性

3 討論

從試驗結果可以看出，隨著微粉化程度的增加，黃酮含量呈現先減小后增大的趨勢，且微粉A、B、C的含量均略低于普通粉，這與其他學者研究發現的超微粉碎處理后黃酮含量均略有增加的結果存在差異。這可能是因為本研究所采用的超微粉碎機為氣旋式氣流粉碎機，處理所得的粉體粒徑更小，以至粉體受到的綜合作用力較大，黃酮類化合物損失相對較大所致。另外，鄭慧等[5]的研究發現微粉后粒徑在20～40μm范圍內的苦蕎麩中的黃酮含量隨粒徑的減小呈下降趨勢，這與本研究結果相一致。

4 結論

4.1 超微粉碎處理對苦蕎粉中多酚類物質含量、存在形式和抗氧化功能性質均存在顯著性影響（P＜0.01）。隨著微粉化程度的增加，游離態，結合態與總黃酮、多酚含量及DPPH自由基清除能力、ABTS＋·清除能力、總抗氧化能力均呈現先減弱后增強的趨勢，游離態與總的蘆丁含量同樣是先減小后增大，但結合態蘆丁的含量受超微粉粹處理影響不顯著。且超微粉碎后整體的減弱幅度較小，當微粉化程度較高時（微粉D）又能較好的保留與提高多酚含量以及抗氧化活性。

4.2 苦蕎粉中多酚類物質含量與抗氧化能力之間具有良好的相關性。總體而言，超微粉碎處理是苦蕎深加工的一種有效加工方式，合理的微粉化可較好的保留甚至提高苦蕎抗氧化活性，實現了苦蕎的高營養，高功能特性的加工。

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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”國家科技支撐計劃課題（2012BAD34B05），中央級公益性科研院所基本科研業務費（ZX1302）

2014－04－11

蔡亭，女，1989年出生，碩士，糧食加工

譚斌，男，1972年出生，研究員，糧食加工