苦荞抗氧化活性研究

2013-01-26周海媚黄丹丹杜木英

中国酿造 2013年6期

李谣，周海媚，黄丹丹，杜木英

（西南大学食品科学学院国家食品科学与工程实验教学示范中心，重庆 400715）

荞麦（Fagopyrum esculentumMoench）属寥科，是一种医食兼用的作物，主要有甜荞（Common Buckwheat）和苦荞（Tartary Buckwheat）2个栽培种[1]。其中苦荞营养丰富，含有丰富的蛋白质、脂肪、维生素、矿物质元素，尤其富含生物活性物质——黄酮类化合物，其黄酮含量比甜荞高10～100倍[2～3]。《本草纲目》中有记载：苦荞麦性味苦、平、寒，有益气力、续精神、利耳目、降气宽肠健胃之功效；现代医学研究表明，苦荞具有降血糖[4]、降血脂[5]、降血压[6]、抗氧化[7]及治疗心脑血管疾病等作用。我国苦荞十分资源丰富，栽培面积30多万公顷，总产约30万t，居世界第一[8]。随着人们生活水平的提高，苦荞逐渐走进了人们的视线，出现在人们日常生活中。目前，国内外专家也已经对苦荞的营养价值、保健功能及其开发利用进行了大量研究。

1 苦荞抗氧化活性成分

1.1 黄酮

黄酮类化合物具有各种不同取代情况的酚羟基，分子中心的α、β不饱和吡喃酮使其表现出抗氧化活性[9]，相比于其他外源性抗氧化剂，黄酮类化合物具有无毒、安全的特点，是一种天然抗氧化剂。苦荞含有丰富的黄酮类化合物，这是其他谷物所没有的。

目前，国内外工作者已经从苦荞中分离提取出多种黄酮化合物。KIM SJ等[10]从日本北海道Hokkai T8苦荞芽中分离鉴定出6种黄酮类化合物：荭草苷、异荭草苷、牡荆苷、异牡荆苷、芦丁、槲皮素；EGUCHI K等[11]从日本熊本Rotundatum苦荞植株中分离出矢车菊-3-O-葡萄糖苷、矢车菊素-3-O-芸香糖甙；李丹[12]在四川苦荞籽粒中发现了芦丁、槲皮素、槲皮素-3-芸香糖葡萄糖苷、山奈酚-3-芸香糖苷四种黄酮类化合物，又在后期研究中发现槲皮素-3-芸香糖双葡萄糖苷；田龙[13]从河南苦荞中分离提取出木犀草素；孙博航等[14]也从山西苦荞籽粒中发现了原儿茶素。

研究发现，苦荞品种不同，其黄酮组成和含量不同。彭镰心等[15]对17种不同品种苦荞的黄酮含量进行了检测，结果显示，美姑苦荞的黄酮含量最高，为2.40%，川荞1号最低，为1.54%；徐宝才等[16]研究发现，四川苦荞与山西苦荞黄酮组成类似，但四川苦荞中芦丁含量最高，而山西苦荞的槲皮素含量相对较高。苦荞在不同生育期时期，其各个器官和组织的黄酮含量也不同。赵玉平等[17]通过对山西苦荞各器官组织中黄酮含量检测发现，黄酮含量顺序为花（6.28%）＞叶（5.39%）＞粉（2.31%）＞籽（2.13%）＞茎（1.25%）＞壳（1.06%）＞根（0.51%）；朱友春等[18]对九江苦荞、会宁苦荞、凉荞1号苦荞进行了不同生育期黄酮含量的检测，结果表明，3种苦荞从苗期至籽粒成熟期的黄酮含量呈现出低—高—低的变化趋势，即从苗期至孕蕾期逐渐下降，孕蕾期至始花期逐渐升高，又于盛花期开始下降，直至成熟期达到最低。

1.2 多酚

多酚是分子中具有多个羟基的酚类物质总称，广泛存在于植物界中，其不仅具有很强的清除自由基能力，还可以通过络合过渡金属离子、抑制氧化酶等起到抗氧化作用[19]。

苦荞中多酚含量丰富，高于一般谷物和水果。徐元元等[20]对多种杂粮和主粮的多酚含量进行测定，结果表明，多酚含量：苦荞＞甜荞＞燕麦＞薏米＞玉米＞小米＞粳性糜米＞小麦＞糯性糜米＞大米。SUN J等[21]对苹果、桔子、梨、香蕉、桃的多酚进行测定，结果表明，苹果多酚含量最高，为296.3mg/100g，梨含量最低，为70.6 mg/100g。芦淑娟等[22]测得苦荞种籽多酚含量为1751.54 mg/100g，为以上水果多酚含量高6～25倍。

ADOM KK等[23]证实了大米、小麦、燕麦和玉米中的多酚物质是以结合酚为主的，而苦荞不同，苦荞中的多酚是以自由酚为主要形式存在的，占其多酚含量的96%[24]。芦淑娟等[25]研究发现，不同粒径苦荞粉中自由酚含量不同，其含量在苦荞种子中由内到外呈下降趋势，其中60～80目部分所占比例最高。李海萍等[26]研究发现，苦荞不同部位的多酚含量也不同，苦荞叶粉＞苦荞麸粉＞苦荞全粉，而且与莴笋、水芹、银杏、马齿苋、茶等植物叶片相比，苦荞叶片在多酚含量上有明显的优势。

1.3 蛋白质

苦荞蛋白质含量丰富，达13.4%[27]，含有20种氨基酸，包括人体所必需的8种氨基酸，其中绝大多数必需氨基酸含量都高于一般粮食作物（如大米、小麦和玉米），尤其以一般植物缺乏的赖氨酸和精氨酸最为丰富；其赖氨酸含量是大米的2.49倍，小麦粉的2.63倍，黄玉米的2.24倍；精氨酸含量是大米1.86，小麦粉的2.20，是一种组成合理、营养均衡的蛋白质[28]。

张政阁等[29]从苦荞中制备出苦荞蛋白复合物（TBPC）：蛋白质含量为63.4%、脂肪12.7%、碳水化合物10.2%、灰分3.5%、粗纤维0.4%、水分9.8%，其中必需氨基酸和半必需氨基酸占总氨基酸45.8%左右；通过动物实验证明，TBPC能显著提高机体内抗氧化酶的活性水平，对机体内的脂质过氧化物也有一定的清除作用，具有良好的抗氧化活性及延缓衰老的功能。

2 苦荞原料各部分的抗氧化功能研究现状

现代医学研究证明，衰老、癌症及炎症等疾病与体内脂质过氧化和自由基有着直接的关系，自由基会使体内的脂质和蛋白质发生链式反应，造成相关细胞结构与功能的损坏，其氧化产物和中间产物也会导致生物膜、酶、组织、基因等损伤，使人体发生病变[30]。苦荞含有多种抗氧化活性物质，具有很强的清除自由基的能力和抗氧化功能。目前，国内研究工作者已经对苦荞抗氧化功能做了大量体外自由基清除实验和体内实验。

2.1 苦荞种子的抗氧化功能研究

杨红叶等[24]选取ABTS+·、DPPH·两个水溶性抗氧化体系及β-胡萝卜素-亚油酸脂溶性抗氧化体系对苦荞种子中多酚的抗氧化活性进行综合评价，研究发现，在3种抗氧化模型中，苦荞均表现出较好的抗氧化活性。

李丹[9，31]将苦荞黄酮作用于猪油和亚油酸体系中，对其抗氧化活性进行研究，结果表明，在猪油体系中，含槲皮素较多的苦荞黄酮其抗氧化活性较强；在亚油酸体系中，苦荞黄酮各组分协同作用下抗氧化作用较好；她还研究了苦荞黄酮对超氧阴离子（O2-·）、羟基自由基（·OH）、DPPH·的清除能力，结果表明，苦荞黄酮对3种自由基的清除能力强于其内含量最多组分芦丁，其中对羟基自由基（·OH）的清除效果最为明显；对超氧化阴离子（O2-·）和DPPH·的清除能力要强于甜荞黄酮，对超氧化阴离子（O2-·）的清除能力要强于茶多酚。

薛长晖等[32]通过分光光度法测定了苦荞粉提取液对NO2-的清除作用，结果表明，该提取液对NO2-具有良好的清除作用；研究还发现，在室温条件下，当pH值为3时，提取液浓度在0.0125mg/mL～0.1mg/mL范围内时，作用30min，几乎可以100%的清除NO2-。

郭刚军等[33]以VC、芦丁为对照，研究了不同浓度、不同pH值条件下苦荞粉黄酮、苦荞籽醇提物、苦荞壳醇提物对DPPH·的清除能力，结果表明，清除DPPH·的能力排序为VC＞苦荞粉黄酮＞芦丁＞苦荞籽醇提物＞苦荞壳醇提物；并且随着浓度的增加，苦荞粉黄酮对DPPH·的清除能力增强，在pH值为2～8时，随着pH值的增加，苦荞粉黄酮对DPPH·的清除能力呈现先下降后上升的趋势，当pH=7时为最低。而谭萍[30]研究发现，苦荞种子黄酮提取液清除DPPH·的能力显著高于VC与VE。

黄叶梅等[34]将苦荞籽粒中的黄酮作用于脑缺血再灌注损伤大鼠，结果显示苦荞黄酮能使大鼠损伤脑组织中MDA和NO的含量以及LDH活性明显降低，其作用效果与芦丁相同；此结果说明苦荞黄酮与芦丁一样，可能通过降低自由基产生，减少膜脂质破坏，从而减少MDA的产生；降低NO生成，减轻NO的神经毒性作用；降低LDH活性，能改善脑缺血再灌注时的能量代谢障碍，来发挥对脑缺血再灌注所致神经元损伤的保护作用。

王敏等[35]对苦荞种子进行磨粉处理，提取得到苦荞粉总黄酮（TFTBF），并采用大鼠肝组织脂质过氧化、红细胞氧化溶血模型对TFTBF、Fr4、Fr9、槲皮素及芦丁的抗氧化活性进行比较，结果表明：清除DPPH·能力：槲皮素＞Fr9＞Fr4＞芦丁＞TFTBF；抗大鼠肝脏自发性脂质过氧化能力：槲皮素＞芦丁＞Fr9＞Fr4＞TFTBF；抗H2O2诱导大鼠肝脏脂质过氧化能力：槲皮素、Fr9＞TFTBF＞芦丁＞Fr4；抗H2O2诱导大鼠红细胞氧化溶血能力：槲皮素＞Fr9＞Fr4＞芦丁＞TFTBF；研究还发现，槲皮素是苦荞在体外表现抗脂质过氧化和红细胞保护作用主要活性成分之一。

2.2 苦荞壳的抗氧化功能研究

童红莉[36]研究了苦荞壳提取物对高脂饲料诱导的大鼠脂肪肝的预防作用，其将雄性Wistar大鼠50只随机分为普通饲料组、高脂模型组、苦荞壳提取物高剂量组、低剂量组和力平之对照组，研究发现苦荞壳提取物高、低剂量组大鼠肝组织MDA显著低于高脂模型组，SOD活力显著高于高脂模型组，GPX有增高趋势，但与高脂模型组无明显差异；力平之组大鼠肝脏GPX活力显著降低，MDA和SOD与高脂模型组无明显差异，表明苦荞壳提取物可显著降低高脂血症大鼠肝脏脂质过氧化水平，提高抗氧化能力。

张民[37]研究发现苦荞壳提取物对小鼠肝脏自发性脂质过氧化和Fe2+-H2O2诱导的肝脏脂质过氧化均有显著的抑制作用，抑制率分别达到38.1%和24.0%；对Fe2+-VC诱导的小鼠肝线粒体肿胀也具有明显的抑制作用；苦荞壳提取物不能抑制小鼠红细胞溶血，但可以抑制红细胞MDA的生成；以上研究证明了苦荞壳提取物具有抗氧化活性。

2.3 苦荞叶的抗氧化功能研究

曹艳萍[38]对苦荞叶中提取物进行研究，研究发现苦荞叶提取物具有很强的抗氧化活性，可有效延缓油脂脂质过氧化反应，并对羟自由基（OH·）和超氧阴离子（O2-·）有较强的清除能力；而且VC、VE和柠檬酸对苦荞叶提取物均具有一定的协同作用，其协同效果：VC＞VE＞柠檬酸。

2.4 苦荞麸皮的抗氧化功能研究

周小理[39]以VC、BHT等常用的抗氧化剂为对照，对苦荞麸皮黄酮体外抗氧化活性进行研究，结果表明：苦荞麸皮黄酮对超氧阴离子（O2-·）、羟基自由基（·OH）具有显著的清除效果，对烷基自由基引发的亚油酸氧化体系也有显著的抑制作用，其自身还具有较好的还原性能，并且其抗氧化活性比BHT强，与VC相当。

张政等[40]用70%vol乙醇对山西黑苦荞麸皮中的类黄酮物质（TBF）进行加热提取，并采用邻苯三酚自氧化法测定其类超氧化物歧化酶（L-SOD）的活性，结果表明：在清除氧自由基方面，苦荞麦麸皮类黄酮与天然SOD具有相同的作用；在紫外吸收光谱上，苦荞麦麸皮类黄酮与天然SOD也表现出类似的特征。

3 苦荞加工产品抗氧化功能的开发利用

有研究表明[41]，不同加工方式所得的荞麦制品的功能特性差别比较大，发酵和煮制加工方式所得荞麦制品清除DPPH·能力较强，而蒸、烙加工方式较弱，油炸加工方式最弱。目前存在的抗氧化功能比较强的苦荞制品有：

3.1 苦荞醋

孙元琳等[42]通过清除DPPH·、羟基自由基（·OH）及测定总还原力等方法对苦荞醋及其多糖物质的抗氧化性能进行研究，结果表明：苦荞醋及其多糖物质均具有良好的抗氧化清除自由基能力，其中苦荞醋的抗氧化能力强于多糖物质。

宫凤秋[43]以叔丁基对苯二酚（TBHQ）为对照，对苦荞醋及其制备过程中各中间产物的抗氧化活性进行了研究，结果表明：苦荞醋对DPPH·有很强的清除能力，但是起主要作用的物质是苦荞醋中的其他功能成分而不是醋酸；苦荞醋制备过程中各阶段产物对DPPH·清除力顺序：苦荞醋＞苦荞糖化液＞苦荞液化液＞TBHQ＞苦荞酒醪。

3.2 苦荞功能营养酒

李云龙等[44]以0.001g/mL的浓度向38°和53°酒精度的2种苦荞酒中加入苦荞蒸馏酒酒糟黄酮提取物进行强化处理，处理后发现其DPPH·清除率和总抗氧化能力分别提高了90.35%和85.64%，强化效果十分明显，而且此处理方法对其酒体品质无任何不良影响，且口感更显醇厚。

3.3 苦荞黄酮类产品[45]

此类产品是以苦荞中提取的黄酮化合物为主要原料加工而成的制品。主要产品：生物类黄酮软膏、生物类黄酮胶囊、生物类黄酮散、生物类黄酮牙膏以及生物类黄酮口香糖。

4 展望

苦荞是一种食药两用的粮食作物，具有营养价值高，保健功能强的特点。近年来，随着研究的深入，苦荞的抗氧化功能越来越受到人们的关注，市场对苦荞加工制品也有了很大的需求。但是，目前国内苦荞加工还处在初加工阶段，精深加工很少，苦荞产品种类还比较单一，应该加强产品开发力度，并进一步研究苦荞加工产品的的抗氧化活性及其他方面的保健功能，丰富农产品加工市场，提高苦荞种植的附加值，保障人民的身体健康。

[1]林汝法.中国荞麦[M].北京：中国农业出版社，1994.

[2]KWIECIEN S,BRZOZOWSKIT,KONTUREK S J.Effects of reactive oxygen species action on gastric mucosal invariousmodels of mucos-alinjury[J].J Phgsiol Pharmacol,2002,53(1):39-50.

[3]SYNNERSTAD I,JOHNSSON M,NYLANDER O,et al.Intraluminal acid and gastric mucosal integrrity the importance of blood brne bicarbonate[J].Am J phys Gastr Liverphys,2001,280:121-29.

[4]林汝法，周运宁，王瑞.苦荞提取物对大小鼠血糖、血脂的调节[J].华北农学报，2001，16（1）：122-126.

[5]王敏，魏益民，高锦明.苦荞黄酮的抗脂质过氧化和红细胞保护作用研究[J].中国食品学报，2006（1）：87-94.

[6]林汝法，陕方，宋金翠，等.酶法水解苦荞麸皮蛋白生产降血压肽[J].食品科学，2004，25（11）：207-209.

[7]LIU C L,CHEN Y S,YANG J H,et al.Antioxidant activity of tartary(Fagorum tataricum(L.)Gaertn.)and common(Fagopyrum esculentum moench)buckwheat sprouts[J].J Agric Food Chem,2008,56(1):173-178.

[8]冯佰利，姚爱华，高金峰，等.中国荞麦优势区域布局与发展研究[J].中国农学通报，2005，21（3）：375-377.

[9]李丹，肖刚，丁霄霖.苦荞黄酮抗氧化作用的研究[J].无锡轻工大学学报，2001，20（1）：44-47.

[10]KIM S J,ZAIDUL I S M,MAEDA T,et al.A time-course study of flavonoids in the sprouts of tartary(Fagopyrum tataricumGaertn.)buckwheats[J].Sci Horticult,2007,115(1):13-18.

[11]EGUCHI K,SATO T.Differences in the Ratios of cyanidin-3-o-glucoside andcyanidin-3-o-rutinocidetototalanthocyaninunderUVandNon-UV conditions in tartary buckwheat(Fagopyrum tataricumGarten.)[J].Plant Prod Sci,2009,12(2):150-155.

[12]李丹.苦荞麦营养、生物活性和加工利用的研究[D].无锡：江南大学博士学位论文，2000.

[13]田龙.苦荞中抗氧化物质分子结构的波谱学分析[J].粮食与饲料工业，2008（2）：25-27.

[14]孙博航，吴雅清，高慧媛，等.苦荞麦的化学成分[J].沈阳药科大学学报，2008，25（7）541-543.

[15]彭镰心，赵钢，王姝，等.不同品种苦荞中黄酮含量的测定[J].成都大学学报，2010，29（1）20-21.

[16]徐宝才，肖刚，丁霄霖，等.液质联用分析测定苦荞黄酮[J].食品科学，2003，24（6）：113-117.

[17]赵玉平，肖春玲.苦荞麦不同器官总黄酮含量测定及分析[J].食品科学，2004，25（10）：264-266.

[18]朱友春，田世龙，王东晖，等.不同生育期苦荞黄酮含量与营养成分变化研究[J].甘肃农业科技，2010（6）：24-27.

[19]MOORE J,HAO ZG,ZHOU KQ,et al.Carotenoid,tocopherol,phenolic acid,and antioxidant properties of Maryland-Grown soft wheat[J].J Agric Food Chem,2005,53:6649-6657.

[20]徐元元，国旭丹，贺丽霞.常见6种杂粮与2种主粮的抗氧化活性比较研究[J].食品科学，2012，33（07）：20-25.

[21]SUN J,CHU YF,WU XZ,et al.Antioxidant and antiproliferative activities of common fruits[J].J Agric Food Chem,2002,(50):7449-7454.

[22]芦淑娟，柴岩，王青林，等.不同粒径苦荞粉多酚物质分布及其抗氧化性研究[J].粮食工程·技术，2010：53-57.

[23]ADOM KK,LIU RH.Antioxidant activity of grains[J].J Agric Food Chem,2002,50:6182-6187.

[24]杨红叶，杨联芝，柴岩，等.甜荞和苦荞籽中多酚存在形式与抗氧化活性的研究[J].食品工业科技，2011，32（5）：90-94.

[25]芦淑娟.苦荞种籽抗氧化特性与麸皮膳食纤维研究[D].杨凌：西北农林科技大学硕士学位论文，2010.

[26]李海萍.苦荞粉与叶粉的抗氧化功能性及其利用研究[D].杨凌：西北农林科技大学硕士学位论文，2010.

[27]张超.苦荞麦蛋白质抗疲劳功能的研究[D].无锡：江南大学硕士学位论文，2004.

[28]田秀红，任涛.苦荞麦的营养保健作用与开发利用[J].中国食物与营养，2007（10）：44-46.

[29]张政，王转花，刘凤艳，等.苦荞蛋白复合物的营养成分及其抗衰老作用的研究[J].营养学报，1999，21（2）：159-162.

[30]谭萍，方玉梅，王毅红，等.苦荞种子黄酮类化合物清除DPPH自由基的作用[J].食品研究与开发，2008，29（12）：20-22.

[31]李丹，肖刚，丁霄.苦荞黄酮清除自由基作用的研究[J].食品科技，2000（6）：62-64.