佐兆杭，徐炳政，宮 雪，龐惟俏，王 穎，3，4，5

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué) 食品學(xué)院，黑龍江大慶 163319；2.青島瑯琊臺(tái)集團(tuán)股份有限公司，山東 青島 266400；3.國(guó)家雜糧工程技術(shù)中心，黑龍江大慶 163319；4.糧食副產(chǎn)物加工與利用教育部工程研究中心，黑龍江 大慶 163319；5.黑龍江省農(nóng)產(chǎn)品加工與質(zhì)量安全重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 大慶 163319）

藜麥（Chenopodium quinoaWilld）是一種與傳統(tǒng)谷物相比具有更高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的天然食物資源，正在成為當(dāng)前和未來保證人類健康和安全的高品質(zhì)食品[1]。藜麥不僅含有種類豐富的礦物質(zhì)、維生素、亞油酸，其含有的高品質(zhì)蛋白含有大量含硫氨基酸[2]，具有較強(qiáng)的清除自由基能力、降糖降脂功效、抗炎抗乳糜瀉和抗心血管疾病等多種生理功能[3-5]，是聯(lián)合國(guó)國(guó)際糧農(nóng)組織（FAO）認(rèn)證的唯一一種可以滿足人類所有基本營(yíng)養(yǎng)需求的植物，被譽(yù)為最適宜人體的“全營(yíng)養(yǎng)食品”[6-7]。

評(píng)價(jià)提取物的抗氧化性被認(rèn)為是分離其所含具有抗氧化性的植物化學(xué)物質(zhì)之前的重要步驟[8]。抗氧化劑添加到食品中可以減少酸敗，延緩有毒氧化產(chǎn)物的形成，保持營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，延長(zhǎng)保質(zhì)期[9]。藜麥作為天然抗氧化劑受到關(guān)注，因其可能在抑制組織和膜內(nèi)的自由基和氧化鏈反應(yīng)中發(fā)揮重要作用[10-11]。PA?KO等[12]研究表明，藜麥具有較高的清除自由基能力。相啟森等[13]研究發(fā)現(xiàn)，藜麥乙醇提取物具有良好的體外抗氧化活性，并能夠有效抑制自由基引發(fā)的亞油酸過氧化和牛血清白蛋白氧化降解。此外，PA?KO等[14]研究還發(fā)現(xiàn)，藜麥可減少脂質(zhì)過氧化并增強(qiáng)大鼠血液及部分臟器的抗氧化能力。

2017年，第八版國(guó)際糖尿病聯(lián)盟（IDF）數(shù)據(jù)集顯示，全球約有4.25億糖尿病患者，預(yù)計(jì)到2045年，全球糖尿病患者人數(shù)將增至7億[15-16]。由于高流行性、高發(fā)病率及高死亡率，糖尿病目前已成為第七大死亡原因[17-18]。研究表明，長(zhǎng)期攝入高糖高脂飲食導(dǎo)致體內(nèi)糖脂代謝紊亂，是誘發(fā)糖尿病的主要原因之一[19-20]。通過使用體外酶測(cè)定抗高血糖和抗高血脂活性以及使用肥胖、高血糖小鼠模型測(cè)定降糖降脂效果，可以評(píng)估藜麥抑制2型糖尿病風(fēng)險(xiǎn)的潛力[21]。葡萄糖苷酶和胰脂肪酶分別是消化復(fù)合碳水化合物和吸收甘油三酯脂質(zhì)的重要酶，而藜麥中酚含量顯示出對(duì)其強(qiáng)烈的抑制作用[22]。SHI等[23]研究發(fā)現(xiàn)，藜麥蛋白水解物能抑制3T3-L1細(xì)胞分化過程中脂質(zhì)的積累。劉盈盈等[24]研究藜麥對(duì)糖尿病模型小鼠降糖效果，結(jié)果表明，藜麥可有效降低小鼠的空腹血糖值，同時(shí)降低血清中果糖胺水平，并提高胰島素水平。

目前對(duì)于藜麥的研究主要集中在對(duì)不同產(chǎn)地、不同品種以及不同加工（熟化）方式對(duì)藜麥的物化特性、營(yíng)養(yǎng)成分及功能特性方面，對(duì)于不同制粉工藝加工出的藜麥的抗氧化和降糖降脂特性的研究較少。因此，本研究探究對(duì)比脫皮制粉工藝和傳統(tǒng)制粉工藝對(duì)藜麥抗氧化活性和降糖降脂生理功能的影響，旨在為藜麥的脫皮加工提供理論依據(jù)，推進(jìn)藜麥加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1 材料和方法

1.1 材料與試劑

供試材料為青海白色甜藜麥原糧籽粒，購(gòu)買于青海海西海杭生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司。

1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）、2,2-聯(lián)氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二銨鹽（2,2-azinobis-（3-ethylbenzth iazoline-6-sulphonate，ABTS）、2,4,6-三吡啶基三嗪（TPTZ）、α-葡萄糖苷酶、胰脂肪酶、抗壞血酸（Vc）（美國(guó)Sigma公司）；T-AOC試劑盒（南京建成生物工程研究所）；福林酚、丙酮、高氯酸、無水乙醇、鹽酸、氫氧化鈉（均為分析純）（天津市恒興化學(xué)試劑制造有限公司）。

1.2 儀器與設(shè)備

XQ200型多功能高速粉碎機(jī)（上海廣沙工貿(mào)有限公司）；GL-20G-II離心機(jī)（北京冠普佳科技有限公司）；UV2500型紫外可見分光光度計(jì)（天美科學(xué)儀器有限公司）；AUW220D電子天平（沈陽科瑞永興化玻儀器有限公司）；DHG-9000電熱鼓風(fēng)烘箱（吳江市永聯(lián)機(jī)械設(shè)備廠）。

1.3 方法

1.3.1 藜麥粉的制備方法藜麥原糧粉（FP）制備：藜麥→清理→粉碎→過篩→藜麥原糧粉。

藜麥脫皮粉（PP）制備：藜麥→清理→脫皮→粉碎→過篩→藜麥脫皮粉。

藜麥原糧粉制備操作要點(diǎn)[25]：選擇顆粒飽滿、無蟲害、無霉變的藜麥加水調(diào)節(jié)水分，潤(rùn)麥水分調(diào)節(jié)為15%，潤(rùn)麥時(shí)間24 h。將藜麥置于MLU-202型磨粉機(jī)中粉碎，粉碎后粉末分別過0.180 mm網(wǎng)篩，篩下物即為所需的藜麥原糧粉，出粉率為84.0%。

藜麥脫皮粉制備操作要點(diǎn)：選擇顆粒飽滿、無蟲害、無霉變的藜麥加水調(diào)節(jié)水分，潤(rùn)麥水分調(diào)節(jié)為15%，潤(rùn)麥時(shí)間24 h。用脫皮機(jī)除去藜麥外表的麩皮，脫皮率控制在8%左右。將藜麥置于MLU-202型磨粉機(jī)中粉碎，將粉碎后的粉末分別過0.180 mm網(wǎng)篩，篩下物即為所需的藜麥脫皮粉，出粉率為76.4%。

1.3.2 藜麥提取物的制備將1.0 g藜麥原糧粉樣品用45 mL 60%乙醇在溫度50℃、100 W條件下超聲提取1 h，混合物在3 800×g條件離心15 min，過濾混合物，殘?jiān)?0%丙酮提取一次，合并2次上清液在40℃下真空濃縮，于4℃保存?zhèn)溆?。藜麥脫皮粉提取方法同上。將提取液稀釋成不同梯度溶液?.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mg/mL），設(shè)置Vc為陽性對(duì)照，分析體外抗氧化效果。將提取液稀釋成不同梯度溶液（0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 g/mL），分析體外降糖降脂效果。

1.3.3 總酚含量測(cè)定參考DINI等[26]的方法略有改動(dòng)。吸取100 μL提取液，與1 mL Folin-Ciocalteu試劑混勻，加入3 mL 10% Na2CO3，加蒸餾水至10 mL，室溫靜置1 h，在765 nm處測(cè)定吸光度。

1.3.4 總黃酮含量測(cè)定吸取5 mL提取液，與0.5 mL 5%的NaNO2溶液混勻，室溫靜置6 min，然后加入0.5 mL的10% Al（NO3）3溶液，搖勻后靜置6 min，加入4 mL 4% NaOH搖勻，加60%乙醇至25 mL，室溫下反應(yīng)20 min，在510 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度[27]。

1.3.5 皂苷含量測(cè)定吸取80 μL提取液，加0.4 mL 5%香草醛-冰醋酸和1.2 mL高氯酸，密封后65℃水浴加熱20 min。冷卻后，加10 mL的冰乙酸，混合均勻，在波長(zhǎng)550 nm處測(cè)定吸光度[28]。

1.3.6 總抗氧化能力測(cè)定采用T-AOC試劑盒測(cè)定，結(jié)果表示為U/g。

1.3.7 清除DPPH自由基的能力參考張雪春等[29]的方法略有改動(dòng)。用DPPH和乙醇配制濃度為2×10-4mol/L的DPPH溶液，于4℃保存?zhèn)溆谩⒉煌|(zhì)量濃度的提取物（50 μL）加入到100 μL的DPPH溶液中?；旌暇鶆颍谑覝仂o置30 min（避光），在517 nm處測(cè)定吸光度A1；同時(shí)測(cè)定4 mL 2×10-4mo1/L DPPH自由基溶0.5 mL的60%乙醇混合液的吸光值A(chǔ)C。

1.3.8 清除ABTS自由基的能力在0.2 mL提取液中加入7.8 mL ABTS+·溶液于比色皿中，充分混合，于波長(zhǎng)734 nm處測(cè)定吸光值A(chǔ)1，用樣品溶劑乙醇代替樣品測(cè)定空白組A0，以PBS緩沖液代替ABTS+·溶液，測(cè)定吸光值

1.3.9 羥自由基清除率測(cè)定吸取提取液4.0 mL，加入2 mL 6 mmol/L FeSO4溶液、2 mL 8 mmol/L水楊酸溶液和2 mL 6 mmol/L H2O2溶液，搖勻后室溫靜置30 min，在510 nm處測(cè)定其吸光度[31]。

式中，A0為空白管的吸光度；A1為樣品管的吸光度；A2為蒸餾水時(shí)的吸光度。

1.3.10 超氧陰離子自由基清除能力將樣品提取 液、30 mmol/L PMS、338 mmol/L NADH和72 mmol/L NBT溶 解 在pH為7.4的0.1 mmol/L PBS緩 沖液中，靜置反 應(yīng)5 min后，在560 nm處 測(cè)定吸光度[32]。

式中，A1為對(duì)照組的吸光度；A2為樣品的吸光度。

1.3.11 體外降糖試驗(yàn)取20 mg/mL的樣品溶液150 μL，加入125 μL α-葡萄糖苷酶溶液（0.02 mg/mL）后在37℃下靜置10 min，加入300 μL 1.0 mol/L HCl，加入200 μL碘液（0.01 mol/L）混合顯色。加蒸餾水稀釋至5 mL。用PBS緩沖液作為空白組，測(cè)定吸光度[33]。

式中，Asb表示樣品空白吸光度；Asc表示樣品對(duì)照吸光度；Ab表示陰性空白吸光度；Ac表示陰性對(duì)照吸光度。

1.3.12 體外降脂試驗(yàn)參考楊龍佳等[34]的方法略有改動(dòng)。在錐形瓶?jī)?nèi)加入2.5 mL 0.5 mol/L的磷酸緩沖液（pH=7.4）、4 mL 0.229 g/mL的PVA-油乳化液、1 mL不同質(zhì)量濃度提取液。37℃水浴5 min，加入2 mg/mL胰脂肪酶1 mL，15 min后加乙醇15 mL終止反應(yīng)，用PBS緩沖液作為對(duì)照管中提取液。

式中，A1表示樣品吸光度；A2表示對(duì)照吸光度。

1.4 數(shù)據(jù)分析

平行試驗(yàn)3次，通過SPSS 20.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，采用Duncan's多重比較進(jìn)行顯著性分析（P＜0.05），采用Excel、Origin軟件繪制相關(guān)圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 總酚、總黃酮和皂苷含量

由表1可知，F(xiàn)P粉的總酚、總黃酮和皂苷的含量均顯著高于PP（P＜0.05）；藜麥皮中含有大量皂甙，其味苦而辛辣，采用脫皮的方法可有效除去皂甙[35]。GóMEZ-CARAVACA等[36]研究指出，對(duì)藜麥不同程度的脫皮會(huì)降低其酚類和皂苷類物質(zhì)含量，脫皮程度越大，其含量越低；HEMALATHA等[37]研究表明，藜麥原糧粉的總黃酮含量高于脫皮粉，這與本研究結(jié)果一致；熊成文等[38]研究發(fā)現(xiàn)，皂苷主要集中在藜麥籽粒的外殼中，種皮皂苷含量達(dá)99.2 mg/g。

表1 總酚、總黃酮和皂苷含量Tab.1 Total phenol，total flavonoids and saponin content mg/g

2.2 總抗氧化能力

由圖1可知，隨樣品提取物濃度的增大，其總抗氧化能力隨之增大，F(xiàn)P提取物的總抗氧化能力顯著高于PP提取物（P＜0.05）。對(duì)照品Vc總抗氧化能力顯著高于FP和PP提取物（P＜0.05），藜麥提取物具有較強(qiáng)的總抗氧化能力。FP及PP提取物的總抗氧化能力差異可能在于總酚、總黃酮含量以及總酚和總黃酮的存在方式不同。

圖1 不同質(zhì)量濃度藜麥原糧粉和脫皮粉的總抗氧化能力Fig.1 Total antioxidant capacity of quinoa raw grain powder and peeling powder in different mass concentrations

2.3 DPPH自由基清除率

由圖2可知，F(xiàn)P提取物的DPPH自由基清除率顯著高于PP提取物（P＜0.05），并隨提取物質(zhì)量濃度的增加而增大。對(duì)照品Vc的DPPH自由基清除能力顯著高于FP和PP提取物（P＜0.05），但FP提取物對(duì)DPPH自由基清除率仍達(dá)89.5%，表明藜麥具有較強(qiáng)的DPPH自由基清除能力。AJAYI等[39]提出藜麥葉提取物中的酚類化合物可能是其抗氧化潛力的原因。ABDERRAHIM等[40]研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，酚類物質(zhì)含量直接影響到提取物的DPPH自由基清除率，且自由酚比結(jié)合酚對(duì)DPPH自由基清除率的影響更大。

圖2 不同質(zhì)量濃度藜麥原糧粉和脫皮粉的DPPH自由基清除率Fig.2 DPPH radical scavenging ratio of quinoa raw grain powder and peeling powder in different mass concentrations

2.4 ABTS自由基清除率

不同質(zhì)量濃度藜麥原糧粉和脫皮粉的ABTS自由基清除率如圖3所示。

圖3 不同質(zhì)量濃度藜麥原糧粉和脫皮粉的ABTS+·清除率Fig.3 ABTS+·scavenging ratio of quinoa raw grain powder and peeling powder in different mass concentrations

從圖3可以看出，F(xiàn)P提取物的ABTS+·清除率顯著高于PP提取物（P＜0.05），并隨提取物質(zhì)量濃度的增加而增大。FP和PP提取物的ABTS+·清除能力顯著低于對(duì)照品（P＜0.05），但FP提取物仍具有一定的ABTS+·清除能力。程安瑋等[41]對(duì)4種豆類的ABTS+·清除率進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)豆類中游離態(tài)提取物的ABTS+·清除率明顯低于結(jié)合態(tài)提取物。MADHUJITH等[42]研究得出，大麥中結(jié)合態(tài)多酚的自由基清除能力高于游離態(tài)多酚。因此，推測(cè)藜麥經(jīng)過脫皮處理后，其酚類物質(zhì)存在方式發(fā)生改變，導(dǎo)致ABTS+·清除率降低。

2.5 羥自由基清除率

從圖4可以看出，F(xiàn)P提取物·OH清除率顯著高于PP提取物（P＜0.05），并隨提取物質(zhì)量濃度的增加而增大。對(duì)照品Vc與FP和PP提取物的·OH清除能力差異顯著（P＜0.05），但FP提取物對(duì)·OH最大清除率仍達(dá)90.4%，表明藜麥具有較強(qiáng)的·OH清除能力。喬麗華等[43]研究表明，·OH清除率和總酚含量及提取物濃度呈正相關(guān)；SOVRANI等[44]研究發(fā)現(xiàn)，脫皮程度越大，小麥粉的酚類物質(zhì)含量及抗氧化活性越低。由此推測(cè)，藜麥經(jīng)過脫皮處理后，其酚類物質(zhì)含量減少，導(dǎo)致·OH清除率降低。

圖4 不同質(zhì)量濃度藜麥原糧粉和脫皮粉的羥自由基清除率Fig.4 Hydroxyl radical scavenging ratio of quinoa raw grain powder and peeling powder in different mass concentrations

2.6 超氧陰離子自由基清除率

由圖5可知，F(xiàn)P提取物的O2-·清除率顯著高于PP提取物（P＜0.05），且隨提取物質(zhì)量濃度的增加而增大。對(duì)照品Vc與FP和PP提取物清除O2-·的能力差異顯著（P＜0.05），但FP提取物對(duì)O2-·最大清除率仍達(dá)86.5%，表明藜麥具有較強(qiáng)的O2-·清除能力。程安瑋等[41]研究表明，O2-·清除率與游離態(tài)類黃酮的含量呈正相關(guān)。推測(cè)藜麥經(jīng)過脫皮處理后，其游離態(tài)類黃酮的含量減少，導(dǎo)致O2

圖5 不同質(zhì)量濃度藜麥原糧粉和脫皮粉的超氧陰離子自由基清除率Fig.5 Superoxide anion radical scavenging ratio of quinoa raw grain powder and peeling powder in different mass concentrations

-·清除率降低。

2.7 α-葡萄糖苷酶抑制率

α-葡萄糖苷酶是復(fù)合碳水化合物消化的重要酶，可以通過抑制其活性來抑制淀粉的分解，將葡萄糖的吸收速率降低，從而抑制餐后血糖升高。通過使用體外酶活性測(cè)定來評(píng)估降糖效果，可以作為藜麥降低2型糖尿病風(fēng)險(xiǎn)的酶學(xué)依據(jù)[21]。從圖6可以看出，隨著藜麥提取物質(zhì)量濃度增大，F(xiàn)P與PP對(duì)酶的抑制率逐漸增強(qiáng)；低質(zhì)量濃度的藜麥提取物對(duì)酶的抑制作用表現(xiàn)為負(fù)值，表明其對(duì)酶有活化作用。IC50值越小表明其抑制能力越強(qiáng)，當(dāng)酶活力為1 U/mL時(shí)，F(xiàn)P的IC50值（0.34 g/mL）顯著小于PP（0.48 g/mL）（P＜0.05），表明FP體外降糖活性高于PP。TANG等[45]研究發(fā)現(xiàn)，藜麥中的酚類和黃酮類物質(zhì)能夠抑制消化系統(tǒng)中的α-葡萄糖苷酶和胰脂肪酶，KWON等[46]研究證實(shí)了葡萄糖苷酶抑制活性與酚類物質(zhì)有關(guān)。因此，推測(cè)可能與含有的酚類化合物及其組成差異相關(guān)。

圖6 不同質(zhì)量濃度藜麥原糧粉和脫皮粉的α-葡萄糖苷酶抑制率Fig.6 α-glucosidase inhibition ratio of quinoa raw grain powder and peeling powder in different mass concentrations

2.8 胰脂肪酶抑制率

胰脂肪酶是吸收甘油三酯脂質(zhì)的重要酶，胰脂肪酶抑制劑可有效抑制脂肪酶對(duì)脂肪的分解作用，從而減少脂肪吸收、降低血脂水平和控制體質(zhì)量，因此，通過體外酶測(cè)定評(píng)估的降脂效果，可以作為藜麥降低肥胖、心腦血管疾病風(fēng)險(xiǎn)的酶學(xué)依據(jù)。由圖7可知，隨著藜麥提取物質(zhì)量濃度增大，F(xiàn)P與PP對(duì)胰脂肪酶的抑制率逐漸增強(qiáng)；FP的最低抑制率大于PP。且當(dāng)酶活力為1 U/mL時(shí)，F(xiàn)P的IC50值（0.28 g/mL）顯著小于PP（0.41 g/mL）（P＜0.05），F(xiàn)P的體外降脂活性高于PP。劉莉等[47]研究證實(shí)，植物多酚類物質(zhì)對(duì)α-葡萄糖苷酶和胰脂肪酶具有較強(qiáng)的抑制作用。GAWLIK-DZIKI等[11]進(jìn)一步研究表明，藜麥酚類成分具有抗氧化性抑制脂肪酸酶活性等作用。由此可推測(cè)，藜麥對(duì)胰脂肪酶表現(xiàn)出的抑制作用可引起血脂水平降低，進(jìn)而減少心血管等相關(guān)疾病發(fā)病率及并發(fā)癥。

圖7 不同質(zhì)量濃度藜麥原糧粉和脫皮粉的胰脂肪酶抑制率Fig.7 Pancrelipase inhibition ratio of quinoa raw grain powder and peeling powder in different mass concentrations

3 結(jié)論與討論

本研究結(jié)果表明，脫皮處理會(huì)降低藜麥粉提取物的總酚、總黃酮及皂苷含量（P＜0.05）。FP提取物中的總多酚、總黃酮和皂苷含量均高于PP。同時(shí)PP提取物的總抗氧化能力、DPPH、ABTS+·、·OH和O2

-·清除能力均顯著低于FP提取物（P＜0.05），但仍具有較強(qiáng)的自由基清除能力及抗氧化活性。FP和PP提取物對(duì)α-葡萄糖苷酶和胰脂肪酶均有抑制作用，可通過抑制酶活性降低血糖血脂水平，從而在一定程度上具有預(yù)防糖尿病及心血管相關(guān)疾病的潛力。本研究證實(shí)，脫皮處理后的藜麥粉仍保留了較強(qiáng)的抗氧化活性和降糖降脂生理功能，為藜麥加工利用及其功能成分的開發(fā)提供了理論依據(jù)，有利于推進(jìn)藜麥加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但本研究依舊有一定局限性，例如，關(guān)于不同制粉工藝得到的藜麥粉，其降糖降脂機(jī)制仍需要通過細(xì)胞試驗(yàn)和動(dòng)物試驗(yàn)等手段進(jìn)行更深入的探討。