摘要：為提高苦蕎的利用率，改善苦蕎的口感，該試驗(yàn)以苦蕎和燕麥為原料，采用微波熟化工藝進(jìn)行同步熟化研究，運(yùn)用響應(yīng)面分析法探討苦蕎與燕麥同步熟化物料比例、微波時(shí)間、微波功率3個(gè)因素對(duì)總黃酮含量的影響，優(yōu)化苦蕎與燕麥同步熟化工藝。結(jié)果表明，最優(yōu)熟化工藝條件為物料比例1∶1、微波時(shí)間3.5 min、微波功率700 W，在此條件下苦蕎與燕麥同步熟化的總黃酮含量為0.568 mg/g，微波熟化后苦蕎燕麥的總黃酮含量降低，苦味消失，酥脆可口，籽粒膨化均勻且飽滿，香味濃郁。同時(shí)，其具有一定的抗氧化活性和抑制α-淀粉酶作用，為雜糧加工生產(chǎn)中以同步熟化苦蕎燕麥為原料提供了一定的參考。

關(guān)鍵詞：苦蕎；燕麥；同步熟化工藝；抗氧化活性

中圖分類號(hào)：TS210.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1000-9973（2025）01-0010-05

Study on Synchronous Maturation Process and Antioxidant Activity of Tartary Buckwheat and Oat

LIANG Yue-guang¹， GUO Tian-jing¹， CHENG Xue-ling¹， CHEN Qiong-ling¹， GU Feng-ying²， CHEN Zhen-jia¹， LI Ze-zhen¹， WANG Yu^1*

（1.Shanxi Fruit and Vegetable Storage， Preservation and Processing Technology Innovation Center， College of Food Science and Engineering， Shanxi Agricultural University， Jinzhong 030801， China; 2.Institute of Food Science and Technology CAAS， Beijing 100193， China）

Abstract： In order to improve the utilization rate of tartary buckwheat and improve the taste of tartary buckwheat， with tartary buckwheat and oat as the raw materials， microwave maturation process is applied for synchronous maturation research. Response surface analysis method is used to discuss the effects of three factors such as the proportion of materials for synchronous maturation of tartary buckwheat and oat， microwave time and microwave power on the total flavonoid content to optimize the synchronous maturation process of tartary buckwheat and oat. The results show that the optimal maturation process is material ratio of 1∶1， microwave time of 3.5 min and microwave power of 700 W. Under these conditions， the total flavonoid content of tartary buckwheat and oat during synchronous maturation is 0.568 mg/g. The total flavonoid content of tartary buckwheat and oat after microwave maturation decreases， the bitterness disappears， it is crispy and delicious， the grains expand evenly and are plump， and the aroma is rich. Meanwhile， it has certain antioxidant activity and inhibitory effect on α-amylase. This study has provided certain references for the use of synchronously matured tartary buckwheat and oat as the raw materials in the processing and production of coarse cereals.

Key words： tartary buckwheat; oat; synchronous maturation process; antioxidant activity

收稿日期：2024-07-22

基金項(xiàng)目：晉中國(guó)家農(nóng)高區(qū)食品科學(xué)與工程教授、博士工作站資助項(xiàng)目（JZNGQBSGZZ003）；黃土高原特色作物優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)省部共建協(xié)同創(chuàng)新中心自主研發(fā)項(xiàng)目（SBGJXTZXKF-04）；新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)重點(diǎn)領(lǐng)域科技攻關(guān)計(jì)劃（2023AB004-01）

作者簡(jiǎn)介：梁月光（1999—），女，碩士，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工。

*通信作者：王愈（1968—），男，教授，博士，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品貯藏與加工。

蕎麥和燕麥均為低GI（glycemic index）食物，是小宗糧豆作物，也叫粗糧，它們因地域限制生長(zhǎng)期短、種植面積小、產(chǎn)量低^[1]。蕎麥分為甜蕎和苦蕎兩個(gè)栽培品種，苦蕎的蘆丁含量高于甜蕎，其總酚含量比甜蕎高^[2-3]。研究發(fā)現(xiàn)雜糧對(duì)慢性病有積極作用，日常膳食中混合粗糧攝入可以調(diào)節(jié)腸道微生物群，還可以防止脂肪累積、控制體重^[4-5]。全谷物飲食可降低全身低度炎癥，且通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明燕麥苦蕎含有的酚類化合物對(duì)自由基有清除能力，對(duì)受損的內(nèi)臟有修復(fù)能力和調(diào)節(jié)血糖的作用^[6-9]。

苦蕎的不飽和脂肪酸含量高于飽和脂肪酸含量；蛋白質(zhì)含量為11.80%～15.83%，清蛋白為其主要組成部分^[10]。苦蕎還含有豐富的生物活性成分，尤其是其他谷物中不含的黃酮類化合物，營(yíng)養(yǎng)豐富。燕麥?zhǔn)菄?guó)際公認(rèn)的優(yōu)質(zhì)谷物，富含淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪等營(yíng)養(yǎng)成分，且含有多酚類抗氧化物，其氨基酸配比合理，幾乎接近FAO/WHO（Food and Agriculture Organization/World Health Organization）推薦模式^[11-12]?？嗍w和燕麥混合搭配食用，可以改善苦蕎略苦的口感，提高對(duì)苦蕎的利用率，增加營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，使兩種雜糧從口感、營(yíng)養(yǎng)等方面進(jìn)行互補(bǔ)。

現(xiàn)在市面上苦蕎、燕麥的產(chǎn)品并不少，主要有烘焙制品如面包、發(fā)酵制品如醋、飲料如植物奶等。苦蕎和燕麥結(jié)合的產(chǎn)品有掛面、餅干、沖調(diào)粉等，開(kāi)發(fā)的新產(chǎn)品很少，人們對(duì)膳食營(yíng)養(yǎng)越來(lái)越重視，對(duì)其口感的要求更高，產(chǎn)品既需要營(yíng)養(yǎng)又需要兼顧口感。當(dāng)前微波熟化是食品加工過(guò)程中一種常用的加工方式，其利用電磁場(chǎng)作用使物料在短時(shí)間內(nèi)溫度升高熟化，有成本低、加熱快、受熱均勻且有效保留物料的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)^[13]。本文采取微波熟化的方式，研究苦蕎與燕麥同步熟化，確定兩者最佳熟化工藝條件，為雜糧加工生產(chǎn)中使用同步熟化苦蕎燕麥為原料提供了一定的參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

燕麥：山西磧口碼頭農(nóng)業(yè)科技開(kāi)發(fā)有限公司；苦蕎中粒種：繁峙縣光裕堡鄉(xiāng)晉谷雜糧店；鐵氰化鉀：天津市天力化學(xué)試劑有限公司；三氯化鋁：天津市登豐化學(xué)品有限公司；1，1-二苯基-2-苦肼基（自由基）、α-淀粉酶：上海藍(lán)季科技發(fā)展有限公司；磷酸氫二鈉：天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司。

1.1.2 儀器與設(shè)備

101-3 BS-Ⅱ電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海躍進(jìn)醫(yī)療機(jī)械廠；ME-2080MG微波爐 青島膠南海爾微波制品有限公司；KQ3200DB數(shù)控超聲波清洗機(jī) 昆山市超聲儀器有限公司；P4紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海美譜達(dá)儀器有限公司；LD5-10低速離心機(jī) 北京雷勃爾離心機(jī)有限公司。

1.2 方法

1.2.1 苦蕎燕麥總黃酮的提取與含量測(cè)定方法

1.2.1.1 制作標(biāo)準(zhǔn)曲線

參考孫亞利等^[14]的AlCl₃法并進(jìn)行調(diào)整，吸取配制好的蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液（0.05 mg/mL）0.25，0.50，1.0，2.0，3.0，4.0 mL移入10 mL具塞刻度試管中，加入2 mL三氯化鋁、3 mL乙酸鉀后定容至刻度，搖勻，在室溫下反應(yīng)30 min，在波長(zhǎng)420 nm處測(cè)定吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.1.2 苦蕎燕麥總黃酮的提取和測(cè)定

采用超聲波輔助乙醇^[15]浸提苦蕎燕麥中的總黃酮，提取物中的總黃酮含量通過(guò)紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)定。將苦蕎燕麥研磨后，置于具塞三角瓶中，加入30 mL乙醇，置于超聲波清洗機(jī)中提取40 min，用乙醇反復(fù)沖洗濾渣，將濾液倒入50 mL容量瓶中定容至刻度。吸取1 mL待測(cè)液于10 mL具塞刻度試管中，按1.2.1.1的方法測(cè)定待測(cè)液。

1.2.2 模糊數(shù)學(xué)感官評(píng)價(jià)

1.2.2.1 感官評(píng)價(jià)

邀請(qǐng)10位專業(yè)的食品品評(píng)人員成立感官品評(píng)小組，根據(jù)表1對(duì)樣品進(jìn)行評(píng)價(jià)，兩樣品品評(píng)間隔時(shí)間為5 min。

1.2.2.2 模糊數(shù)學(xué)模型的建立

從色澤、氣味、口感、形態(tài)4個(gè)方面（U），以優(yōu)、良、中、差4個(gè)等級(jí)（V）對(duì)樣品進(jìn)行品嘗評(píng)價(jià)。邀請(qǐng)20位同學(xué)對(duì)4個(gè)指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重色澤（0.2）、氣味（0.25）、口感（0.4）、形態(tài)（0.15），記為A=（0.2，0.25，0.4，0.15）。評(píng)價(jià)結(jié)果Y_i=A·B_i，B_i是根據(jù)評(píng)價(jià)樣品等級(jí)人數(shù)轉(zhuǎn)換成的矩陣，感官評(píng)分G_i=Y_i·V。

1.2.3 苦蕎與燕麥同步熟化工藝

1.2.3.1 原料預(yù)處理

將苦蕎和燕麥籽粒中有病蟲(chóng)害的和雜質(zhì)挑出，剩余的籽粒放入清水中清洗，瀝干水分，將兩種籽?；靹颍瑢?duì)其共同熟化的物料比例、微波時(shí)間、微波功率進(jìn)行單因素試驗(yàn)。

1.2.3.2 苦蕎與燕麥同步熟化單因素試驗(yàn)

將苦蕎和燕麥預(yù)處理后，以總黃酮含量為指標(biāo)，對(duì)苦蕎與燕麥同步熟化物料比例、微波時(shí)間、微波功率3個(gè)因素設(shè)置不同水平進(jìn)行單因素試驗(yàn)。

固定苦蕎與燕麥同步熟化的物料比例為1∶1、微波時(shí)間為4 min、微波功率為420 W進(jìn)行試驗(yàn)。各參數(shù)設(shè)定為苦蕎和燕麥物料比例（1∶9、1∶4、3∶7、2∶3、1∶1）、微波時(shí)間（2，2.5，3，3.5，4 min）、微波功率（127，280，420，560，700 W），各組試驗(yàn)做3組平行。

1.2.4 同步熟化工藝條件的響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

根據(jù)苦蕎與燕麥同步熟化單因素試驗(yàn)結(jié)果，分別選取3個(gè)水平，運(yùn)用Box-Behnken設(shè)計(jì)，以同步熟化的物料比例（A）、微波時(shí)間（B）、微波功率（C）為因素，以總黃酮含量（Y）為響應(yīng)值設(shè)計(jì)響應(yīng)面試驗(yàn)，見(jiàn)表2。

1.2.5 總酚含量的測(cè)定

采用福林-酚法^[16]測(cè)定樣品中總酚含量。

1.2.6 抗氧化活性的測(cè)定

1.2.6.1 提取液的制備

參考韓暢^[17]的方法并進(jìn)行調(diào)整，稱取2.5 g樣品，放于 50 mL離心管中，加入15 mL乙醇溶液，超聲提取1 h，收集上層液體后再用10 mL乙醇按照上述步驟清洗殘?jiān)?，然后將兩次液體混合，將溶液以4 500 r/min離心15 min，將上清液倒出，再以4 000 r/min離心5 min，收集好放入冰箱中低溫保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.6.2 抗氧化試驗(yàn)

DPPH·清除率：參照劉阿文^[18]的方法進(jìn)行測(cè)定。

鐵離子還原能力：參照劉阿文^[18]的方法進(jìn)行測(cè)定。

ABTS⁺·清除率：參照韓暢^[17]的方法進(jìn)行測(cè)定。

1.2.7 α-淀粉酶抑制試驗(yàn)

稱取1.00 g樣品，采用固液萃取法用水-乙醇作為提取溶劑，根據(jù)料液比1∶10，將樣品超聲提取1.5 h，在4℃下放置4 h，采用漏斗過(guò)濾乙醇提取物，并用新鮮溶劑再次提取樣品1.5 h，重復(fù)該過(guò)程并進(jìn)行隔夜提取，以確保提取徹底，并將溶劑組合以4 000 r/min離心10 min。

將制備好的提取液參照Oboh等^[19]的方法進(jìn)行測(cè)定并計(jì)算。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同同步熟化工藝苦蕎燕麥總黃酮含量對(duì)比

苦蕎與燕麥運(yùn)用常壓蒸熟化時(shí)，熟化時(shí)間較長(zhǎng)，而且會(huì)有大量的水蒸氣與原料接觸，水溶性黃酮損失，使原料中的總黃酮含量較低。烘烤熟化較微波熟化時(shí)間略長(zhǎng)，過(guò)長(zhǎng)的熟化時(shí)間會(huì)影響總黃酮含量。所以，在3種熟化方式中選擇總黃酮含量最高的微波熟化。

2.2 苦蕎與燕麥同步熟化單因素試驗(yàn)

2.2.1 苦蕎與燕麥物料比例對(duì)苦蕎燕麥總黃酮含量的影響

苦蕎搭配燕麥可以改善苦蕎的口感，還可以提高消費(fèi)者對(duì)苦蕎的接受度。試驗(yàn)固定微波時(shí)間為4 min，微波功率為420 W，苦蕎和燕麥物料比例對(duì)總黃酮含量的影響見(jiàn)圖1。

由圖1可知，總黃酮含量隨著苦蕎與燕麥比例的增大而增大，且在物料比例為2∶3時(shí)總黃酮含量達(dá)到最高，隨后下降。

感官評(píng)價(jià)結(jié)果：Y₁=（0.2，0.25，0.4，0.15）×

0.2/0.5/0.3/00.3/0.5/0.2/00.2/0.4/0.4/00.2/0.6/0.2/0=（0.225，0.455，0.3，0）；同理，Y₂=（0.125，0.525，0.35，0），Y₃=（0.075，0.445，0.48，0），Y₄=（0.09，0.615，0.295，0），Y₅=（0.075，0.555，0.37，0），G₁=0.225×90+0.455×80+0.3×70=77.65，同理，G₂=77.75，G₃=75.95，G₄=77.95，G₅=77.05。G₄gt;G₂gt;G₁gt;G₅gt;G₃，即苦蕎與燕麥的比例為 2∶3時(shí)感官評(píng)分最高。因此，混合物料配比應(yīng)選擇苦蕎∶燕麥為2∶3。

2.2.2 微波時(shí)間對(duì)苦蕎燕麥總黃酮含量的影響

苦蕎與燕麥同步熟化過(guò)程中微波時(shí)間對(duì)其品質(zhì)的影響顯著，試驗(yàn)固定苦蕎與燕麥同步熟化的物料比例為1∶1，微波功率為420 W，微波時(shí)間對(duì)苦蕎燕麥總黃酮含量的影響見(jiàn)圖2。

由圖 2 可知，微波時(shí)間為2.5 min時(shí)比2 min時(shí)的總黃酮含量少，可能是因?yàn)榭嗍w燕麥在微波熟化2.5 min時(shí)熱作用損失的游離黃酮含量多于結(jié)合黃酮轉(zhuǎn)化成的游離黃酮含量，導(dǎo)致總黃酮含量減少。當(dāng)微波3.5 min時(shí)總黃酮含量達(dá)到峰值，然后下降。感官評(píng)分結(jié)果：G₁=70.25，G₂=70.5，G₃=70.75，G₄=72.75，G₅=76.05。G₅gt;G₄gt;G₃gt;G₂gt;G₁，苦蕎燕麥微波4 min時(shí)感官評(píng)分最高，隨著微波熟化時(shí)間延長(zhǎng)，苦蕎燕麥的口感越酥脆，籽粒膨化均勻，蕎麥的苦味消失且麥香濃郁。以總黃酮含量為主要標(biāo)準(zhǔn)，3.5 min時(shí)感官評(píng)分僅次于4 min時(shí)，因此苦蕎與燕麥同步熟化試驗(yàn)中微波3.5 min為最佳時(shí)間。

2.2.3 微波功率對(duì)苦蕎和燕麥總黃酮含量的影響

在苦蕎與燕麥同步熟化過(guò)程中，過(guò)高的微波功率在熟化4 min時(shí)會(huì)使燕麥籽粒變黑，散發(fā)焦糊味，不同微波功率會(huì)影響苦蕎燕麥的總黃酮含量，結(jié)果見(jiàn)圖3。

由圖 3可知，熟化過(guò)程中，總黃酮含量隨著微波功率的增大而增大，當(dāng)微波功率為560 W時(shí)黃酮含量最高，隨后下降，可能是在熟化過(guò)程中，賴氨基酸中的游離氨基、肽和蛋白質(zhì)發(fā)生美拉德反應(yīng)，與還原糖或其他成分發(fā)生羰基反應(yīng)導(dǎo)致的^[20]。感官評(píng)價(jià)結(jié)果：G₁=72.5，G₂=73.65，G₃=76.6，G₄=81.55，G₅=74.55。G₄gt;G₃gt;G₅gt;G₂gt;G₁，由此得出微波功率為560 W 時(shí)感官評(píng)分最高，當(dāng)微波功率達(dá)到700 W 時(shí)，少部分燕麥籽粒出現(xiàn)焦糊，氣味不佳。因此，苦蕎與燕麥同步熟化試驗(yàn)中微波功率選擇560 W最佳。

2.3 同步熟化響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

所得數(shù)據(jù)通過(guò)響應(yīng)面軟件進(jìn)行擬合，擬合方程：Y=0.48+0.047A+0.044B+0.052C-0.014AB-5.250E-003AC+1.500E-003BC-0.011A²-0.033B²+5.100E-003C²。物料比例（A）、微波時(shí)間（B）、微波功率（C）、B²對(duì)結(jié)果的影響均極顯著，AB對(duì)結(jié)果的影響顯著，AC、BC、A²、C²對(duì)結(jié)果的影響不顯著。該模型的Plt;0.000 1，表明試驗(yàn)采用的二次模型顯著，失擬項(xiàng)的P=0.819 3gt;0.05，表明該模型無(wú)失擬因素存在。該模型的R²=0.987 1，變異系數(shù)C.V.=2.30%，表明其能夠真實(shí)反映影響因素與總黃酮含量之間的關(guān)系。根據(jù)軟件對(duì)所建模型進(jìn)行分析，預(yù)測(cè)出苦蕎燕麥同步熟化的最佳工藝為物料比例5∶5、微波時(shí)間3.5 min、微波功率700 W，此時(shí)總黃酮含量為0.569 mg/g。實(shí)際試驗(yàn)條件與預(yù)測(cè)試驗(yàn)相同，取3次試驗(yàn)數(shù)據(jù)的平均值，實(shí)際總黃酮含量的平均值為0.568 mg/g，與理論值0.569 mg/g吻合較好，說(shuō)明該模型的預(yù)測(cè)性良好。

2.4 苦蕎燕麥抗氧化活性和α-淀粉酶抑制率

植物性食品中的酚類物質(zhì)是主要的抗氧化活性來(lái)源。微波熟化后的苦蕎和燕麥仍然有對(duì)DPPH·、ABTS⁺·的清除能力，對(duì)鐵離子的還原能力以及對(duì)α-淀粉酶的抑制能力，熟化后苦蕎燕麥的總黃酮和總酚含量相對(duì)于原料籽粒有所減少，抗氧化活性和α-淀粉酶抑制率有所降低。張玲艷^[21]研究發(fā)現(xiàn)不同加工方式導(dǎo)致谷物中的酚類物質(zhì)含量降低，其抗氧化活性也隨之降低，與本文研究結(jié)果相似。微波是一種“冷熱源”，并非直接的熱傳導(dǎo)，經(jīng)過(guò)微波熟化的苦蕎燕麥快速升溫，水分消失，共同熟化過(guò)程中苦蕎和燕麥也不與水分直接接觸，減少了水溶性黃酮的損失，同時(shí)熱穩(wěn)定性較好的黃酮不會(huì)遭到破壞，既實(shí)現(xiàn)了苦蕎燕麥中總黃酮的保留，又改善了苦蕎燕麥的苦味^[22-23]。經(jīng)過(guò)微波熟化的苦蕎燕麥因?yàn)榭傸S酮含量減少，其口感有所改善，還具有濃郁的獨(dú)特麥香。

2.5 苦蕎燕麥總黃酮與抗氧化活力相關(guān)性分析

根據(jù)Pearson 相關(guān)性，苦蕎燕麥總黃酮含量與抗氧化活性之間的相關(guān)性見(jiàn)表7。結(jié)果表明，苦蕎燕麥總黃酮含量、總酚含量與抗氧化活性具有良好的線性關(guān)系，趙霞等^[24]研究發(fā)現(xiàn)燕麥多酚含量、黃酮含量與其抗氧化效果呈顯著正相關(guān)性，李紅梅等^[25]研究發(fā)現(xiàn)不同苦蕎茶總黃酮含量與總抗氧化活性呈極顯著相關(guān)性，與本研究結(jié)果一致。DPPH·和ABTS⁺·清除能力、鐵離子還原能力與總黃酮含量和總酚含量呈正相關(guān)。因而熟化后的苦蕎燕麥總黃酮含量下降，抗氧化活性隨之降低。

3 結(jié)論

苦蕎和燕麥采用微波同步熟化，其最佳工藝條件：苦蕎和燕麥物料比例為1∶1，同步熟化微波時(shí)間為3.5 min，同步熟化微波功率為700 W，總黃酮含量為0.568 mg/g。經(jīng)過(guò)微波熟化后的苦蕎燕麥總黃酮含量和總酚含量減少，苦蕎的苦味消失，并且籽粒酥脆可口，膨化均勻且飽滿，麥香味濃郁。微波熟化后的苦蕎燕麥具有一定的抗氧化活性，同時(shí)對(duì)α-淀粉酶有抑制作用，其中苦蕎燕麥中總黃酮含量與抗氧化活性呈極顯著相關(guān)性。

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