王新坤 劉 超 楊清梅 郭 溆 王月明 鄧 鵬 孫金月

(山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品研究所/農(nóng)業(yè)部新食品資源加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/山東省農(nóng)產(chǎn)品精深加工技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,山東濟(jì)南 250100)

青稞(Hordeum vulgareL.var.nudumHook.f.),禾本科大麥屬,籽粒裸露,又稱(chēng)裸大麥,具備“三高兩低”(蛋白質(zhì)、膳食纖維、維生素含量高；脂肪、糖含量低)的營(yíng)養(yǎng)特征,是青藏高原最具優(yōu)勢(shì)的糧食作物之一。近年來(lái)青稞因富含具有保健和藥用價(jià)值的生物活性成分如β-葡聚糖、花色苷等,已成為降血糖、抗氧化等功能食品開(kāi)發(fā)的明星原料。隨著年齡增長(zhǎng),人體清除自由基能力會(huì)下降,而抗自由基和活性氧系統(tǒng)的功能則與年齡增長(zhǎng)呈負(fù)相關(guān),很難長(zhǎng)期保持最佳平衡狀態(tài)[1]。另外,有害的環(huán)境因素、不健康的飲食生活方式和病理因素均會(huì)加速自由基和活性氧的生成[2]。大量生成的自由基和活性氧會(huì)直接氧化損傷人體各部位的脂質(zhì)、核酸和蛋白質(zhì)等生物大分子,誘發(fā)多種慢性疾病,如心腦血管病、動(dòng)脈粥樣硬化、Ⅱ型糖尿病等[3]。

常見(jiàn)的抗氧化劑包括以下幾類(lèi),以維生素E、維生素C、類(lèi)胡蘿卜素、輔酶等為主的維生素類(lèi)；谷胱甘肽和轉(zhuǎn)鐵蛋白、金屬硫蛋白等含金屬蛋白；硒、銅、鋅、錳等礦質(zhì)元素；植物化學(xué)物質(zhì)如多糖、甾醇、多酚、蘿卜硫素、萜類(lèi)化合物、色素等[4]。大麥?zhǔn)欠宇?lèi)物質(zhì)種類(lèi)和含量較多的谷物之一,其酚類(lèi)物質(zhì)多存在于麥皮、糊粉層、胚乳以及貯藏蛋白中,具有較強(qiáng)的抗氧化活性。青稞酚類(lèi)組成不同于普通大麥,已有抗氧化研究多針對(duì)大麥展開(kāi),有關(guān)青稞抗氧化品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)的研究更是少見(jiàn)。因此有必要從不同粒色及品種差異性的角度,全面比較和評(píng)價(jià)青稞全籽?？寡趸焚|(zhì)。

本研究以青稞全籽粒為研究對(duì)象,探究13個(gè)青稞品種籽粒的花色苷、原花青素、總黃酮和總酚對(duì)抗氧化品質(zhì)的影響,采用相關(guān)性分析、主成分分析及聚類(lèi)分析方法,篩選出抗氧化品質(zhì)最優(yōu)的青稞品種,同時(shí)確定評(píng)價(jià)青稞抗氧化品質(zhì)的主要因素,以期為青稞抗氧化類(lèi)保健食品開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試青稞材料共計(jì)13份,其中地方品種9份、育成品種(系)4份,均來(lái)自西藏日喀則地區(qū),品種名稱(chēng)見(jiàn)圖1。將青稞籽粒清洗后經(jīng)50℃烘箱干燥12 h,然后粉碎過(guò)60目篩,置于-20℃冰箱中待用。

原花青素標(biāo)準(zhǔn)品、沒(méi)食子酸(gallic acid equivalent,GAE)標(biāo)準(zhǔn)品、蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品、矢車(chē)菊色素3-葡萄糖苷(cyanidin-3-O-glucoside,C3G)標(biāo)準(zhǔn)品、熒光素鈉、2,2′-偶氮二異丁基脒二鹽酸鹽[2,2′-azobis(2-methylpropionamidine)dihydrochloride,AAPH]、6-羥基-2,5,7,8-四甲基色烷-2-羧酸[(S)-(-)-6-Hydroxy-2,5,7,8-tetramethylchroman-2-carboxylic acid,Trolox]、1,1-二苯基苦基苯肼(1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)、菲咯嗪等稀有試劑均購(gòu)自美國(guó)Sigma公司；其余試劑均為國(guó)產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

UV-1750型紫外分光光度計(jì),日本島津公司；Lab-1A-50E型冷凍干燥機(jī),北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；CR22GIII型高速臺(tái)式冷凍離心機(jī),日本日立公司；RE-2000E型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器,鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司；A11型研磨粉碎機(jī),德國(guó)艾卡公司；MS型電子天平,瑞士梅特勒托利多公司；SYNERGY HTX型酶標(biāo)儀,美國(guó)伯騰儀器公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 花色苷含量測(cè)定 參考Zhu等[5]的方法并稍作修改。取1 g青稞粉溶解于20 mL乙醇溶液(pH值3.0,質(zhì)量分?jǐn)?shù) 60%)中,混勻,在 40℃條件下 120 r·min-1震蕩提取 1 h,將混合液在 12 000 r·min-1下離心15 min。取2份1 mL上清液,分別用氯化鉀緩沖液(pH值1.0)和醋酸鈉緩沖液(pH值4.5)定容至5 mL,靜置1 h后分別測(cè)定2份溶液在515 nm和700 nm波長(zhǎng)處的吸光度值并計(jì)算吸光度變化。按照公式計(jì)算樣品中花色苷含量:

式中,A1.0、A4.5分別表示加pH值1.0緩沖液和pH值4.5緩沖液的樣液在510 nm和700 nm波長(zhǎng)處的吸光度值；MW為C3G的相對(duì)分子質(zhì)量,449.2；ε為C3G的消光系數(shù),26 900；C為緩沖液的濃度。

1.3.2 原花青素含量測(cè)定 參考Himmer等[6]的方法。稱(chēng)取1 g青稞粉,加入25 mL純甲醇搖勻,120 r·min-1避光震蕩提取1 h,將混合液于12 000 r·min-1離心15 min后取上清液待用。取1 mL樣液,先加入3 mL 4%香草醛甲醇溶液混勻,然后加入1.5 mL濃鹽酸,再次混勻。室溫靜置10 min,在500 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度值,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)求得樣品中原花青素含量。

1.3.3 總黃酮含量測(cè)定 參考He等[7]的方法并稍作改進(jìn)。稱(chēng)取5 g青稞粉,加入100 mL 50%乙醇溶液,在40℃條件下120 r·min-1震蕩提取2 h,將混合液12 000 r min-1離心15 min后取上清。將收集到的上清液減壓濃縮至10 mL左右。取1 mL黃酮濃縮液,加1 mL 5%的亞硝酸鈉溶液,振搖后靜置5 min,加入2 mL 10%硝酸鋁溶液,搖勻后靜置 1 h,加入2 mL 1 mol·L-1氫氧化鈉溶液,用30%乙醇定容至10 mL,以未加硝酸鋁的試管調(diào)零,搖勻后在510 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度值,以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品制作標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn),根據(jù)回歸方程計(jì)算樣品中總黃酮含量。

1.3.4 總酚含量測(cè)定 青稞全籽?？偡雍糠治霭ㄌ崛『蜏y(cè)定2個(gè)步驟。取2 g青稞粉,加入20 mL預(yù)冷的體積分?jǐn)?shù)為80%的丙酮溶液,混勻,在通氮?dú)鈼l件下120 r·min-1震蕩提取1 h,將混合液于12 000 r·min-1離心15min,留上清。收集殘?jiān)⒅貜?fù)上述步驟2次,合并上清液,45℃下減壓濃縮至干,用超純水溶解餾分,即得游離酚提取液。用2 mol·L-1氫氧化鈉溶液消化制備游離酚后剩余的青稞粉殘?jiān)? h,用2 mol·L-1鹽酸中和消解后的氫氧化鈉。用正己烷對(duì)消解后溶液進(jìn)行脫脂處理3次,以減少脂肪對(duì)后續(xù)提取步驟的干擾。用20 mL乙酸乙酯萃取消解且脫脂后的溶液,在通氮?dú)獾臈l件下120 r·min-1震蕩提取1 h后,將混合液12 000 r·min-1離心15 min取上清?；厥諝?jiān)⒅貜?fù)上述步驟5次,合并上清液,45℃下減壓濃縮至干,用超純水溶解餾分,即得結(jié)合酚提取液。

游離酚和結(jié)合酚提取液中酚含量的測(cè)定采用福林酚法[8]。吸取樣品提取液100 μL于試管中,加入400 μL蒸餾水和100 μL福林酚試劑,搖勻后反應(yīng)6 min；加入1 mL 7%碳酸鈉溶液,再加入1 mL超純水,搖勻后避光靜置90 min,在760 nm波長(zhǎng)處測(cè)其吸光度。根據(jù)沒(méi)食子酸對(duì)照品建立的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)計(jì)算樣品中游離酚和結(jié)合酚含量,兩項(xiàng)相加即為總酚含量。

1.3.5 氧化自由基吸收能力(oxygen radical absorption capacity,ORAC)值測(cè)定 參考Wolfe等[9]的方法并加以改進(jìn)。準(zhǔn)確稱(chēng)取1 g青稞粉,加入25 mL預(yù)冷的乙酸乙酯,常溫下避光震蕩提取1 h,采用Whatman濾濃紙過(guò)濾后收集濾液,濾渣經(jīng)相同步驟提取2次。合并濾液于35℃減壓蒸干。然后用80%乙醇溶液重新溶解,得樣品粗提液。將粗提液和Trolox用75 mmol·L-1磷酸鹽緩沖液(pH值7.4)稀釋至適當(dāng)濃度。取20 μL樣品或Trolox標(biāo)準(zhǔn)物溶液加至96孔熒光酶標(biāo)板中,然后加入20 μL 75 mmol·L-1磷酸鹽緩沖液(pH值7.4)和20 μL 70 nmol·L-1熒光素鈉鹽溶液,37℃孵育20 min,加入140 μL 12 mmol·L-1AAPH溶液?jiǎn)?dòng)反應(yīng),以激發(fā)波長(zhǎng)485±20 nm,發(fā)射波長(zhǎng)530±20 nm進(jìn)行連續(xù)熒光強(qiáng)度掃描,每2 min測(cè)定一次[10],測(cè)定時(shí)間設(shè)定在熒光衰減呈基線(xiàn)后為止,樣品的ORAC值通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)物Trolox建立的標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)計(jì)算,結(jié)果表示為 μmol TE Trolox Equivalents,當(dāng)量)g-1DW。

1.3.6 自由基清除能力測(cè)定 參考Liang等[11]的方法。取1 mL 1.3.5中的樣品粗提液于試管中,再加入5 mL 0.1 mmol·L-1DPPH乙醇溶液,搖勻后室溫下避光反應(yīng)20 min。設(shè)置對(duì)照,在517 nm波長(zhǎng)處測(cè)吸光度值。按照公式計(jì)算DPPH自由基清除能力:

1.3.7 鐵離子還原能力(ferric ion reducing antioxidant power,FRAP)測(cè)定 參考Benzie等[12]的方法并略加修改。取1 mL 1.3.5中的樣品粗提液于試管中,加3 mL FRAP工作液,充分搖勻后37℃水浴避光反應(yīng)30 min,以甲醇代替樣品提取液為空白調(diào)零,在593 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度值。以Trolox作為對(duì)照品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn),根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)計(jì)算出樣品鐵離子還原能力,FRAP值以TE 100 g-1DW表示。

1.3.8 金屬離子螯合能力(metal ion chelating capacity,MCC)測(cè)定 按照Decker等[13]的方法。移取1.3.5中的樣品粗提液1 mL,依次加入3.7 mL甲醇、0.1 mL 2 mmol·L-1FeCl2·4H2O 溶液、0.2 mL 2.5 mmol·L-1菲咯嗪溶液。反應(yīng)體系在暗中靜置10 min,最后在562 nm波長(zhǎng)處測(cè)定各組樣品吸光度值。以未加樣品組作為空白對(duì)照。按照公式計(jì)算金屬離子螯合能力:

1.4 統(tǒng)計(jì)方法

試驗(yàn)中每個(gè)處理均重復(fù)3次,數(shù)據(jù)以均值±標(biāo)準(zhǔn)差的形式表示。多重比較(采用Duncan式方法,定義P＜0.05為差異顯著)、相關(guān)分析(相關(guān)系數(shù)概率P＜0.05為顯著相關(guān))、主成分分析和聚類(lèi)分析均通過(guò)SAS 9.4統(tǒng)計(jì)軟件運(yùn)行完成。采用Sigmaplot 12.5軟件制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 青稞品種產(chǎn)地分布及籽粒外觀特征

13個(gè)青稞品種中有4個(gè)屬于推廣種植品種,即藏青320[14]、藏青2000[15]、喜拉19和喜拉22,這4個(gè)品種全部收集于日喀則市桑株孜區(qū),其余9個(gè)品種均為地方品種,分布于薩迦等7個(gè)縣,其中薩迦、康馬兩縣均有2個(gè)品種,且分布于不同的2個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)(圖1-A)。8個(gè)區(qū)縣共覆蓋日喀則市57.82%的面積(圖1-B)。13個(gè)青稞品種的海拔梯度區(qū)間是3 800～4 300 m,藏青320和藏青2000為西藏全區(qū)適應(yīng)品種,另外11個(gè)品種較均勻地分布在9個(gè)不同的海拔高度上,籽粒顏色較深的品種所在海拔高度高于籽粒顏色較淺品種,其中所在海拔位置最高的品種是雄樟,所處海拔高度為4 450 m(圖1-C)。13個(gè)青稞品種的籽粒顏色深淺各不相同,但可將其劃分為棕、紫和黑三色(圖1-D)。

2.2 青稞籽粒中酚類(lèi)物質(zhì)結(jié)果分析

花色苷是一種黃酮類(lèi)水溶性色素,主要存在于青稞表皮中,由花青素與糖以糖苷鍵結(jié)合而成,賦予青稞籽粒顏色。由圖2-A可知,黑色品種薩貴、曲加、雄樟和紫色品種卡娃夏沐溪中花色苷含量較高,均高于40 mg C3G 100 g-1DW,其中雄樟中花色苷含量最高,為102.38 mg C3G 100g-1DW。原花青素是植物中廣泛存在的聚多酚類(lèi)混合物,其氧化去除自由基的能力強(qiáng)于花青素,其抗氧化效果約為維生素E的50倍,維生素C的20倍[16]。由圖2-B可知,原花青素含量較高的3個(gè)品種分別為:黑色品種雄樟以及紫色品種卡娃夏沐溪和喜珠,其中雄樟中原花青素含量最高,為142.42 mg·100g-1DW。黃酮是一類(lèi)重要的酚類(lèi)化合物,日常膳食攝入的酚類(lèi)化合物中黃酮占據(jù)了很大的比例[17]。由圖2-C可知,總黃酮含量最高的品種為黑色品種雄樟,為478.12 mg Rutin 100 g-1DW,其次為紫色品種卡娃夏沐溪、優(yōu)喜、喜珠以及黑色品種薩貴和曲加,且上述5個(gè)品種間無(wú)顯著差異。由圖2-E、D、F可知,青稞籽粒中游離酚、結(jié)合酚和總酚含量在不同品種中分布規(guī)律各異,游離酚和總酚含量最高的是黑色品種雄樟,其次是紫色品種喜珠,棕色品種中游離酚和總酚含量均較低；青稞籽粒結(jié)合酚含量低于游離酚含量,且其變化規(guī)律不同于游離酚,棕色品種藏青2000、紫色品種卡娃夏沐溪和曲堆嘎木及黑色品種曲加結(jié)合酚含量較高。

2.3 青稞籽粒的抗氧化能力分析

圖1 青稞品種在日喀則地區(qū)分布及籽粒外觀特征Fig.1 Distribution of highland barley varieties and seeds appearance in Rikaze area

選擇ORAC法、DPPH法、FRAP法和MCC法同時(shí)對(duì)13個(gè)青稞品種籽粒的抗氧化能力進(jìn)行測(cè)定。由圖3-A可知,3個(gè)黑色品種中雄樟和曲加的ORAC較高,分別為 117.39 μmol TE g-1DW 和 103.89 μmol TE g-1DW；5個(gè)紫色品種的ORAC均顯著低于上述2個(gè)黑色品種(P＜0.05)；棕色品種的ORAC較低,且品種間差異不顯著。由圖3-B可知,DPPH自由基清除能力較強(qiáng)的是3個(gè)黑色品種和紫色品種喜珠和嘎如,棕色品種中藏青320、噶木果日和喜拉19的DPPH自由基清除能力最低。由圖3-C可知,FRAP最強(qiáng)的是黑色品種雄樟,其值高達(dá)4 523.43 mg TE 100g-1DW,另2個(gè)黑色品種薩貴和曲加與5個(gè)紫色品種間的差異均不顯著,棕色品種藏青 2000的 FRAP最弱,其值為1 220.60 mg TE 100g-1DW。由圖3-D可知,從CC最強(qiáng)的是紫色品種曲堆嘎木,其值為43.81%,最低的是棕色品種藏青2000,值為25.62%,其余11個(gè)品種間均無(wú)顯著差異。

2.4 酚類(lèi)物質(zhì)與抗氧化能力間的相關(guān)分析

由表1可知,青稞籽粒的抗氧化指標(biāo)與酚類(lèi)物質(zhì)含量之間存在緊密的相關(guān)性,ORAC、DPPH自由基清除能力和FRAP與花色苷、原花青素、總黃酮、游離酚和總酚含量均呈極顯著正相關(guān)(P＜0.01),但與結(jié)合酚含量均無(wú)顯著相關(guān)性(P＞0.05)。MCC與花色苷等6種酚類(lèi)物質(zhì)含量均無(wú)相關(guān)性,但其與ORAC及FRAP均呈顯著正相關(guān)(P＜0.05)。

2.5 青稞籽?？寡趸焚|(zhì)的主成分分析

對(duì)13個(gè)青稞品種的花色苷、原花青素、總黃酮、游離酚、結(jié)合酚和總酚6種酚類(lèi)物質(zhì)含量以及ORAC、DPPH自由基清除能力、FRAP和MCC 4項(xiàng)抗氧化品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析。圖4-A為特征根值的陡坡圖,Prin1、Prin2和Prin3 3個(gè)主成分的特征根值下降幅度最大。提取的3個(gè)主成分代表全部10項(xiàng)考察指標(biāo)87.43%的品質(zhì)變異(圖4-B)。由表2可知,花色苷、原花青素、總黃酮、游離酚、總酚5種抗氧化組分指標(biāo)和ORAC、DPPH自由基清除能力、FRAP、MCC 4項(xiàng)抗氧化能力指標(biāo)的特征向量對(duì)Prin1均產(chǎn)生正向效應(yīng),只有結(jié)合酚對(duì)Prin1產(chǎn)生負(fù)向效應(yīng),因此,可以將Prin1概括為游離酚因子。Prin2的貢獻(xiàn)率是15.4%(圖4-B),花色苷、原花青素、總黃酮、游離酚、結(jié)合酚和總酚6種抗氧化組分指標(biāo)的特征向量對(duì)Prin2均產(chǎn)生正向效應(yīng),而ORAC、DPPH自由基清除能、FRAP和MCC 4項(xiàng)抗氧化能力指標(biāo)的特征向量對(duì)Prin2均產(chǎn)生負(fù)向效應(yīng),因此可以將Prin2概括為多酚因子；Prin3的貢獻(xiàn)率是9.75%(圖4-B),結(jié)合酚和總酚2種抗氧化組分指標(biāo)以及ORAC、DPPH自由基清除能力和MCC 3項(xiàng)抗氧化能力指標(biāo)的特征向量對(duì)Prin3均產(chǎn)生正向效應(yīng),因此可以將Prin3概括為結(jié)合酚因子?；?個(gè)主成分計(jì)算13個(gè)品種各自的綜合主成分得分能較直觀地判斷某一品種的抗氧化品質(zhì)優(yōu)劣(圖4-C),綜合主成分分值越高,抗氧化品質(zhì)表現(xiàn)越好。黑色品種雄樟、曲加、薩貴和紫色品種卡娃夏沐溪、喜珠綜合主成分得分較高,且均為正值,其余8個(gè)青稞品種主成分得分均為負(fù)值,抗氧化品質(zhì)相對(duì)較差。

圖2 青稞籽粒中主要酚類(lèi)物質(zhì)Fig.2 Major phenolics in highland barley grains

圖3 青稞籽粒抗氧化能力Fig.3 Antioxidant capacity of highland barley grains

2.6 聚類(lèi)分析

由圖5可知,聚類(lèi)之間的平均距離大致為0.9時(shí)可將所有品種分為3個(gè)類(lèi)群:第Ⅰ類(lèi)群包括5個(gè)品種,占供試品種總數(shù)的38.46%,該類(lèi)群材料籽粒顏色全部為棕色；第Ⅱ類(lèi)群包括7個(gè)品種,占供試品種總數(shù)的53.85%,該類(lèi)群材料表現(xiàn)為紫色(5份)和黑色(2份)；第Ⅲ類(lèi)群包括1個(gè)品種,即雄樟,籽粒顏色為黑色。

3 討論

國(guó)內(nèi)外對(duì)青稞籽粒顏色的劃分目前并無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),主要分為黃(棕)、藍(lán)、紫(紅)和黑4種顏色[18],從日喀則市收集的13個(gè)青稞品種籽粒顏色皆在其列。眾所周知,全谷物在一定程度上有助于緩解氧化應(yīng)激相關(guān)的心血管疾病、癌癥和糖尿病等慢性病,而谷物酚被認(rèn)為是全谷物發(fā)揮作用的主要物質(zhì)基礎(chǔ)[19]。青稞籽粒中花色苷、原花青素、總黃酮和總酚含量的多重比較結(jié)果顯示,紫色和黑色品種中酚含量較高,13個(gè)品種中4種酚類(lèi)物質(zhì)指標(biāo)的最高值對(duì)應(yīng)的品種均為雄樟；另外,海拔較高處的品種顏色較深且酚類(lèi)物質(zhì)含量一般較高,這可能與品種或生長(zhǎng)環(huán)境有關(guān)。籽粒顏色對(duì)青稞中酚類(lèi)物質(zhì)的含量影響較大,黑色青稞中含有更為豐富的酚類(lèi)化合物。有研究?jī)H選擇總酚、總黃酮含量以及DPPH自由基清除能力、2,2-聯(lián)氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二銨鹽[2,2′-azinobis-(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonate),ABTS]自由基清除能力及FRAP 5項(xiàng)指標(biāo)評(píng)價(jià)不同粒色青稞種質(zhì)資源體外抗氧化能力,得出相似結(jié)論,即黑色青稞的多酚含量及抗氧化活性普遍較高于黃色青稞[20]。黑色食品如黑豆、黑小麥、黑芝麻一直深受人們的青睞,體外抗氧化研究表明青稞色素對(duì)自由基清除能力高于黑大豆等其他物種中的天然色素[21]。有報(bào)道稱(chēng)植物籽粒中所含營(yíng)養(yǎng)成分的高低與其顏色的深淺有著緊密的關(guān)系,顏色越深,其營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)越豐富合理[22]?？梢?jiàn)青稞具有開(kāi)發(fā)抗氧化功能食品的價(jià)值。

表1 酚類(lèi)物質(zhì)與抗氧化指標(biāo)間的相關(guān)分析Table 1 Correlation analysis between phenolics and antioxidant index

表2 主成分特征向量Table 2 Principal component eigenvector

圖4 青稞籽?？寡趸芰χ鞒煞址治黾熬C合評(píng)價(jià)Fig.4 Principal component analysis and comprehensive evaluation of the antioxidant capacity of barley grains

圖5 使用類(lèi)平均法的譜系聚類(lèi)圖Fig.5 Cluster analysis by unweighted pair-group method with arithmetic mean

已有報(bào)道表明,大麥具有較強(qiáng)的還原力和金屬離子螯合能力,可清除自由基、抑制亞油酸自動(dòng)氧化和生物膜脂質(zhì)過(guò)氧化作用。但由于不同抗氧化劑的抗氧化機(jī)理不同,因此在不同的反應(yīng)體系中抗氧化能力有所差異,用單一或單一抗氧化原理的指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)物質(zhì)的抗氧化活性存在較大的片面性。本研究抗氧化活性評(píng)價(jià)結(jié)果表明,紫色和黑色品種中ORAC、DPPH自由基清除能力、FRAP數(shù)值均高于棕色品種,這與抗氧化組分含量不同有關(guān),紫色和黑色品種中酚類(lèi)物質(zhì)含量更高。相比之下,MCC在品種間的變化規(guī)律與以上3個(gè)指標(biāo)不同,不同籽粒顏色的品種間大多差異不顯著。MCC測(cè)定的基本原理是:抗氧化劑被認(rèn)為具有鰲合金屬離子的能力,從而避免發(fā)生芬頓反應(yīng)產(chǎn)生自由基[5]。青稞籽粒中富含植酸,相比酚類(lèi)物質(zhì),植酸對(duì)金屬離子螯合能力更強(qiáng),可能因此造成酚類(lèi)物質(zhì)與MCC間相關(guān)關(guān)系不顯著。單一的酚類(lèi)物質(zhì)所提供的抗氧化能力不能替代青稞籽粒中的植物化學(xué)物整體,青稞的抗氧化功能可能是籽粒中所含植物化學(xué)物質(zhì)協(xié)同、疊加等作用的結(jié)果[23]。因此,在了解全谷物青稞酚類(lèi)物質(zhì)活性的基礎(chǔ)上,弄清酚類(lèi)物質(zhì)及其抗氧化能力之間的相互作用,對(duì)進(jìn)一步掌握全谷物青稞的抗氧化功能具有重要意義。近年來(lái),已成功研制出青稞掛面、青稞速食面、青稞營(yíng)養(yǎng)粉、萌動(dòng)青稞綠茶等產(chǎn)品,這些產(chǎn)品的加工過(guò)程涉及高溫、高壓、發(fā)芽等工藝,勢(shì)必會(huì)對(duì)青稞中的酚類(lèi)物質(zhì)產(chǎn)生影響,但是關(guān)于不同加工方式對(duì)青稞抗氧化組分和抗氧化能力的研究卻少有報(bào)道。下一步應(yīng)重點(diǎn)研究青稞在加工過(guò)程中的抗氧化品質(zhì)評(píng)價(jià),篩選更適合用于加工的青稞品種。

青稞全谷物籽粒中酚類(lèi)物質(zhì)成分種類(lèi)復(fù)雜,其所含的多糖、植酸、維生素E也有抗氧化作用,對(duì)青稞籽粒抗氧化作用同樣有貢獻(xiàn)[24]。為篩選青稞籽?？寡趸焚|(zhì)最真實(shí)相關(guān)的指標(biāo),對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了主成分分析,其結(jié)果進(jìn)一步印證了籽粒顏色對(duì)青稞抗氧化品質(zhì)的貢獻(xiàn),深顏色尤其是黑色品種的抗氧化品質(zhì)更為優(yōu)秀。當(dāng)人體氧化-還原環(huán)境穩(wěn)態(tài)失衡時(shí),體內(nèi)自由基不能被及時(shí)清除,通過(guò)食用富含花色苷、黃酮等天然抗氧化物質(zhì)的食物,可以清除過(guò)多的自由基,維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的動(dòng)態(tài)平衡,黑色品種雄樟的酚類(lèi)物質(zhì)含量高,抗氧化能力卓越,適宜開(kāi)發(fā)抗氧功能的保健食品。聚類(lèi)分析結(jié)果與主成分分析結(jié)果對(duì)應(yīng),具有較好的一致性,抗氧化能力相近的品種被聚為同一類(lèi)群,也印證了通過(guò)籽粒顏色進(jìn)行青稞抗氧化品質(zhì)初篩的可行性。

中國(guó)青藏高原是世界上海拔最高的高原,被譽(yù)為地球的“第三極”,以低氧、強(qiáng)輻射、氣溫低等著稱(chēng)[25-26]。一方面青稞長(zhǎng)期生長(zhǎng)在高紫外線(xiàn)輻射條件下,其可能會(huì)誘導(dǎo)產(chǎn)生更多適應(yīng)這種高輻射環(huán)境的植物化學(xué)物質(zhì),如花色苷等酚類(lèi)物質(zhì),這些色素類(lèi)物質(zhì)的沉積使籽粒呈現(xiàn)紫色和黑色為主的深度顏色,以抵御更多的紫外線(xiàn)對(duì)細(xì)胞的破壞；另一方面經(jīng)過(guò)嚴(yán)酷脅迫環(huán)境的選擇,只有抗氧化能力更強(qiáng)的品種被保留下來(lái),形成了鮮明獨(dú)特的高原適應(yīng)特征。青藏高原生活環(huán)境惡劣,醫(yī)療資源落后,但糖尿病、心腦血管疾病等慢性疾病發(fā)病率很低[27]。究其原因,一方面很可能源自衰老基因的遺傳差異[28]；另一方面,藏民以青稞為主食,而且主要以全籽粒輕加工食品的形式攝入。然而深色青稞突出的抗氧化品質(zhì)是否也對(duì)長(zhǎng)壽起著“功不可沒(méi)”的作用尚有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

對(duì)13個(gè)青稞品種的花色苷、原花青素、總黃酮、游離酚、結(jié)合酚和總酚進(jìn)行檢測(cè),發(fā)現(xiàn)6種抗氧化組分指標(biāo)在大部分青稞品種中變化各異,除結(jié)合酚外的5種酚類(lèi)物質(zhì)指標(biāo)的最高值均出現(xiàn)在雄樟中；除結(jié)合酚外的5種酚類(lèi)物質(zhì)指標(biāo)與4種抗氧化指標(biāo)密切相關(guān)；用主成分分析法和聚類(lèi)分析法對(duì)這13種青稞進(jìn)行了分類(lèi)分析,提取的3個(gè)主成分可反映原變量87.43%的信息,是評(píng)價(jià)青稞抗氧化組分的特征指標(biāo),能夠代表總變量的絕大部分信息。通過(guò)酚類(lèi)物質(zhì)和抗氧化指標(biāo)間的相關(guān)分析理清了兩者之間的關(guān)系,為青稞酚類(lèi)物質(zhì)的利用奠定了基礎(chǔ)。聚類(lèi)分析和主成分分析對(duì)品種分類(lèi)判定結(jié)果基本一致。對(duì)不同青稞品種進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)及分析的結(jié)果,可作為篩選優(yōu)良品質(zhì)青稞品種的指標(biāo),對(duì)利用青稞多酚類(lèi)成分開(kāi)發(fā)功能食品具有重要的指導(dǎo)意義。