曾海英,毛佳怡,李勇,朱怡,石明,秦禮康,2,6
(1.貴州大學(xué)釀酒與食品工程學(xué)院,貴州 貴陽 550025;2.貴州省蕎麥工程技術(shù)研究中心,貴州 貴陽 550025;3.貴州省薏苡工程技術(shù)研究中心,貴州 貴陽 550025;4.貴州省植保植檢站,貴州 貴陽 550001;5.黔西南喀斯特區(qū)域發(fā)展研究院,貴州 興義 562400;6.西南藥食兩用資源開發(fā)利用技術(shù)國家地方聯(lián)合工程研究中心,貴州 貴陽 550025)
蕎麥屬蓼科(Polygonaceae),蕎麥屬(Fagoprum),是雙子葉植物。蕎麥屬有兩個栽培種,即苦蕎和甜蕎[1]。苦蕎所含蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、微量元素等都普遍高于其他作物[2-3]??嗍w兼具食用和藥用價值,在我國醫(yī)書《齊民要術(shù)》、《備急千金要方》、《群芳譜·谷譜》等著作中均有關(guān)于苦蕎治病、防病之說?,F(xiàn)代研究表明:苦蕎黃酮具有降血糖血脂、抗疲勞、抗缺血、抗氧化、增強(qiáng)機(jī)體免疫力等多種保健作用[4-6]。
貴州地處西南,獨(dú)特的地理優(yōu)勢孕育著豐富的苦蕎資源,尤其是2016年國務(wù)院1 號文件把特色小雜糧作為糧食結(jié)構(gòu)改革和特色作物產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)后,貴州作為苦蕎種植的三大基地之一,迎來了新的機(jī)遇,蕎麥產(chǎn)業(yè)已成為貴州精準(zhǔn)扶貧產(chǎn)業(yè)和大健康的特色優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)。據(jù)統(tǒng)計,截止2016年,貴州蕎麥種植面積近80 萬畝,年產(chǎn)量約10 萬噸,主要集中分布在畢節(jié)和六盤水等區(qū)域。黔苦5 號苦蕎是貴州省威寧縣農(nóng)科所選育,2010年通過全國小宗糧豆品種鑒定委員會鑒定(鑒定編號為國品種鑒雜2010010)的貴州特有苦蕎品種[7],近年來在全省范圍內(nèi)被廣泛種植。然就其加工適應(yīng)性、營養(yǎng)品質(zhì)、功能組分活性及延伸產(chǎn)業(yè)鏈、開發(fā)精深加工產(chǎn)品缺乏科學(xué)、系統(tǒng)的理論與數(shù)據(jù)支撐。因此,本課題以黔苦5 號蕎麥為原料,生產(chǎn)貴州特色全麥?zhǔn)w茶為研究對象,對其營養(yǎng)品質(zhì)、抗氧化活性及免疫調(diào)節(jié)作用進(jìn)行綜合性評價,以期為黔苦5 號苦蕎品種開發(fā)應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐,助力貴州苦蕎產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
黔苦5 號全麥?zhǔn)w茶(QB5T)以貴州黔苦5 號蕎麥為原料生產(chǎn)的貴州特色苦蕎茶產(chǎn)品,由貴州蕎麥生產(chǎn)企業(yè)提供,對照組(CK)為貴州黔苦1 號全麥?zhǔn)w茶。
KM 小鼠:6 周~8 周齡,雌雄各半,SPF 級,體重(20±2)g,重慶騰鑫生物技術(shù)有限公司提供,實(shí)驗(yàn)動物合格證號為:SCXK(軍)2012-0011;IgG、IgM 測定試劑盒:上海鼓臣生物技術(shù)有限公司;雞紅細(xì)胞、補(bǔ)體(豚鼠血清):貴州省農(nóng)畜產(chǎn)品貯藏與加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自制。
蘆丁、山奈酚、槲皮素、沒食子酸標(biāo)品:上海源葉生物科技有限公司;VC:湖南南化化學(xué)試劑廠;DPPH、ABTS:Sigma 公司;環(huán)磷酰胺:江蘇恒瑞醫(yī)藥股份有限公司;2,4-二硝基氟苯 (2,4-dinitrofluorobenzene,DNFB):成都西亞試劑有限公司;瑞氏染料:天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所。以上均為分析純。
TU-1810 紫外分光光度計:北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;FW100 高速萬能粉碎機(jī):天津市泰斯特儀器有限公司;TGL20M 臺式高速冷凍離心機(jī):長沙邁佳森儀器設(shè)備有限公司;SpectraMax 190 光吸收酶標(biāo)儀:美谷分子儀器(上海)有限公司;MoticAE31 倒置相差顯微鏡:麥克奧迪實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司;MB90 水分測定儀:奧豪斯儀器(常州)有限公司;JA1003 分析天平:上海精科儀表有限公司;1220 型液相色譜儀:美國安捷倫公司。
1.3.1 感觀評價
擬定詳細(xì)的感官評分標(biāo)準(zhǔn)及分值,評定組由食品專業(yè)人員10 人組成,男女比例為1 ∶1,感觀評分標(biāo)準(zhǔn)表如下。
表1 苦蕎茶感官評價指標(biāo)Table 1 Sensory evaluation index of tartary buckwheat tea
1.3.2 營養(yǎng)成分分析
蛋白質(zhì)的測定:GB 5009.6-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中蛋白質(zhì)的測定》;脂肪的測定:GB 5009.6-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中脂肪的測定》;碳水化合物的測定:采用“減差法”[8];水分的測定:MB90 水分測定儀測定;灰分的測定:GB 5009.4-2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中灰分的測定》。
1.3.3 功效成分分析
1.3.3.1 多酚測定
沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制:精密稱取沒食子酸標(biāo)品10 mg,于10 mL 容量瓶中用60%乙醇溶解定容至刻度,搖勻。分別配制沒食子酸濃度為 0、4、8、16、24、32、40、48、56 μg/mL 的標(biāo)準(zhǔn)溶液。精準(zhǔn)吸取每個濃度的待測液0.2 mL,分別加入3 mL 飽和碳酸鈉溶液和1 mL福林酚顯色劑,混勻,26 ℃避光反應(yīng)1 h。于765 nm 波長處測定其吸光度。以吸光度和沒食子酸質(zhì)量濃度求得回歸方程,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。
多酚的測定:準(zhǔn)確稱取樣品2 g,加入一定乙醇溶液,水浴回流加熱提取,冷卻后于3 000 r/min 離心15 min,抽濾。用60%乙醇將澄清液定容至50 mL 即得到多酚待測液。取樣液0.2 mL,與標(biāo)準(zhǔn)曲線相同的方法測定樣品中多酚總含量。
1.3.3.2 黃酮測定
參照李勇等[9]的方法。蘆丁、槲皮素、山奈酚等標(biāo)準(zhǔn)曲線制作略。
黃酮的測定:精稱粉碎干樣品1 g,60%乙醇20 mL,50 ℃超聲浸提30 min(超聲功率600 W,頻率40 kHz),離心取上清液,加60%乙醇5 mL 清洗3 次,離心合并上清液,于 50 mL 容量瓶中定容,搖勻,過 0.22 μm 微孔濾膜,即得到黃酮待測液。取待測液0.2 mL,與標(biāo)準(zhǔn)曲線相同的方法測定樣品中黃酮含量。
色譜條件:Agilent C1(8150 mm×4.6 mm,5 μm);流動相:甲醇 ∶0.4 %磷酸溶液(體積比1 ∶1);流速:1 mL/min;柱溫:35 ℃;檢測波長:360 nm;進(jìn)樣量:20 μL。
1.3.4 抗氧化能力測定
參照李海珊等[10]方法稍作修改,準(zhǔn)確稱取經(jīng)粉碎樣品 1 g,用 60 %的乙醇溶液,料液比 1 ∶25(g/mL),50 ℃超聲浸提30 min(超聲功率600 W,頻率40 kHz),離心取上清液,加60%乙醇溶液5 mL 清洗然后離心合并上清液重復(fù)3 次,于50 mL 容量瓶中定容備用。分別將苦蕎茶醇提物和VC配成濃度分別為0、25、50、100 μg/mL 的待測液。
1.3.4.1 清除DPPH 自由基能力測定
用甲醇稀釋DPPH 至517 nm 下吸光值為0.98±0.02 得DPPH 自由基工作液,置于陰暗處反應(yīng)40 min,4 ℃保存。取不同組別樣液100 μL 分別與DPPH 自由基工作液 3.9 mL 混合,反應(yīng) 30 min。用 100 μL 甲醇和3.9 mLDPPH 自由基工作液反應(yīng)作對照,用無水乙醇為空白調(diào)節(jié)分光光度計,于517 nm 處測定吸光度。
計算公式:清除率/%=(A對照-A樣品)/A對照×100
式中:A樣品為樣品液 100 μL 與 DPPH 自由基工作液 3.9 mL 混合吸光度,A對照為甲醇 100 μL 和 DPPH自由基工作液3.9 mL 混合吸光度。
1.3.4.2 清除ABTS+自由基能力測定
取 7 mmol/L ABTS 5.00 mL 和 140 mmol/L 過硫酸鉀88 μL,避光反應(yīng)16 h,將ABTS 溶液用乙醇稀釋至在734 nm 波長處吸光值為0.7±0.02,取ABTS+自由基工作液3.9 mL 與樣品液100 μL 混合,避光反應(yīng)15 min。用100 μL 乙醇和3.9 mL ABTS+自由基工作液反應(yīng)作對照,用無水乙醇為空白調(diào)節(jié)分光光度計,于734 nm處測定吸光度。
計算公式:清除率/%=(A對照-A樣品)/A對照×100
式中:A樣品為樣品液 100 μL 與 ABTS+自由基工作液 3.9 mL 混合吸光度,A對照為乙醇 100 μL 和 ABTS+自由基工作液3.9 mL 混合吸光度。
1.3.4.3 鐵離子還原能力(ferric reducing ability of plasma,F(xiàn)RAP 法)測定
用0.25 mol/L、pH 3.6 的乙酸緩沖液溶解TPTZ(10 mmol/L)和FeCl(320 mmol/L)配成FRAP 工作液。取樣品液 0.5 mL 與FRAP 工作液 3.5 mL 混合,在 37 ℃下孵育10 min,用無水乙醇作空白對照,于593 nm 處測其吸光值。以FeSO4作為標(biāo)準(zhǔn)曲線。
1.3.5 免疫調(diào)節(jié)能力測定
1.3.5.1 構(gòu)建小鼠免疫低下模型
參照宋金星等[11]方法稍作修改,KM 小鼠,隨機(jī)分為空白對照組、環(huán)磷酰胺對照組、苦蕎茶組高劑量組(TBH)、苦蕎茶組中劑量組(TBM)、苦蕎茶組低劑量組(TBL),高、中、低組灌胃劑量分別為600、300、150 mg/kg bw,每組10 只。各組小鼠腹腔注射環(huán)磷酰胺溶液,注射量為60 mg/kg bw,空白對照組腹腔注射等劑量的生理鹽水,連續(xù)3 d,構(gòu)建環(huán)磷酰胺所致小鼠免疫功能低下模型。小鼠免疫功能低下模型建立后,實(shí)驗(yàn)各組按照各自劑量灌胃,空白對照組及環(huán)磷酰胺對照組灌胃等劑量的生理鹽水。
1.3.5.2 脾臟和胸腺指數(shù)測定
連續(xù)灌胃9 d 后禁食不禁水;24 h 后頸椎脫臼處死小鼠,取小鼠脾臟、胸腺,稱重記數(shù),計算脾臟指數(shù)及胸腺指數(shù)。脾臟指數(shù)=脾臟質(zhì)量(mg)/體重(g),胸腺指數(shù)=胸腺質(zhì)量(mg)/體重(g)。
1.3.5.3 耳腫脹率測定
連續(xù)灌胃6 d 后,于腹部涂抹8%的硫化鈉去毛,均勻涂抹5%DNFB 50 μL;3 d 后于小鼠左耳均勻涂抹 1%DNFB 20 μL,于右耳均勻涂抹 20 μL 丙酮溶液進(jìn)行對照;24 h 后頸椎脫臼處死,用打孔器取直徑8 mm 的耳片,稱重,計算腫脹率,腫脹率/%=[左耳質(zhì)量(mg)/右耳質(zhì)量(mg)-1]×100。
1.3.5.4 血清中IgG、IgM 含量測定
連續(xù)灌胃10 d 后摘眼球取血,1 500 r/min 離心10 min 取血清,按照IgG、IgM 測定試劑盒的使用說明書進(jìn)行測定。
1.3.5.5 血清溶血素水平測定
連續(xù)灌胃6 d 后,腹腔注射2%雞紅細(xì)胞混懸液0.2 mL;4 d 后摘眼球取血,1 500 r/min 離心 10 min,取血清,用生理鹽水稀釋至100 倍;取1 mL 加10%的雞紅細(xì)胞懸浮液0.5 mL、10%的補(bǔ)體1 mL,混合均勻于37 ℃水浴30 min,置0 ℃冰箱中終止反應(yīng)。1 500 r/min離心5 min,取上清液于540 nm 處測吸光度值。與不加血清的生理鹽水試管作對照。
1.3.5.6 單核-巨噬細(xì)胞吞噬能力測定
連續(xù)灌胃6 d 后,每只小鼠腹腔注射4%的淀粉肉湯1 mL,以引誘體內(nèi)的巨噬細(xì)胞向腹腔聚集;間隔2 h 后,每只小白鼠注射1%的雞紅細(xì)胞懸液1 mL。再間隔2 h,頸椎脫臼處死,放置于27 ℃環(huán)境下避免尸體僵硬,剪開腹壁皮膚,腹腔注射生理鹽水2 mL,用手輕柔5 min,吸取腹液1 mL 均勻涂于載玻片上,立即37 ℃孵育30 min,用生理鹽水緩慢沖洗1 min,吹干,染色進(jìn)行觀察。計數(shù):油鏡下觀察,以巨噬細(xì)胞數(shù)200 個為記數(shù)范圍,同時記數(shù)其中吞噬雞紅細(xì)胞的巨噬細(xì)胞數(shù),記錄結(jié)果,計算吞噬率,吞噬率/%=吞噬雞紅細(xì)胞的巨噬細(xì)胞/200×100。
黔苦1 號全麥?zhǔn)w茶、黔苦5 號全麥?zhǔn)w茶感官、營養(yǎng)及功效成分測定結(jié)果見表2。
表2 QB5T 及QB1T 感官、營養(yǎng)及功效活性組分測定結(jié)果Table 2 Determination results of sensory,nutrient and bioactivity components of QB5T and QB1T
從表2感官評分及沖飲特性上分析,QB5T 與QB1T 差異顯著(P<0.05),QB5T 茶湯更明亮,色金黃,有濃烈的麥香,夾帶焦香,無異味。常規(guī)營養(yǎng)指標(biāo)上,兩者無顯著差異,但QB5T 蛋白質(zhì)含量達(dá)20.12%,較趙鑫[12]研究的11 個全麥苦蕎茶蛋白高,可作為植物蛋白的良好來源[13-14]。QB5T 碳水化合物含量為69.50%,但苦蕎比小麥含有更多的抗性淀粉和膳食纖維,因此苦蕎引起糖尿病人血糖指數(shù)增加比小麥等谷物均低[15]。故此,蕎茶在能滿足糖尿病人對糖喜好及能量需求下,又能保持血糖穩(wěn)定性,是糖尿病人的理想飲品之一。
QB5T 與QB1T 的黃酮組分高效液相色譜圖見圖1。
圖1 QB5T 與QB1T 的黃酮組分高效液相色譜圖Fig.1 High performance liquid chromatography of QB5T and QB1T
與QB1T 相比,QB5T 總黃酮及多酚含量豐富,分別為20.21 mg/g 和27.70 mg/g,顯著高于 QB1T(P<0.05)。全麥?zhǔn)w茶黃酮組分主要為蘆丁、山奈酚及槲皮素,由圖1可知,QB5T 所含黃酮組分,其中蘆丁為主成分,占黃酮含量的90.20%,含量為18.23 mg/g;山奈酚和槲皮素分別為 660.00 μg/g 和 412.33 μg/g。
QB1T、QB5T 抗氧化活性評價結(jié)果見表3。
QB5T 醇提物的還原力及 ABTS+·、DPPH·清除率結(jié)果見圖2。
表3 QB5T 及QB1T 的抗氧化活性評價Table 3 Evaluation of antioxidant activity of QB5T and QB1T ethanol extract
由表3可知,QB5T 醇提物在 ABTS+·、DPPH·自由基清除率和鐵還原力方面均顯著強(qiáng)于QB1T(P<0.05),可能與其黃酮、多酚等物質(zhì)含量較高有關(guān)。QB5T 與VC相比,兩者抗氧化活性均隨著質(zhì)量濃度的增加而增加,且呈現(xiàn)量效關(guān)系。QB5T 對ABTS·+和DPPH·的IC50分別為 90.76 μg/mL 和 79.61 μg/mL,僅次于 VC的 71 μg/mL和 65.24 μg/mL;當(dāng) QB5T 質(zhì)量濃度為 100 μg/mL 時,其最大清除率分別達(dá)59.53%、75.02%,自由基清除活性良好,這與B?aszczak W 等[16]的研究結(jié)果一致。相同濃度水平下QB5T 醇提物的FRAP 值相對高于 VC,且FRAP 值隨著質(zhì)量濃度的增加而增大,當(dāng)質(zhì)量濃度達(dá)到100 μg/mL 時,QB5T 醇提物的 FRAP 值達(dá) 255.24 μg FeSO·47H2O eq/mL,VC為 231.72 μg FeSO·47H2O eq/mL,表明QB5T 醇提物具有較好的還原能力且強(qiáng)于VC。
圖2 QB5T 醇提物的還原力及ABTS+·、DPPH·清除率Fig.2 Reducing power and free radical scavenging rate of ABTS+·and DPPH·of QB5T ethanol extract
QB5T 醇提物的免疫調(diào)節(jié)活性見圖3。
由圖3可知,小鼠免疫低下模型成立(空白對照組與模型對照組差異極顯著P<0.01)。QB5T 醇提物各劑量組,灌胃免疫低下小鼠,小鼠各項(xiàng)免疫指標(biāo)均顯著或極顯著高于模型對照組,且呈現(xiàn)劑量-效應(yīng)關(guān)系。QB5T醇提物高劑量組(TBH)免疫調(diào)節(jié)活性最強(qiáng),表現(xiàn)在胸腺指數(shù)增加顯著(P<0.05),脾臟指數(shù)增加極顯著(P<0.01),分別為4.98 mg/g 和7.77 mg/g,表明QB5T 醇提物能修復(fù)小鼠脾臟和胸腺或促進(jìn)其發(fā)育[17];IgG、IgM 含量增加極顯著(P<0.01),分別為 1092.71、168.75 mg/100 mL,較模型組分別提高2.36 倍和1.91 倍,表明QB5T 醇提物可提高血清中IgG、IgM 含量水平,提升體液免疫能力[18];血清溶血素水平提高極顯著(P<0.01),OD450值為0.49,表明QB5T 醇提物可提高血清溶血素水平,進(jìn)而提高機(jī)體體液免疫能力[19];耳腫脹率增加極顯著(P<0.01),耳腫脹率為122.09%,較模型組提高64.69%,表明QB5T 醇提物可提高細(xì)胞免疫功能;吞噬率增加極顯著(P<0.01),吞噬率為 49.20 %,表明 QB5T 醇提物可提高機(jī)體非特異性免疫功能[20]。
圖3 QB5T 醇提物的免疫調(diào)節(jié)活性Fig.3 Immunoregulation activity of QB5T ethanol extract
貴州苦蕎資源豐富,作為主要產(chǎn)區(qū)之一,衍生出眾多苦蕎企業(yè)與苦蕎產(chǎn)品。黔苦5 號蕎麥生產(chǎn)的全麥?zhǔn)w茶是地方優(yōu)育品種生產(chǎn)的具有代表性的一類蕎茶產(chǎn)品,其品質(zhì)優(yōu)良,營養(yǎng)豐富,多酚(27.70 mg/g)、總黃酮含量(19.83 mg/g)等功能活性組分含量高,醇提物具有較好的ABTS+·、DPPH·清除能力和還原能力,且濃度為100 μg/mL 時自由清除率分別為59.53%、75.02%,其自由清除率僅次于VC,而FRAP 值為255.24 μg FeSO4·7H2O eq/mL,高于VC,表現(xiàn)出較好的抗氧化活性。黔苦5 號全麥?zhǔn)w茶醇提物各劑量組均可提高免疫低下小鼠的胸腺和脾臟指數(shù)、血清中IgG、IgM 含量、血清血溶素水平、耳腫脹率及單核-巨噬細(xì)胞吞噬率,且高劑量組效果極顯著(P<0.05),呈現(xiàn)劑量-效應(yīng)關(guān)系,表現(xiàn)出較好的免疫調(diào)節(jié)作用。