不同苦蕎茶總黃酮沖泡特性及其與抗氧化能力相關性的研究

李紅梅,李云龍,*,儀 鑫,胡紅娟,何永吉,胡俊君,李丹丹

(1.山西省農業科學院農產品加工研究所,山西太原 030031;2.山西省食品工業研究所,山西太原 030024;3.北京市食品藥品監督管理局食品流通處,北京 100080)

苦蕎麥[Fagopyrumtataricum(L.)Gaertn]屬蓼科,蕎麥屬植物,是藥食兼用作物。其富含黃酮類化合物,具有消炎抑菌、改善血液循環、促進細胞增生、防止血細胞凝聚的作用及良好的抗氧化能力[1-5]。因苦蕎茶的生產工藝簡單、附加值較高,使其成為了各苦蕎加工企業爭相生產的產品。按照加工方式和原料的不同,可以將苦蕎茶分為米茶型、造粒茶型(包含超微茶、全株苦蕎茶等)和花葉茶三大類[6-7],市售苦蕎茶主要為米茶型、造粒茶型兩類。

因原料及加工工藝的不同,苦蕎茶活性功能成分含量以及抗氧化效果有明顯的差異。清源[7-8]對苦蕎茶中總黃酮含量以及抗氧化作用進行研究,結果表明,苦蕎茶乙醇提取物具有較強的抗氧化活性,并與總黃酮含量呈正相關性。段浩平等[9]對苦蕎茶黃酮類成分及茶渣的營養成分進行了分析,發現苦蕎茶黃酮含量豐富,茶渣中脂肪、纖維素、蛋白質等成分與苦蕎麥持平,基本沒有損失,說明茶渣的營養成分比較豐富,可將其利用以避免營養浪費。目前,大多數學者的研究重點是苦蕎茶中總黃酮的含量及總黃酮的抗氧化作用,卻忽略了人體食用苦蕎茶湯總黃酮的有效攝入量。苦蕎茶經熱水沖泡后,總黃酮的溶出率直接影響總黃酮的有效利用率,因此有必要對苦蕎茶總黃酮的沖泡特性進行研究,為苦蕎茶的合理飲用提供一定的數據支撐。

因此,本文收集了苦蕎主產區有代表性的企業生產的米茶型12份和造粒型11份,對其總黃酮沖泡特性、自由基清除率、總抗氧化能力進行分析比較,為消費者更好的選擇苦蕎茶產品提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

苦蕎茶 12份米茶型苦蕎茶(米茶)和11份造粒型苦蕎茶,如表1所示,市購;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH·)、蘆丁標品 美國Sigma公司;沒食子酸 中國藥品生物制品檢定所;無水乙醇、亞硝酸鈉、氫氧化鈉、硝酸鋁、硫酸亞鐵等 均為分析純。

表1 供試苦蕎茶產品列表Table 1 List of tested tartary buckwheat tea products

A380型紫外/可見分光光度計 上海翰藝儀器有限公司;BS110S型電子天平 d=0.1 mg,德國sartorius塞多利斯;DZKW-4型電子恒溫水浴鍋 北京中興偉業儀器有限公司;FW80.FW100型高速萬能粉碎機 天津市泰斯特儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品溶液的制備 苦蕎茶粉碎后過40目篩,精確稱取0.500 g樣品,用50 mL 70%甲醇于70 ℃水浴提取3 h后，得到樣品溶液。

1.2.2 苦蕎茶總黃酮含量測定 1.2.1制備樣液的總黃酮測定參照NY/T 1295-2007《蕎麥及其制品中總黃酮含量的測定》[10]。蘆丁標準曲線方程為A=32.61x+0.0054,R2=0.9999,根據蘆丁標準曲線計算得到待測液總黃酮濃度C(mg/mL),總黃酮含量(X,%)測定公式:

其中,V為待測液體積50 mL;D為試樣總稀釋倍數數值;m為試樣質量0.500 g;H為試樣的水分質量分數。

1.2.3 苦蕎茶總黃酮沖泡特性 按照茶的飲用習慣,稱取充分混勻的有代表性的茶樣2 g,置于相應的燒杯中,向杯中注入100 mL沸水,加蓋,沖泡5 min后,過濾,連續沖泡3次,分別收集茶湯,并計量茶湯體積,作為待測樣品,測定其總黃酮含量;從3次茶湯中總黃酮含量與未沖泡前苦蕎茶樣品的總黃酮含量比較,研究苦蕎茶產品沖泡后總黃酮溶出率[11]。總黃酮溶出率計算公式為:

1.2.4 DPPH·清除率測定 采用DPPH·測定法[12-13],將1.2.1制備的樣液2 mL與2 mL 2×10-4mol/L DPPH·溶液(70%甲醇作為溶劑)加入同一試管中,搖勻,放置30 min,用70%甲醇溶劑做參比,于517 nm下測定其吸光值Ai;同時測定2×10-4mol/L DPPH·溶液與2 mL 70%甲醇溶劑的吸光值Ac;以及2 mL樣液與2 mL 70%甲醇溶劑混合液的吸光值Aj,計算樣品對DPPH·的清除率IR[8-9]。

將待測樣品配制成系列溶液進行測定,計算DPPH·清除率為50%時所需的待測樣品質量。

1.2.5 總抗氧化能力測定 采用FRAP法[14-15]測定1.2.1制備樣液的總抗氧化能力,即0.2 mL樣液+0.6 mL蒸餾水+6 mL預熱至37 ℃的FRAP工作液(10 mmol/L TPTZ(溶劑為40 mmol/L鹽酸溶液)、20 mmol/L FeCl3、0.3 mmol/L醋酸鈉緩沖液以1∶1∶10的比例混合),搖勻后放置4 min,于593 nm測其吸光值;另以0.1～1.0 mmol/L FeSO4的標準溶液代替樣品作標準曲線,得到回歸方程:y=0.6087x+0.0021,R2=0.994。樣品的總抗氧化能力以mmol FeSO4/每g提取物表示,單位為mmol/g。

1.3 數據處理

采用Excel 2007作圖,SPSS 24.0軟件進行方差及相關性分析,差異顯著水平為p<0.05,極顯著水平為p<0.01。

2 結果與分析

2.1 供試(23種)苦蕎茶產品總黃酮含量的比較分析

收集到的23份苦蕎茶產品總黃酮含量測定結果如圖1所示,米茶型苦蕎茶總黃酮含量為1.14%～1.87%,均值是1.37%,總黃酮含量在2.0%以下,造粒型苦蕎茶的總黃酮含量為1.97%～3.69%,均值3.04%,總黃酮含量在2.0%以上;造粒型苦蕎茶總黃酮均值比米茶型苦蕎茶高出121.9%。

圖1 樣品總黃酮含量分布圖Fig.1 Content distribution of total flavonoidin buckwheat tea samples注:1～12號為米茶型苦蕎茶;13～23為造粒型苦蕎茶。

2.2 苦蕎茶沖泡總黃酮溶出率比較分析

苦蕎茶樣品按1.2.1處理并測定總黃酮含量,1.2.3制備的苦蕎茶湯測定總黃酮溶出含量,分別對米茶型苦蕎茶和造粒型苦蕎茶沖泡后總黃酮溶出率進行統計分析,結果見表2和表3,兩種茶型溶出率比較見表4。

表2 苦蕎米茶黃酮含量和溶出率經典統計特征Table 2 Descriptive statistics of flavonoid contents and dissolution rates of flavonoid in grain-type buckwheat tea

表4 苦蕎米茶和苦蕎造粒茶總黃酮含量及泡茶溶出率的比較Table 4 Comparison of total flavonoid content and dissolution rate of flavonoid between grain-type and granulated buckwheat tea

表3 苦蕎造粒茶黃酮含量和溶出率經典統計特征Table 3 Descriptive statistics of flavonoid content and dissolution rate of flavonoid in granulated buckwheat tea

從表2可以看出市場收集到的米茶型苦蕎茶總黃酮含量范圍在1.14%～1.87%之間,變異系數0.15;沖泡后總黃酮溶出率從第一泡到第三泡逐漸減少,變異系數也逐漸減小。總溶出率范圍在23.57%～64.76%之間,平均溶出率為47.53%。

從表3得知:市場收集到的造粒型苦蕎茶總黃酮含量范圍在1.97%～3.69%之間,平均為3.04%,變異較小;泡茶后總黃酮溶出率從第一泡到第三泡逐漸減少,總溶出率范圍在8.84%～24.47%之間,平均溶出率為15.07%。

從表4看出,造粒型苦蕎的總黃酮含量極顯著高于米茶型苦蕎茶(p<0.01),而米茶型苦蕎茶總黃酮溶出率極顯著高于造粒型苦蕎茶(p<0.01)。三次沖泡后,米茶型比造粒型苦蕎茶總黃酮溶出率高出3倍多。這是因為兩種類型苦蕎茶使用的原料及加工工藝不同，米茶型苦蕎茶是將苦蕎原料本身熟化、脫殼、炒制而成，因其結構蓬松，所以黃酮溶出率較高，這類型苦蕎茶中總黃酮的高低主要取決于苦蕎品種[16-18]；而造粒型苦蕎茶加工時，常常在苦蕎原料粉中添加苦蕎麩皮和莖葉，從而提高了其總黃酮含量，同時為保證其茶湯的清亮度，成型過程中造粒茶結構較緊密，致使總黃酮的溶出率較低、耐泡性強。

造粒型苦蕎茶三泡總黃酮的溶出率均值僅為15.07%,可通過多次反復沖泡增加總黃酮的溶出量;米茶型苦蕎茶的三泡總黃酮溶出率均值為47.53%,側面反映茶渣中也含有豐富的總黃酮物質,建議消費者在飲用苦蕎茶時,不僅要飲用茶湯,同時將茶渣一起食用,才能達到飲用苦蕎茶的保健效果。

2.3 不同茶型苦蕎茶樣品DPPH·清除能力的分析

DPPH·法是評價抗氧化劑抗氧化活性的一種快速簡便的方法,在本研究中，苦蕎茶清除DPPH·能力用IC50表示,IC50值越小,表示樣品對DPPH·清除能力強。

如表5及表6所示,米茶型苦蕎茶樣品IC50介于1.31～1.89 mg之間,平均值為1.50 mg,造粒型苦蕎茶樣品IC50介于0.23～0.88 mg之間,平均值為0.59 mg。兩類茶型比較,造粒型苦蕎茶的IC50值顯著低于米茶型苦蕎茶,由此可見,造粒型苦蕎茶的抗氧化能力高于米茶型。

表6 不同茶型與IC50間的方差分析Table 6 Variance analysis between different tea types and IC50

表5 不同苦蕎茶樣品DPPH·清除能力Table 5 DPPH· Scavenging capacity of different tartary buckwheat tea samples

2.4 不同苦蕎茶樣品總抗氧化能力的分析

FRAP法測定食品中抗氧化能力既簡單,重復性又好。由表7及表8可知,12個米茶型苦蕎茶的FRAP介于0.119～0.232 mmol FeSO4/g之間,平均值為0.152 mmol FeSO4/g;11個造粒型苦蕎茶FRAP值介于0.335～0.733 mmol FeSO4/g之間,平均值為0.549 mmol FeSO4/g。造粒型苦蕎茶的總抗氧化能力顯著高于米茶型苦蕎茶,與DPPH·清除能力實驗結果相一致,這是由于苦蕎中的活性物質主要存在于麩皮中[19-20],米茶型茶在生產過程很難將麩皮保留下來,而造粒型苦蕎茶可以在造粒時提高麩皮的含量,所以造粒型苦蕎茶的FRAP值遠遠高于米茶型苦蕎茶。

表7 不同苦蕎茶FRAP值Table 7 FRAP value of different tartary buckwheat tea samples

表8 不同茶型與FRAP間的方差分析Table 8 Variance analysis between different tea types and FRAP

2.5 苦蕎茶總黃酮含量與清除DPPH·(IC50)、總抗氧化能力間相關性分析

23個苦蕎茶樣總黃酮含量與清除DPPH·(IC50)和總抗氧化能力相關性如圖2所示。

圖2 總黃酮含量與DPPH·(IC50)和總抗氧化能力之間的相關性Fig.2 Correlation between total flavonoid content and DPPH·(IC50)and total antioxidant capacity

從圖2可以看出,苦蕎茶的DPPH·(IC50)和總黃酮含量呈極顯著負相關關系,pearson相關系數為-0.954,雙側檢驗p值小于0.01;而總抗氧化能力和總黃酮含量呈極顯著正相關關系Pearson相關系數為0.943,雙側檢驗p值小于0.01。

3 結論

黃酮類物質是苦蕎中含有的對人體有益的主要營養成分之一,具有抗氧化、清除自由基、降血糖和降血脂等生理功能。從本文收集到的苦蕎茶產品的總黃酮沖泡特性及其與抗氧化能力相關性的研究可知,造粒型苦蕎茶因其加工時可額外添加富含總黃酮的苦蕎麩皮,其總黃酮含量顯著高于米茶型苦蕎茶;但因其成型過程中茶粒結構較為緊密,致使其總黃酮沖泡時的溶出率顯著低于米茶型苦蕎茶,可通過多次沖泡提高總黃酮溶出率。苦蕎茶總黃酮含量與清除DPPH·(IC50)呈極顯著負相關關系(p<0.01),與總抗氧化能力呈極顯著正相關關系(p<0.01)。

在飲用米茶型苦蕎茶產品時,建議消費者不僅要飲用苦蕎茶湯,同時將茶渣一起食用,更能發揮苦蕎茶的保健功效;造粒型苦蕎茶因其耐泡性更適合餐飲行業選用。