微波焙烤对藜麦酚类含量及抗氧化性的影响

张芯蕊 张正茂 郭怡琳 路永强 朱玉萍 张建利

(西北农林科技大学食品科学与工程学院1，杨凌 712100)

(西北农林科技大学农学院2，杨凌 712100)

藜麦属于藜科双子叶植物，在南美洲主要作为一种粮食作物，收获和食用方式与其他谷物相似，叶片可以作为蔬菜食用［1］。藜麦对盐碱、干旱、霜冻、病虫害等胁迫有极强的耐受性，能在恶劣环境下生长，且富含蛋白质、必需氨基酸、矿物质、维生素和对人体有益的生物活性物质［2］。藜麦营养价值高且全，联合国粮农组织(FAO)推荐藜麦为可以满足人体全部基本物质需求的完美营养食物［3］。同时藜麦具有良好的抗氧化性，能够清除自由基、预防冠心病、动脉粥样硬化、糖尿病和阿尔兹海默症等，这与藜麦富含酚类物质密切相关［4］。

藜麦具有优良的营养价值和功能特性，开发藜麦食品已经成为一个重要课题。像其他谷物一样，焙烤是藜麦加工中的重要工艺。一些研究发现，焙烤会影响谷物中总酚和总黄酮含量，使其抗氧化性降低或升高，影响谷物食品的价值［5－6］。微波焙烤具有加热均匀、速度快、时间短、操作温度低等优点，已经被广泛应用于食品加工［7］。国内外关于微波焙烤对藜麦抗氧化性的影响鲜见报道，因此，本文研究了微波焙烤对藜麦中酚类物质及抗氧化性的影响，以期为微波焙烤在藜麦加工中的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

陇藜1号藜麦，2015年通过审定的藜麦品种。

Folin－酚试剂、DPPH·自由基:梯西爱化成工业发展有限公司;2，4，6－三吡啶基三嗪:北京索莱宝科技有限公司;没食子酸:天津市科密欧化学试剂有限公司;芦丁:科邦生物有限公司，试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

EM7KCGW3型微波炉:广东美的厨房电器制造有限公司;I3X型多功能酶标仪:Molecular Devices美谷分子仪器有限公司;SHA－BA型水浴恒温振荡器:常州朗越仪器制造有限公司;SC－3616型离心机:安徽中科中佳科学仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 微波实际功率测定

实验所用的微波炉属家用电器，不能设定微波功率，只能选择中档火、中高档火、高档火，因此需测定在不同档下微波炉的实际功率，根据齐绘芳等［8］方法进行测定。

1.3.2 微波焙烤

微波焙烤时，称取“陇藜1号”50.0 g，平铺在大小一致的瓷盘中，厚度0.4 cm。在中火档下分别焙烤 2、4、6 min，在中高火档下分别焙烤 1、2、3 min，在高火档下分别焙烤 0.5、1、1.5 min，自然冷却后备用。

1.3.3 制备藜麦酚类粗提液

参考 Pa s＇ko 等［9］方法略作修改。将经过微波焙烤的藜麦和未经微波焙烤的藜麦用植物粉碎机粉碎，过60目筛，收集筛下物于密封袋中。用锡纸将密封袋包裹严实，放置于4℃冰箱里避光保存。

称取1.00 g的藜麦粉于50 mL离心管内，使用体积比80%的乙醇溶液以1∶20的料液比进行提取，在40℃、转速200 r/min条件下水浴振荡 1 h。4 200 r/min离心15 min，取上清液于50 mL棕色容量瓶内，重复该操作1次，将上清液用体积比80%的乙醇定容到50 mL即藜麦粗提液，避光保存在－20℃的冰箱中待用，每个样品做3次平行实验。

1.3.4 测定藜麦总酚含量

参考Miranda等［10］方法略作修改。配制系列标准浓度没食子酸溶液，吸取1 mL标准溶液或样品溶液于10 mL棕色容量瓶内，加入1 mL福林酚，摇匀，静置1 min，再加入质量分数10%的Na2CO3溶液，充分混合后用超纯水定容至刻度，室温下避光反应1 h，每个样品做3次平行实验。吸取100 μL反应后溶液于96微孔板内，在765 nm波长处测吸光值。以没食子酸浓度为X轴，以吸光度为Y轴，绘制标准曲线，计算总酚含量，以样品干基表示(mg/g)。

1.3.5 测定藜麦总黄酮含量

参考张琪等［11］方法略作修。称取烘干过的芦丁标准样品，用体积分数70%的甲醇溶液配制系列标准浓度芦丁溶液。吸取1 mL标准溶液或样品溶液于10 mL容量瓶内，加入2 mL 0.1 mmol/mL的AlCl3溶液，3 mL 1 mmol/mL CH3COOK溶液，摇匀，用70%甲醇溶液定容至刻度，室温下反应30 min，每个样品做3次平行实验。吸取100μL反应后溶液于96微孔板内，在420 nm波长处测吸光值。以芦丁浓度为X轴，以吸光度为Y轴，绘制标准曲线，计算总酚含量，以样品干基表示(mg/g)。

1.3.6 总还原力(FRAP)

参考Yawadio等［12］方法略作修改。配制系列标准浓度FeSO4溶液，配制FRAP工作液。吸取0.2 mL标准溶液或样品溶液于2 mL离心管内，加入1.8 mL预热至37℃的FRAP工作液，用涡旋机混匀，在37℃水浴锅中反应30 min，每个样品做3次平行实验。吸取100μL反应后溶液于96孔板内，在593 nm处测吸光值。以FeSO4浓度为X轴，以吸光度为Y轴，绘制标准曲线，计算总还原力，以样品干基表示(mg/g)。

1.3.7 ·OH清除能力

参考刘杨等［13］方法并略作修改。吸取1 mL样品溶液于10 mL具塞试管内，加入1 mL 6 mmol/L FeSO4的溶液，1 mL 6 mmol/L H2O2的溶液，混匀并反应10 min，再加入1 mL 6 mmol/L的水杨酸溶液，摇匀，于37℃水浴反应30 min后用冰水迅速冷却降温，吸取100μL反应后溶液于96微孔板内，在510 nm处测吸光值为Ai。用超纯水替代1 mL样品溶液，其他与上述一致，测出吸光值为Ao。将体积比50%的乙醇溶液代替水杨酸溶液，其他与上述一致，测出吸光值为Aj。

根据公式计算样品·OH清除能力:

1.3.8 DPPH·自由基清除能力

参考李晓英等［14］方法并略作修改。配制0.15 mg/mL DPPH乙醇溶液，吸取0.5 mL样品溶液和0.5 mL DPPH乙醇溶液混合均匀，室温下避光反应30 min，吸取100μL反应后溶液于96微孔板内，在517 nm处测吸光值为Ax。将乙醇代替样品溶液，其他与上述一致，测出吸光值为Az。将超纯水代替DPPH乙醇溶液，其他与上述一致，测出吸光值为Ay。

根据公式计算样品DPPH·自由基清除能力:

1.3.9 数据处理

采用SPSS 20版软件进行数据处理、Tukey方法多重比较和Pearson相关分析，采用GraphPad Prism软件作图。

2 结果与分析

2.1 微波实际功率

中火档下实际功率为233 W，中高火档下实际功率为398 W，高火档实际功率为522 W。

2.2 微波焙烤对藜麦总酚和总黄酮含量的影响

图1可知，未经微波焙烤的“陇藜1号”总酚含量为(2.63 ±0.05)mg/g，与王桂林等［15］研究结果接近，不同条件微波焙烤后的总酚含量在2.20～3.23，微波功率以及焙烤时间对藜麦的总酚含量有显著影响(P＜0.05)。在P233 W条件下，总酚含量随着焙烤时间增加呈上升趋势。这表明在较低功率下焙烤藜麦，总酚含量随着焙烤时间增加而增加。Dewanto等［5］将甜玉米热处理，发现其总酚含量提高54%;刘慧娟等［6］发现微波加热荷叶粉，使其总酚含量增加;Carciochi等［16］指出焙烤增加了藜麦中总酚含量，这些研究结果与实验结果一致。酚类物质主要分为可溶酚和不可溶酚，可溶酚包括自由酚和共轭酚，较易溶于溶剂中，不可溶酚被复杂的细胞结构圈固，不能溶于溶剂中［17］。热加工破坏了植物细胞结构，使其释放出更多细胞内酚类物质，增加总酚含量［18］。在P398W条件下，随着焙烤时间增加，“陇藜1号”总酚含量先增加后降低但显著高于对照组(P＜0.05);在P522W条件下，随着焙烤时间增加，“陇藜1号”总酚含量呈下降趋势且与对照组含量相当或显著低于对照组(P＜0.05)。功率较高时，随着焙烤时间增加，总酚含量降低。过度加热会使酚类物质发生降解、氧化、聚合反应或与其他组分相互作用形成复合物，造成总酚含量降低［19］。

图1 微波焙烤对藜麦总酚含量的影响

图2可知未经微波焙烤的“陇藜1号”总黄酮含量为(3.86 ±0.10)mg/g，不同条件微波焙烤后的总黄酮含量在2.69～3.70 mg/g。微波功率及焙烤时间对藜麦的总黄酮含量有显著影响(P＜0.05)。在P233、398、522W条件下，随着微波焙烤时间增加总黄酮含量显著减少(P＜0.05)，这表明黄酮对热加工较为敏感。Brend等［20］指出经电烤箱焙烤后，黄色和白色藜麦的总黄酮含量显著降低(P＜0.05);庞振国等［21］也发现加热温度升高、加热时间增加均能降低葛根皮中的总黄酮含量，与本研究结果一致。黄酮类化合物稳定性较差，受多种因素影响，如光照、pH和温度等［22］。在微波焙烤过程中黄酮类化合物可能分解为其他物质或与其他物质发生反应造成含量减少。

图2 微波焙烤对藜麦总黄酮含量的影响

2.3 微波焙烤对藜麦抗氧化性的影响

抗氧化剂通过自身还原作用给出电子清除由基，还原能力越强，抗氧化性越大，·OH和DPPH·是常见的自由基，测定样品FRAP、·OH清除率和DPPH·清除率可代表其抗氧化性。由图3～图5可知，微波功率及焙烤时间对藜麦的FRAP值、·OH清除率和DPPH·清除率有显著影响(P＜0.05)，未经微波焙烤的“陇藜1号”FRAP为(2.79±0.07)mg/g、·OH 清除率为(28.31 ±2.06)%、DPPH·清除率为(52.37±0.92)%。经微波焙烤后“陇藜1号”FRAP 为 2.92 ～3.74 mg/g、·OH 清除率为30.34～44.88%、DPPH · 清 除 率 为 56.43 ～78.00%。随着微波焙烤条件的变化，“陇藜1号”的FRAP、·OH清除率和DPPH·清除率变化趋势一致，在P233、398 W条件下这三个指标随着焙烤时间增加而升高，在P522 W条件下随着焙烤时间增加而降低。P233 W 3 min时，FRAP、·OH清除率和DPPH·清除率均达到最大值，“陇藜1号”抗氧化性最强;P522 W 1.5 min时这三个指标均最小，抗氧化性最弱。

P398 W 3 min时，总酚和总黄酮含量均减少，但抗氧化性却增强，这表明在微波焙烤过程中生成或增加了非酚类且具有抗氧化性的物质。在焙烤过程中谷物会发生美拉德反应，反应产物具有一定抗氧化性［23］。Carciochi等［16］发现随着焙烤温度升高，藜麦中美拉德反应产物增加。Miranda等［24］指出热风干燥过程中藜麦的维生素E含量增加。维生素E是一种脂溶性抗氧化剂，具有抑制自由基生成、促进自由基清除的作用［25］。可推测在焙烤过程中“陇藜1号”积累了美拉德反应产物，同时维生素E含量也增加，使其在P398W 3 min条件下抗氧化性增强。在P233 W时，随着焙烤时间增加，总黄酮含量减少，但抗氧化性增强，这是由于总酚含量增加。在P522 W时，随着焙烤时间增加，总酚和总黄酮含量均减少，抗氧化性也随之减弱。

图3 微波焙烤对藜麦总还原力的影响

图4 微波焙烤对藜麦·OH清除能力的影响

图5 微波焙烤对藜麦DPPH·清除能力的影响

2.4 藜麦中抗氧化物质与抗氧化性关系

大量研究报道表明，植物中总酚、总黄酮含量与抗氧化性之间存在良好的相关性，Alvarez－Jubete等［26］指出藜麦以及发芽的藜麦中总酚含量与总还原能力、DPPH·清除率呈显著正相关(P＜0.05);Dini［27］发现在甜、苦藜麦中总酚、总黄酮含量与总还原能力、DPPH·清除率呈显著正相关(P＜0.05);Gawlik－Dziki［28］指出藜麦有较强的抗氧化性且与总酚、总黄酮含量呈正相关(P＜0.05)。由表1可知，总酚含量与FRAP、·OH清除率和DPPH·清除率呈极显著正相关(P＜0.01)。总黄酮含量与这三个指标相关性不显著(P＞0.05)，这说明在微波焙烤过程中酚类物质不是唯一的抗氧化性物质，存在非酚类物质影响藜麦的抗氧化性。

表1 不同微波焙烤条件下藜麦酚类物质与抗氧化能力的相关性

在微波焙烤过程中，藜麦中酚类物质与抗氧化性的关系仍是一个复杂的问题。很多因素影响食物中酚类物质与抗氧化性的关系，如加工方式、提取酚类物质的方法、多种抗氧化物之间的相互作用和抗氧化物的性质等［29］。

3 结论

微波焙烤对“陇藜1号”总酚、总黄酮及其抗氧化性有显著影响(P＜0.05)。微波功率较低时藜麦总酚含量随着时间增加而增加，微波功率较高时则相反。总黄酮含量随着微波焙烤功率升高和时间的增加而减少。微波功率较低时藜麦抗氧化性随着焙烤时间增加而增强，微波功率较高时则相反。这也表明在微波焙烤藜麦时为了使其具有良好的抗氧化性，应选择适宜的焙烤功率，不宜过高。总酚含量与“陇藜1号”抗氧化性呈极显著正相关(P＜0.01)，而总黄酮与之相关性不显著(P＞0.05)。这表明微波焙烤过程中存在非酚类物质影响藜麦抗氧化性，需要进一步验证。