1、藜麦粉营养成分及抗氧化活性研究任妍婧 1 谢薇 1 江帆 1 郭颖 1 聂刚 1 王华 2 梁鸡保 3 杜双奎 1, *(西北农林科技大学食品科学与工程学院 1,杨凌 712100)(渭南市食品执法监察支队 2,渭南 714000)(神木市农业技术推广中心 3,神木 719300)摘 要:以不同藜麦品种的原粮粉与脱皮粉为实验材料,对其主要营养成分、总酚、总黄酮含量及抗氧化活性进行测定。结果表明,不同藜麦品种的营养成分存在一定差异。3 种原粮粉的粗蛋白、总淀粉含量显著低于脱皮粉,灰分含量显著高于脱皮粉(P 0.05);原粮粉与脱皮粉的之间的粗脂肪、粗纤维含量没有较明显的差异。原粮粉中总酚、总黄酮
2、及皂甙含量均高于脱皮粉,格尔木原粮粉的总酚(1.70mg GRE/g)、总黄酮(2.08mg RE/g)及皂甙(10.38mg OAE/g)含量最高,海藜脱皮粉的总酚(1.13mg GRE/g)、总黄酮(0.76mg RE/g)及皂甙(6.55mg OAE/g )含量最低。不同品种间脱皮粉及原粮粉的抗氧化活性存在显著差异(P 0.05),藜麦原粮粉提取物的总抗氧化能力、 DPPH清除能力、ABTS+清除能力、铁离子还原力(FRAP)均显著高于脱皮粉(P 0.05)。关键词:藜麦;营养成分;原粮粉;脱皮粉;抗氧化活性中图分类号:TS201.2 文献标识码:A 文章编号:Comparison on
3、 Nutritional Components and Antioxidant Activities of Quinoa FlourRen Yanjing1 Xie Wei1 Jiang Fan1 Guo Ying1 Nie Gang1 Wang Hua2 Liang Jibao3 Du Shuangkui1, *(College of Food Science and Engineering, Northwest A there were not obvious differences in the contents of crude fat and crude fiber between
4、whole flour and pearled flour. Total phenolics, total flavonoids and saponins in whole quinoa flour were higher than the pearled quinoa flour, the total phenolics (1.70mg GRE/g), total flavonoids (2.08mg RE/g), and saponins (10.38mg OAE/g) of whole flour of Geermu were the highest, while the pearled
5、 flour of Haili showed the lowest total phenolics (1.13mg GRE/g), total flavonoids (0.76mg RE/g), and saponins (6.55mg OAE/g). There were significant differences of antioxidant activities in different cultivars for whole flour and pearled flour (P 0.05). There were significantly higher total antioxi
6、dant activities, DPPH and ABTS+ scavenging capacities and ferric-reducing ability of plasma (FRAP) in whole flour extraction for three cultivars of quinoa (P 0.05).Key words: quinoa; nutritional components; whole flour; pearled flour; antioxidant activity藜麦(Chenopodium quinoa Willd.),苋科藜属双子叶植物,又称南美藜
7、、奎藜、藜谷、灰米等,原产于南美洲安第斯山区,其籽粒是印加土著居民的主要传统食物,印加人称之为“粮食之母” 1-2。由于藜麦富有较全面的营养,富含蛋白质、矿物质、氨基酸、纤维素及维生素等营养物质,因此美国航空航天局 (NASA) 将藜麦列为一种理想的 “太空粮食” 3。联合国国际粮农组织( FAO) 确认藜麦是唯一一种能满足人体基本营养需求的单体植物,并正式推荐其为最适宜人类的完美“全营养食品”,称之为“ 超级谷物 ”4。目前,欧洲、非洲及亚洲已对藜麦进行推广试验性种植,在我国陕西、山西、甘肃、青海及吉林等地已广泛种植藜麦 5。藜麦中含有多种生物活性物质,包括多酚、类黄酮、植酸、胆碱、植物甾醇
8、及皂甙等,具有较强的抗氧化能力 6-7。藜麦中皂苷和类黄酮物质的存在使其具有抗炎、抗菌和增强免疫性的作用 8-9。李玉英等 10报道不同藜麦的抗氧化性有差别,深色藜麦具有更高的黄酮含量和抗氧化活性。Abderrahim 等 11研究发现藜麦种子中的黄酮、多酚含量较高,具有高于其他谷物的抗氧化能力。藜麦活性物质含量受加工处理方式的影响而变化,干燥温度的升高会导致酚类物质含量的下降 12;煮沸处理会使其抗氧化能力明显降低 13;发芽处理会使多酚含量及抗氧化能力明显提高 14。Gmez-Caravaca 等 15研究发现对藜麦进行 30%脱皮处理可去除大量皂甙并降低酚类物质含量。目前,我国藜麦的研究
9、尚处于起步阶段,对藜麦的营养价值及活性物质应用的研究相对较少。本研究以不同藜麦品种的原粮粉与脱皮粉为实验材料,对其主要营养成分及抗氧化活性进行分析,以期为藜麦的开发和利用提供依据。1 材料与方法1.1 实验材料“海藜”、“格尔木 ”、“甘南” 3 种藜麦原粮籽粒和脱皮籽粒均由陕西赛越食品有限公司提供,分别收集于福建、青海及甘肃省,其中脱皮籽粒由 TM-05 Taka-Yama 型脱皮机(台湾瀚广机械有限公司)对原粮籽粒脱皮得到,脱皮率为 20%。所有藜麦籽粒粉碎过 60 目筛,收集筛下物 4保存备用。1.2 实验方法1.2.1 营养成分测定水分参照 GB 5009.32016 测定,灰分参照
10、GB 5009.42010 测定,粗脂肪参照 GB/T 64331994 测定,粗纤维参照 GB/T 64341994 测定,粗蛋白参照 GB/T 64321994 测定,总淀粉采用 Megzyme 试剂盒测定。1.2.2 提取液制备参照高凯等 16和 Nithiyanantham 等 17的方法并稍作改动。准确称取 1.0 g 藜麦粉于 50 mL 塑料离心管中,加入 45 mL 60 %(V/V )乙醇,将离心管置于 50 、100 W 条件下超声提取 1 h,将混合物在 3800g 条件下离心 15 min,收集上清液。残渣用 70% 丙酮重复提取一次,合并两次上清液,用旋转蒸发仪在 5
11、0 、80r/min 条件下旋转浓缩,用 0.22 m有机膜过滤,密封、放置在-18 保存备用。1.2.3 总酚含量测定参考 Dini 等 13的方法并略有改动。吸取 100 L 提取液,与 1mL Folin-Ciocalteu 试剂混匀,加入 3 mL 10% Na2CO3,加蒸馏水至 10 mL,室温静置 1 h,在 765nm 处测定吸光值。以没食子酸为标准品绘制标准曲线,总酚含量表示为 mg 没食子酸/g (mg GRE/g)。1.2.4 总黄酮含量测定吸取 5mL 提取液,加入 5% 的 NaNO2 溶液 0.5 mL,混匀后放置 6 min,然后加入0.5 mL 的 10%的 A
12、l(NO3)3 溶液,摇匀后放置 6 min,最后加入 4%的 NaOH 溶液 4mL,摇匀,用 60 % 乙醇定容至 25 mL,室温反应 20 min,测定 510 nm 波长下反应液吸光值,以芦丁为标准品绘制标准曲线,总黄酮含量表示为 mg 芦丁 /g(mg RE/g )。1.2.5 皂甙含量测定参考任卓伟 18等的方法并稍作改动。吸取 100 L 提取液置于干燥的蒸发皿中,60水浴蒸干,取出。依次加入 5%香草醛冰醋酸溶液 0.2 mL 和高氯酸 0.8 mL,摇匀,于 60水浴保温 10 min,取出。冷却后加入 4 mL 冰醋酸溶液,静置 15 min,于 560nm 处测定吸光值
13、。以齐墩果酸为标准品绘制标准曲线,皂甙含量表示为 mg 齐墩果酸/g (mg OAE/g )。1.2.6 总抗氧化能力测定采用 T-AOC 试剂盒测定,结果表示为 U/g。1.2.7 DPPH清除率测定参考 Brandwilliams 等 19方法并稍作改动。吸取提取液 0.5 mL 于 10 mL 离心管中,加入 2 mL 210-4mol/L DPPH,再加入 2.5 mL 甲醇,充分混合,避光静置 30 min,于 517 nm波长处测定其吸光度(A 样品 )。同时测定 2 mL 210-4 mol/L DPPH 溶液与 3 mL 无水甲醇混合液的吸光度(A 空白 ),0.5 mL 提取
14、液与 4.5 mL 无水甲醇混合液的吸光度( A 背景 ),按照如下公式计算提取液对 DPPH的清除率。10%率/ DPH空 白 背 景样 品空 白 )(清 A1.2.8 ABTS+清除率测定参照 Guedes 等 20的方法并略有改动。吸取提取液 100 L,加入 3mL ABTS 工作液,混合均匀,室温下避光反应 6 min,734 nm 波长处测定吸光度。根据如下公式计算提取液对 ABTS+的清除率。 10%/ABTS20A清 除 率式中,A 0 为空白管的吸光度;A 1 为样品管的吸光度;A 2 为甲醇代替 ABTS 工作液测定吸光度1.2.9 铁离子还原力(ferric-reduci
15、ng ability of plasma,FRAP )测定参照 Benzie 和 Strain 的方法 21并稍作改动。FRAP 工作液现用现配,将 300 mmol/L pH 3.6 的乙酸钠缓冲液、10 mmol/L TPTZ 溶液(用 40 mmol/L HCl 溶液配制)、20 mmol/L FeC136H20 溶液按 10:1:1(V/ V)比例混合,得到 FRAP 工作液。吸取 500 L 提取液,加入FRAP 工作液 5 mL,充分混匀,37 水浴 30 min,于 593 nm 波长处测定吸光度。同样,按照上述方法,以 FeS047H20 标准溶液代替样品绘制标准曲线,FeSO
16、 47H2O 浓度与吸光度之间具有高度显著的线性关系,标准曲线为 y=0.0009x + 0.0246,R 2=0.9933。1.3 数据处理采用 SPSS 20.0 软件统计分析,数据结果以平均值标准差表示,样品间显著性差异用Duncan 法进行多重比较(P 0.05)。2 结果与分析2.1 营养成分藜麦粉基本营养成分测定结果见表 1。由表 1 可知,不同藜麦粉在总淀粉、粗蛋白、粗脂肪以及灰分含量上有显著差异(P 0.05)。藜麦粉总淀粉含量低于水稻( 75%)和玉米(69% ),粗蛋白含量接近于小麦( 13.68%),高于水稻( 6.81%)和玉米(9.42%),粗脂肪含量高于小麦(2.4
17、7% )、水稻(0.55% )、大麦( 1.3%),粗纤维含量接近于水稻(2.8% ),低于小麦(10.7%)和玉米(7.3%),灰分含量均高于小麦(1.13%)、玉米(0.67% )、水稻(0.19%) 4。3 种原粮粉中的淀粉、粗蛋白含量显著低于脱皮粉,而灰分含量显著高于脱皮粉(P 0.05),这表明淀粉、蛋白主要存在于籽粒内部的外胚乳及胚中,而矿物元素存在于皮层中 22-23。藜麦粉淀粉、蛋白质、脂肪、纤维素及灰分含量的差别与藜麦品种、生长环境的不同有关。表 1 藜麦粉主要营养成分样品 水分( %) 淀粉(%) 粗蛋白(% ) 粗脂肪(% )粗纤维(% )灰分(% )原粮粉 9.56 0
18、.11c 51.16 1.36cd 12.63 0.13c 3.96 0.06c 3.13 0.20a 3.45 0.04a 海藜脱皮粉 9.39 0.06d 61.69 1.89a 14.22 0.25a 4.01 0.21c 2.23 0.15b 2.55 0.00c原粮粉 9.13 0.02e 57.27 1.56b 11.63 0.17d 5.38 0.19b 2.23 0.11b 2.87 0.03b格尔木脱皮粉 9.18 0.05e 62.59 1.71a 12.33 0.05c 6.02 0.08a 2.19 0.22b 1.89 0.11e原粮粉 10.660.06a 49.8
19、8 1.85d 12.55 0.15c 5.93 0.18a 2.14 0.11b 2.99 0.07b甘南脱皮粉 10.100.03b 54.01 1.45c 13.14 0.13b 5.38 0.10b 2.19 0.04b 2.32 0.02d注:表中数值为平均值标准差(n=2),同一列中不同字母表示有显著性差异(P 0.05)。余同。2.2 总酚及总黄酮含量藜麦原粮粉、脱皮粉的总酚含量如表 2 所示。由表 2 可以看出,不同品种藜麦粉间的总酚、总黄酮含量差异显著(P 0.05)。格尔木原粮粉的总酚、总黄酮含量最高,海藜脱皮粉最低。藜麦原粮粉总酚、总黄酮含量均高于脱皮粉。Gmez-Car
20、avaca 等 15研究发现,相比原粮籽粒,30%脱皮的藜麦籽粒,其游离酚和结合酚含量分别降低 21.5% 和 35.2%,而黄酮类化合物含量则降低 16.3% 66.6%;Hemalatha 等 24研究发现,藜麦原粮粉的总酚、总黄酮含量分别高于 30%脱皮藜麦粉 30%、40%。本研究中海藜、格尔木、甘南脱皮粉的总酚含量分别低于原粮粉的 14.4%、26.5% 、12.1%,黄酮含量分别低于原粮粉的14.6%、 8.7%、 4.1%,差异程度均低于他人报道,这可能与藜麦品种、脱皮程度及提取方法的不同有关。2.3 皂甙含量藜麦粉总皂甙含量如表 2 所示。由表 2 可看出不同品种藜麦粉的总皂甙
21、含量具有显著差异(P 0.05)。皂甙含量最高和最低的分别是格尔木原粮粉、海藜脱皮粉,3 种原粮粉的总皂甙含量均高于脱皮粉。任卓伟等 18的研究结果表明,藜麦原粮中的皂甙含量为10.71 mg OAE/g,与本研究结果相近;Gmez-Caravaca 等 15的研究结果表明,对藜麦进行20%脱皮会使其皂甙单体含量减少 20% 50%,略高于本研究结果,这可能与藜麦品种、提取方法及检测方法的不同有关。表 2 藜麦粉总酚、总黄酮及皂甙含量样品 总酚(mg GAE/g) 总黄酮 (mg RE/g) 皂甙 (mg OAE/g)原粮粉 1.32 0.03c 0.89 0.07d 8.62 0.62b海藜
22、脱皮粉 1.13 0.02d 0.76 0.03e 6.55 0.46c原粮粉 1.70 0.07a 2.08 0.03a 10.38 0.44a格尔木脱皮粉 1.25 0.06cd 1.90 0.02b 8.49 0.39b甘南 原粮粉 1.49 0.02b 1.47 0.03c 9.15 0.23b脱皮粉 1.31 0.06c 1.41 0.03c 8.89 0.44b注:按每 g 藜麦粉计算,总酚含量以没食子酸计,总黄酮含量以芦丁计,皂甙含量以齐墩果酸计。2.4 总抗氧化能力由图 1 可看出,3 个品种原粮粉提取物的总抗氧化能力均显著高于脱皮粉(P 0.05)。原粮粉的总抗氧化能力约为脱
23、皮粉的 2 倍。甘南藜麦原粮粉、脱皮粉提取物的总抗氧化能力最高明显高于其他品种;而海藜藜麦粉相对较低。格尔木原粮粉的总酚、总黄酮以及总皂甙含量均相对最高,但总抗氧化能力低于甘南原粮粉,这可能与藜麦粉提取物中抗氧化物质的存在方式、组成结构及种类有关 25;甘南原粮粉可能含有其他皂甙单体等活性物质,从而影响提取物的抗氧化能力 26。ebafd c海 藜 格 尔 木 甘 南050100150200250300350原 粮 粉脱 皮 粉总抗氧化能力(U/g)图 1 藜麦粉提取物总抗氧化能力2.5 DPPH清除率的测定藜麦粉提取物的 DPPH的清除率如图 2 所示。3 个品种原粮粉提取物的 DPPH清除
24、能力率均显著高于脱皮粉提取物(P 0.05),这与藜麦原粮粉中的总酚、总黄酮、皂甙含量均高于脱皮粉有关(表 2)。Abderrahim 等 11研究表明,酚类物质的含量直接影响提取物的 DPPH清除率。甘南原粮粉的总酚、总黄酮及皂甙含量低于格尔木原粮,但甘南原粮提取物的 DPPH清除率显著高于其他品种,这可能与藜麦中水溶性抗氧化提取物的结构和种类有关 27。cbaed d海 藜 格 尔 木 甘 南0;Re10(0)0;Re12(0)0;Re14(0)0;Re16(0)0;Re18(0)0;Re20(0)0;Re22(0)0;Re24(0)原 粮 粉脱 皮 粉DPPH清除率(%)图 2 藜麦粉提
25、取物 DPPH清除率2.6 ABTS+清除率藜麦粉提取物的 ABTS+清除率在如图 3 所示。3 个品种的原粮粉提取物的 ABTS+清除率均显著高于脱皮粉提取物(P 0.05),其中 ABTS+清除率最高的是格尔木原粮粉(28.94%),最低的是海藜脱皮粉( 9.89%),这表明藜麦粉的总酚、总黄酮、皂甙含量对藜麦粉提取液的 ABTS+清除率具有重要影响。程安玮等 28对 4 种豆类的 ABTS+清除率进行研究,结果表明游离态提取物的 ABTS+清除率明显低于结合态提取物。藜麦中酚类物质的存在方式可能会影响其提取物的 ABTS+清除率。dabebc海 藜 格 尔 木 甘 南0510152025
26、3035原 粮 粉 脱 皮 粉ABTS+清除率(%)图 3 藜麦粉提取物 ABTS+清除率2.7 铁离子还原力藜麦粉提取物的铁离子还原力(FRAP)如图 4 所示。3 个不同品种的原粮粉、脱皮粉提取物的 FRAP 存在显著差异(P 0.05),其中原粮粉提取物的 FRAP 均高于脱皮粉,格尔木原粮粉的 FRAP 最高,海藜脱皮粉的 FRAP 最低。由表 2 可知,格尔木原粮粉的总酚、总黄酮及皂甙含量相对最高,海藜脱皮粉相对最低,这表明藜麦粉的总多酚、总黄酮及皂甙含量直接影响藜麦粉提取物的 FRAP。dabcebc海 藜 格 尔 木 甘 南051015202530原 粮 粉 脱 皮 粉铁离子还原
27、力(FRAP)(mol/g)图 4 藜麦粉提取物铁离子还原力3 结论“海藜”、“格尔木 ”、“甘南”3 种藜麦中的总淀粉、粗蛋白、粗脂肪、粗纤维、以及灰分含量均存在显著差异。脱皮粉的总淀粉、粗蛋白含量均显著高于原粮粉,灰分含量显著低于原粮粉。藜麦原粮粉中的总多酚、总黄酮及皂甙含量均高于脱皮粉,其中格尔木原粮粉的总多酚、总黄酮、皂甙含量相对最高,海藜脱皮粉的含量相对最低。3 个品种原粮粉提取物的总抗氧化能力、DPPH、ABTS +清除率及 FRAP 均高于脱皮粉,藜麦粉的总酚、总黄酮、皂甙含量直接影响其提取物的抗氧化能力。品种间营养成分及抗氧化活性差异由产地及生长环境等因素造成。本研究结果可为藜
28、麦的营养品质、抗氧化性研究及植物化学物质的资源利用提供理论依据。参考文献1 肖正春, 张广伦. 藜麦及其资源开发利用J. 中国野生植物资源, 2014, 33(2):62-66XIAO Z C, ZHANG G L. Development and utilization of Chenopodium quinoa WilldJ. Chinese Wild Plant Resources, 2014, 33(2):62-662 BHARGAVA A, SYDHIR S, OHRI D. Chenopodium quinoa: an Indian perspectiveJ. Industrial
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