微波焙烤對(duì)藜麥酚類含量及抗氧化性的影響

張芯蕊 張正茂 郭怡琳 路永強(qiáng) 朱玉萍 張建利

(西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院1，楊凌 712100)

(西北農(nóng)林科技大學(xué)農(nóng)學(xué)院2，楊凌 712100)

藜麥屬于藜科雙子葉植物，在南美洲主要作為一種糧食作物，收獲和食用方式與其他谷物相似，葉片可以作為蔬菜食用［1］。藜麥對(duì)鹽堿、干旱、霜凍、病蟲害等脅迫有極強(qiáng)的耐受性，能在惡劣環(huán)境下生長(zhǎng)，且富含蛋白質(zhì)、必需氨基酸、礦物質(zhì)、維生素和對(duì)人體有益的生物活性物質(zhì)［2］。藜麥營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高且全，聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)推薦藜麥為可以滿足人體全部基本物質(zhì)需求的完美營(yíng)養(yǎng)食物［3］。同時(shí)藜麥具有良好的抗氧化性，能夠清除自由基、預(yù)防冠心病、動(dòng)脈粥樣硬化、糖尿病和阿爾茲海默癥等，這與藜麥富含酚類物質(zhì)密切相關(guān)［4］。

藜麥具有優(yōu)良的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和功能特性，開發(fā)藜麥?zhǔn)称芬呀?jīng)成為一個(gè)重要課題。像其他谷物一樣，焙烤是藜麥加工中的重要工藝。一些研究發(fā)現(xiàn)，焙烤會(huì)影響谷物中總酚和總黃酮含量，使其抗氧化性降低或升高，影響谷物食品的價(jià)值［5－6］。微波焙烤具有加熱均勻、速度快、時(shí)間短、操作溫度低等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于食品加工［7］。國(guó)內(nèi)外關(guān)于微波焙烤對(duì)藜麥抗氧化性的影響鮮見報(bào)道，因此，本文研究了微波焙烤對(duì)藜麥中酚類物質(zhì)及抗氧化性的影響，以期為微波焙烤在藜麥加工中的應(yīng)用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

隴藜1號(hào)藜麥，2015年通過審定的藜麥品種。

Folin－酚試劑、DPPH·自由基:梯西愛化成工業(yè)發(fā)展有限公司;2，4，6－三吡啶基三嗪:北京索萊寶科技有限公司;沒食子酸:天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司;蘆丁:科邦生物有限公司，試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

EM7KCGW3型微波爐:廣東美的廚房電器制造有限公司;I3X型多功能酶標(biāo)儀:Molecular Devices美谷分子儀器有限公司;SHA－BA型水浴恒溫振蕩器:常州朗越儀器制造有限公司;SC－3616型離心機(jī):安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 微波實(shí)際功率測(cè)定

實(shí)驗(yàn)所用的微波爐屬家用電器，不能設(shè)定微波功率，只能選擇中檔火、中高檔火、高檔火，因此需測(cè)定在不同檔下微波爐的實(shí)際功率，根據(jù)齊繪芳等［8］方法進(jìn)行測(cè)定。

1.3.2 微波焙烤

微波焙烤時(shí)，稱取“隴藜1號(hào)”50.0 g，平鋪在大小一致的瓷盤中，厚度0.4 cm。在中火檔下分別焙烤 2、4、6 min，在中高火檔下分別焙烤 1、2、3 min，在高火檔下分別焙烤 0.5、1、1.5 min，自然冷卻后備用。

1.3.3 制備藜麥酚類粗提液

參考 Pa s＇ko 等［9］方法略作修改。將經(jīng)過微波焙烤的藜麥和未經(jīng)微波焙烤的藜麥用植物粉碎機(jī)粉碎，過60目篩，收集篩下物于密封袋中。用錫紙將密封袋包裹嚴(yán)實(shí)，放置于4℃冰箱里避光保存。

稱取1.00 g的藜麥粉于50 mL離心管內(nèi)，使用體積比80%的乙醇溶液以1∶20的料液比進(jìn)行提取，在40℃、轉(zhuǎn)速200 r/min條件下水浴振蕩 1 h。4 200 r/min離心15 min，取上清液于50 mL棕色容量瓶?jī)?nèi)，重復(fù)該操作1次，將上清液用體積比80%的乙醇定容到50 mL即藜麥粗提液，避光保存在－20℃的冰箱中待用，每個(gè)樣品做3次平行實(shí)驗(yàn)。

1.3.4 測(cè)定藜麥總酚含量

參考Miranda等［10］方法略作修改。配制系列標(biāo)準(zhǔn)濃度沒食子酸溶液，吸取1 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液或樣品溶液于10 mL棕色容量瓶?jī)?nèi)，加入1 mL福林酚，搖勻，靜置1 min，再加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的Na2CO3溶液，充分混合后用超純水定容至刻度，室溫下避光反應(yīng)1 h，每個(gè)樣品做3次平行實(shí)驗(yàn)。吸取100 μL反應(yīng)后溶液于96微孔板內(nèi)，在765 nm波長(zhǎng)處測(cè)吸光值。以沒食子酸濃度為X軸，以吸光度為Y軸，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算總酚含量，以樣品干基表示(mg/g)。

1.3.5 測(cè)定藜麥總黃酮含量

參考張琪等［11］方法略作修。稱取烘干過的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)樣品，用體積分?jǐn)?shù)70%的甲醇溶液配制系列標(biāo)準(zhǔn)濃度蘆丁溶液。吸取1 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液或樣品溶液于10 mL容量瓶?jī)?nèi)，加入2 mL 0.1 mmol/mL的AlCl3溶液，3 mL 1 mmol/mL CH3COOK溶液，搖勻，用70%甲醇溶液定容至刻度，室溫下反應(yīng)30 min，每個(gè)樣品做3次平行實(shí)驗(yàn)。吸取100μL反應(yīng)后溶液于96微孔板內(nèi)，在420 nm波長(zhǎng)處測(cè)吸光值。以蘆丁濃度為X軸，以吸光度為Y軸，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算總酚含量，以樣品干基表示(mg/g)。

1.3.6 總還原力(FRAP)

參考Yawadio等［12］方法略作修改。配制系列標(biāo)準(zhǔn)濃度FeSO4溶液，配制FRAP工作液。吸取0.2 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液或樣品溶液于2 mL離心管內(nèi)，加入1.8 mL預(yù)熱至37℃的FRAP工作液，用渦旋機(jī)混勻，在37℃水浴鍋中反應(yīng)30 min，每個(gè)樣品做3次平行實(shí)驗(yàn)。吸取100μL反應(yīng)后溶液于96孔板內(nèi)，在593 nm處測(cè)吸光值。以FeSO4濃度為X軸，以吸光度為Y軸，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算總還原力，以樣品干基表示(mg/g)。

1.3.7 ·OH清除能力

參考劉楊等［13］方法并略作修改。吸取1 mL樣品溶液于10 mL具塞試管內(nèi)，加入1 mL 6 mmol/L FeSO4的溶液，1 mL 6 mmol/L H2O2的溶液，混勻并反應(yīng)10 min，再加入1 mL 6 mmol/L的水楊酸溶液，搖勻，于37℃水浴反應(yīng)30 min后用冰水迅速冷卻降溫，吸取100μL反應(yīng)后溶液于96微孔板內(nèi)，在510 nm處測(cè)吸光值為Ai。用超純水替代1 mL樣品溶液，其他與上述一致，測(cè)出吸光值為Ao。將體積比50%的乙醇溶液代替水楊酸溶液，其他與上述一致，測(cè)出吸光值為Aj。

根據(jù)公式計(jì)算樣品·OH清除能力:

1.3.8 DPPH·自由基清除能力

參考李曉英等［14］方法并略作修改。配制0.15 mg/mL DPPH乙醇溶液，吸取0.5 mL樣品溶液和0.5 mL DPPH乙醇溶液混合均勻，室溫下避光反應(yīng)30 min，吸取100μL反應(yīng)后溶液于96微孔板內(nèi)，在517 nm處測(cè)吸光值為Ax。將乙醇代替樣品溶液，其他與上述一致，測(cè)出吸光值為Az。將超純水代替DPPH乙醇溶液，其他與上述一致，測(cè)出吸光值為Ay。

根據(jù)公式計(jì)算樣品DPPH·自由基清除能力:

1.3.9 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 20版軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、Tukey方法多重比較和Pearson相關(guān)分析，采用GraphPad Prism軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 微波實(shí)際功率

中火檔下實(shí)際功率為233 W，中高火檔下實(shí)際功率為398 W，高火檔實(shí)際功率為522 W。

2.2 微波焙烤對(duì)藜麥總酚和總黃酮含量的影響

圖1可知，未經(jīng)微波焙烤的“隴藜1號(hào)”總酚含量為(2.63 ±0.05)mg/g，與王桂林等［15］研究結(jié)果接近，不同條件微波焙烤后的總酚含量在2.20～3.23，微波功率以及焙烤時(shí)間對(duì)藜麥的總酚含量有顯著影響(P＜0.05)。在P233 W條件下，總酚含量隨著焙烤時(shí)間增加呈上升趨勢(shì)。這表明在較低功率下焙烤藜麥，總酚含量隨著焙烤時(shí)間增加而增加。Dewanto等［5］將甜玉米熱處理，發(fā)現(xiàn)其總酚含量提高54%;劉慧娟等［6］發(fā)現(xiàn)微波加熱荷葉粉，使其總酚含量增加;Carciochi等［16］指出焙烤增加了藜麥中總酚含量，這些研究結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。酚類物質(zhì)主要分為可溶酚和不可溶酚，可溶酚包括自由酚和共軛酚，較易溶于溶劑中，不可溶酚被復(fù)雜的細(xì)胞結(jié)構(gòu)圈固，不能溶于溶劑中［17］。熱加工破壞了植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)，使其釋放出更多細(xì)胞內(nèi)酚類物質(zhì)，增加總酚含量［18］。在P398W條件下，隨著焙烤時(shí)間增加，“隴藜1號(hào)”總酚含量先增加后降低但顯著高于對(duì)照組(P＜0.05);在P522W條件下，隨著焙烤時(shí)間增加，“隴藜1號(hào)”總酚含量呈下降趨勢(shì)且與對(duì)照組含量相當(dāng)或顯著低于對(duì)照組(P＜0.05)。功率較高時(shí)，隨著焙烤時(shí)間增加，總酚含量降低。過度加熱會(huì)使酚類物質(zhì)發(fā)生降解、氧化、聚合反應(yīng)或與其他組分相互作用形成復(fù)合物，造成總酚含量降低［19］。

圖1 微波焙烤對(duì)藜麥總酚含量的影響

圖2可知未經(jīng)微波焙烤的“隴藜1號(hào)”總黃酮含量為(3.86 ±0.10)mg/g，不同條件微波焙烤后的總黃酮含量在2.69～3.70 mg/g。微波功率及焙烤時(shí)間對(duì)藜麥的總黃酮含量有顯著影響(P＜0.05)。在P233、398、522W條件下，隨著微波焙烤時(shí)間增加總黃酮含量顯著減少(P＜0.05)，這表明黃酮對(duì)熱加工較為敏感。Brend等［20］指出經(jīng)電烤箱焙烤后，黃色和白色藜麥的總黃酮含量顯著降低(P＜0.05);龐振國(guó)等［21］也發(fā)現(xiàn)加熱溫度升高、加熱時(shí)間增加均能降低葛根皮中的總黃酮含量，與本研究結(jié)果一致。黃酮類化合物穩(wěn)定性較差，受多種因素影響，如光照、pH和溫度等［22］。在微波焙烤過程中黃酮類化合物可能分解為其他物質(zhì)或與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)造成含量減少。

圖2 微波焙烤對(duì)藜麥總黃酮含量的影響

2.3 微波焙烤對(duì)藜麥抗氧化性的影響

抗氧化劑通過自身還原作用給出電子清除由基，還原能力越強(qiáng)，抗氧化性越大，·OH和DPPH·是常見的自由基，測(cè)定樣品FRAP、·OH清除率和DPPH·清除率可代表其抗氧化性。由圖3～圖5可知，微波功率及焙烤時(shí)間對(duì)藜麥的FRAP值、·OH清除率和DPPH·清除率有顯著影響(P＜0.05)，未經(jīng)微波焙烤的“隴藜1號(hào)”FRAP為(2.79±0.07)mg/g、·OH 清除率為(28.31 ±2.06)%、DPPH·清除率為(52.37±0.92)%。經(jīng)微波焙烤后“隴藜1號(hào)”FRAP 為 2.92 ～3.74 mg/g、·OH 清除率為30.34～44.88%、DPPH · 清 除 率 為 56.43 ～78.00%。隨著微波焙烤條件的變化，“隴藜1號(hào)”的FRAP、·OH清除率和DPPH·清除率變化趨勢(shì)一致，在P233、398 W條件下這三個(gè)指標(biāo)隨著焙烤時(shí)間增加而升高，在P522 W條件下隨著焙烤時(shí)間增加而降低。P233 W 3 min時(shí)，F(xiàn)RAP、·OH清除率和DPPH·清除率均達(dá)到最大值，“隴藜1號(hào)”抗氧化性最強(qiáng);P522 W 1.5 min時(shí)這三個(gè)指標(biāo)均最小，抗氧化性最弱。

P398 W 3 min時(shí)，總酚和總黃酮含量均減少，但抗氧化性卻增強(qiáng)，這表明在微波焙烤過程中生成或增加了非酚類且具有抗氧化性的物質(zhì)。在焙烤過程中谷物會(huì)發(fā)生美拉德反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物具有一定抗氧化性［23］。Carciochi等［16］發(fā)現(xiàn)隨著焙烤溫度升高，藜麥中美拉德反應(yīng)產(chǎn)物增加。Miranda等［24］指出熱風(fēng)干燥過程中藜麥的維生素E含量增加。維生素E是一種脂溶性抗氧化劑，具有抑制自由基生成、促進(jìn)自由基清除的作用［25］。可推測(cè)在焙烤過程中“隴藜1號(hào)”積累了美拉德反應(yīng)產(chǎn)物，同時(shí)維生素E含量也增加，使其在P398W 3 min條件下抗氧化性增強(qiáng)。在P233 W時(shí)，隨著焙烤時(shí)間增加，總黃酮含量減少，但抗氧化性增強(qiáng)，這是由于總酚含量增加。在P522 W時(shí)，隨著焙烤時(shí)間增加，總酚和總黃酮含量均減少，抗氧化性也隨之減弱。

圖3 微波焙烤對(duì)藜麥總還原力的影響

圖4 微波焙烤對(duì)藜麥·OH清除能力的影響

圖5 微波焙烤對(duì)藜麥DPPH·清除能力的影響

2.4 藜麥中抗氧化物質(zhì)與抗氧化性關(guān)系

大量研究報(bào)道表明，植物中總酚、總黃酮含量與抗氧化性之間存在良好的相關(guān)性，Alvarez－Jubete等［26］指出藜麥以及發(fā)芽的藜麥中總酚含量與總還原能力、DPPH·清除率呈顯著正相關(guān)(P＜0.05);Dini［27］發(fā)現(xiàn)在甜、苦藜麥中總酚、總黃酮含量與總還原能力、DPPH·清除率呈顯著正相關(guān)(P＜0.05);Gawlik－Dziki［28］指出藜麥有較強(qiáng)的抗氧化性且與總酚、總黃酮含量呈正相關(guān)(P＜0.05)。由表1可知，總酚含量與FRAP、·OH清除率和DPPH·清除率呈極顯著正相關(guān)(P＜0.01)。總黃酮含量與這三個(gè)指標(biāo)相關(guān)性不顯著(P＞0.05)，這說明在微波焙烤過程中酚類物質(zhì)不是唯一的抗氧化性物質(zhì)，存在非酚類物質(zhì)影響藜麥的抗氧化性。

表1 不同微波焙烤條件下藜麥酚類物質(zhì)與抗氧化能力的相關(guān)性

在微波焙烤過程中，藜麥中酚類物質(zhì)與抗氧化性的關(guān)系仍是一個(gè)復(fù)雜的問題。很多因素影響食物中酚類物質(zhì)與抗氧化性的關(guān)系，如加工方式、提取酚類物質(zhì)的方法、多種抗氧化物之間的相互作用和抗氧化物的性質(zhì)等［29］。

3 結(jié)論

微波焙烤對(duì)“隴藜1號(hào)”總酚、總黃酮及其抗氧化性有顯著影響(P＜0.05)。微波功率較低時(shí)藜麥總酚含量隨著時(shí)間增加而增加，微波功率較高時(shí)則相反。總黃酮含量隨著微波焙烤功率升高和時(shí)間的增加而減少。微波功率較低時(shí)藜麥抗氧化性隨著焙烤時(shí)間增加而增強(qiáng)，微波功率較高時(shí)則相反。這也表明在微波焙烤藜麥時(shí)為了使其具有良好的抗氧化性，應(yīng)選擇適宜的焙烤功率，不宜過高。總酚含量與“隴藜1號(hào)”抗氧化性呈極顯著正相關(guān)(P＜0.01)，而總黃酮與之相關(guān)性不顯著(P＞0.05)。這表明微波焙烤過程中存在非酚類物質(zhì)影響藜麥抗氧化性，需要進(jìn)一步驗(yàn)證。