囊谦黑青稞的功效成分检测与分析

陈建国, 梁寒峭, 李金霞, 程池*, 郭积新, 尕玛确加

1(中国食品发酵工业研究院, 北京, 100015)　2(青海省玉树州囊谦县农牧科技水务局, 青海 玉树, 815200)　3(青海省玉树州囊谦县农牧技术推广站, 青海 玉树, 815200)



囊谦黑青稞的功效成分检测与分析

陈建国1, 梁寒峭1, 李金霞1, 程池1*, 郭积新2, 尕玛确加3

1(中国食品发酵工业研究院, 北京, 100015)2(青海省玉树州囊谦县农牧科技水务局, 青海 玉树, 815200)3(青海省玉树州囊谦县农牧技术推广站, 青海 玉树, 815200)

为促进黑青稞资源的开发利用，对青海省囊谦县特色品种“囊谦黑青稞”的功效成分进行了全面测定，并与白青稞进行了比较。结果表明：黑青稞中β-葡聚糖、花青素、总黄酮、原花青素和总酚含量分别为3 844、5.63、62.56、53.95 和92.52mg/100g。与白青稞相比，囊谦黑青稞含有独特的花青素类物质，且原花青素和总黄酮含量较高，符合现代人所青睐的黑色健康食品的需求，更具有开发利用价值。

黑青稞；囊谦；花青素；β-葡聚糖；原花青素

青稞(hullessbarley)又称裸大麦，是禾本科大麦属作物，是我国西藏、青海地区具有民族特色的重要粮食作物[1-2]。青海省囊谦县地处我国青海省玉树州最南端，有“玉树小江南”的美誉，黑青稞是主要的特色农产品资源，种植历史悠久，全程不施农药，符合天然、绿色、健康的消费理念。

近年来，黑色食品越来越受到人们的青睐，现代科学研究发现黑色食品具有延缓衰老、增强免疫力、益气补肾、保护心血管、抗动脉粥样硬化等功能[3]。黑青稞是一类珍贵的种质资源，符合现代人对黑色健康食品的要求，具有潜在的应用开发价值。为促进这一特色资源的综合研究和应用开发，本文对囊谦县特色品种“囊谦黑青稞”的功效成分进行了全面、深入的分析。

1　材料与试剂

1.1材料

黑青稞样品为囊谦县特色品种“囊谦黑青稞”，白青稞样品为“北青3号”，均需要组织研磨仪进行粉碎。

1.2仪器与试剂

旋转蒸发仪(IKA-RV10)，德国艾卡公司；循环水式多用真空泵(SHB-III)，郑州长城科工贸有限公司；721型分光光度计，UNICO-JV2000；聚酰胺树脂(60～90目)，江苏长丰化工有限公司。

β-葡聚糖测定试剂盒(双酶法)，爱尔兰Megazyme公司；芦丁标准品，中国食品药品检定研究院；没食子酸标准品，百灵威科技有限公司；Folin-Ciocalteu试剂，美国Sigma；原花青素标准品，天津尖峰天然产物研究开发有限公司；其他试剂均为国产分析纯。

2　实验方法

2.1β-葡聚糖含量的测定[4]

分别取0.5g青稞样品，置于聚丙烯管中，向每个管中加入1.0mL体积分数为50%乙醇，加入 5.0mL磷酸钠缓冲液(20mmol/L，pH=6.5)并混匀。将反应管在沸水浴中孵育约 2min，将管取出，混匀，再置于沸水浴 3min。将反应管温度降到 40 ℃，向每管加入 0.2mL地衣多糖酶，盖好盖子并混匀，并在 40 ℃孵育 1h。加入蒸馏水，将每管的溶液体积调至30.0mL。充分混匀，离心(约1 000g，10min)。分别取0.1mL至3个试管中，向其中一管(空白)中加入0.1mL醋酸钠缓冲液(50mmol/L，pH=4.0)，向另外两管中加入 0.1mLβ-葡萄糖苷酶，40 ℃孵育 15min。向每管中加入 3.0mLGOPOD试剂，40 ℃孵育 20min，515nm处测定反应管(EA)和空白管(EBl)的吸光值。

(1)

其中：F为转换因子；W为青稞样品质量。

2.2花青素含量的测定[5]

分别取5g青稞样品，料液比为1∶20(g∶mL)，溶剂为体积分数0.1 %HCl溶液和 95 % 乙醇(体积比为40∶60)的混合液，提取温度 50 ℃、提取时间3h，得到花青素提取液，然后经旋转蒸发仪浓缩样品，至10mL。

将花青素浓缩液分别用pHl.0 的KCl-HCl缓冲液、pH4.5 的醋酸钠-盐酸缓冲液稀释后，平衡lh后，用示差法测吸光度，并计算花青素含量：

(2)

式中：A为吸光度；ε为矢车菊花素-3-葡萄糖苷的消光系数(此处为26 900)；L为光程(取1cm)；Mw为矢车菊花素-3-葡萄糖苷的相对分子质量(449.2)；DF为稀释倍数；V为待测花青素样品储备液体积,mL；m为干燥后青稞质量,g；A=(A515 pH1.0-A700pH1.0)-(A515pH4.5-A700pH4 .5)。

以蒸馏水作对照，用 A700来消除样液混浊的影响。

2.3总黄酮含量的测定[6]

分别取5g青稞样品，料液比为1∶20(g∶mL)，乙醇为溶剂，其体积分数为50 %，提取温度为40 ℃，提取时间为3h，得到黄酮提取液，然后经旋转蒸发仪浓缩样品，至25mL。

采用NaNO2-Al(NO3)3比色法：取不同稀释度的芦丁标准品溶液或青稞黄酮提取液，分别移入10mL比色管中，加入体积分数30 %乙醇液至5mL，分别加入质量分数5 %NaNO3溶液0.3mL，振摇后放置5min，加入质量分数10 %Al(NO3)3溶液0.3mL，摇匀后放置60min，加入1.0mol/LNaOH溶液2mL，用30 %乙醇定容至刻度，以零管(未加硝酸铝)作为空白，摇匀后在510nm处测定吸光值，以芦丁质量为横坐标x(μg/mL)，以吸光值y为纵坐标绘制标准曲线，测定回归方程为y = 0.001 2x + 0.009 1，R2= 0.999 2。青稞总黄酮含量按上述方法进行测定。

2.4总酚含量的测定[7-8]

分别取5g青稞样品，料液比为1∶20(g∶mL)，溶剂为体积分数0.1 %HCl溶液和 95 % 乙醇(体积比为40∶60)混合液，提取温度 50 ℃、提取时间3h，得到提取液，然后经旋转蒸发仪浓缩样品，至25mL，得到多酚提取液。

采用Folin-Ciocalteu(FC)比色法：取不同稀释度的没食子酸标准溶液或青稞总酚提取液，分别加入到10mL比色管中，依次加入1.0mLFC试剂(0.2mol/L)和2mL15 %Na2CO3，去离子水定容至10mL，充分混合后室温放置1h，于760nm波长下测定吸光值。以没食子酸质量为横坐标x(μg/mL)，以吸光值y为纵坐标绘制标准曲线，测定回归方程为：y = 0.010 x + 0.017，R2= 0.998 1。青稞总酚含量按上述方法进行测定。

2.5原花青素含量的测定[9]

分别称取5g青稞样品，料液比为1∶27(g∶mL)，乙醇为提取溶剂，其体积分数为65 %，用超声细胞粉碎机(20kHz，800W)超声10min，得到提取液，然后经旋转蒸发仪浓缩样品，至25mL，得到原花青素提取液。

精确称取不同稀释度的原花青素标准品，加入到10mL比色管中，分别加入3mL4 %香草醛甲醇液混合，然后加入1.5mL浓HCl，混匀，室温下避光显色反应15min，于500nm波长下测定吸光值，以原花青素标准品质量为横坐标x(μg/mL)，以吸光值y为纵坐标绘制标准曲线，测定回归方程为：y = 0.002x-0.020，R2= 0.998。青稞原花青素含量按上述方法进行测定。

2.6数据分析

采用SPSSv19.0软件进行统计分析，数据结果以“平均值±标准差”(n = 3)表示，Duncan法进行显著性分析。

3　结果与分析

3.1β-葡聚糖含量的分析

β-葡聚糖具有清肠、调节血糖、降低胆固醇、提高免疫力和抗癌等功能。青稞是世界上谷类作物中β-葡聚糖最高的作物，是小麦平均含量的50倍，且远远高于皮大麦和燕麦[2]。测定结果如表1所示，白青稞β-葡聚糖含量达到4 709.6mg/100g，而黑青稞含量较低，β-葡聚糖含量为3 844.0mg/100g。

表1　β-葡聚糖的含量

注：采用Duncan’smultiplerangetest方法分析，同一列不同大写字母表示差异极显著 (P<0.01，n=3)，表2～表5同。

3.2花青素含量的分析

黑色食品中的天然色素(花色素类物质)具有较强的消除体内自由基和抗氧化作用，具有延缓衰老预防癌症等功效。与合成色素相比，天然植物色素更安全、健康[1]。如表2所示，测定结果表明普通白青稞不含花青素，黑青稞含有独特的花青素类物质，含量为5.63mg/100g，与文献报道无明显差异[10]。

表2　花青素含量的测定

3.3总黄酮含量的分析

青稞黄酮类化合物以儿茶素、杨梅素、槲皮素、山奈酚等为主，具有增强免疫力、清除体内自由基、抗肿瘤、降血糖、降血脂等多种药理活性。如表3所示，2种青稞间总黄酮含量差异极显著，黑青稞总黄酮含量较高，达到62.56mg/100g，白青稞含量较低，为54.43mg/100g，与大麦黄酮含量(80mg/100g)差异不大[11]，但低于黑米(100～1 700mg/100g)[12]。

表3　总黄酮含量的测定

3.4总酚含量的分析

多酚具有抗氧化、抗衰老、预防心血管疾病及其它调节功能，研究表明大麦中多酚类物质含量丰富，总酚含量可达到 120～150mg/100g，但对青稞总酚的研究尚未见报道。本文测定结果如表4所示，黑青稞总酚含量为92.52mg/100g，白青稞总酚含量为92.37mg/100g，二者无明显差异，但低于荞麦米(480mg/100g)、紫米(195.6mg/100g)[13]。

表4　总酚含量的测定

3.5原花青素含量的分析

原花青素是植物中广泛存在的聚多酚类混合物，主要由不同数量的儿茶素或表儿茶素的单体、二聚体、三聚体到十聚体组成。大量研究表明，原花青素具有保护心血管、预防高血压、抗肿瘤、抗辐射、抗疲劳、抗突变及美容等作用，在欧美等国家享有“皮肤维生素”和“口服化妆品”的美誉。

测定结果如表5所示，黑青稞与白青稞原花青素含量差异极显著，其中黑青稞原花青素含量高达53.95mg/100g，而白青稞含量为39.25mg/100g。但黑青稞原花青素含量低于葡萄籽(2 900mg/100g)、黑枸杞(504mg/100g)、黑加仑(580mg/100g)和普通枸杞(480mg/100g)等[14-15]。

表5　原花青素含量的测定

4　结论

本文对青海省囊谦县特色品种“囊谦黑青稞”的5种功效成分进行了测定，结果表明：黑青稞中β-葡聚糖、花青素、总黄酮、原花青素和总酚含量分别为3 844、5.63、62.56、53.95 和92.52mg/100g。与白青稞相比，黑青稞含有独特的花青素类物质，且原花青素和总黄酮含量较高，符合现代人所青睐的黑色健康食品的需求，更具有开发利用价值。因此，今后应扩大黑青稞的种植面积，发挥特色农产品资源优势，加快青海省黑青稞产业的发展和产品深加工，无疑将产生巨大的经济效益，是优化农业结构，促进青海农业跨越式发展，帮助农民增收、建设和稳定社会主义新农村的需要，意义深远。

[1]吕远平,熊茉君,贾利蓉,等. 青稞特性及在食品中的应用[J].食品科学,2005,26(7):266-270.

[2]李涛,王金水,李露,等.青稞的特性及其应用现状[J].农产品加工,2009,184(9):92-96.

[3]王国良,任顺成,王鹏.黑色食品的营养功能及研究展望[J].食品工业科技,2008,29(10):308-311.

[4]熊茉君,王新,张红霞.β-葡聚糖含量测定方法的比较[J].华西药学杂志,2005,20(5):438-440.

[5]杨兆艳.pH示差法测定桑椹红色素中花青素含量的研究[J].食品科技,2007,7:201-203.

[6]段中华,乔有明,朱海梅.青稞类黄酮提取工艺研究[J].安徽农业科学,2012,40(2):1 033-1 035.

[7]刘清,姚惠源,杨斌,等.大麦多酚类活性物质超声提取的研究[J].食品科学,2006,27(5):172-176.

[8]陈建国,李雪,李金霞,等.西沙诺尼果汁总多酚含量的测定[J].安徽农业科学,2014,42(29):10 127-10 128.

[9]白鸿.保健食品功效成分检测方法[M].北京：中国中医药出版社,2011:131-133.

[10] 赵桃,马林,李嘉佳,等.黑青稞花色素的提取工艺[J].食品研究与开发,2010,31(9):228-233.

[11]王仙,王祥军,曹连莆,等.大麦籽粒总黄酮超声辅助提取工艺的优化[J].石河子大学学报, 2008,28(2):152-157.

[12]张名位,郭宝江,池建伟,等.不同品种黑米的抗氧化作用及其与总黄酮和花色苷含量的关系[J].中国农业科学,2005,38(7):1 324-1 331.

[13]魏银花,申迎宾,王立,等.紫米多酚提取工艺及抗氧化活性研究[J].食品与机械,2013,29 (3):111-115.

[14]廖素凤,陈剑雄,黄志伟,等.响应曲面分析法优化葡萄籽原花青素提取工艺的研究[J].热带作物学报,2011,32(3):554-559.

[15]孙楠,杜连平,孙跃宁,等.黑果枸杞、枸杞、黑加仑中原花青素含量对比研究[J].食品与药品,2013,15(4):275-277.

DeterminationandanalysisoffunctionalcomponentsofNangqianblackhullessbarley

CHENJian-guo1,LIANGHan-qiao1,LIJin-xia1,CHENGChi1*,GUOJi-xin2,ZAMa-quejia3

1(ChinaNationalResearchInstituteofFoodandFermentationIndustries,Beijing100015,China)2(AgricultureandAnimalhusbandry,ScienceandTechnologyBureauofNangqianWaterResources,Yushu815200,China)3(AgricultureandanimalhusbandrytechnologypromotionstationofNangqian,Yushu815200)

InordertopromotethedevelopmentandutilizationofNangqianblackhullessbarleyresources,thefunctionalcomponentsofblackhullessbarleyfromNangqianQinghairegionwereanalyzedandcomparedwithwhitehullessbarley.Theresultsshowedthatβ-glucan,anthocyanins,flavonoids,proanthocyanidinsandphenoliccontentsofblackhullessbarleywere3844, 5.63, 62.56, 53.95and92.52mg/100g.Theresultsindicatedthatblackhullessbarleywasrichinproanthocyanidinsandflavonoidsandcontaineduniqueanthocyaninssubstances.Blackhullessbarleycouldmeettheconsumers’requirementsofblackcoloredfoodandhaspotentialutilizationvalue.

blackhullessbarley；Nangqian’anthocyanins；β-glucan；proanthocyanidins

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201608035

博士，高级工程师(程池教授级高级工程师为通讯作者，E-mail：cheng100027@163.com)。

2015-02-05，改回日期：2015-02-13