向卓亞，鄧俊琳，陳 建，朱永清，夏 陳*，林長彬，楊開俊，劉廷輝

（1 四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所 成都 610066 2 四川甘孜州農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所 四川康定 626000）

藜麥原產(chǎn)于南美洲安第斯山區(qū)秘魯和波利亞境內(nèi)的“喀喀湖”沿岸，為一年生草本植物，其籽粒作為當(dāng)?shù)鼐用駛鹘y(tǒng)的主食，有著“糧食之母”之稱，目前主要種植在秘魯、智利、厄瓜多爾等高海拔地區(qū)[1]，而我國山西、青海等地也已進行種植推廣[2]。藜麥籽顏色多樣，主要有紅、白、黃、黑等，營養(yǎng)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)顏色的差異與其內(nèi)部的營養(yǎng)成分密切相關(guān)，即顏色越深其營養(yǎng)價值越高[3-4]。藜麥籽粒中蛋白質(zhì)、必需氨基酸、膳食纖維、礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分高于一般類谷物[5]，同時富含多酚類化合物和黃酮類化合物等活性物質(zhì)，其中酚類化合物主要為酚酸（如沒食子酸、阿魏酸）、槲皮素和蘆丁，而常見谷物小麥、燕麥、黑麥中均不含黃酮類化合物[6-8]。多酚類化合物具有提高人體免疫力、抗癌、預(yù)防心血管病等功效；黃酮類能夠降血糖、降血脂、抗病毒等，因此藜麥具有較高的營養(yǎng)保健價值[9]。

基于藜麥中多酚類化合物種類多且含量高，大量研究者對藜麥的生物活性進行了測定。Abderrahim 等[10]發(fā)現(xiàn)秘魯有色藜麥中總多酚（1.23～3.24 mg/g）和總黃酮（0.47～2.55 mg/g）含量較高，表現(xiàn)出較強的抗氧化能力（119.8～335.9 mmol/kg）。Tang 等[11]發(fā)現(xiàn)藜麥中酚類化合物十分豐富，并且深色藜麥種子中酚類物質(zhì)含量高且具有較強的抗氧化性。盡管目前藜麥被大量的研究證實具有較強的體外抗氧化性等生物活性，但還不能因此直接預(yù)測其對人體健康的影響。Rein 等[12]提出應(yīng)當(dāng)對其活性成分的生物可達性進行評估，因為活性成分只有經(jīng)消化過程中各階段的釋放吸收才能發(fā)揮益處。目前對藜麥的研究多集中在優(yōu)化活性成分的提取及體外生物活性的研究上，對于其體外模擬消化過程中活性物質(zhì)的變化情況未有詳細報道。本文以黑藜麥、白藜麥以及黃藜麥為研究對象，體外模擬消化研究各消化階段（口腔、胃、小腸和大腸）藜麥消化液中多酚類與黃酮類活性成分的變化情況以及抗氧化活性，探討藜麥對于人體的營養(yǎng)貢獻，為不同品種藜麥加工副產(chǎn)物的綜合利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 試驗材料 黑藜麥、紅藜麥和黃藜麥：2018年9月采收于西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院農(nóng)業(yè)研究所現(xiàn)代農(nóng)業(yè)示范園區(qū)，品系分別為30 號、ZL-06 和ZL-05。將藜麥粉碎后過60 目篩，分別密封于自封袋中，置干燥箱中備用。

1.1.2 試劑 甲酸、福林-酚試劑、三氯化鋁、三氯化鈣、乙醇、鹽酸、氯化鉀（分析純），成都市科龍化工試劑廠（分析純）；乙腈、甲醇（色譜純），美國Mreda 公司；水溶性VE、胃蛋白酶、α-淀粉酶、胰蛋白酶、膽汁、戊聚糖復(fù)合酶，sigma 公司；沒食子酸、蘆丁、阿魏酸、槲皮素（純度98%）、2，2’-聯(lián)氮-雙-（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二銨鹽、菲洛嗪，北京索萊寶科技有限公司。

1.2 設(shè)備與儀器

FW-100 高速萬能粉碎機，北京科偉永興儀器有限公司；TD-4Z 型臺式低速離心機，四川蜀科儀器有限公司；KQ-250DB 型數(shù)控超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；Gentrifuge 5180R型冷凍干燥機，德國Eppendorf 公司；Synergy HTX型酶標(biāo)儀，美國伯騰儀器有限公司；UV-6100 型紫外分光光度計，上海元析儀器有限公司；1260 型高效液相色譜儀，美國Agilent 公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 模擬體外消化試驗 體外消化試驗參照Qin 等[13]的方法略作修改，流程圖見圖1。

圖1 體外模擬消化流程圖Fig.1 Graphic representation of the simulated in vitro digestion procedure

稱取2.0 g 藜麥粉末置于離心管中，加入20 mL 蒸餾水，用檸檬酸調(diào)節(jié)pH 值至6.5，加入1 mL α-淀粉酶溶液（酶活75 U/mL）后置于37 ℃水浴震蕩10 min，8 000 r/min 離心10 min，將上清液（S1）倒出，備用。向殘渣中加入20 mL 蒸餾水，用6 mol/L HCl 調(diào)節(jié)pH 值至=2，隨后加入105.6 mg胃蛋白酶，置于37 ℃水浴震蕩2 h 后8 000 r/min離心10 min，將上清液（S2）倒出，備用。繼續(xù)向殘渣中加入18 mL 蒸餾水，用2 mol/L NaHCO3調(diào)節(jié)pH 值至7.4，加入1 mL 胰蛋白酶（10 mg/mL）與1 mL 膽酸鹽溶液（65 mg/mL），置于37 ℃水浴震蕩2 h 后8 000 r/min 離心10 min，將上清液（S3）倒出，備用。向殘渣中繼續(xù)加入20 mL 蒸餾水，用6 mol/L HCl 調(diào)節(jié)pH 值至4.0，加入80 μL 纖維素酶，置37 ℃水浴震蕩16 h 后8 000 r/min 離心10 min，將上清液（S4）倒出，備用。

1.3.2 藜麥中多酚和黃酮提取液[14]稱取1 g 藜麥樣品，加入8 mL 85%甲醇（含1%甲酸），40 ℃超聲提取30 min，8 000 r/min 離心15 min，倒出上清液，備用。重復(fù)提取2 次，合并3 次提取液，定容25 mL。

1.3.3 總多酚的檢測 總多酚測定采用Folin-Ciocalteu 法[15]。向20 μL 藜麥消化液或提取液中加入20 μL 福林酚試劑，搖勻后靜置5 min，加入160 μL 5% Na2CO3溶液，室溫下避光反應(yīng)60 min，在波長765 nm 處測定吸光度。總多酚含量以沒食子酸當(dāng)量計算，單位為mg/g。

1.3.4 總黃酮的檢測 總黃酮采用氯化鋁-亞硝酸鈉比色法[16]測定。向20 μL 藜麥消化液或提取液中加入80 μL 蒸餾水和10 μL 25% NaNO2，反應(yīng)6 min 后加入10 μL 10%AlCl3·6H2O，反應(yīng)5 min 后加入30 μL （1 mol/L）NaOH 和100 μL 蒸餾水，于波長510 nm 處測定吸光值。總黃酮含量以兒茶素當(dāng)量計算，單位為mg/g。

1.3.5 抗氧化活性分析

1）ABTS+清除能力[17]將20 μL 藜麥消化液用蒸餾水稀釋1 倍，加入160 μL ABTS 溶液混勻，避光反應(yīng)6 min，于波長734 nm 處測定吸光值。以水溶性VE 質(zhì)量濃度（μg/mL）為橫坐標(biāo)（x），吸光值為縱坐標(biāo)（y），制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到回歸方程：y=12.895x+0.0363，R2=0.998，線性范圍為0.0～19.5 μg/mL，測定結(jié)果以μg/mL 表示。

2）FRAP 抗氧化能力[18]取30 μL 藜麥消化液，加入140 μL 蒸餾水，20 μL 2.1675 mmol/L FeCl2，40 μL 5 mmol/L 菲洛嗪水溶液，混合避光反應(yīng)20 min，于波長562 nm 處測定吸光值。以水溶性VE 質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo) （x），吸光值為縱坐標(biāo)（y），制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到回歸方程：y=0.0082x-0.0406，R2=0.999，線性范圍為14.15～107.46 μg/mL，測定結(jié)果以μg/mL 表示。

1.3.6 多酚類化合物的分析[19]將3 mL 藜麥消化液冷凍干燥后加入1 mL 甲醇溶解，經(jīng)0.22 μm微孔濾膜過濾后進樣分析。色譜柱：Poroshell 120 PFP 柱（4.6 mm×100 mm，2.7 μm）；DAD 檢測器，檢測波長：280，320 nm 和350 nm；柱溫：30 ℃；流量：0.8 mL/min；進樣量5 μL；流動相：0.1%的甲酸水溶液（A）＋乙腈（B）。梯度洗脫：0～10 min，B 5%～10%；10～20 min，B 10%～20%；20～35 min，B 20%～40%。

標(biāo)準(zhǔn)品溶液制備：將沒食子酸、阿魏酸、蘆丁和槲皮素4 個標(biāo)準(zhǔn)品20 mg 分別用甲醇溶解并定容10 mL 作為標(biāo)準(zhǔn)品母液。利用梯度稀釋法將母液配制成一系列濃度梯度的標(biāo)準(zhǔn)品溶液，備用。以沒食子酸、阿魏酸、蘆丁、槲皮素質(zhì)量濃度（μg/mL）為橫坐標(biāo)（x），峰面積為縱坐標(biāo)（y），繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得線性方程如表1所示。樣品中多酚單體的含量計算公式如下：多酚單體含量（μg/g）=待測液中多酚單體濃度×稀釋倍數(shù)×樣品定容體積/提取質(zhì)量。

表1 沒食子酸、阿魏酸、蘆丁和槲皮素的標(biāo)準(zhǔn)曲線Table 1 The standard curve of gallic acid，ferulic acid，rutin，and quercetin

1.3.7 數(shù)據(jù)分析 所有試驗重復(fù)3 次，試驗數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用SPSS 17.0 軟件進行數(shù)據(jù)分析，通過單因素方差分析（ANOVA）進行顯著性分析，P＜0.05 為差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 總多酚含量的變化

藜麥富含多酚類物質(zhì)和黃酮類物質(zhì)，其良好的生理功能與之密切有關(guān)。利用模擬體外消化模型來評估消化過程中總多酚和總黃酮的釋放情況，能間接反映藜麥的健康效應(yīng)。圖2顯示體外模擬消化前、后總多酚的釋放量。不同藜麥總多酚釋放量大致具有相同的趨勢，即經(jīng)4 階段消化后，藜麥中總多酚均被顯著釋放，大致為口腔＞小腸≥胃＞大腸。其中，經(jīng)口腔消化后，黒藜麥、紅藜麥和黃藜麥總多酚釋放量分別為4.16，3.82 mg/g 和2.67 mg/g。口腔消化時間較短，而此階段總多酚的釋放量均較大，這與目前較多研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)口腔消化后僅有小部分多酚類物質(zhì)被釋放的結(jié)論不一致[20-21]。然而，Zheng 等[22]同樣發(fā)現(xiàn)山楂中總酚類物質(zhì)和黃酮類物質(zhì)在模擬口腔消化過程中釋放量超過65%。這些活性成分釋放量的差異可能是由于生物活性和性質(zhì)的不同所引起的。隨著消化的繼續(xù)，模擬胃消化后總多酚釋放量分別為1.40，1.01 mg/g 和0.60 mg/g，均顯著低于口腔中的釋放量。在低pH 值環(huán)境中和胃蛋白酶的作用下能夠釋放一些與碳水化合物結(jié)合的酚類物質(zhì)，從而使這些活性物質(zhì)更具生物活性，然而除黑藜麥外，胃消化后總多酚釋放量均顯著低于小腸釋放量。這樣的結(jié)果與Bohn 等[23]相似，他們發(fā)現(xiàn)某些酚類物質(zhì)可能在胃液中損失，導(dǎo)致許多酚類化合物在小腸消化過程中釋放[24]。經(jīng)大腸消化后，由于大腸中普遍存在的腸道微生物所產(chǎn)生的酶進一步催化多酚類物質(zhì)釋放[25]，因此仍有少量的多酚類物質(zhì)被釋放。此外，不同品種藜麥消化略有差異，黑藜麥各消化階段（除大腸消化液外）總多酚釋放量顯著高于黃藜麥和紅藜麥，這是由于不同基因型的藜麥（黑色、紅色和黃色）具有不同形式的酚類化合物，且總多酚含量與種子的顏色有關(guān)，即顏色越深，總多酚含量越高且抗氧化活性將更高[11]。

圖2 藜麥體外消化過程中總多酚含量的變化Fig.2 Changes of total phenolic content in quinoa during in vitro digestion

2.2 總黃酮含量的變化

如圖3所示，藜麥模擬體外消化過程中總黃酮釋放量的變化趨勢與總多酚相似。黒藜麥、紅藜麥和黃藜麥中總黃酮含量分別為2.61，2.95 mg/g和2.08 mg/g，模擬消化后總黃酮被顯著釋放，釋放量約為口腔＞胃≥小腸≥大腸。經(jīng)口腔消化后，黒藜麥、紅藜麥和黃藜麥釋放量分別為0.82，0.73 mg/g 和0.33 mg/g，除黃藜麥外，總黃酮的釋放均達到藜麥提取物的30%。此外，僅黒藜麥經(jīng)胃消化后總黃酮量釋放量顯著高于小腸，其余均無顯著差異，這可能是不同品種藜麥的活性成分的生物活性差異造成的；而小腸消化后總黃酮釋放量降低的原因可能是藜麥中黃酮類化合物在堿性條件下不穩(wěn)定，較容易降解為其它小分子化合物[26]。小腸消化液中總黃酮釋放量與大腸并無顯著差異，而隨著消化的繼續(xù)整體呈下降趨勢，這與Qin 等[13]的研究結(jié)果一致。

圖3 藜麥體外消化過程中總黃酮含量的變化Fig.3 Changes of the total flavonoids content in quinoa during in vitro digestion

2.3 抗氧化性的變化

為研究藜麥消化過程中可溶性組分的抗氧化能力，建立了2 種抗氧化模型，即ABTS+自由基清除和FRAP 抗氧化能力進行分析。從圖4a 可以看出，不同品種藜麥間抗氧化能力存在一定差異，其中黑藜麥在各消化階段均表現(xiàn)出較高的ABTS+自由基清除能力，其次為黃藜麥。除小腸消化液外，藜麥消化液抗氧化能力表現(xiàn)出減弱的趨勢，其ABTS+自由基的清除能力表現(xiàn)為口腔＞小腸＞胃＞大腸。這與大量體外消化試驗發(fā)現(xiàn)胃和小腸階段抗氧化能力最高的結(jié)論相反，而在蘋果或山楂果實的體外消化試驗研究中同樣發(fā)現(xiàn)其抗氧化化合物主要在口腔釋放[22，27]。這可能是因為食物中酚類化合物以不同形式（游離酚或結(jié)合酚）存在，而藜麥中游離酚在口腔消化過程中隨即溶出而釋放，結(jié)合酚則經(jīng)酶的作用后釋放，因而口腔具有較高的抗氧化活性[28]。此外，藜麥中豐富的多酚類化合物只有經(jīng)腸內(nèi)酶水解才能被消化吸收，這使得小腸消化液同樣表現(xiàn)出較強的抗氧化能力[29]。由于藜麥中80%的多酚類化合物在體外仍具有生物活性[30]，因此藜麥在整個體外消化過程中均表現(xiàn)出較高抗氧化能力。

藜麥消化液對FRAP 抗氧化能力與ABTS+自由基清除能力大致保持一致，見圖4b。消化液中酚類和黃酮類化合物等物質(zhì)能螯合機體內(nèi)金屬離子，抑制自由基酶活性[31]。黑藜麥同樣表現(xiàn)出較高的FRAP 抗氧化能力，然而，3 種藜麥隨著消化的繼續(xù)，F(xiàn)RAP 抗氧化能力均出現(xiàn)減弱的趨勢，即口腔＞小腸＞胃＞大腸。抗氧化試驗表明藜麥在消化過程中抗氧化活性成分主要在模擬口腔和小腸中釋放，少量在模擬胃和大腸消化過程中釋放；相比之下，水果和多數(shù)谷類中抗氧化功能成分則主要在胃和小腸消化過程中釋放[20，32]。

圖4 藜麥體外消化過程中抗氧化能力的變化Fig.4 The antioxidant power of quinoa during in vitro digestion

2.4 主要酚類化合物含量變化

藜麥中酚類化合物種類繁多，為進一步明確具體的酚類化合物在消化過程中含量的變化情況，本研究選取藜麥中具有代表性的4 種酚類化合物，即沒食子酸、阿魏酸、蘆丁和槲皮素進行體外消化跟蹤研究，結(jié)果見表2。在藜麥提取物中未檢測到?jīng)]食子酸、槲皮素，而檢測到較高含量的蘆丁和少量的阿魏酸，這是由于藜麥中多酚類化合物以結(jié)合型為主，其常與木質(zhì)素或多肽等結(jié)合，無法通過普通溶劑提取出來，且蘆丁溶于乙醇，因此檢測到較高含量的蘆丁[33]。藜麥經(jīng)體外模擬消化后，4 種酚類化合物均被顯著釋放，釋放量約為口腔＞胃＞小腸＞大腸。4 種酚類化合物首先在口腔消化后被顯著釋放，這與總多酚含量變化情況相一致，其中蘆丁釋放量高于沒食子酸、阿魏酸和槲皮素。經(jīng)胃消化后，沒食子酸、阿魏酸、蘆丁和槲皮素均顯著降低，這與李俶等[34]研究發(fā)現(xiàn)各酚酸類化合物含量在模擬胃液中無顯著變化的結(jié)論相反。而Kroon 等[35]發(fā)現(xiàn)小麥種子在胃和小腸消化后僅有少量的阿魏酸（2.6%）釋放，這說明不同食品體系中活性成分具有不同的生物特性。藜麥經(jīng)小腸消化后，沒食子酸和阿魏酸繼續(xù)釋放，而釋放量顯著低于口腔和胃；黃藜麥中槲皮素也被顯著釋放，釋放量達到13.84 μg/g，這是由于腸道消化酶能夠促進復(fù)雜的食品體系中多酚類化合物從小腸中進一步釋放[36]。消化末期，在大腸消化液中僅檢測到少量的阿魏酸和沒食子酸。大多的研究發(fā)現(xiàn)谷類中結(jié)合態(tài)多酚占總多酚的比例超過90%[37]，藜麥中高比例的結(jié)合型多酚在體外經(jīng)酶水解、酸水解等方式破壞酯鍵、醚鍵等得以釋放[33]，使其表現(xiàn)出較高的生物活性（抗氧化性），因此消化后具有較高的保健價值。

表2 藜麥模擬體外消化過程中主要多酚類化合物組分的含量（μg/g）Table 2 The concentrations of the major phenolic compounds in quinoa during simulated in vitro digestion （μg/g）

（續(xù)表2）

2.5 總多酚和總黃酮與抗氧化性的相關(guān)性分析

表3列出體外消化過程中總多酚和總黃酮含量的變化與藜麥抗氧化活性 （ABTS+和FRAP）之間的相關(guān)性?？偠喾雍涂傸S酮的釋放量與其抗氧化性呈顯著正相關(guān)，黃藜麥中總多酚與FRAP 的相關(guān)性雖不顯著，但相關(guān)系數(shù)高達0.7。較強的相關(guān)性和較高的相關(guān)系數(shù)，說明藜麥經(jīng)體外消化釋放的多酚類和黃酮類物質(zhì)對其表現(xiàn)出的抗氧化性起重要作用。這樣的結(jié)果與Zheng 等[22]發(fā)現(xiàn)在體外模擬消化過程中山梨紅和大津杏果實中釋放的總多酚和總黃酮與抗氧化性呈顯著正相關(guān)相一致。

表3 藜麥多酚和黃酮與抗氧化性相關(guān)性分析Table 3 Pearson's correlation coefficient analysis between total released phenolic content，total released flavonoid content and antioxidant power from quinoa

3 結(jié)論

3 種藜麥富含多酚類物質(zhì)和黃酮類物質(zhì)，將其體外消化后顯著釋放出多酚類和黃酮類物質(zhì)并表現(xiàn)出較高的抗氧化性。3 種藜麥經(jīng)口腔消化后釋放出大量的多酚類物質(zhì)和黃酮類物質(zhì)，其次為小腸，在胃和大腸中少量釋放，并且釋放量與藜麥抗氧化性呈顯著正相關(guān)。通過對幾類多酚類化合物進行跟蹤，發(fā)現(xiàn)蘆丁在口腔和胃中持續(xù)顯著釋放，沒食子酸在口腔、胃、小腸中持續(xù)釋放，阿魏酸在口腔、胃、小腸和大腸中持續(xù)釋放。不同品系的藜麥中槲皮素釋放量差異較大。綜上所述，體外模擬消化能較好地評價藜麥中活性成分的生物利用度?；谵见溒废抵懈骰钚猿煞值牟町?，未來可系統(tǒng)研究不同品系藜麥中多酚化合物及黃酮類物質(zhì)的代謝路徑及其活性成分多酚單體。