全麦粉及其制品中活性物质的提取工艺及抗氧化作用研究

1、第8期2011年11月第11卷中国食品学报JournalofChineseInstituteofFoodScienceandTechnologyVol11No8Nov2011全麦粉及其制品中活性物质的提取工艺及抗氧化作用研究刘金福王步江天津300384）（天津农学院食品科学系摘要研究全麦粉及面制品中多酚和黄酮类物质的提取方法以及加工方式对其含量的影响；研究它们的抗氧化活性。结果表明：用超声微波协同提取全麦粉及面制品中多酚和黄酮的方法优于传统提取法，全麦粉多酚及黄酮的提取量分别是传统方法的1.24倍和1.23倍。将全麦粉加工成面制品，多酚及黄酮含量均下降，其中面包和馒头中多酚及黄酮含量为全麦粉的

2、47.3%、86.8%、31.1%、53.4%。加工过程中黄酮的稳定性高于多酚类物质，焙烤比蒸能有效地保留多酚和黄酮类物质。在油脂抗氧化试验中，添加多酚及黄酮的油脂酸价均低于空白对照组。全麦粉多酚对羟基自由基的抑制率为26%，全麦粉黄酮对羟基自由基的抑制率为74%，说明全麦粉中多酚及黄酮均具有较强的抗氧化活性和保健功能。关键词文章编号全麦粉；面制品；多酚；黄酮；抗氧化活性1009-7848（2011）08-0030-04小麦是世界第二大粮食作物，年总产量约6亿t。我国的小麦产量仅次于水稻，是国内尤其是北方人民几千年来赖以生存的基本食物。作为人类膳食的主要原料，全麦粉不仅营养丰富，而且还含有丰富

3、的活性物质。研究发现，无论是大人还是小孩，从健康角度讲，早餐每天都应该吃全麦食品，它含有各种维生素、矿物质和抗氧化剂及大量的水溶性膳食纤维，可降低胆固醇，调节血压，减少心脏病的发病率1。抗氧化剂主要包括多酚类、黄酮类化合物等。多酚类物质是一族在结构中含有酚的化合物，属于植物的次生代谢产物，广泛存在于植物体内。国内外学者研究发现，植物多酚具有清除体内自由基，抗炎，预防心血管疾病，防癌，抗凝血等作用。多酚类物质的传统提取方法是有机溶剂浸提法，提取效率比较低。近些年来，将微波和超声技术应用于提取植物生物活性物质成为热点。它们具有能耗低，效率高，不易破坏有效成分的特点。微波和超声波能产生热和强烈振动，

4、具有极高的加速度，强烈的空化效应等，可加速植物材料中的有效成分溶出，从而提高有效成分的提取率，缩短提取时间，且可避免过高温度对提取成2分的影响4，6。目前，国内对全麦多酚和黄酮以及加工方式对其影响的研究不多。本文采用超声波-微波协同萃取法和传统有机溶剂浸提法对全麦粉及面制品中的多酚及黄酮类化合物进行提取，比较这两种方法的提取效果以及在食品加工中全麦粉中多酚和黄酮类物质的变化及抗氧化活性，为高效利用全麦粉中生物活性物质提供一定的理论依据。1.1材料与方法材料与仪器市售全麦粉；色拉油、芦丁和没食子酸对照品，购自中国药品与生物制品检定所。超声-微波协同萃取仪，RE-52A旋转蒸发仪，723型分光光度

5、计。1.2试验方法1.2.1多酚的提取及测定1）传统有机溶液浸提法2准确称取5.00g全麦粉、全麦面包、全麦馒头，分别加入体积分数为80%乙醇中，料液比115（g/mL），60恒温水浴收稿日期：2010-12-06作者简介：刘金福，男，1961年出生，硕士，教授4h，抽滤，提取液待测。2）超声波-微波协同萃取法4，6准确称取5.00g全麦粉、全麦面包、全麦馒头，分别加入体积分数为80%乙醇，料液比115（g/mL），使用超声-第11卷第8期全麦粉及其制品中活性物质的提取工艺及抗氧化作用研究31微波协同萃取仪，60恒温条件下微波处理5为吸光度，x为芦丁含量。min，然后再超声波处理15min，抽

6、滤，提取液保存待测。1.2.3体外抗氧化活性测定1）用Smirnoff改进法测定对羟基自由基的抑制作用10将硫酸亚铁液与水杨酸钠液分别与3）多酚含量的测定：Folin-Ciocalteau法，采用Folin-Ciocalteu法8测定试样的总酚含量并稍作改动。以没食子酸为对照品。标准曲线：y=2mL全麦粉多酚及黄酮提取液混合（超声波-微波协同萃取），然后用蒸馏水定容至100mL，最后加入过氧化氢启动反应。在37条件下反应1h，加入3.996mL的浓度为11.0mol/L盐酸终止反应，在510nm处测吸光度。同时做试剂空白试验。84.58x-0.0361，相关系数R=0.9941。y为吸光度，x

7、为没食子酸含量。1.2.2黄酮的提取及测定1）有机溶剂浸提法3准确称取5.00g全麦根据吸光度计算抑制率。抑制率=式中：A粉、全麦面包、全麦馒头，分别加入体积分数为60%乙醇，料液比125（g/mL）于50下水浴2.5h。离心，浓缩提取液，用60%乙醇定容至50mL，保存待测。A对照-A样品×100%A对照对照空白溶液反应后的吸光度；A样品加入多酚及黄酮后被测液反应后的吸2）超声波-微波协同萃取法4，6-7准确称取5.00g全麦粉、全麦面包、全麦馒头，分别加入体积分数为60%乙醇，料液比125（g/mL），使用超声-微波协同萃取仪，微波功率245W，同时超声波光度。2）油脂抗氧化效果

8、。称取50g食用油于烧杯中，分别加入油质量的0.02%全麦粉多酚及黄酮提取液（超声波-微波提取），充分搅拌均匀；将油样于40恒温箱中闭光保存，每隔12h搅拌1次，在第4、8、12、16、20天测定各油样的酸价值。酸价的测定：采用酸碱滴定法。100s后，放入超声清洗器内提取30min，离心后浓缩提取液，用60%乙醇定容至50mL，保存待测。3）黄酮含量的测定：测定参照文献9，并稍作改动。取一定浓度的样品水溶液1mL，与2mL去离子水、0.5mL5%亚硝酸钠混合，振荡后静止放置6min，加入0.5mL10%硝酸铝，振荡后放置2.1结果与分析全麦粉及制品中多酚及黄酮类物质的比较分别采用传统有机溶剂提

9、取法和超声波微波6min，然后加入2.5mL5%氢氧化钠，振荡后放置15min，最后用去离子水定容至9mL。于波长500nm处测定混合液的吸光值，以芦丁为对照品，标准曲线y=13.006x-0.0042，相关系数R2=0.9991。y表1协同提取全麦粉、面包和馒头。样品中的多酚及黄酮含量见表1。不同方法提取的全麦粉及其制品中多酚及黄酮的含量Table1Contentsofpolyphenolandflavonoidextractedbydifferentmethodsfromwholewheatmealanditsproducts传统方法黄酮/mg·（100g）-1多酚/mg

10、3;（100g）-1超声微波黄酮/mg·（100g）-1多酚/mg·（100g）-1提取方法全麦粉面包馒头84.12±1.4123.73±1.2021.07±0.5263.53±1.9524.87±2.2316.38±1.40103.07±0.5359.65±1.5036.67±0.6078.96±1.4429.00±2.7119.91±3.28注：传统有机溶剂浸提法简称为传统方法，超声波-微波协同萃取法简称为超声微法。从表1结果可看出，超声微波提取全麦粉

11、的多酚及黄酮量分别是传统方法的1.24倍、1.23倍。全麦面包和馒头中多酚的超声微波提取量分别是传统的1.17和1.22倍，黄酮提取量分别是传统的2.51倍、1.74倍。用超声微波协同法提取全麦粉及面制品中多酚和黄酮，其提取效果均优于32中国食品学报2011年第8期传统提取法。这是因为通过超声波空化效应作用，使活性分子运动的频率和速率增大，溶剂的穿透力增强，活性物质溶出速率和溶出数量提高，并辅以微波的物理效应使分子随微波频率摆动并产生热量，使体系更加分散，有利于物质的溶出。超声-微波发挥作用，大大提高提取效率。此法克服了传统方法的缺点，具有操作简便、经济、省时的优点，在相同的时间内大大提高了活

12、性物质的提取率。法测定对羟基自由基的抑制试验中，加入2mL全麦粉多酚和全麦粉黄酮提取液，分别相当于多酚5.2g（全麦多酚提取液质量浓度为2.6g/mL）、黄酮92g（黄酮提取液质量浓度为46g/mL）。结果表明加入全麦多酚及黄酮，均可抑制羟基自由基的生成，抑制率分别为26%、74%。2.3.2对油脂的抗氧化效果全麦粉中多酚、黄酮对油脂的抗氧化效果见图2。对照多酚黄酮2.2加工方式对全麦粉多酚和黄酮的影响以提取效率高的超声波-微波提取法为例，探0.60.5酸价讨全麦粉的不同加工方法对多酚和黄酮类化合物含量的影响。把面制品中多酚及黄酮的含量换算成全麦粉中的含量（1kg面粉制做出1.5kg全麦面包或

13、馒头），结果见图1。0.40.30.2120100黄酮/mg·（100g）-1全麦粉面包馒头0.1048时间/d121620图2多酚和黄酮类物质抗油脂氧化效果比较806040200多酚黄酮Fig.2Comparisionofantioxidanteffectsbetweenpolyphenolandflavonoidtooils在色拉油中分别添加油质量0.02%的全麦粉多酚和黄酮提取液，定期测定其酸价。结果显示，随着时间的延长，油脂酸价均上升，但添加全麦多酚和黄酮的油脂酸价值上升幅度较小，在试验的第4、8、12、16、20天，酸价值均明显低于空白，即多酚和黄酮能有效地延缓油脂的酸败。

14、图1全麦粉及其制品中多酚及黄酮含量比较Fig.1Comparisionofcontentofpolyphenolandflavonoidinwholewheatmealanditsproducts图1结果可看出，全麦粉制品中的多酚及黄酮含量与全麦粉比较，均有不同程度的下降。不同加工方式对多酚和黄酮含量影响差异较大，其中馒头的下降幅度大于面包；面包中多酚及黄酮含量为全麦粉的47.3%、86.8%，馒头中多酚及黄酮的含量只有全麦粉的31.1%、53.4%。在加工过程中黄酮的稳定性高于多酚类物质，烤比蒸能更好地保留多酚和黄酮类物质，具体原因有待进一步研究。结论用超声-微波协同提取全面粉及制品中多酚和

15、黄酮，其提取效果均优于传统提取法，全麦粉多酚及黄酮的提取含量分别是传统方法的1.24倍、1.23倍，面包中多酚及黄酮含量为全麦粉的47.3%、86.8%，馒头中多酚及黄酮的含量只有全麦粉的31.1%、53.4%。全麦粉加工过程中黄酮的稳定性高于多酚类物质，焙烤比蒸能更加有效地保留多酚和黄酮类物质。面包中多酚及黄酮含量为全麦粉的47.3%、2.3全麦粉多酚及黄酮的体外抗氧化活性结果2.3.1对羟基自由基的抑制效果Smirnoff改进86.8%，馒头中多酚及黄酮的含量只有全麦粉的31.1%、53.4%。第11卷第8期全麦粉及其制品中活性物质的提取工艺及抗氧化作用研究33在油脂的抗氧化试验中发现添加

16、了多酚及黄酮的油脂酸价均低于空白对照组。全麦粉多酚对羟基自由基的抑制率为26%，全麦粉黄酮对羟基自由基的抑制率为74%，说明面粉中多酚及黄酮均具有较强的抗氧化活性。参123456789考文献陈慧，张进萍，陆娅，等应用超微粉碎技术制备全麦粉J粮食与油脂，2008（8）：8-11刘清，杨赟，姚惠源大麦多酚类活性物质的提取工艺研究J粮油与饲料工业，2006，15（1）：24-26单宇，王鸣，冯煦，等小麦麸皮中黄酮的最佳提取工艺研究J中药材，2005，（3）：223-225姜少娟，马养民，孔东宁，等超声波法提取沙棘果渣中黄酮的最佳工艺研究J西北农林科技大学学报（自然科学版），2006，34（10）：1

17、84-188回瑞华，侯冬岩，刘晓媛，等山楂果中黄酮化合物的光谱分析及抗氧化性能测定J食品科学，2006，（1）：199-202董华强，宁正祥，崔志新，等微波辅助提取多穗柯嫩叶黄酮工艺研究J农业工程学报，2007，23（2）：213-217王振宇，周芳，赵鑫响应面分析法优化超声波提提大果沙棘总黄酮工艺J中国食品学报，2007，7（6）：44-51VeliogluYS，MazzaG，GaoL，etal.Antioxidantactivityandtotalphenolicsinselectedfruits，vegetables，andgrainproductsJ.JournalofAgricult

18、uralandFoodChemistry，1998，46（10）：4113-4117ZhishenJ，MengchengT，JianmingW.Thedeterminationofflavonoidcontentsinmulberryandtheirscavengingef-fectsonsuperoxideradicalsJ.FoodChemistry，1999，64：555-55910郭春梅，武荣兰，封顺，等香青兰多糖的提取、测定及其对活性氧自由基的清除作用J食品与发酵工业，2005，31（3）：129-132ResearchonExtractionProcessandAntioxidan

19、tActionofActiveSubstancesinWholeWheat-mealanditsProductsLiuJinfuWangBujiang（FoodScienceDepartmentofTianjinAgriculturalCollege，Tianjin300384）AbstractStudyonextractionprocessofpolyphenolsandflavonoidsfromwheatflouranditsproducts，theeffectsofdifferentprocessingmethodsonpolyphenolsandflavonoidscontent，andantioxidantactivityofextracts.Resultsshowedthattheultrasonic-microwaveassistedextractionwasbetterthanthetraditionaltechnology，theextractingamountsofpolyphenolsandflavonoidsfromwholewheatflourwere1.24times，1.23timesofthetraditionalmethodrespectively.Con-tentsofpolyphenolsandflavonolsinwheatflourpr