不同粒色藜麦营养品质及多酚组成与抗氧化活性比较分析

赵萌萌 - 杨希娟,2,3 -,2,3 党 斌,2,3 ,2,3 张 杰,2,3 ,2,3 张文刚,2,3 -,2,3

(1. 青海大学农林科学院，青海 西宁 810016；2. 青海省青藏高原农产品加工重点实验室，青海 西宁 810016；3. 青海省农林科学院，青海 西宁 810016)

藜麦(ChenopodiumquinoaWilld.)又称奎藜、藜谷等，是印加土著居民的主要传统食物。中国自1980年开始引进藜麦种植，目前主要分布在青海、西藏、山西、内蒙、甘肃、浙江、吉林等地[1-2]。藜麦含有丰富的蛋白质、氨基酸、纤维素、矿物质、多酚、类胡萝卜素、维生素C等营养与功能成分，其中蛋白质、氨基酸、维生素C含量较高于大多数常见谷物[3]，可以满足人体的全部基本营养需求，被联合国组织(FAO)誉为“太空食品”和“全营养食品”[4]。

彩色藜麦是一种珍贵的藜麦种质资源[5]，现代分子营养学研究[6]显示，食物天然色泽可能与其营养功能品质存在紧密相关，一般而言颜色愈深，其营养愈丰富、结构更平衡合理。彩色藜麦富含花青素、多酚、甜菜素等化合物，具有延缓衰老、预防心血管疾病、抗癌等多种生理功效，是加工新型健康食品及保健医药品的理想谷物原料之一[6-8]。藜麦营养物质含量与功能成分组成及活性受到籽粒色泽与基因型的影响，已有研究[9]显示，不同粒色藜麦因受品种及栽培条件等影响，其淀粉、蛋白质、脂质、粗纤维、氨基酸等的含量存在较大差异，而酚类化合物的种类和含量也存在明显不同，黑色和红色藜麦中多酚种类和含量普遍均高于白色藜麦。目前，有关彩色藜麦的研究主要集中在对其营养品质评价、活性物质提取与含量分析、保健食品开发等方面，而针对不同粒色藜麦主要营养品质和多酚组成与抗氧化活性上的差异性研究鲜有报道。研究拟选择青白藜1号(白粒)、贡扎4号(红粒)和青藜2号(黑粒)为不同粒色藜麦代表，检测其基本营养、多酚(结合酚、游离酚)含量与组成及其抗氧化活性，并分析品种间的差异性，以期为彩色藜麦的资源评价和综合开发提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

青白藜1号(白粒)、贡扎4号(红粒)和青藜2号(黑粒)藜麦：青海省农林科学院；

1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、三吡啶三吖嗪(TPTZ)、水溶性维生素E(Trolox)、2,2’-联氮-双-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐(ABTS)：美国Sigma公司；

没食子酸、根皮酚、原儿茶酸、绿原酸、2,4-二羟基苯甲酸、香草酸、丁香酸、p-香豆酸、阿魏酸、水杨酸、苯甲酸、藜芦酸、邻香豆酸、芦丁、柚皮苷、橙皮苷、杨梅素、槲皮素、柚皮素、山柰酚标准品：纯度≥98.0%，上海源叶生物科技有限公司；

福林—酚：优级纯，北京索莱宝科技有限公司；

硫酸铜、硫酸钾、氢氧化钠、碳酸氢钠、碳酸钠：分析纯，天津市百世化工有限公司；

95% 乙醇、丙酮、正己烷、甲醇、乙酸乙酯：分析纯，天津市富宇精细化工有限公司；

TOTALSTARCH试剂盒：爱尔兰Megazyme公司；

试验中使用的水：去离子水。

1.2 仪器与设备

手提式万能粉碎机：HK-04A型，广州市旭朗机械设备有限公司；

电子天平：AL204型，梅特勒—托利多仪器有限公司；

数显恒温水浴锅：HH-4型，国华电器有限公司；

数控超声波清洗器：KQ-500DE型，昆山市超声波仪器有限公司；

低速冷冻离心机：DL-5M型，湖南长沙湘仪离心机仪器有限公司；

旋转蒸发仪：Retavapor R-215型，瑞士布奇有限公司；

紫外线可见分光光度计：N4S型，上海仪电分析仪器有限公司；

氨基酸分析仪：S433D型，德国赛卡姆公司。

1.3 方法

1.3.1 藜麦游离酚提取 参照文献[10]和文献[11]22的方法并略有改动：称取不同粒色藜麦全粉1 g，分别加入80%丙酮20 mL，室温条件下500 W超声波处理30 min，离心(3 000 r/min，25 min)，收集上清液，残渣用同样方法提取2次，合并3次上清液，45 ℃减压旋转蒸干，沉淀物用甲醇定容至10 mL，0.45 μm有机膜过滤，得藜麦游离酚类物质提取液，-20 ℃避光保存。

1.3.2 藜麦结合酚提取 向提取过游离酚的残渣(1 g)中加入20 mL正己烷，离心(2 000 r/min，5 min)弃去上清液，向沉淀物中加入15 mL 10%甲醇—盐酸溶液，70 ℃ 水浴1 h。加入20 mL乙酸乙酯萃取5次，离心(2 000 r/min，5 min)，合并乙酸乙酯萃取相，在45 ℃条件下旋转蒸发至干，用甲醇定容至10 mL，0.45 μm有机膜过滤，得藜麦结合酚提取液，-20 ℃避光保存[12]。

1.3.3 营养品质测定

(1) 水分含量：按GB 5009.3—2010执行。

(2) 脂肪含量：按GB/T 5009.6—2003执行。

(3) 膳食纤维含量：按GB/T 5009.88—2008执行。

(4) 灰分含量：按GB 5009.4—2010执行。

(5) 总淀粉含量：采用TOTALSTARCH试剂盒。

(6) 蛋白质含量：按GB 2905—82执行。

(7) 氨基酸含量：按GB/T 5009.124—2003执行。

1.3.4 酚类物质测定

(1) 多酚含量测定：采用Folin-Ciocalteu法[12-13]并略有改动：吸取样品提取液125 μL于试管中，再加入500 μL 蒸馏水和125 μL福林—酚试剂，摇匀，反应6 min后加入1.25 mL 7% Na2CO3溶液，再加入1 mL蒸馏水，室温条件下避光放置1.5 h后，以甲醇代替样品提取液为空白调零，测定760 nm处吸光度，重复3次。配制不同浓度梯度的没食子酸标准品制作标准曲线。多酚含量以每100 g提取物(干基)中没食子酸当量计(mg/100 g)。

(2) 黄酮含量的测定：采用NaNO2-Al(NO3)3-NaOH比色法[12-13]并略有改动。吸取100 μL样品提取液于试管中，加入5% NaNO2溶液200 μL，摇匀，6 min后加入10% Al(NO3)3溶液200 μL，摇匀，6 min后再加入4% NaOH溶液2 mL，室温避光放置15 min后，以甲醇代替样品提取液为空白调零，测定510 nm处吸光度，重复3次。配制不同溶度梯度的儿茶素标准品制作标准曲线。黄酮含量以每100 g提取物(干基)中儿茶素当量计(mg/100 g)。

(3) 多酚组成分析：采用高效液相质谱联用色谱法，具体的色谱条件参照文献[14]并稍作改动。C18制备色谱柱(250 mm×4.6 mm，5 μm)；流动相A为0.1%冰醋酸，流动相B为含0.1%冰醋酸的乙腈；梯度洗脱：0 min，5% B，95% A；2 min，10% B，90% A；27 min，30% B，70% A；50 min，90% B，10% A；52～56 min，100% B；56～60 min，8% B，92% A。流速0.8 mL/min；紫外检测波长280 nm；进样量10 μL。根据色谱保留时间与峰面积分别定性定量，结果以干基表示(μg/g)。

1.3.5 抗氧化活性测定 参照文献[15—17]并稍作修改。

(1) DPPH·清除能力：取1 mL多酚提取液，加入0.1 mmol/L DPPH甲醇溶液4.5 mL，避光反应30 min，以甲醇替代样液于517 nm处测定吸光度，重复测定3次。根据标准曲线计算DPPH·清除能力，以每100 g提取物(干基)中Trolox当量计(μmol/100 g)。

(2) 铁还原能力(FRAP)：取1 mL多酚提取液与4.5 mL FRAP工作液(TPTZ与FeCl3浓度1∶2)混合均匀，避光反应30 min，以甲醇空白调零，在波长593 nm下测定吸光度，重复3次。根据标准曲线计算出样品提取液的FRAP，以每100 g提取物(干基)中Trolox当量计(μmol/100 g)。

(3) ABTS+·清除能力：取200 μL藜麦多酚提取液与4.5 mL ABTS 反应液混匀，避光反应30 min，以甲醇为空白调零，在波长734 nm下测定吸光度，重复3次。根据标准曲线计算出样品提取液清除ABTS+·能力，以每100 g 提取物(干基)中Trolox当量计(μmol/100 g)。

1.4 数据处理

利用Excel和SPSS 19. 0软件进行数据统计分析及绘图，显著性差异采用LSD多重比较法，相关性分析采用Pearson双侧检验法。

2 结果与分析

2.1 营养品质

由表1可知，3种颜色藜麦营养成分的含量差异均显著(P<0.05)。3种藜麦均具有较高的淀粉和粗蛋白含量，与于跃等[18]研究结果一致。脂肪含量最高的是红色藜麦[(6.94±0.06)%]，黑色最少。黑色藜麦的粗纤维含量最高为[(10.38±0.16)%]，红色次之，白色最少。白色藜麦中粗蛋白含量最高为[(18.81±1.02)%]，红色次之，黑色最小。因此，经比较分析可知藜麦籽粒颜色可能对其营养品质存在较明显的影响，该结果与赵亚东[11]18的报道较一致。

表1 不同粒色藜麦的营养成分(干基)†

氨基酸是衡量食品质量的重要指标之一，其含量与食品的营养和风味密切相关[19]。由表2可知，3种不同粒色藜麦中氨基酸含量差异显著(P<0.05)，氨基酸含量依次为黑色>红色>白色。白、红、黑藜中氨基酸总量分别是(9.820±1.821)%，(8.594±0.384)%，(10.673±1.769)%。白、红、黑藜麦均以谷氨酸，分别占其总量的25.88%，26.10%，25.44%，其次均是天冬氨酸、精氨酸含量较高。3种藜麦均含有17种氨基酸，包括7种必需氨基酸，必需氨基酸含量占总氨基酸含量的比例分别是28.83%，30.40%，29.09%，以天冬氨酸、谷氨酸、精氨酸含量较高，蛋氨酸含量最少。精氨酸是人体半必需氨基酸，具有保护肝脏缺血[20]、免疫营养[21]等作用，天冬氨酸和谷氨酸是神经系统中的兴奋性氨基酸，具有神经传送作用[22]。因此，3种藜麦均富含容易被人体吸收氨基酸且种类齐全、配比合理，其中黑色藜麦蛋白价值相较更高。

表2 不同粒色藜麦氨基酸的种类及含量†

2.2 酚类物质含量

由表3可知，不同粒色藜麦之间酚类物质含量存在显著差异(P<0.05)。不同藜麦中多酚含量约是黄酮的5倍，说明多酚是藜麦中主要的酚类物质。3种粒色藜麦中多酚、黄酮及总酚平均含量依次为黑色>红色>白色。白色、红色、黑色藜麦中总酚含量分别为(351.55±20.36)，(366.58±15.90)，(513.49±17.25) mg/100 g，黑色藜麦分别高出白色、红色藜麦46.06%和40.08%，说明酚类物质含量与种子的颜色密切有关，与陈树俊等[23]报道基本一致。此外，藜麦游离型多酚含量显著高于其结合型；其中黑藜麦多酚含量最高，红色次之，白色最少，该结果与党斌[24]、相启森等[25]研究结果一致。除多酚外，3种粒色藜麦中还存在较少以游离和结合型存在的黄酮类化合物，含量总体为黑色>红色>白色。黑、白藜麦中结合黄酮含量显著高于其游离黄酮，分别达到游离黄酮的1.93和1.11倍，而红藜麦中游离黄酮含量高于结合型，表明黑、白藜麦以结合黄酮为主，红色藜麦以游离黄酮为主。

表3 不同粒色藜麦中多酚物质含量†

2.3 酚类物质组成

由表4可知，3种粒色藜麦在多酚组成与含量上存在一定差异。白、红、黑藜麦中共检出酚酸分别为11，11，12种，检出黄酮分别为6，6，7种。除根皮酚、阿魏酸以外，其他所测酚类物质种类均以游离型存在形式为主。p-香豆酸为参试藜麦中含量最高的酚酸，在白色和红色藜麦中高达(1 290.80±73.11)，(990.32±50.24) μg/g，显著高于Tang等[26]报道的加拿大安大略省种植不同颜色藜麦中p-香豆酸的含量，可能是由于种植区域及品种等不同所导致。此外，香草酸(22.91～36.60 μg/g)和水杨酸(4.77～17.02 μg/g)在参试藜麦游离型提取物中含量均较高，综上可知，p-香豆酸、香草酸和水杨酸是藜麦中存在的主要游离型酚酸。黑色藜麦游离型提取物中原儿茶酸(29.05 μg/g)较高，其余酚酸含量较低；参试藜麦结合型提取物中阿魏酸、苯甲酸、藜芦酸含量相对较高，且在红色藜麦中的含量高于其他颜色，是参试藜麦中存在的主要结合型酚酸。在检出的7种黄酮类物质中，槲皮素、山奈酚和芦丁在参试3种藜麦的游离型提取物中含量均较高，是参试藜麦游离型提取物中存在的主要黄酮物质，且在白色藜麦中含量高于红色和黑色藜麦；同时山柰酚也是参试藜麦中存在的主要结合型黄酮物质，其含量为11.18～15.18 μg/g，其余黄酮物质未检出或含量较低。

表4 不同粒色藜麦酚类化合物的组成及含量†

2.4 酚类物质抗氧化活性

不同粒色藜麦的酚类物质DPPH·清除能力差异显著(P<0.05)，且结合酚优于游离酚(见图1)，其中黑色、红色藜麦结合酚清除DPPH·能力分别达到(5 770.15±200.91)，(5 420.28±120.72) μmol/100 g，明显高于白色藜麦。不同粒色藜麦游离酚DPPH·清除能力差异不显著。黑色藜麦相对最高[(2 300.68±100.52) μmol/100 g]，红色、白色藜麦次之，表明总酚含量和抗氧化活性与种子的颜色相关。这与杨希娟等[27]报道青稞的结合酚类提取物的DPPH·清除能力显著高于其游离型提取物的结果一致。综上所述，相比白色和红色藜麦，黑色藜麦籽粒中总多酚含量更高且抗氧化活性也更高，与Tang等[26]和Hirose等[28]的研究一致。

字母不同表示有显著性差异(P<0.05)

黑色藜麦结合酚清除ABTS+·能力[(1 450.94±50.04) μmol/100 g]和FRAP铁还原能力[(3 210.95±90.96) μmol/100 g]均最强，显著高于游离酚和其他粒色黎麦，而白色和红色黎麦游离酚清除ABTS+·能力和FRAP铁还原能力强于结合酚，与Dykes等[29]报道的小麦等谷物的游离型酚类物质的FRAP铁还原能力远远强于结合型酚类物质的结果一致；3种粒色藜麦游离型酚清除ABTS+·能力差异不显著，而其FRAP铁还原能力差异显著(P<0.05)，以黑色黎麦游离酚的FRAP铁还原能力最强。这可能与不同粒色藜麦中不同形态的酚类化合物单体多酚组成与含量差异有关，研究[30]显示，不同单体酚对不同自由基的清除能力具有一定选择性。综合分析可知，黑色黎麦的游离酚和结合酚在试验选择的抗氧化指标中表现出最强的抗氧化活性。

2.5 藜麦营养成分、多酚含量与抗氧化能力的相关性

由表5可知，藜麦中粗纤维含量与游离酚、结合黄酮、结合型ABTS+·清除能力呈显著正相关(P<0.05)，与结合型FRAP铁还原能力呈极显著正相关(P<0.01)，说明藜麦中粗纤维含量越高，其游离酚、结合黄酮含量及抗氧化能力越高；粗蛋白含量与游离黄酮含量呈显著负相关(P<0.05)，说明粗蛋白含量越高，其游离黄酮含量越低。游离酚含量与结合型FRAP铁还原能力呈显著正相关(P<0.05)，说明游离酚含量越高藜麦多酚铁还原力也越高；结合黄酮含量与结合型FRAP铁还原能力、ABTS+·清除能力呈显著负相关(P<0.05)，表明结合型黄酮含量越高，结合酚清除ABTS+·能力及铁还原力越低。另外，结合型FRAP铁还原能力与结合型ABTS+·清除能力也呈显著正相关(P<0.05)，说明结合酚FRAP铁还原能力一定程度上决定着ABTS+·清除能力。与梁雨荷等[31]报道的萌发青稞营养成分与抗氧化活性关系相似。综上所述，多酚化合物是3种藜麦不同型态多酚提取物抗氧化活性的主要来源，而藜麦游离型和结合型酚类物质含量与抗氧化活性可根据其主要营养成分(粗纤维、粗蛋白)含量高低进行评估。

字母不同表示有显著性差异(P<0.05)

表5 藜麦营养成分、多酚含量与抗氧化活性的相关性†

3 结论

藜麦粒色对其水分、脂肪、粗纤维、灰分、淀粉、粗蛋白、氨基酸等主要营养成分有显著影响。藜麦的酚类组成较丰富(19种)并以游离酚为主要存在形式，平均含量为结合酚的1.56倍。黑粒藜麦抗氧化能力最突出，白粒和红粒藜麦较低；不同形态多酚在自由基清除力和铁还原力上表现出一定选择性，3种粒色藜麦结合酚DPPH·清除力均最高，而白色、红色藜麦游离酚对ABTS+·清除力及FRAP相对较强。藜麦粗纤维和粗蛋白含量与酚酸、黄酮及其抗氧化活性存在相关，可作为评估黎麦多酚含量与抗氧化特性的指标。后续可进一步扩大不同粒色藜麦样本量并对其他营养功能成分的差异开展探究，从而为彩色藜麦加工适宜性评价及健康食品开发提供一定理论支持。