張亞琨，張美莉，郭新月

（內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院 呼和浩特010018）

裸燕麥在我國(guó)華北地區(qū)的種植量居多并被作為主食[1]。燕麥麩皮（Oat bran）中含有豐富的多酚、膳食纖維、β-葡聚糖等功能性成分，這些功能性成分被證明在減肥、抗炎、抗氧化等方面有重要的作用[2-4]。燕麥麩皮食用品質(zhì)較低，大多是將其中的功能性成分提取后添加到食品中，或者將燕麥麩皮經(jīng)簡(jiǎn)單粉碎后加入食品中食用。

微粉碎（Micronization）技術(shù)是將樣品粉碎至100 μm 以下的一種新型加工技術(shù)，已應(yīng)用于生產(chǎn)保健品和功能性食品[5]。當(dāng)食品顆粒達(dá)到微米或納米級(jí)時(shí)，其表面積的增加會(huì)增強(qiáng)水分吸收、風(fēng)味釋放和生物利用度，從而增強(qiáng)食品的生理功能，促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在身體內(nèi)的吸收[6-8]。目前關(guān)于微粉碎的研究主要集中在小麥、茶葉、大豆等方面[9-11]，對(duì)燕麥麩皮的研究不多。申瑞玲等[12]研究表明微粉碎處理可以提高燕麥麩皮總膳食纖維含量，而對(duì)麩皮中其它營(yíng)養(yǎng)成分的含量影響不大。王瑋[13]研究表明微粉碎可以提高麥麩清除DPPH 自由基、超氧自由基及羥自由基的能力。李光輝等[14]認(rèn)為超微粉碎能顯著改善斑馬豆粉對(duì)O2-·、DPPH·、ABTS+自由基的清除率和還原能力，然而，過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的粉碎會(huì)導(dǎo)致活性成分損失，抗氧化能力減弱。Liu 等[15]發(fā)現(xiàn)超微粉碎處理燕麥麩后，提取到的燕麥麩多糖溶解性、總還原力、DPPH 和ABTS自由基清除活性顯著提高，使燕麥多糖具有更高的抗氧化活性。

本試驗(yàn)以燕麥麩皮為研究對(duì)象，采用微粉碎處理，得到4 個(gè)粒徑的燕麥麩皮，測(cè)定不同粒徑燕麥麩皮的主要營(yíng)養(yǎng)成分（蛋白質(zhì)、脂肪、淀粉）和功能性成分（膳食纖維、多糖和總酚）以及抗氧化特性，并進(jìn)行相關(guān)性分析，以期為燕麥麩皮的深加工提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

燕麥麩皮，市售，產(chǎn)于內(nèi)蒙古武川縣。

總抗氧化試劑盒，南京建成生物工程研究所有限公司；其它化學(xué)試劑均為分析純級(jí)。

1.2 設(shè)備與儀器

密封型搖晃式微粉碎機(jī)（XL-20B 1 000 g），廣州市旭朗機(jī)械設(shè)備有限公司；冷凍離心機(jī)（SIGMA 3-18K），德國(guó)Sigma 希格瑪離心機(jī)公司；雙光束紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)（UV2300Ⅱ系列），上海天美科學(xué)儀器有限公司；自動(dòng)定氮儀（K1305），上海晟聲自動(dòng)化分析儀器有限公司；脂肪測(cè)定儀（SZC-C），上海纖檢儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品制備 將燕麥麩皮粗粉（178 μm/80目）用搖晃式微粉碎機(jī)粉碎，過(guò)篩，取篩下物，得到150 μm（100 目）、100 μm（155 目）、74 μm（200 目）燕麥麩皮，分別裝袋密封，在-20 ℃冰箱中貯存，備用。

1.3.2 主要指標(biāo)的測(cè)定

1）淀粉含量測(cè)定 參考GB 5009.9-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中淀粉的測(cè)定》 中的酸水解法測(cè)定。

2）粗脂肪含量測(cè)定 參考GB 5009.6-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測(cè)定》 中的索氏抽提法測(cè)定。

3）蛋白質(zhì)含量測(cè)定 參考GB 5009.5-2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》 凱氏定氮法測(cè)定。

4）總膳食纖維含量測(cè)定 參考GB 5009.88-2014 《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中膳食纖維的測(cè)定》酶重量法測(cè)定。

5）可溶性多糖含量的測(cè)定 參照劉曉涵等[16]的苯酚硫酸法，在波長(zhǎng)490 nm 處測(cè)定吸光度，以葡萄糖含量為橫坐標(biāo)，吸光度值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，其線性回歸方程為：

y=8.0674x+0.1947，R2=0.9992，線性區(qū)間0.02～0.12 mg/mL。

6）總酚含量的測(cè)定 參照Dini 等[17]和盧宇[18]的方法測(cè)定。多酚樣液的制備：稱(chēng)取1 g 樣品于錐形瓶中，按料液比1∶26 加入49%乙醇，73 ℃水浴提取62 min，待測(cè)溶液冷卻后6 000 r/min 離心20 min，過(guò)濾得到上清液，備用。取1 mL 多酚樣液加入1 mL 福林酚試劑，經(jīng)充分震蕩后靜置5 min，加2 mL NaCO3（10%）溶液，用蒸餾水定容25 mL，室溫放置1 h 后測(cè)定OD765nm。以沒(méi)食子質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo)，吸光度值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，其線性回歸方程為y= 0.0609x+ 0.1387，R2= 0.9951，線性區(qū)間0.02～0.12 mg/mL。

1.3.3 抗氧化性的測(cè)定

1.3.3.1 燕麥麩皮水提取物的制備 參考Ozkaya等[19]的方法并稍加改進(jìn)。稱(chēng)取3 g 樣品置50 mL 離心管中，加入30 mL 蒸餾水，混合均勻制成燕麥麩漿，將離心管置磁力攪拌器上，連續(xù)攪拌40 min，5 000 r/min 離心5 min，收集上清液，用于抗氧化特性測(cè)定。

1.3.3.2 總抗氧化能力的測(cè)定 采用南京建成試劑盒測(cè)定總抗氧化能力。

1.3.3.3 DPPH 自由基清除率的測(cè)定 DPPH 自由基清除率的測(cè)定參考Tohma 等[20]的方法。

DPPH 自由基清除率（%）=[1-（A1-A2）/A0]×100

式中，A0——以蒸餾水代替樣品的空白吸光度；A1——樣品吸光度；A2——以無(wú)水乙醇代替DPPH 溶液的吸光度。

1.3.3.4 羥自由基的測(cè)定[21]取6.0 mmol/L 硫酸亞鐵溶液和6.0 mmol/L 水楊酸-乙醇溶液各2 mL，混合均勻，加入1.5 mL 上清液，混合后加入8.8 mmol/L 雙氧水1 mL，靜置10 min，6 000 r/min離心5 min，取上清液，在波長(zhǎng)510 nm 處測(cè)定吸光度值。

式中，A0——以蒸餾水代替樣品的空白吸光度；Ai——樣品吸光度；Ai0——以蒸餾水代替雙氧水的吸光度。

1.3.3.5 ABTS 自由基清除率的測(cè)定[22]將100 mL（7 mmol/L）ABTS 與100 mL 過(guò)硫酸鉀（2.45 mmol/L）混合均勻，在黑暗條件下，室溫孵育14 h，制成ABTS 儲(chǔ)備液，使用前將PBS 緩沖液（0.05 mol/L，pH 7.4）稀釋至波長(zhǎng)734 nm 處的吸光度值為0.70±0.02，制備成ABTS 工作液。將2.85 mL 工作液與150 μL 樣品混合，搖勻，在黑暗條件下，室溫靜置10 min，6 000 r/min 離心5 min。取上清液，在波長(zhǎng)734 nm 處測(cè)定吸光度值，用蒸餾水調(diào)零，同時(shí)測(cè)定以蒸餾水代替樣品的對(duì)照組。

1.3.3.6 TBA 值的測(cè)定 TBA 值的測(cè)定原理是通過(guò)硫代巴比妥酸的方法測(cè)定脂質(zhì)過(guò)氧化物-丙二醛（MDA）[23]。參考周顯青等[24]的方法并稍加改進(jìn)。稱(chēng)取2.000 g 燕麥麩皮于離心管中，加入10%的TCA 溶液10 mL，混勻，連續(xù)攪拌30 min，5 000 r/min 離心10 min，取上清液2 mL 于離心管中，加入2 mL 0.6% TBA 溶液，混勻，將離心管放入沸水中靜止15 min，取出后迅速冷卻，8 000 r/min 離心5 min，取上清液，測(cè)定OD450nm、OD532nm、OD600nm。

丙二醛含量（μmol/g）=6.45×（A532nm-A600nm）-0.56×A450nm

式中，A450nm——450 nm 處OD 值；A532nm——532 nm 處OD 值；A600nm——600 nm 處OD 值。

1.3.3.7 亞油酸體系抗氧化性 參考Chen 等[25]的方法并改進(jìn)。將2 mL 燕麥麩皮提取液與2 mL 2.5%亞油酸溶液（亞油酸無(wú)水乙醇）混合，加入4 mL PBS 緩沖液（0.05 mmol/L，pH 7.0），空白用蒸餾水代替樣品，定容10 mL，在40 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)30 min。采用硫氰酸鐵法，每24 h 測(cè)定脂質(zhì)過(guò)氧化程度。準(zhǔn)確量取0.1 mL 樣品溶液，加入9.7 mL 75%乙醇溶液、0.1 mL 30%硫氰酸銨溶液，混勻，最后加入0.1 mL 氯化亞鐵（溶解于3.5%鹽酸中），混勻，放置3 min，在波長(zhǎng)500 nm 處測(cè)定混合物的吸光度。

亞油酸過(guò)氧化抑制率（%）=100-OD樣品/OD對(duì)照×100

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

所有數(shù)據(jù)均為3 次獨(dú)立重復(fù)試驗(yàn)的平均值，結(jié)果以±s表示。采用Excel 進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算和作圖，采用SPSS 軟件進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 微粉碎對(duì)燕麥麩皮營(yíng)養(yǎng)成分的影響

微粉碎對(duì)燕麥麩皮基本營(yíng)養(yǎng)成分的影響見(jiàn)表1所示。微粉碎后，隨著粒徑的減小，燕麥麩皮中的粗脂肪含量顯著增加（P＜0.05），這可能是由于燕麥麩皮粒徑減小，其表面積和孔隙變大，更多皮層中的脂肪成分暴露出來(lái)。在粒徑150 μm 時(shí)麩皮中蛋白質(zhì)含量最高，為20.82 g/100 g；而麩皮中淀粉含量隨粒徑的減小差異不顯著（P＞0.05）。這說(shuō)明微粉碎對(duì)燕麥麩皮主要營(yíng)養(yǎng)成分含量有一定的影響。

表1 微粉碎對(duì)燕麥麩皮基本營(yíng)養(yǎng)成分的影響（干物質(zhì)）Table 1 Effect of micronization on nutrient composition of oat bran（dry matter）

2.2 微粉碎對(duì)燕麥麩皮功能性成分的影響

微粉碎對(duì)燕麥麩皮功能性成分的影響如表2所示。微粉碎后，隨著粒徑的減小，多糖、總酚含量呈先增大后減小趨勢(shì)，各組間存在明顯差異。其中，未達(dá)到與達(dá)到微粉碎粒徑的燕麥麩皮的多糖、總酚含量差異顯著（P<0.05），粒徑100 μm 燕麥麩皮中的多糖、總酚含量最高，分別為16.82 g/100 g和461.24 mg/100 g，這與Meng 等[26]的研究結(jié)果一致?？赡苁俏⒎鬯槠茐募?xì)胞壁，使麩皮表面積增大，促進(jìn)多糖和總酚更好地溶出。微粉碎燕麥麩皮中膳食纖維含量顯著下降（P＜0.05），這與王瑋[13]、唐明明等[27]的研究結(jié)果相一致，這是因?yàn)辂熎な芪锢砑羟辛Φ淖饔?，其中的大分子結(jié)構(gòu)被破壞，部分結(jié)合鍵斷裂，變成小分子。此外，其中的大分子物質(zhì)發(fā)生熔融現(xiàn)象，不可溶性物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可溶性物質(zhì)，因此粉碎粒徑并非越小越好。

表2 微粉碎對(duì)燕麥麩皮功能性成分的影響（干物質(zhì)）Table 2 Effect of micronization on functional components of oat bran（dry matter）

2.3 微粉碎對(duì)燕麥麩皮水提取物抗氧化特性的影響

2.3.1 微粉碎對(duì)燕麥麩皮水提取物清除自由基的影響 不同粉碎粒徑的燕麥麩皮水提物對(duì)自由基清除率的影響如圖1所示。隨著燕麥麩皮目數(shù)的增大，粒徑減小，燕麥麩皮提取液對(duì)DPPH 和ABTS 自由基都有一定的清除作用，且清除率呈逐漸增大趨勢(shì)。在200 目（74 μm）時(shí)其DPPH 自由基清除率和ABTS 自由基清除率達(dá)到最大，分別為92.1%和71.88%，比燕麥麩皮粗粉的自由基清除率分別增加31.62%和8.8%，這與楊沫等[28]的研究結(jié)果一致。綜上所述，微粉碎可以增強(qiáng)燕麥麩皮水提物的自由基清除率，進(jìn)而提高其抗氧化能力。

由圖1 可見(jiàn)，不同粒徑的燕麥麩皮提取液對(duì)羥自由基都有一定的清除作用，而不同粉碎粒徑之間存在顯著性差異（P＜0.05）。隨著燕麥麩皮粉碎粒徑的減小，清除率呈逐漸減小趨勢(shì)，其中80目燕麥麩皮（178 μm）對(duì)羥自由基清除率的作用最大，清除率達(dá)81.95%，比200 目（74 μm）麩皮微粉的清除率增加11.48%。這可能是由于粉碎破壞麩皮中多酚的結(jié)構(gòu)，使酚羥基官能團(tuán)的數(shù)量減少。有研究表明，多羥基酚類(lèi)化合物比單羥基環(huán)狀化合物具有更好的清除自由基能力[29]。

圖1 微粉碎對(duì)燕麥麩皮自由基清除率的影響Fig.1 Effect of micronization on free radical scavenging rate of oat bran

2.3.2 微粉碎對(duì)燕麥麩皮水提物總抗氧化能力的影響 微粉碎對(duì)燕麥麩皮水提物總抗氧化能力的影響見(jiàn)圖2。燕麥麩皮具有抗氧化能力，并隨燕麥麩皮目數(shù)的增大，粒徑的減小，總抗氧化能力顯著增加（P＜0.05）。與燕麥麩皮粗粉（178 μm）相比，100 目（150 μm）、150 目（100 μm）、200 目（74 μm）燕麥麩皮微粉的總抗氧化能力分別提高3.76%，10.01%，12.61%。由此可得200 目（74 μm）燕麥麩皮微粉水提物的總抗氧化能力最好，這是因?yàn)榉鬯槭箍寡趸镔|(zhì)更好地溶出。

圖2 微粉碎對(duì)燕麥麩皮總抗氧化能力的影響Fig.2 Effect of micronization on total antioxidant capacity of oat bran

2.3.3 微粉碎對(duì)燕麥麩皮水提取物TBA 值的影響 微粉碎對(duì)燕麥麩皮水提物中丙二醛含量的影響見(jiàn)圖3。隨著燕麥麩皮粒徑的減小，丙二醛含量呈顯著減小趨勢(shì)（P＜0.05），150 目（100 μm）與200目（74 μm）燕麥麩皮中丙二醛含量差異不顯著（P＞0.05）。200 目（74 μm）燕麥麩皮中丙二醛含量最低，比80，100，150 目麩皮中的丙二醛含量分別減少33.88%，24.60%，2.24%。這與總抗氧化性、DPPH、ABTS 自由基清除率的變化趨勢(shì)正好相反。有研究表明，因生物體內(nèi)抗氧化系統(tǒng)的減弱，自由基導(dǎo)致的衰老會(huì)伴隨脂質(zhì)過(guò)氧化，丙二醛的產(chǎn)生會(huì)加速細(xì)胞膜的降解[30-31]。這說(shuō)明微粉碎可以提高燕麥麩皮的抗氧化能力，減緩脂質(zhì)過(guò)氧化。

圖3 微粉碎對(duì)燕麥麩皮丙二醛含量的影響Fig.3 Effect of micronization of oat bran on malondialdehyde content

2.3.4 微粉碎對(duì)燕麥麩皮亞油酸體系抗氧化性的影響 在亞油酸體系測(cè)定抗氧化試驗(yàn)中，亞油酸所形成的過(guò)氧化物可以氧化Fe2+為Fe3+，F(xiàn)e3+可以結(jié)合SCN-形成復(fù)合物，在500 nm 處具有最大吸光度[32]。微粉碎對(duì)燕麥麩皮亞油酸體系抗氧化性的影響如圖4所示，4 種粒徑燕麥麩皮均對(duì)亞油酸過(guò)氧化性都有抑制作用。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，4 種粒徑燕麥麩皮的亞油酸過(guò)氧化抑制率呈先增再減最后增加的趨勢(shì)。其中，粒徑為74 μm（200 目）燕麥麩皮對(duì)亞油酸過(guò)氧化抑制率均最大，分別為2.74%，20.68%，67.20%，33.86%，39.71%，52.82%；貯藏第2 天時(shí)，4 種粒徑的亞油酸過(guò)氧化抑制率均達(dá)到最大，之后亞油酸過(guò)氧化抑制率下降，可能是多酚結(jié)構(gòu)中的-OH 不穩(wěn)定，在抗氧化的同時(shí)發(fā)生自氧化[33]；還可能與環(huán)境因素如pH[34]，混合液中抗氧化成分的濃度[35]有關(guān)。由此可得，微粉碎可以增強(qiáng)燕麥麩皮在亞油酸體系中的抗氧化性。

圖4 微粉碎對(duì)燕麥麩皮亞油酸體系抗氧化性的影響Fig.4 Effect of micronization on antioxidation of linoleic acid system of oat bran

2.4 相關(guān)性分析

燕麥麩皮的功能性成分指標(biāo)與抗氧化指標(biāo)間相關(guān)性分析見(jiàn)表3?？偪寡趸耘c總酚含量呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），與多糖含量呈顯著正相關(guān)（P<0.05），與丙二醛、膳食纖維含量呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01），其中相關(guān)系數(shù)排序?yàn)楸究偡樱旧攀忱w維＞多糖。

表3 燕麥麩皮功能性成分與抗氧化指標(biāo)間的相關(guān)性分析Table 3 Correlation analysis between components and antioxidative indexes of oat bran

DPPH 自由基清除率與總酚含量呈顯著正相關(guān)（P<0.05），相關(guān)系數(shù)為0.706；與丙二醛含量呈顯著極負(fù)相關(guān)（P<0.05），相關(guān)系數(shù)為0.831。

ABTS 自由基清除率與總酚含量呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），與丙二醛、膳食纖維含量呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01）。其中，對(duì)ABTS 自由基清除率影響的貢獻(xiàn)值排序?yàn)楸┖浚究偡樱旧攀忱w維＞多糖。

羥自由基清除率與膳食纖維、丙二醛含量呈極顯著正相關(guān)（P<0.01），相關(guān)系數(shù)均＞0.93；與總酚含量呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01），其相關(guān)系數(shù)為0.816。

TBA 值與多糖含量呈極顯著負(fù)相關(guān)（P<0.01）。

總酚與抗氧化指標(biāo)間均存在顯著相關(guān)性，且相關(guān)系數(shù)均大于0.71。此外，除DPPH 自由基清除率，膳食纖維與抗氧化指標(biāo)間均存在顯著相關(guān)性（P<0.05），相關(guān)系數(shù)均大于0.77。

綜上，相關(guān)性分析表明：總酚、膳食纖維與抗氧化指標(biāo)間存在極大的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)均大于0.71；多糖、總酚、膳食纖維可能是燕麥麩皮起抗氧化能力的重要功能性成分。

3 結(jié)論

1）隨著燕麥麩皮粒徑的減小，脂肪、多糖和總酚含量極顯著增加（P＜0.05），總膳食纖維含量極顯著下降（P＜0.05）。

2）微粉碎后，燕麥麩皮的總抗氧化、DPPH、ABTS、亞油酸體系抗氧化性呈逐漸增強(qiáng)趨勢(shì)，羥自由基清除率和TBA 值呈下降趨勢(shì)。綜合抗氧化指標(biāo)，粒徑為74 μm 的燕麥麩皮的抗氧化性最好。

3）相關(guān)性分析表明：丙二醛和膳食纖維與抗氧化指標(biāo)間存在極大的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)大多大于0.76。

微粉碎對(duì)燕麥麩皮營(yíng)養(yǎng)成分、功能性成分和抗氧化性有積極的影響，說(shuō)明微粉碎技術(shù)可以提高燕麥麩皮的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和利用率。