加工对全燕麦中多酚含量及生物可给率的影响

 王军，王忠合*，黄海茵，杨艳媚，王彦博

 韩山师范学院生命科学与食品科技学院（潮州521041）

摘要全谷物中多酚含量高，但是由于多酚大多以酯键与纤维素或半纤维素等结合，人体消化酶无法水解，其生物利用率非常低，常采用不同的加工处理提高全谷物中多酚的生物利用率。试验以脱壳的全籽粒燕麦为原料，研究发芽和湿热处理对全燕麦中多酚含量及其体外生物可给率的影响。试验结果表明，全燕麦中总多酚含量为146.20 mgGAE/100 g，其中游离态和结合态的多酚含量分别为25.21 mg GAE/100 g和120.98 mg GAE/100 g。发芽和湿热处理后总多酚含量分别为317.15 mg GAE/100 g(增加117%)和111.56 mg GAE/100 g(减少23.7%)，而发芽燕麦经湿热处理后总多酚含量为239.53 mg GAE/100g(减少24.5%)。体外消化分析表明，发芽和湿热处理后全燕麦中多酚的生物可给率分别增加61%和21%。上述分析表明，发芽处理对提高全燕麦中多酚的生物可给率具有较好的效果。

关键词发芽；热处理；燕麦；多酚；生物利用率

 燕麦（Avena sativa），是作为食品和饲料加工原材料的重要谷物，富含多种功能性组分，如β-葡聚糖、不饱和脂肪酸、维生素、矿物质及植物营养素等，种植历史悠久，遍及各山区、高原和北部高寒冷凉地带。其具有降低胆固醇、降血糖、防止心血管疾病和辅助调节消化等功效。这些功能性除与β-葡聚糖密切相关外，还与燕麦中的多酚具有非常密切的关系，而燕麦中的多酚主要以结合态存在于燕麦籽粒的外层，传统的加工过程常采用滚压或脱皮处理而将大部分活性组分脱除留在麸皮中，许多对人体有益的活性组分损失严重。随着人们对全谷物保健作用和现代制粉技术等方面的关注，全谷物粉的生产及开发利用已成为人们研究的热点之一。近年来，燕麦广泛应用于焙烤食品中，如燕麦面包、燕麦饼干和燕麦蛋糕等，但是由于燕麦粉具有吸水率高、黏度大、面团筋力较差、稳定时间短等不利影响，限制了其在焙烤食品中的广泛应用。

 燕麦等全谷物中酚类含量高，但是由于多酚大多以酯键与纤维素或半纤维素等结合，人体消化酶无法水解，其生物利用率非常低，因此常采用发芽、发酵和热处理等不同的加工方法提高全谷物中多酚的含量或生物利用率。种子发芽所产生的生理生化反应可富集多酚，裸燕麦在发芽过程中多酚含量增加，且抗氧化活性也有不同程度的变化，但是燕麦在发芽过程中酚类的生物可给性和生物利用率的变化鲜见报道。试验采用发芽和湿热处理全燕麦，分别研究处理前后总酚含量的变化，并采用体外消化模型法研究加工处理对燕麦中酚类生物可给率的影响，比较不同的食品加工对燕麦中酚类的影响，以期为全燕麦的加工利用和燕麦食品的开发提供一定的参考。

1  材料与方法

1.1材料与试剂

  脱壳的燕麦：市售，选用颗粒饱满、无发霉病变的全籽粒。Folin-Ciocalteu试剂(FC)、阿魏酸：美国Sigma公司；胃蛋白酶(3 000～3 500 NFU/mg)、胰酶(5×USP)：生工生物工程（上海）有限公司；三氯化铁、磺基水杨酸、硫酸钠、盐酸、氢氧化钠、硝酸银、硝酸、氯化钠：分析纯。

1.2仪器与设备

  TU-1901紫外可见分光光度计：北京普析通用仪器有限责任公司；2-16P离心机：美国Sigma公司；风选中药粉碎机：山东省青州市益康中药机械有限公司；LDZX-75-75KBS立式压力蒸汽灭菌器：上海申安医疗器械厂。

1.3试验方法

1.3.1  发芽处理

 干燥的燕麦籽粒挑选除杂后，用1%次氯酸钠溶液浸泡30 s消毒，用去离子水反复冲洗干净，在25℃下用去离子水浸泡6～8 h，每4h换水一次。浸泡后沥干水分平铺在无菌滤纸上，表面覆盖一层湿的无菌纱布，置于25℃的培养箱中发芽48 h，发芽过程中保持相对湿度95%以上，发芽后的样品立即冷冻干燥24h，用不锈钢磨粉碎后过500 μm筛，-20℃下贮存，备用。

1.3.2湿热处理

 各称取20 g燕麦样品加入蒸馏水，控制浸泡的燕麦籽粒的固液比30%左右，浸泡6～8 h，放入高压灭菌锅中于120℃下处理15 min。处理后的燕麦样品冷却，冷冻干燥24 h，粉碎过500μm 筛，-20℃下贮存，备用。

1.3.3多酚的提取及测定

 多酚提取：准确称取样品粉末2.0 g，用正己烷脱脂（20 m L提取3次，每次30 min），加入20 m L体积分数为80%乙醇超声浸提40 min，4 000 r/min离心10 min后取上清液，重复3次，混合上清液真空浓缩至约10m L，上清液用盐酸调整pH 2，加入乙酸乙酯（体积比1：1，每次30 min）于恒温振荡箱中振荡萃取3次，有机相萃取液用旋转蒸发仪蒸干，甲醇溶解并定容至10 m L得到游离态多酚。上述萃取分离的水相中加入2mol/L Na OH溶液1.6 m L，充氮条件下水解4h，离心分离(4 000 r/min．10 min)，混合上清液用盐酸调整pH 2，加入乙酸乙酯（体积比1：1，每次30 min）于恒温振荡箱中振荡萃取3次，萃取液用旋转蒸发仪蒸干，甲醇溶解并定容至10 m L得到可溶结合态多酚。将滤渣抽滤后置于真空干燥箱中烘干，加入2 mol/LNa OH溶液1.6 m L，充氮条件下水解4h，离心分离(4 000 r/min，10 min)，混合上清液，用盐酸调整pH 2，加入乙酸乙酯（体积比1:1，每次30 min）于恒温振荡箱中振荡萃取3次，萃取液用旋转蒸发仪蒸干，甲醇溶解并定容至10 m L得到不溶结合态多酚。

 多酚含量测定：采用Folin- Ciocalteu法测定多酚含量，分别取0.5 m L样液到10 m L的容量瓶中，再加入0.75 m L的0.8 mol/L FC试剂，混合均匀，在0.5～8mm内加入1.5 m L质量分数10%的Na2CO3溶液，用蒸馏水定容后摇匀。将上述溶液在35℃避光放置2h后，以蒸馏水做空白，在波长为760 nm下测定吸光度。以没食子酸( 0～0.1 mg/m L)为标准品绘制标准曲线，如图1所示，其回归方程为：A=0.008 4C+0.027 3，相关系数R2=0.996 0，根据回归方程求出多酚浓度，按照公式(1)计算多酚含量（以没食子酸的等量值GAE表示）：

1.3.4生物可给率的测定

 采用两段体外模拟胃肠液法测定燕麦样品中多酚的生物可给率，将粉碎的燕麦样品0.5 g加入15 m L去离子水中，用6 mol/L盐酸调至pH 2.0，稳定15 min后再加入1 m L胃蛋白酶液(E/S=1/80)，37℃水浴中体外模拟胃液消化处理2h；置于0℃下冷藏90min，再分别加入5 m L胰酶-胆盐溶液（胰酶4 g/L，胆盐25 g/L），用0.2 mol/L的Na OH溶液将处理液pH7.5，根据消耗的Na OH溶液的体积计算可滴定酸度。模拟肠液消化时，将模拟胃液消化的产物中加入-透析袋（截留分子量为10 kD a），内装25 m L NaHCO3溶液（浓度等同于滴定酸度），37℃水浴中反应30 min或更长时间至其pH 5.0，加入5 m L胰酶-胆盐溶液，进行体外模拟肠液消化2h，收集透析袋中的消化产物测定多酚总量，按照公式(2)计算样品中多酚的体外生物可给率。

生物可给率=透析袋中多酚总量( mg GAE/100 g)／样品中多酚总量( mg GAE/100 g)×100% (2)

1.4数据处理与统计分析

  试验结果以平均值±标准偏差SD表示，用SPSS17.0进行一维方差分析(One-way ANOVA)，差异显著性采用邓肯( Duncan)检验，检验水平p<0.05。

2结果与分析

2.1发芽和湿热处理对燕麦中多酚含量的影响

  全籽粒燕麦及其不同处理的样品中多酚含量如表1所示。未经处理的燕麦样品中多酚总量为146.20 mgGAE/100 g，其中游离态和结合态的多酚含量分别为25.22 mg CAE/100 g和120.98 mg GAE/100 g；而燕麦样品经发芽处理后其多酚总含量为317.15 mg GAE/100g，比发芽前增加了117%。与原粮相比，发芽处理可增加燕麦中游离酚、结合酚及总多酚的含量，特别是在发芽的中后期多酚含量增加的效果尤为明显，这与其他粮谷类经发芽后多酚含量变化的结果一致。全谷物中的多酚有游离态、可溶结合态和不溶结合态3种形式，结合态的多酚主要与细胞壁中的纤维素、果胶和多糖等组分以酯键结合，发芽过程中形成的酶可降解细胞壁而释放出游离态的多酚，从而增加游离态多酚的含量，这从原料中游离态多酚仅占总酚含量的17.2%，而发芽后游离态多酚占总量的42.4%中也可以得出一致的结论。同时，发芽过程中可溶性结合态的多酚含量也有一定程度的增加，这可能是由于全籽粒燕麦在发芽过程中新形成了一定量的多酚，而不溶性结合态的多酚含量降低，与前面的结论及其他报道的裸燕麦中结合态多酚含量下降的结论一致。

 全籽粒燕麦样品经湿热处理后多酚总量为118.34±4.64 mg GAE/100 g，其多酚总含量下降了23.7%，这表明湿热处理对总多酚有一定程度的破坏作用，且游离态多酚占总酚的含量也增加为35.3%，这可能是由于在热处理过程中结合态的多酚被降解为游离态多酚。发芽后的燕麦样品经湿热处理后其总多酚含量为239.53 mg GAE/100 g，其多酚总含量下降了24.5%，

这进一步表明湿热处理对总多酚的破坏作用，热处理可以软化谷物组织而有利于酚类的释放，但是这些游离态的酚类可能由于聚合或氧化等化学反应而进一步变化影响总酚的含量，这与其他报道中的结论一致。

2.2湿热处理对燕麦中多酚生物可给率的影响

  游离态和可溶性结合态的酚类可在胃肠道中吸收后分布于机体组织中显现功能活性，而不溶性结合态的酚类在胃肠道中不能被吸收，也可“逃脱”胃肠液的消化到达大肠中被肠道微生物消化降解。为提高多酚的生物利用率，常采用发芽、发酵或热处理等方式提高多酚的生物可给率，试验中发芽和湿热处理对燕麦中多酚生物可给率的影响如表2所示。

  从表2可以看出，全籽粒燕麦原料中多酚的生物利用率较低，这与前面分析的燕麦样品中可溶性多酚含量较低，主要以不溶性结合态多酚存在为主的结论一致。发芽和湿热处理可显著增加燕麦样品中多酚的体外生物可给率(p<0.05)，其中发芽处理可增加多酚的体外生物可给率高达61%，这主要与发芽和湿热处理可显著增加游离态和可溶性结合态多酚的含量有关，与其他粮谷类研究的结果一致。阿魏酸是粮谷类中结合态酚类存在的主要形式之一，发芽处理可增加其生物可给率，有关燕麦样品中各种酚类物质生物可给性变化的具体规律还需深入研究。

3结论

 全籽粒燕麦在发芽处理后多酚总量显著增加，其中游离态和可溶结合态的多酚均有一定程度的增加，而不溶结合态的多酚总量有一定程度的下降，这可能与燕麦发芽过程中酶类促进不溶性多酚的释放及酚类的合成等变化有关。

 全籽粒燕麦在湿热处理后总酚含量有一定程度的下降，这与多酚对热的敏感性有关，热处理可以软化谷物组织释放出酚类化合物，但是这些游离态的酚类可能由于聚合或氧化等反应而影响总酚的含量。

 发芽和湿热处理可显著增加全籽粒燕麦样品中多酚的生物可给率，这与燕麦中多酚的含量及其存在形式有关，其具体的变化机理有待于深入探讨。