干燥方式对盛花期苦荞植株浸提液抗氧化活性的影响

[摘要]以盛花期苦荞植株为试验原料，研究了干燥方式对盛花期苦荞植株浸提液抗氧化活性的影响，通过评价其清除自由基的能力，分析浸提液中黄酮类物质的抗氧化活性，确定最佳干燥方式。试验结果表明，不同干燥方式抗氧化活性的大小依次为微波干燥、105℃烘箱干燥处理、50℃烘箱干燥处理、自然风干、自然晒干，通过两组不同试验的比较分析表明，微波干燥处理的清除率最好。

[关键词]盛花期苦荞植株;自由基;黄酮类物质;抗氧化活性

中图分类号：TS218 文献标识码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.201912

苦荞[1]又名鞑靼荞麦、三角麦、苦叶七[2]，为蓼科双子叶荞麦属植物，在我国种植较为广泛[3]，因其含有的黄酮类化合物具有较强的生理活性和广泛的药用价值[4]，以及极其丰富的营养价值，故民间称之为“五谷之王”。

黄酮类物质[5]是广泛存在于植物中的一类黄色素，在植物主要以苯丙吡哺酮衍生物的形式存在，主要与糖结合为糖苷，主要存在于苦荞的茎、叶、花、果实中[6]，其中盛花期苦荞植株[7]黄酮类物质含量较高。苦荞黄酮类物质具有降低心肌耗氧量、降血脂[8]、抗心律失调、软化血管、降低血糖、抗氧化[9]、消除体内自由基、增强机体免疫[10]等功能。与其他自然植物抗氧化物性质相比，苦荞植株中黄酮类物质的抗氧化性[11]更高，抗动脉粥样硬化[12]作用更为显著，清除体内自由基的作用更强大，因此苦荞黄酮类物质在食品、医药研究等领域有广泛的应用价值。苦荞盛花期植株是整个生长阶段[13]，植株黄酮含量最高的时期，以盛花期苦荞植株为原料提取的黄酮类物质，含量高、抗氧化效率较为明显。苦荞植株黄酮类物质的抗氧化活性显著与否，受到多重因素的影响，干燥方式是其中最为重要的一种。因其干燥方式不同，抗氧化活性具有很大的差异，因此，苦荞植株干燥方式就显得尤为重要。通过试验研究不同干燥方式对盛花期苦荞植株的影响，确定最佳的干燥方式，在获得抗氧化活性最佳效果的同时，还可指导现代食品、医药企业的生产，用于功能保健、药理学、临床研究领域[14]。自由基[15]是人体正常代谢的产物，是含有未配对介电子的一类原子、分子、离子的总称，具有高度的化学活性[16]。在本试验中分别采用自然晒干、阴干、50℃烘箱干燥处理、105℃烘箱干燥处理、微波加热干燥等5种干燥方式对苦荞植株进行干燥，在不同的固液比中進行黄酮类溶液提取[17]，通过抗氧化活性试验对两种自由基清除率进行比较，最后确定最佳的干燥方式。

1 材料与方法

1.1 材料

西昌航飞苦荞基地优良苦荞盛花期植株。

1.2 试剂

0.50mmol/L邻二氮菲无水乙醇溶液、0.075mol/L磷酸盐缓冲液、0.075mmol/L硫酸亚铁、0.1%双氧水、4.5mmol/L邻苯三酚、8.0mol/L HCl。

1.3 仪器

DGG9420A型立式电热鼓风干燥箱：上海齐欣科学仪器有限公司;WK-150小型粉碎机：山东省青州市精诚机械制造厂;HW-SY21-K水浴锅：北京市长凤仪器仪表公司;上UV–2000紫外可见分光光度计;SHB–Ⅲ A循环水式多用真空泵。

1.4 试验步骤

1.4.1 样品制备

原料预处理：将新鲜苦荞植株处理干净，平均分成5份，用作晒干、室温干燥、烘箱50℃、烘箱105℃以及微波干燥的原料。

晒干样（Aa）将处理干净的苦荞植株原料置于室外，在太阳光下干燥至水分含量小于8%，以便用于粉碎机研磨成细小的粉末。

室温干燥样（Ab）将处理干净的苦荞植株原料置于室内通风处，干燥至水分含量小于8%，以便用于粉碎机研磨成细小的粉末。

105℃烘箱干燥样（Ac）将处理干净的苦荞植株原料放在立式电热鼓风干燥箱内，温度调节至105℃，干燥至其中含水量小于8%，以便用于粉碎机研磨成细小的粉末。

50℃烘箱干燥样（Ad）将处理干净的苦荞植株原料放在立式电热鼓风干燥箱内，温度调节至50℃，干燥至其中含水量小于8%，以便用于粉碎机研磨成细小的粉末。

微波加热干燥样（Ae）将处理干净的苦荞植株原料放置在微波炉中，调节微波炉温度，干燥2～5min，转入立式电热鼓风干燥箱中干燥至其中含水量小于8%，以便用于粉碎机研磨成细小的粉末。

1.4.2 磨粉

按照1.4.1的操作，将得到的5种样品分别倒入粉碎机中进行粉碎，通过60目筛，装入棕色玻璃瓶中待用。

1.4.3 苦荞植株浸提液的提取

以无菌蒸馏水为提取剂，按照浓度为0.02g/mL、0.04g/mL、0.06g/mL、0.08g/mL、0.10g/mL，50℃，提取1h[18]。

分别准确称取5种苦荞植株粉末1.00g、2.00g、3.00g、4.00g、5.00g，放入25个250mL锥形瓶中，各加入50mL蒸馏水，将所得的苦荞植株溶液放入水浴锅中，调节水浴锅温度至50℃，提取1h。

将水浴加热处理后的苦荞植株溶液在SHZ-Ⅲ型循环水真空泵中进行抽滤，用烧杯收集提取液，再将提取液移入250mL容量瓶中，用无菌蒸馏水定容至250mL。

1.4.4 苦荞植株浸提液体外抗氧化活性的测定

1.4.4.1 清除羟基自由基

取27支型号相同的试管，预先用蒸馏水清洗干净并使其干燥，然后分别编号a1、b1、c1、d1、e1、a2、b2、c2、d2、e2、a3、b3、c3、d3、e3、a4、b4、c4、d4、e4、a5、b5、c5、d5、e5、空白试验1号、空白试验2号。

分别取0.50mmol/L邻二氮菲无水乙醇溶液1.50mL加入试管a1～e5中，加入0.075mol/L磷酸盐缓冲液（pH 7.4）5.00mL，充分混匀后加入0.75mmol/L硫酸亚铁1.00mL，立即混匀。分别加入不同干燥处理后的不同浸提的样品液体1.00mL，然后加入0.1% 双氧水1.00mL，反应液在37℃保温1h，1h后分别加入10mL蒸馏水稀释于510nm处测定吸光度A1。在上述操作中用等体积双蒸水代替样液，获得吸光度记为A2。以等体积水代替样液，以等体积双蒸水代替0.1% 双氧水，获得吸光度记为A3。

计算清除率公式：

羟基自由基清除率=（A1–A2）÷（A3–A2）×100%

1.4.4.2 清除超氧自由基

取51支型号相同的试管，预先用蒸馏水清洗干净并使其干燥，将其分为三组：第一组25支，试验1所用;第二组25支，试验2所用;第三组1支，空白对照试验所用。

在第一组的25支试管中分别加入pH为8.2的0.075mol/L磷酸缓冲溶液5.00mL，然后加入不同干燥处理后的不同浸提的样品液体0.10mL，置于25℃水浴中预热20min，再加入已预热处理的4.50mmol/L 邻苯三酚0.10mL，混匀后置于25℃水浴中反应4min，立即用2滴8.00mol/L HCl终止反应。按照上述操作，以离子水取代邻苯三酚，分别加入第二组试管中;以离子水取代样品，加入第三组试管中。用双蒸水调节仪器零点，在420nm处测定吸光值，第一组吸光值读数记为A1;第二组吸光值读数记为A2;第三组吸光值读数记为A3。

超氧自由基清除率[19]={A3–（A1–A2）}÷A3×100%

2 结果与分析

2.1 清除羟基自由基

羟基自由基清除率。当浸提液浓度一定时，干燥方式对羟基自由基的消除在一定范围内有明显的影响，由表1观察可知，自然风干、自然晒干后所得到的自由基清除率较为接近，且数值较小;105℃烘箱干燥处理、50℃烘箱干燥处理后得到的自由基清除率较为接近，较自然干燥后的自由基清除率有较大幅度的增加，而微波处理之后的自由基清除率比之前的自然、烘箱干燥都大。当干燥方式一定的时候，随着浸提液浓度在一定范围内的增大，自由基消除率也在进一步增大，但是变化的幅度不是很明显，并且在相同的干燥方式下，不同的浓度试验得到的自由基消除率都较为接近，因此干燥方式是影响羟基自由基清除率的主要因素。

从表2中可以看出，不同的干燥处理方式对试验的结果存在显著性影响，浓度的变化对试验结果从表2中可以看出，不同的干燥处理方式对试验的结果存在显著性影响，浓度的变化对试验结果存在显著性影响，因此对干燥方式和浓度进行多重比较分析，见表3和表4。

从表3中可以得出，在0.02、0.04、0.06这三个浓度处理中存在着显著性差异和极显著性差异，存在显著性差异的原因在于，随着浓度的增加，黄酮类物质的含量也增加，对羟基自由基清除就越强;在0.08、0.10這两个浓度处理中，黄酮类物质的含量已经不是影响羟基自由基清除率的关键因素所在，故不存在显著性差异和极显著性差异。

由表4可知，自然晒干处理和阴干处理不存在显著性差异和极显著性差异。原因分析：自然晒干干燥处理和阴干处理是在没有任何隔氧处理的情况下进行的干燥，试验植株试样同氧气接触时间较长、接触面积较大，两种干燥方式的处理温度范围在常温10℃～30℃，多酚氧化酶的活性较大，酶促反应抑制效果不佳，长时间的放置使浸提液中多酚大量被氧化，从而降低了羟基自由基清除率;在50℃的干燥处理和105℃的干燥处理存在显著性差异，但是不存在极显著差异。高温能够使一些多酚氧化酶失活，酶促反应被抑制，由于加热过程缓慢，在加热过程中发生酶促反应，使多酚被氧化，清除率降低，而因为加热到105℃温度较高，对多酚氧化酶的抑制作用大于50℃干燥处理，所以清除率稍强;105℃干燥处理、微波加热干燥处理存在显著性差异和极显著性差异。由于这两种处理方式都是经过高温加热干燥，使大量的多酚氧化酶失活，抑制酶促反应，因此提高了浸提液中多酚的含量，相对提高了对羟基自由基的清除率。微波加热干燥处理优于105℃烘箱烘干处理，是由于微波干燥处理温度比105℃高，在短时间内即可达到很高的温度，能够在短时间内使多酚氧化酶失活，减少多酚的损失，从而提高了对羟基自由基的清除率。

2.2 清除超氧自由基

当浸提液浓度一定的时候，干燥方式对超氧自由基的消除在一定范围内有明显的影响，由表5观察可知，自然风干、自然晒干后所得到的自由基清除率较为接近，且数值较小，变化不大;105℃烘箱干燥处理、50℃烘箱干燥处理后得到的自由基清除率变化较大，且较之前自然干燥后的自由基清除率有较大幅度的增加，而微波处理之后的自由基清除率比之前的自然、烘箱干燥都大。当干燥方式一定的时候，随着浸提液浓度在一定范围内的增大，自由基消除率也进一步增大，但是变化幅度跟不同干燥方式自由基消除率相比不是很明显。由于在相同的干燥方式下，几种不同的浓度试验得到的自由基消除率都较为接近，因此干燥方式是影响超氧自由基清除率的主要因素。

将表5中的不同的浓度作为A因素，不同的干燥处理方式作为B因素进行二次重复试验数据分析，见表6。

从表6中可以看出，不同的干燥处理方式对试验的结果存在显著性影响，浓度的变化对试验结果存在显著性影响，因此对干燥方式和浓度进行多重比较分析得到表7和表8。

从表7中可以得出，在0.02、0.04、0.06这三个浓度处理中，存在着显著性差异和极显著性差异，存在显著性差异的原因在于，浓度的增加，黄酮类物质的含量也随之增加，对超氧自由基清除率就越强;在0.08、0.10这两个浓度处理中，黄酮类物质的含量已经不再是影响超氧自由基清除率的关键因素，所以不存在显著性差异和极显著性差异。

从表8中可以得出，自然晒干处理、阴干处理、50℃烘箱烘干处理不存在显著性差异和极显著性差异，原因分析：由于自然干燥处理和阴干处理是在没有任何隔氧处理下进行干燥，同氧气接触时间较长、接触面积较大，且两种处理方式的温度范围在10℃～30℃，因此多酚氧化酶的活性较大，酶促反应抑制效果不佳，长时间的放置使浸提液中多酚大量被氧化，从而降低了对超氧自由基的清除率。虽然50℃的干燥处理能够使一些多酚氧化酶失活，抑制酶促反应，但是由于加热过程缓慢，因此在50℃的时候部分多酚氧化酶未失活，酶促反应依然存在，使多酚被氧化。105℃和微波加热干燥处理存在显著性差异和极显著性差异，由于这两种处理方式都经过高温干燥，因此大量多酚氧化酶高温变性失活，抑制了酶促反应，提高了浸提液中多酚的含量，同时相对提高了对超氧自由基的清除率，微波加热干燥处理优于105℃烘箱烘干处理。由于微波干燥处理温度比105℃高，在短时间内能够达到很高的温度，因此很快使多酚氧化酶变性失活，减少了多酚的损失，从而提高了对超氧自由基的清除率。105℃烘箱烘干处理由于加热到105℃时间较长，中途会发生酶促反应，因此使多酚的含量相对于微波干燥较少。

3 结 论

不论是羟基自由基清除率试验还是超氧自由基清除率试验，室内阴干和自然晒干处理时间较长，因为同空气接触时间较长，酶促反应抑制效果较差，浸提液中黄酮类物质被氧化，所以两者不存在显著性差异和非显著性差异。相应的，其他三种干燥处理方式，由于干燥温度不同，在空气中同氧气接触的时间不同，因此多酚氧化酶的活性不同，三者之间都存在显著性差异和非显著性差异。结果表明：苦荞植株黄酮类物质在干燥过程中容易受到光照、含氧量、温度以及干燥时间影响，以上影响因素都会在不同程度上使浸提物质多酚被氧化而损失。通过两组自由基清除率试验数据和分析，在相同浓度下，处理抗氧化能力的大小依次为微波干燥、105℃烘箱干燥处理、50℃烘箱干燥处理、阴干、自然晒干，其中最佳干燥方式为微波加热干燥。微波技术应用于苦荞植株黄酮类物质的提取，具有短时、高效、节能的优点。

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Effects of Drying Methods on the Antioxidant Activity of Extracts of Flowering Buckwheat Plants

Hu Shaoyong

（Xichang University of Sichuan，Xichang，Sichuan 615013）

Abstract：At the flowering stage of Tartary Buckwheat plants as experimental material， studied the effects of drying methods on the antioxidant activity of extracts of flowering buckwheat plants， by evaluating its ability to scavenge free radicals， analysis of extracting antioxidant activity of Flavonoids from liquid， determine the best drying method. The test results show that， the antioxidant activity of different drying methods are： the size of microwave drying， oven drying processing temperature of 105℃ ， 50℃ oven drying treatment， natural air drying， natural dried， through comparative analysis of two different groups of test indicate that the microwave drying process， removal rate of the good.

Key Words：flowering buckwheat plants，Free radical，Flavonoids，Antioxidant activity

收稿日期：2019-10-29

作者简介：胡绍勇，男，本科，研究方向为食品质量与安全。