干燥方式對盛花期苦蕎植株浸提液抗氧化活性的影響

[摘要]以盛花期苦蕎植株為試驗原料，研究了干燥方式對盛花期苦蕎植株浸提液抗氧化活性的影響，通過評價其清除自由基的能力，分析浸提液中黃酮類物質的抗氧化活性，確定最佳干燥方式。試驗結果表明，不同干燥方式抗氧化活性的大小依次為微波干燥、105℃烘箱干燥處理、50℃烘箱干燥處理、自然風干、自然曬干，通過兩組不同試驗的比較分析表明，微波干燥處理的清除率最好。

[關鍵詞]盛花期苦蕎植株;自由基;黃酮類物質;抗氧化活性

中圖分類號：TS218 文獻標識碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.201912

苦蕎[1]又名韃靼蕎麥、三角麥、苦葉七[2]，為蓼科雙子葉蕎麥屬植物，在我國種植較為廣泛[3]，因其含有的黃酮類化合物具有較強的生理活性和廣泛的藥用價值[4]，以及極其豐富的營養價值，故民間稱之為“五谷之王”。

黃酮類物質[5]是廣泛存在于植物中的一類黃色素，在植物主要以苯丙吡哺酮衍生物的形式存在，主要與糖結合為糖苷，主要存在于苦蕎的莖、葉、花、果實中[6]，其中盛花期苦蕎植株[7]黃酮類物質含量較高?？嗍w黃酮類物質具有降低心肌耗氧量、降血脂[8]、抗心律失調、軟化血管、降低血糖、抗氧化[9]、消除體內自由基、增強機體免疫[10]等功能。與其他自然植物抗氧化物性質相比，苦蕎植株中黃酮類物質的抗氧化性[11]更高，抗動脈粥樣硬化[12]作用更為顯著，清除體內自由基的作用更強大，因此苦蕎黃酮類物質在食品、醫藥研究等領域有廣泛的應用價值?？嗍w盛花期植株是整個生長階段[13]，植株黃酮含量最高的時期，以盛花期苦蕎植株為原料提取的黃酮類物質，含量高、抗氧化效率較為明顯?？嗍w植株黃酮類物質的抗氧化活性顯著與否，受到多重因素的影響，干燥方式是其中最為重要的一種。因其干燥方式不同，抗氧化活性具有很大的差異，因此，苦蕎植株干燥方式就顯得尤為重要。通過試驗研究不同干燥方式對盛花期苦蕎植株的影響，確定最佳的干燥方式，在獲得抗氧化活性最佳效果的同時，還可指導現代食品、醫藥企業的生產，用于功能保健、藥理學、臨床研究領域[14]。自由基[15]是人體正常代謝的產物，是含有未配對介電子的一類原子、分子、離子的總稱，具有高度的化學活性[16]。在本試驗中分別采用自然曬干、陰干、50℃烘箱干燥處理、105℃烘箱干燥處理、微波加熱干燥等5種干燥方式對苦蕎植株進行干燥，在不同的固液比中進行黃酮類溶液提取[17]，通過抗氧化活性試驗對兩種自由基清除率進行比較，最后確定最佳的干燥方式。

1 材料與方法

1.1 材料

西昌航飛苦蕎基地優良苦蕎盛花期植株。

1.2 試劑

0.50mmol/L鄰二氮菲無水乙醇溶液、0.075mol/L磷酸鹽緩沖液、0.075mmol/L硫酸亞鐵、0.1%雙氧水、4.5mmol/L鄰苯三酚、8.0mol/L HCl。

1.3 儀器

DGG9420A型立式電熱鼓風干燥箱：上海齊欣科學儀器有限公司;WK-150小型粉碎機：山東省青州市精誠機械制造廠;HW-SY21-K水浴鍋：北京市長鳳儀器儀表公司;上UV–2000紫外可見分光光度計;SHB–Ⅲ A循環水式多用真空泵。

1.4 試驗步驟

1.4.1 樣品制備

原料預處理：將新鮮苦蕎植株處理干凈，平均分成5份，用作曬干、室溫干燥、烘箱50℃、烘箱105℃以及微波干燥的原料。

曬干樣（Aa）將處理干凈的苦蕎植株原料置于室外，在太陽光下干燥至水分含量小于8%，以便用于粉碎機研磨成細小的粉末。

室溫干燥樣（Ab）將處理干凈的苦蕎植株原料置于室內通風處，干燥至水分含量小于8%，以便用于粉碎機研磨成細小的粉末。

105℃烘箱干燥樣（Ac）將處理干凈的苦蕎植株原料放在立式電熱鼓風干燥箱內，溫度調節至105℃，干燥至其中含水量小于8%，以便用于粉碎機研磨成細小的粉末。

50℃烘箱干燥樣（Ad）將處理干凈的苦蕎植株原料放在立式電熱鼓風干燥箱內，溫度調節至50℃，干燥至其中含水量小于8%，以便用于粉碎機研磨成細小的粉末。

微波加熱干燥樣（Ae）將處理干凈的苦蕎植株原料放置在微波爐中，調節微波爐溫度，干燥2～5min，轉入立式電熱鼓風干燥箱中干燥至其中含水量小于8%，以便用于粉碎機研磨成細小的粉末。

1.4.2 磨粉

按照1.4.1的操作，將得到的5種樣品分別倒入粉碎機中進行粉碎，通過60目篩，裝入棕色玻璃瓶中待用。

1.4.3 苦蕎植株浸提液的提取

以無菌蒸餾水為提取劑，按照濃度為0.02g/mL、0.04g/mL、0.06g/mL、0.08g/mL、0.10g/mL，50℃，提取1h[18]。

分別準確稱取5種苦蕎植株粉末1.00g、2.00g、3.00g、4.00g、5.00g，放入25個250mL錐形瓶中，各加入50mL蒸餾水，將所得的苦蕎植株溶液放入水浴鍋中，調節水浴鍋溫度至50℃，提取1h。

將水浴加熱處理后的苦蕎植株溶液在SHZ-Ⅲ型循環水真空泵中進行抽濾，用燒杯收集提取液，再將提取液移入250mL容量瓶中，用無菌蒸餾水定容至250mL。

1.4.4 苦蕎植株浸提液體外抗氧化活性的測定

1.4.4.1 清除羥基自由基

取27支型號相同的試管，預先用蒸餾水清洗干凈并使其干燥，然后分別編號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、空白試驗1號、空白試驗2號。

分別取0.50mmol/L鄰二氮菲無水乙醇溶液1.50mL加入試管a1～e5中，加入0.075mol/L磷酸鹽緩沖液（pH 7.4）5.00mL，充分混勻后加入0.75mmol/L硫酸亞鐵1.00mL，立即混勻。分別加入不同干燥處理后的不同浸提的樣品液體1.00mL，然后加入0.1% 雙氧水1.00mL，反應液在37℃保溫1h，1h后分別加入10mL蒸餾水稀釋于510nm處測定吸光度A1。在上述操作中用等體積雙蒸水代替樣液，獲得吸光度記為A2。以等體積水代替樣液，以等體積雙蒸水代替0.1% 雙氧水，獲得吸光度記為A3。

計算清除率公式：

羥基自由基清除率=（A1–A2）÷（A3–A2）×100%

1.4.4.2 清除超氧自由基

取51支型號相同的試管，預先用蒸餾水清洗干凈并使其干燥，將其分為三組：第一組25支，試驗1所用;第二組25支，試驗2所用;第三組1支，空白對照試驗所用。

在第一組的25支試管中分別加入pH為8.2的0.075mol/L磷酸緩沖溶液5.00mL，然后加入不同干燥處理后的不同浸提的樣品液體0.10mL，置于25℃水浴中預熱20min，再加入已預熱處理的4.50mmol/L 鄰苯三酚0.10mL，混勻后置于25℃水浴中反應4min，立即用2滴8.00mol/L HCl終止反應。按照上述操作，以離子水取代鄰苯三酚，分別加入第二組試管中;以離子水取代樣品，加入第三組試管中。用雙蒸水調節儀器零點，在420nm處測定吸光值，第一組吸光值讀數記為A1;第二組吸光值讀數記為A2;第三組吸光值讀數記為A3。

超氧自由基清除率[19]={A3–（A1–A2）}÷A3×100%

2 結果與分析

2.1 清除羥基自由基

羥基自由基清除率。當浸提液濃度一定時，干燥方式對羥基自由基的消除在一定范圍內有明顯的影響，由表1觀察可知，自然風干、自然曬干后所得到的自由基清除率較為接近，且數值較小;105℃烘箱干燥處理、50℃烘箱干燥處理后得到的自由基清除率較為接近，較自然干燥后的自由基清除率有較大幅度的增加，而微波處理之后的自由基清除率比之前的自然、烘箱干燥都大。當干燥方式一定的時候，隨著浸提液濃度在一定范圍內的增大，自由基消除率也在進一步增大，但是變化的幅度不是很明顯，并且在相同的干燥方式下，不同的濃度試驗得到的自由基消除率都較為接近，因此干燥方式是影響羥基自由基清除率的主要因素。

從表2中可以看出，不同的干燥處理方式對試驗的結果存在顯著性影響，濃度的變化對試驗結果從表2中可以看出，不同的干燥處理方式對試驗的結果存在顯著性影響，濃度的變化對試驗結果存在顯著性影響，因此對干燥方式和濃度進行多重比較分析，見表3和表4。

從表3中可以得出，在0.02、0.04、0.06這三個濃度處理中存在著顯著性差異和極顯著性差異，存在顯著性差異的原因在于，隨著濃度的增加，黃酮類物質的含量也增加，對羥基自由基清除就越強;在0.08、0.10這兩個濃度處理中，黃酮類物質的含量已經不是影響羥基自由基清除率的關鍵因素所在，故不存在顯著性差異和極顯著性差異。

由表4可知，自然曬干處理和陰干處理不存在顯著性差異和極顯著性差異。原因分析：自然曬干干燥處理和陰干處理是在沒有任何隔氧處理的情況下進行的干燥，試驗植株試樣同氧氣接觸時間較長、接觸面積較大，兩種干燥方式的處理溫度范圍在常溫10℃～30℃，多酚氧化酶的活性較大，酶促反應抑制效果不佳，長時間的放置使浸提液中多酚大量被氧化，從而降低了羥基自由基清除率;在50℃的干燥處理和105℃的干燥處理存在顯著性差異，但是不存在極顯著差異。高溫能夠使一些多酚氧化酶失活，酶促反應被抑制，由于加熱過程緩慢，在加熱過程中發生酶促反應，使多酚被氧化，清除率降低，而因為加熱到105℃溫度較高，對多酚氧化酶的抑制作用大于50℃干燥處理，所以清除率稍強;105℃干燥處理、微波加熱干燥處理存在顯著性差異和極顯著性差異。由于這兩種處理方式都是經過高溫加熱干燥，使大量的多酚氧化酶失活，抑制酶促反應，因此提高了浸提液中多酚的含量，相對提高了對羥基自由基的清除率。微波加熱干燥處理優于105℃烘箱烘干處理，是由于微波干燥處理溫度比105℃高，在短時間內即可達到很高的溫度，能夠在短時間內使多酚氧化酶失活，減少多酚的損失，從而提高了對羥基自由基的清除率。

2.2 清除超氧自由基

當浸提液濃度一定的時候，干燥方式對超氧自由基的消除在一定范圍內有明顯的影響，由表5觀察可知，自然風干、自然曬干后所得到的自由基清除率較為接近，且數值較小，變化不大;105℃烘箱干燥處理、50℃烘箱干燥處理后得到的自由基清除率變化較大，且較之前自然干燥后的自由基清除率有較大幅度的增加，而微波處理之后的自由基清除率比之前的自然、烘箱干燥都大。當干燥方式一定的時候，隨著浸提液濃度在一定范圍內的增大，自由基消除率也進一步增大，但是變化幅度跟不同干燥方式自由基消除率相比不是很明顯。由于在相同的干燥方式下，幾種不同的濃度試驗得到的自由基消除率都較為接近，因此干燥方式是影響超氧自由基清除率的主要因素。

將表5中的不同的濃度作為A因素，不同的干燥處理方式作為B因素進行二次重復試驗數據分析，見表6。

從表6中可以看出，不同的干燥處理方式對試驗的結果存在顯著性影響，濃度的變化對試驗結果存在顯著性影響，因此對干燥方式和濃度進行多重比較分析得到表7和表8。

從表7中可以得出，在0.02、0.04、0.06這三個濃度處理中，存在著顯著性差異和極顯著性差異，存在顯著性差異的原因在于，濃度的增加，黃酮類物質的含量也隨之增加，對超氧自由基清除率就越強;在0.08、0.10這兩個濃度處理中，黃酮類物質的含量已經不再是影響超氧自由基清除率的關鍵因素，所以不存在顯著性差異和極顯著性差異。

從表8中可以得出，自然曬干處理、陰干處理、50℃烘箱烘干處理不存在顯著性差異和極顯著性差異，原因分析：由于自然干燥處理和陰干處理是在沒有任何隔氧處理下進行干燥，同氧氣接觸時間較長、接觸面積較大，且兩種處理方式的溫度范圍在10℃～30℃，因此多酚氧化酶的活性較大，酶促反應抑制效果不佳，長時間的放置使浸提液中多酚大量被氧化，從而降低了對超氧自由基的清除率。雖然50℃的干燥處理能夠使一些多酚氧化酶失活，抑制酶促反應，但是由于加熱過程緩慢，因此在50℃的時候部分多酚氧化酶未失活，酶促反應依然存在，使多酚被氧化。105℃和微波加熱干燥處理存在顯著性差異和極顯著性差異，由于這兩種處理方式都經過高溫干燥，因此大量多酚氧化酶高溫變性失活，抑制了酶促反應，提高了浸提液中多酚的含量，同時相對提高了對超氧自由基的清除率，微波加熱干燥處理優于105℃烘箱烘干處理。由于微波干燥處理溫度比105℃高，在短時間內能夠達到很高的溫度，因此很快使多酚氧化酶變性失活，減少了多酚的損失，從而提高了對超氧自由基的清除率。105℃烘箱烘干處理由于加熱到105℃時間較長，中途會發生酶促反應，因此使多酚的含量相對于微波干燥較少。

3 結 論

不論是羥基自由基清除率試驗還是超氧自由基清除率試驗，室內陰干和自然曬干處理時間較長，因為同空氣接觸時間較長，酶促反應抑制效果較差，浸提液中黃酮類物質被氧化，所以兩者不存在顯著性差異和非顯著性差異。相應的，其他三種干燥處理方式，由于干燥溫度不同，在空氣中同氧氣接觸的時間不同，因此多酚氧化酶的活性不同，三者之間都存在顯著性差異和非顯著性差異。結果表明：苦蕎植株黃酮類物質在干燥過程中容易受到光照、含氧量、溫度以及干燥時間影響，以上影響因素都會在不同程度上使浸提物質多酚被氧化而損失。通過兩組自由基清除率試驗數據和分析，在相同濃度下，處理抗氧化能力的大小依次為微波干燥、105℃烘箱干燥處理、50℃烘箱干燥處理、陰干、自然曬干，其中最佳干燥方式為微波加熱干燥。微波技術應用于苦蕎植株黃酮類物質的提取，具有短時、高效、節能的優點。

參考文獻

[1] 趙剛，陜方.中國苦蕎[M].北京：科學出版社，2008.

[2] 歐陽平，張高勇，康保安，等.苦葉七中類黃酮提取的動力學及相關熱力學研究[J].中成藥，2004，26（12）：991-995.

[3] 楊克理.我國蕎麥種質資源研究現狀與展望[J].作物品種資源， 1995（3）：11-13.

[4] 《中藥大辭典》編寫組.中藥大詞典[M].上海：上海人民出版社， 1993.

[5] 趙鋼，唐宇，王安虎.苦養的成分功能研究與開發應用[J].四川農業大學學報，200l，19（4）：355.

[6] 任順成，孫軍濤.蕎麥粉、皮、殼及芽中黃酮類含量分析研究[J].中國糧油學報，2008，23（6）：210-215.

[7] 邵美紅，林兵，孫加焱，等.不同品種苦養麥不同器官總黃酮含量的比較分析[J].植物資源與環境學報，2011，20（1）：86-87.

[8] 李潔，梁月琴，郝一彬.苦養類黃酮降血脂作用的試驗研究[J].山西醫科大學學報，2004，35（6）：570-571.

[9] 韓淑英，呂華，朱麗莎，等.蕎麥種子總黃酮降血脂、血糖及抗脂質過氧化作用的研究[J].中國藥理學通報，2001，17（6）：694.

[10] 王敏，魏益民，高錦明.苦蕎黃酮的抗脂質過氧化和紅細胞保護作用研究[J].中國食品科學報，2006（1）：87-94.

[11] 汪秋安，周冰，單楊.天然黃酮類化合物的抗氧化活性和提取技術研究進展[J].化工生產與技術，2004，11（5）：30-31.

[12] 李云峰，郭長江.類黃酮物質抗動脈粥樣硬化作用研究進展[J].疾病控制雜志，2003，7（3）：239-242.

[13] 朱友春，田世龍，王東輝，等.不同生育期苦蕎黃酮含量與營養成份變化研究[J].甘肅農業科技，20lO（6）：24-28.

[14] 楊政水.苦蕎麥的功能特性及其開發利用[J].食品研究與開發，2005，26（1）：100-103.

[15] 榮梁.自由基生物學[M].北京：高等教育出版社，1992.

[16] 方允中，鄭榮梁.自由基生物學的理論與應用[M].北京：科學出版社，2002.

[17] 周瑞雪，閻志惠，劉恩荔，等.苦蕎黃酮類化合物的提取工藝[J].中藥材，2006，29（8）：849-851.

[18] 田龍.苦蕎黃酮的水浸提工藝優化[J].糧食與飼料工業，2008 （9）：29-32.

[19] 陳海光，葉丹杰.氧自由基及其清除劑[J].仲凱農業技術學院學報，2002，15（1）：53-60.

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

作者簡介：胡紹勇，男，本科，研究方向為食品質量與安全。