小米麩皮水溶性膳食纖維-Cr(III)配合物的合成、表征及其體外抗氧化活性

全志剛，王維浩,2，趙姝婷，劉德志，王一飛，武云嬌，蘇有韜，魏春紅，曹龍奎,2,*

（1.黑龍江八一農墾大學食品學院，黑龍江 大慶 163319；2.國家雜糧工程技術研究中心，黑龍江 大慶 163319）

小米是華北地區的重要糧食作物和主糧，其麩皮是一種廉價且易于獲得的副產品，約占小米籽粒質量的6%～8%，其中含有50%～60%的膳食纖維[1-2]，還含有如多酚類、黃酮、木脂素等植物化學物質。谷物類膳食纖維是研究最廣泛的一類膳食纖維，主要來自于各種農產品及其加工副產物。谷物麩皮層中富含膳食纖維，同時還含有膠質狀葡聚糖，且不含植酸，是抗氧化膳食纖維的良好來源[3-4]。膳食纖維被認為是一類碳水化合物聚合物或低聚物，它們不能被小腸消化吸收，從而能夠進入大腸被腸道菌群部分或完全發酵[5]。

2008年，Sánchez-Alonso等[6]提出抗氧化膳食纖維（antioxidant dietary fiber，ADF）這一概念，即將大量天然抗氧化劑結合到膳食纖維基質中所得產物。ADF按水溶解性的不同分為水溶性抗氧化膳食纖維和水不溶性抗氧化膳食纖維，其中，水溶性抗氧化膳食纖維中富含黃酮類、酚酸以及縮合單寧等天然抗氧化成分[4,7-8]，具有較好的抗氧化和降血脂等活性[9-11]。胡莉等[12]的研究表明花生稈水溶性膳食纖維（soluble dietary fiber，SDF）有較好的自由基清除力和還原力，可作為抗氧化劑用于功能性食品的研發。姜龍波等[13]的研究表明小米糠水溶性非淀粉多糖中多酚和黃酮類物質含量豐富，對1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基、2,2’-聯氮-雙-3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸（2,2’-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)，ABTS）陽離子自由基清除能力稍低，但對·OH、O2-·清除能力以及Fe3+還原能力和Fe2+螯合能力均較高。研究表明三價鉻離子（Cr3+）具有一定提高抗氧化性的能力。Fan Wentao等[14]研究發現給予雞灌胃一定劑量Cr3+后，Cr3+可以誘導肝臟組織產生大量的抗氧化酶（超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、谷胱甘肽過氧化物酶等），從而提高總抗氧化能力。趙文蘋[15]、蘭明慧[16]等在奶?；A日糧中添加酵母鉻（主要含Cr3+），對受試牛群血液進行分析發現，谷胱甘肽過氧化物酶活力、超氧化物歧化酶活力和總抗氧化能力均提高，Cr3+的添加增強了機體的抗氧化功能。作為副產物的小米麩皮價格低廉，含有豐富的膳食纖維，小米麩皮SDF具有較好的水溶性，結構中含有大量的羥基、羧基等活性官能團，在一定條件下可以去質子化形成配體，具有較好的螯合金屬離子的基礎。因此，本實驗以小米麩皮為原料，對其中SDF進行研究，由于膳食纖維與多糖具有相似的結構，所以利用堿性-氯化鉻法對SDF進行修飾，得到鉻螯合小米麩皮水溶性膳食纖維（selenium modified soluble dietary fiber，SDF-Cr(III)），并對螯合前后小米麩皮SDF采用凝膠滲透色譜（gel permeation chromatography，GPC）法、掃描電子顯微鏡（scanning electron microscope，SEM）、傅里葉變換紅外光譜（Fourier transform infrared spectrometer，FTIR）、原子力顯微鏡（atomic force microscope，AFM）、高效液相色譜法分別分析修飾前后分子質量、顆粒形態、官能團、粒徑分布和形態、單糖組成的變化；考察螯合前后SDF的體外抗氧化活性的能力，為今后的工業生產及功能性食品的研究開發提供一定的理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小米麩皮 黑龍江省大慶肇州托古小米廠。

α-耐高溫淀粉酶（4萬 U/mL）、中性蛋白酶（6萬 U/mg）、淀粉葡萄糖苷酶（10萬 U/mg） 美國Sigma公司；三氯化鉻（CrCl3·6H2O）、檸檬酸、鹽酸、氫氧化鈉等均為分析純。

1.2 儀器與設備

Aldpha1-2LD plus真空冷凍干燥機 德國Christ公司；RE-52A旋轉蒸發器 上海亞榮生化儀器廠；透析袋（截留分子質量3 500 Da）；GDE-CSF6膳食纖維測定儀（含GDE酶培養消化器和CSF6過濾裝置）意大利VELP公司；FTIR儀 美國Thermo Electron公司；SU1510型SEM 日本日立公司；LC-20AD高效液相色譜、GPC-20A GPC儀、SPM-9500J3 AFM 日本島津公司；TSKgel GMPWXL水相凝膠色譜柱 日本TOSOH公司。

1.3 方法

1.3.1 小米麩皮SDF提取

稱取5.0 g脫脂小米麩皮，按照料液比1∶50加入磷酸鹽緩沖溶液，調節pH值至6.0（使用1 mol/L HCl和1 mol/L NaOH溶液，后同），加入100 μL耐高溫α-淀粉酶，于GDE酶培養消化器中水浴培養25 min，樣品溫度保持在95～100 ℃。調節pH值至7.0，加入100 μL中性蛋白酶溶液，于GDE酶培養消化器中60 ℃條件下處理30 min。調節pH值至4.5，加入100 μL淀粉葡萄糖苷酶，于GDE酶培養消化器中60 ℃條件下處理30 min，用碘液檢測直至不體系變藍為止。滅酶（大于100 ℃、10 min），將酶解后反應物轉移至CSF6過濾裝置中，濾液經離心（4 000 r/min、20 min）、旋轉蒸發濃縮到原液體積的1/4～1/5，然后用4 倍體積的體積分數95%乙醇溶液醇沉12 h（4 ℃），4 000 r/min離心20 min，-108 ℃冷凍干燥8 h得到SDF[17-18]。得到小米麩皮SDF含量為18.56 g/100 g。

1.3.2 小米麩皮SDF的純化

準確稱取小米麩皮SDF 0.5 g，加蒸餾水溶解至100 mL，采用Sevag法脫蛋白，按照V（正丁醇）∶V（三氯甲烷）＝1∶5配制Sevag試劑，加入SDF溶解液體積1/4的Sevag試劑，振搖10 min，離心棄去蛋白層，重復上述操作10 次[19]。用氨水調節小米麩皮SDF溶液pH值至8.5左右，加入體積分數30%雙氧水50 mL進行脫色，于40 ℃下保溫60 min，脫色后小米麩皮SDF溶液用旋轉蒸發儀除去有機試劑，裝入14 000 Da透析袋，自來水透析48 h后再用蒸餾水透析24 h。透析后，濃縮至一定體積，加無水乙醇使乙醇終體積分數達到80%，于4 ℃冰箱中醇沉過夜，再離心分離（9 000 r/min、5 min），沉淀依次用無水乙醇、丙酮、乙醚各洗滌兩次，冷凍干燥（真空度0.095 MPa）至恒質量，即得純化小米麩皮SDF，備用[20]。

1.3.3 SDF-Cr(III)配合物合成

根據Wang Cong等[21]的方法適當修改合成SDF-Cr(III)配合物。取5 g SDF于200 mL蒸餾水中，70 ℃水浴溶解（約20 min），向SDF溶液中滴加一定質量濃度的CrCl3溶液（7.2 mg/mL，共6.5 mL），用2 mol/L HCl溶液或2 mol/L NaOH溶液調節pH值至6.0～10.0。在70 ℃下繼續反應120 min。冷卻后離心（5 000 r/min 10 min），經旋轉蒸發濃縮上清液液為原體積1/4，加入3 倍體積95%乙醇，4 ℃純沉6 h，離心取沉淀加入少量蒸餾水，透析（每6 h取少量透析液，調節pH值至9～10，加入2 mL質量分數30%過氧化氫檢測游離CrCl3殘留量，溶液無黃色時停止透析），冷凍干燥后獲得SDF-Cr(III)配合物。

將上述凍干SDF-Cr(III)配合物1.0 g溶解于50 mL蒸餾水中，利用分光光度法（600 nm）定量Cr(III)[22]。用不同質量濃度CrCl3·6H2O標準溶液繪制標準曲線，計算Cr(III)的質量濃度。SDF-Cr(III)配合物的螯合率按式（1）計算。

式中：初始鉻質量為滴加CrCl3的質量；非螯合鉻質量通過CrCl3·6H2O標準溶液標準曲線計算得到。

1.3.4 掃描電子顯微鏡觀察

使用SEM進行SDF和SDF-Cr(III)樣品的形貌和微觀結構研究。將凍干的SDF和SDF-Cr(III)樣品放在雙面膠帶上并噴涂薄金層。在50.0 kV的加速電壓下采集圖像，SEM放大倍數為1 000[23]。

1.3.5 原子力顯微鏡觀察

將SDF和SDF-Cr(III)分別用去離子水配制為質量濃度1 μg/mL。然后，將5 μL超聲（100 W、3 min）分散后的上述溶液滴加到干凈的云母片上，并在環境氣壓下干燥，使用AFM在室溫下以Tapping模式獲得SDF和SDF-Cr(III)的圖像，并使用SPM-offline 2.2軟件生成三維圖像[24]。

1.3.6 傅里葉變換紅外光譜分析

使用FTIR儀進行分析，將SDF和SDF-Cr(III)（2 mg）分別與200 mg溴化鉀粉末混合并壓片，在4 000～400 cm-1范圍內進行傅里葉變換紅外光譜測定[24]。

1.3.7 分子質量及分布的測定

稱取60 mg樣品于10 mL容量瓶中，用流動相（0.1 mol/L NaNO3+質量分數0.06% NaN3-水溶液）溶解并定容。GPC條件：凝膠色譜柱為TSKgel GMPWXL水相凝膠色譜柱，流速0.6 mL/min，柱溫35 ℃，進樣量20 μL。

1.3.8 高效液相色譜分析

混合標準品溶液配制：精密稱取適量甘露糖、核糖、鼠李糖、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、N-乙酰-氨基葡萄糖、葡萄糖、N-乙酰-氨基半乳糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖、巖藻糖標準品，加水溶解至各標準品質量濃度為50 μg/mL。

混合標準品衍生處理：精確吸取250 μL混合標準品溶液到5 mL EP管中，加入250 μL 0.6 mol/L NaOH溶液、500 μL 0.4 mol/L 1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮-甲醇溶液，70 ℃反應1 h。冷水浴冷卻10 min；加入500 μL 0.3 mol/L HCl溶液中和，再加入1 mL氯仿漩渦振蕩1 min，3 000 r/min離心10 min，小心取上清液，重復上述步驟萃取3 次。上清液用于高效液相色譜分析。

待測樣品水解：精密稱取樣品1.5 g至5 mL安瓿瓶中，加入2.0 mL 2 mol/L三氟乙酸溶液，封管，110 ℃酸解3 h，取出后于干燥箱（79 ℃）揮干三氟乙酸，加2.0 mL水復溶。

樣品溶液衍生處理：精確吸取250 μL樣品水解復溶液到5 mL EP管中，加入250 μL 0.6 mol/L NaOH溶液、500 μL 0.4 mol/L 1-苯基-3-甲基-5-吡唑啉酮-甲醇，70 ℃反應1 h。冷水浴冷卻10 min；加入500 μL 0.3 mol/L HCl溶液中和，再加入1 mL氯仿漩渦振蕩1 min，3 000 r/min離心10 min，小心取上清液，重復上述步驟萃取3 次。取上清液，即得衍生化樣品。

色譜柱：Xtimate C18（4.6 mm×200 mm，5 μm）；柱溫：30 ℃；流速：1.0 mL/min；檢測波長：250 nm；進樣量：20 μL（SDF溶液質量濃度1.24 mg/mL、SDF-Cr(III)溶液質量濃度1.46 mg/mL）；流動相：0.05 mol/L磷酸二氫鉀溶液（pH 6.70）-乙腈（83∶17，V/V）。

1.3.9 體外抗氧化性分析

1.3.9.1 DPPH自由基清除率測定

DPPH自由基清除率測定參照Li等[25]的方法并作適當修改。用無水甲醇配制0.2 mmol/L的DPPH溶液，用去離子水將樣品分別稀釋為1、2、3、4、5、6 mg/mL，以VC溶液作為陽性對照。樣品在室溫下避光30 min，517 nm波長處測定吸光度，每個樣品平行測定3 次。按式（2）計算DPPH自由基清除率。

式中：A1為1 mL樣品+2 mL DPPH-甲醇溶液的吸光度；A2為1 mL樣品+2 mL甲醇的吸光度；A0為1 mL甲醇+2 mL DPPH-甲醇溶液的吸光度。

1.3.9.2 ABTS陽離子自由基清除率的測定

ABTS陽離子自由基清除率測定參照賈雨朦等[26]的方法并作適當修改。用2.6 mmol/L K2S2O8溶液配制獲得7.4 mmol/L ABTS溶液，在室溫下避光保存12 h，制得ABTS儲備液。用磷酸鹽緩沖液稀釋ABTS儲備液直至在734 nm波長處吸光度為0.70±0.02，1 h內用于測定。用去離子水將樣品稀釋為1、2、3、4、5、6 mg/mL，以VC溶液作為陽性對照，取0.2 mL樣品溶液與1.6 mL稀釋的ABTS儲備液混合，暗處反應10 min，于734 nm波長處測定吸光度，每個樣品平行測定3 次。按式（3）計算ABTS陽離子自由基清除率。

式中：A1為0.2 mL樣品+1.2 mL ABTS稀釋儲備液的吸光度；A2為0.2 mL樣品+1.2 mL無水甲醇的吸光度；A0為0.2 mL無水甲醇+1.2 mL ABTS稀釋儲備液的吸光度。

1.3.9.3 羥自由基清除率的測定

羥自由基通常通過Fenton反應產生[27]，其清除率測定參照Huang Xiaoqin等[28]的方法并作適當修改。稱取一定量的待測樣品，將其配制成質量濃度為1、2、3、4、5、6 mg/mL的系列樣品溶液，備用待測。以VC溶液作為陽性對照，取1.0 mL待測樣液，加入1 mL 9 mmol/L FeSO4溶液、1 mL體積分數0.5% H2O2溶液、1 mL 9 mmol/L水楊酸溶液，在37 ℃下水浴30 min，于510 nm波長處測定吸光度，每個樣品平行測定3 次。按式（4）計算羥自由基清除率。

式中：A0為空白對照（不加樣品）在510 nm波長處的吸光度；A1為待測樣品在510 nm波長處的吸光度。

1.3.9.4 總抗氧化能力測定

采用鐵離子還原能力法測定樣品的總抗氧化能力，參照Benzie等[29]的方法并作適當修改?？偪寡趸芰y定溶液由醋酸鹽緩沖溶液（pH 3.6、300 mmol/L）、10 mmol/L 2,4,6-三吡啶基三嗪（40 mmol/L鹽酸溶液配制）和20 mmol/L氯化鐵溶液以體積比10∶1∶1制備。用去離子水將樣品分別稀釋為1、2、3、4、5、6 mg/mL，取100 μL樣液加入5.0 mL總抗氧化能力測定溶液，37 ℃水浴20 min，593 nm波長處測定吸光度，每個樣品平行測定3 次。配制0.2～0.8 mmol/L FeSO4標準液，繪制標準曲線，以FeSO4濃度反映樣品總抗氧化能力。

1.4 數據統計與分析

所有實驗均進行3 次平行，結果以平均值±標準差表示，采用SPSS 22（Duncan法分析差異顯著性）及Excel 2019軟件對數據進行統計分析，用Origin 8.0軟件繪圖。

2 結果與分析

2.1 SDF-Cr(III)配合物的掃描電子顯微鏡觀察結果

由圖1可知，在相同放大倍數下，SDF-Cr(III)表面結構疏松，呈現出多孔性，顯示出多孔的致密蜂窩狀外觀，SDF分子在弱堿環境下，鏈端或支鏈的官能團（如羥基、氨基、羧基等）會由于加入親核試劑而脫水失去氫離子，形成孤電子基團，打破原有的分子穩定性，這時加入Cr3+后形成中心配位離子，從而形成穩定產物SDF-Cr(III)[29]；SDF呈團塊狀，表面較光滑，且無孔洞，表現出分層且緊湊的結構[30]，SDF是由葡萄糖為主要分子枝干形成的大分子結構，一般以氫鍵作用力形成片層鏈狀。兩者結構的變化可能歸因于配位反應在堿性條件下糖苷鍵的斷裂和Cr3+與游離出氫離子的SDF孤電子基團發生絡合反應，產生更多小分子單糖、低聚糖或多糖，使SDF碎片化，發生Cr3+配位反應后，使SDF分子空化作用增強，從而暴露出更多活性基團，聚合成更小的多糖基團，使其結構變得疏松；初步推測SDF為2D片層結構經過絡合反應解聚后重新聚集成3D螺旋狀結構[31]。

圖1 SDF（A）和SDF-Cr(III)SDF-Cr(III)配合物（B）SEM圖Fig. 1 SEM images of SDF (A) and SDF-Cr (III) complexes (B)

2.2 SDF-Cr(III)配合物的原子力顯微鏡分析結果

AFM是一種可視化的掃描探針顯微鏡，是測定樣品表面形態、粒徑和分布的有力工具，這些指標與生物分子的功能特性相關[24,32]。SDF和SDF-Cr(III)的平面圖像和三維AFM圖像如圖2所示。圖2A1和圖2B1分別展示了小米麩皮SDF和SDF-Cr(III)配合物的表面分子形態，結果顯示小米麩皮SDF分子表面上有許多聚集體，而SDF-Cr(III)的分子表面上僅有少量的球狀聚集體。圖2A2、A3和圖2B2、B3分別展示了SDF和SDF-Cr(III)的三維結構，SDF表面形貌崎嶇不平，由許多個不規則的針狀突起組成，這些突起的末端尖銳，表明SDF的結構單元和多糖類似，是相互分支和連接的。這與SEM觀察結果相印證。但是，SDF-Cr(III)的表面形貌變得平坦，僅有一些零星的島嶼狀突起，聚集度有所下降，分子間變得更加分散，這與Guo Yiting等[33]研究結論一致?；谶@些形態學特性，推斷由Cr3+引起的聚集變化影響了SDF的構象、分子質量和生物活性。

圖2 SDF與SDF-Cr(III)配合物AFM圖Fig. 2 AFM images of SDF and SDF-Cr (III) complexes

由圖3可以看出，小米麩皮SDF聚集顆粒顯示出較小的尺寸，高度集中在50～250 nm，絡合反應處理SDF時，由于弱堿性使SDF解聚，和Cr3+發生配位聚集作用，在云母片表面形成了分布均勻且較大的納米聚集體。SDF-Cr(III)顆粒的高度分布在50～350 nm。

圖3 SDF與SDF-Cr(III)配合物高度分布的尺寸直方圖Fig. 3 Height distribution of particle sizes of SDF and SDF-Cr (III) complexes

2.3 SDF-Cr(III)配合物的傅里葉變換紅外光譜分析結果

小米麩皮SDF和小米麩皮SDF-Cr(III)配合物的FTIR如圖4所示，小米麩皮SDF在3 340 cm-1附近的寬吸收峰歸因于羥基的伸縮振動[34]，然而，SDF-Cr(III)配合物在3 340 cm-1處的吸收峰有所減弱并藍移至3 364 cm-1處，推測小米麩皮SDF分子上的羥基可能參與和Cr3+配位，導致羥基形成分子間和分子內氫鍵能力減弱[35]。此外，小米麩皮SDF-Cr(III)配合物的FTIR在530.27 cm-1出現Cr—O的特征吸收峰[36]。小米麩皮SDF在2 923 cm-1附近出現一個較弱的吸收峰，這是由υ（C—H）伸縮振動所引起，而在1 395 cm-1處的吸收峰是由σ（C—H）的伸縮振動所引起。1 617 cm-1處的吸收峰可能與C＝O或σ（—OH）伸縮振動有關[21]，然而，SDF-Cr(III)在1 617 cm-1處的吸收峰明顯有所減弱，且藍移至1 634 cm-1，推測C＝O或σ（—OH）可能與Cr3+發生配位反應。SDF在1 089 cm-1處出現吸收峰，是由C—O—C中C—O的伸縮振動和C—O—H的O—H變角振動所引起[37]，表明小米麩皮SDF由吡喃糖苷組成，并且SDF-Cr(III)在1 089 cm-1處的吸收峰有所減弱，紅移至1 100 cm-1處，推測C—O—C中的C—O或C—O—H的O—H在堿性環境中形成孤電子基團，與Cr3+發生配位反應。以上FTIR結果可以說明小米麩皮SDF的化學官能團和多糖類物質及其相似，和多糖一樣能夠發生鉻離子螯合反應[38]。

圖4 SDF、SDF-Cr(III)配合物傅里葉變換紅外光譜掃描圖Fig. 4 Fourier transform infrared spectra of SDF and SDF-Cr(III) complexes

2.4 SDF-Cr(III)配合物的分子質量分布分析結果

由圖5可看出，SDF和SDF-Cr(III)在17 min前都有兩個主要組分的峰（17 min以后的峰是容器或溶劑中的小分子雜質峰，不在有效范圍內，故不作考慮），SDF在保留時間為13.393 min時出現第一個峰，峰所占面積為13.65%，分子質量為2.43×104Da；保留時間為15.199 min時出現第二個峰，峰所占面積86.35%，分子質量為0.2×104Da。SDF-Cr(III)在保留時間為13.487 min時出現第一個峰，峰所占面積94.39%，分子質量為2.14×104Da；保留時間為15.155 min時出現第二個峰，峰所占面積5.61%，分子質量為0.21×104Da；綜上可知，SDF和SDF-Cr(III)都包含兩部分峰，SDF中分子質量0.2×104Da占主體，分子質量2.43×104Da占少數，而SDF-Cr(III)配合物分子質量2.14×104Da占主體，分子質量0.21×104Da占少數，說明在絡合反應之前，SDF分子以鏈狀多分支結構連接，而絡合反應以Cr3+為中心離子發生配位后，使SDF分子聚集在一起，形成三維結構更強的分子結構。也可能是弱堿性的環境使SDF大分子發生糖苷鍵斷裂，降解為更多可溶性小分子，當加入Cr3+后，與其發生絡合反應。

圖5 SDF（A）和SDF-Cr(III)（B）配合物的凝膠柱圖譜Fig. 5 Gel permeation profiles of SDF (A) and SDF-Cr(III) complexes (B)

圖6為小米麩皮SDF和SDF-Cr(III)配合物的分子質量分布結果。修飾前后小米麩皮SDF各有兩個組分，分別為10.11×104～0.52×104、0.64×104～0.03×104Da和306.88×104～0.05×104、27.33×104～0.34×104Da。

圖6 SDF（A）與SDF-Cr(III)配合物（B）的分子質量分析圖Fig. 6 Molecular mass analysis of SDF (A) and SDF-Cr (III) complexes (B)

表1為修飾前后小米麩皮SDF的分子質量分布結果。為了比較SDF和SDF-Cr(III)配合物之間的變化，主要看整體峰（不分峰）分子質量的變化，出峰越早，分子質量越大，計算得到SDF的mn＝0.195×104Da、mw＝0.940×104Da、D＝4.81，SDF-Cr(III)的mn＝0.742×104Da、mw＝4.708×104Da、D＝6.35。由分布寬度指數D可知該組分在這一范圍內分子質量的分布寬度及是否分散均勻，D＜10時，是均一分子質量的聚合物，D＞10且越大表明其分子質量分布越寬，分散程度越大，由SDF和SDF-Cr(III)分布寬度指數D可知，SDF-Cr(III)分子質量偏大的分子占主體，分布較寬；然而分子質量較小的分子分布寬度指數接近1，分布較窄；這和分布曲線和微分曲線對應，近似正態分布。從各峰分布寬度指數可以看出都小于10，分子質量分布較均勻[39]。

表1 SDF與SDF-Cr(III)配合物分子質量測定結果Table 1 Determination of molecular masses of SDF and SDF-Cr (III) complex

2.5 單糖組成分析結果

由圖7可知，兩種SDF單糖種類未發生明顯變化，單糖物質的量比有明顯變化，主要的單糖分別為葡萄糖、半乳糖、甘露糖、阿拉伯糖、半乳糖醛酸、木糖、鼠李糖、核糖、巖藻糖（SDF-Cr(III)中未檢測出）、葡萄糖醛酸。如表2所示，SDF-Cr(III)中每一個單糖相對含量比SDF都有所增加，其中，葡萄糖相對含量增加4.11%、半乳糖相對含量增加4.49%、甘露糖相對含量增加1.08%、阿拉伯糖相對含量增加2.12%、半乳糖醛酸相對含量增加0.65%、木糖相對含量增加2.12%、鼠李糖相對含量增加0.41%、核糖相對含量增加0.19%、葡萄糖醛酸相對含量增加0.37%，但是改性后SDF-Cr(III)配合物中沒有巖藻糖，可能是其參與了反應，發生降解。造成這種情況的可能原因是螯合反應在弱堿性條件下既破壞了SDF分子中雙糖、寡糖、多糖的糖苷鍵，溶解出更多的水溶性小分子單糖、低聚糖或多糖，又使SDF分子中羥基、羧基、氨基等官能團游離出氫離子，形成孤電子基團，與Cr3+發生配合反應，從而增加了單糖的相對含量。這與張聰[40]對苦瓜多糖-Cr(III)配合物的研究結果一致。此外，結合分子質量顯著增加（從0.940×104Da達到4.708×104Da）的結果，初步表明成功合成了一種新型小米麩皮SDF-Cr(III)配合物。

表2 SDF與SDF-Cr(III)配合物單糖含量Table 2 Monosaccharide contents in SDF and SDF-Cr (III) complexes

圖7 混合標準品（A）、SDF（B）與SDF-Cr(III)配合物（C）高效液相色譜圖Fig. 7 High performance liquid chromatograms of mixed monosaccharide standards (A), SDF (B) and SDF-Cr (III) complexes (C)

2.6 體外抗氧化能力分析結果

由圖8可知，小米麩皮SDF-Cr(III)配合物DPPH自由基、ABTS陽離子自由基、羥自由基清除率以及總抗氧化能力都顯著高于SDF。其中，當VC質量濃度最低時，DPPH自由基清除率和羥自由基清除率已經達到最高。當質量濃度最高時，SDF-Cr(III)對DPPH自由基清除率和羥自由基清除率分別達到78.6%、92.45%，ABTS陽離子自由基清除率和總抗氧化能力分別達到68.42%、0.68 mol/mL。因為SDF-Cr(III)配合物由單糖組分可知較SDF有更多的還原糖和糖醛酸，同時SDF-Cr(III)配合物結構疏松多孔。Yan Jingkun等[41]認為SDF的抗氧化活性與碳水化合物中的還原糖、糖醛酸含量、分子質量大小以及結構有關?？偪寡趸芰y定結果表明，當質量濃度達到最大時，SDF和SDF-Cr(III)的FeSO4當量濃度分別為0.34、0.68 mol/mL，SDF-Cr(III)的總抗氧化能力顯著高于SDF。這可能與半乳糖和巖藻糖的含量有關，這與張啟月[42]的研究結論一致。Su Yue等[43]證實4 種木耳多糖的巖藻糖和半乳糖含量會同時影響樣品的總抗氧化能力，并且總抗氧化能力與巖藻糖含量顯著負相關，與半乳糖含量負相關。結合自由基學說，巖藻糖和半乳糖含量增多，導致自由基累積，自由基過氧化反應增強，抗氧化作用失衡，引起氧化應激。SDF-Cr(III)配合物中Cr3+具有清除活性氧或活性氮等自由基能力，從而可以提高某些酶活力，間接提高總抗氧能力。制備SDF-Cr(III)配合物的目的是引入活性因子Cr3+，清除累積的自由基，從而達到緩解氧化應激，提高總抗氧能力的目的。

圖8 SDF與SDF-Cr(III)配合物體外抗氧化能力Fig. 8 In vitro antioxidant capacity of SDF and SDF-Cr (III) complexes

3 結 論

本研究合成得到了小米麩皮SDF-Cr(III)配合物，利用SEM、FTIR、AFM對小米麩皮SDF和SDF-Cr(III)配合物進行結構表征。SEM結果表明：SDF呈團塊狀，表面較光滑且無孔洞，表現出分層且緊湊的結構；SDF-Cr(III)表面結構疏松，顯示出具有多孔的致密蜂窩狀外觀。AFM結果表明：SDF的表面形貌崎嶇不平，由許多個不規則的針狀突起組成，表面形貌變得平坦，有一些零星的島嶼狀突起，聚集度有所下降，分子間變得更加分散均勻；SDF顆粒的高度為50～250 nm，SDF-Cr(III)顆粒的高度為50～350 nm。FTIR結果表明：羥基、酯基、羰基等活性官能團伸縮振動減弱，特征吸收峰位置發生藍移，在530.27 cm-1處有Cr—O伸縮振動，表明SDF與Cr3+結合形成配合物。采用常溫GPC和高效液相色譜分析了小米麩皮SDF和SDF-Cr(III)配合物分子質量分布及單糖組成，結果發現：SDF與Cr3+發生配位反應后，SDFmn＝0.195×104Da、mw＝0.940×104Da、D＝4.81，SDF-Cr(III)mn＝0.742×104Da、mw＝4.708×104Da、D＝6.35，表明SDF分子聚集在一起，形成三維結構更強的分子結構；SDF-Cr(III)單糖相對含量高于SDF。體外抗氧化實驗表明，SDF-Cr(III)具有較好的DPPH自由基清除能力、ABTS陽離子自由基清除能力、羥自由基清除能力和總抗氧化能力。綜上，初步認為小米麩皮SDF-Cr(III)配合物具有進一步研究的價值，可用于開發降糖醫藥保健品。