发芽对糜子多酚及抗氧化活性的影响

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糜子是我国北方地区最主要的经济作物,富含酚酸、类黄酮、生物碱等多种天然活性物质,有抗氧化、降血脂、降血糖等功效。研究表明经发芽处理后,全谷物的多酚的生物利用率明显增加,有害和抗营养因子的含量明显降低。目前对糜子多酚及抗氧化活性的系统性研究较少,对其在发芽过程中多酚组成、含量及抗氧化活性的变化也少有报道,因此对不同品种糜子、发芽糜子中的酚类物质的进行深入研究具有重要意义。本研究以14种不同色泽和产地的糜子为研究对象,采用有机溶剂提取法对多酚物质进行提取,利用96孔板快速检测方法测定其总酚(TPC)、总黄酮含量(TFC),采用DPPH、ABTS和FRAP三种抗氧化体系评价糜子多酚的体外抗氧化活性,并采用液质联用(UPLC-MS/MS)对酚类化合物的组成和含量进行分析。研究了不同糜子中酚类化合物的组成及抗氧化活性;糜子在发芽过程中酚类化合物及抗氧化活性的动态变化;以及盐胁迫处理和外源褪黑素调控对发芽糜子中酚类化合物的组成、含量及抗氧化能力的影响。具体研究结果如下:(1)不同糜子的总酚含量、单体酚类物质和抗氧化活性均有显著差异。游离酚和结合酚的TPC分别为591.52-1510.00 mg FAE/kg DW和1145.65-2435.87 mg FAE/kg DW。糜子TFC为283.55-977.83 mg RE/kg DW。糜子的游离酚和结合酚对DPPH自由基的清除活性分别为1.60-4.22μmol TE/g和2.97-5.54μmol TE/g;对ABTS+自由基的清除活性分别为2.82-9.75μmol TE/g和9.56-15.78μmol TE/g;铁还原能力分别为2.20-6.86μmol TE/g和4.23-8.39μmol TE/g。黑色、红色等深色种皮的糜子比浅黄色、白色等浅色糜子具有更高的TPC、TFC和抗氧化活性。从游离酚中鉴定出14个酚类衍生物,首次在糜子游离酚中发现了4个羟基肉桂酸酰胺,初步鉴定为N′-咖啡酰基-N″-阿魏酰亚精胺、N′,N″-二咖啡酰亚精胺、N-对香豆酰5-羟色胺和N-阿魏酰5-羟色胺,以及新绿原酸和隐绿原酸两种绿原酸异构体。在结合酚中鉴定出17种酚酸衍生物,有6种阿魏酸二聚体(DFAs)为首次在糜子中检测到。其中,反式对香豆酸和反式阿魏酸是糜子中的主要酚酸,主要以结合态存在。(2)发芽处理可以显著提高糜子TPC、TFC和抗氧化活性。发芽6d后糜子游离酚含量提高了6.30-8.66倍,结合酚含量提高了77.65%-116.18%。游离型总酚的增长比例远高于结合型总酚,游离型占总酚比例由原样中的25.74%-40.40%增长到62.52%-74.10%。发芽6d后榆林黑色糜子(YL-B)TFC比发芽前降低13.38%,庆阳红色糜子(QY-R)和定西黄色糜子(DX-Y)的TFC分别提高了28.41%和44.86%。DPPH、ABTS、FRAP法三个抗氧化评价体系结果表明:糜子籽粒发芽后游离态、结合态多酚的抗氧化活性均显著提高。糜子发芽过程后有阿魏酰奎尼酸、N,N’-双对香豆酰腐胺等游离酚类衍生物生成,在结合酚类中新发现一种阿魏酸二聚体,并初步鉴定为8,5′-DFA。反式阿魏酸、阿魏酰奎宁酸、N,N’-双对香豆酰腐胺、顺式阿魏酸、反式对香豆酸、香草酸等酚类化合物的含量均显著增加。(3)根据总酚含量筛选盐胁迫发芽最适浓度为50 mM。发芽6d、8d时,盐胁迫处理下的芽苗长度比对照组分别减少13.49%、16.42%,盐胁迫对芽苗的生长表现出一定的抑制作用。但盐胁迫发芽可以显著提高发芽糜子的TPC、TFC和抗氧化能力。在发芽4d时盐胁迫发芽处理的糜子游离酚含量相较于对照组增幅最高,为33.37%;在发芽第8天结合酚含量增幅最高,为25.47%。在发芽4d、6d、8d时,盐胁迫处理的TFC分别增加了26.57%、31.77%、4.64%。盐胁迫发芽显著提高糜子游离酚和结合酚清除DPPH、ABTS+自由基能力以及FRAP值。盐胁迫发芽处理对阿魏酰奎尼酸、N,N’-双对香豆酰腐胺、顺式对香豆酸、顺式阿魏酸、8-5′-DFA benzofuran、反式-顺式-8-O-4′-DFA的含量等酚类化合物的影响显著,发芽8d时分别比对照组提高了51.73%、152.39%、95.27%、121.79%、95.51%、154.74%。(4)外源褪黑素显著提高了盐胁迫条件下发芽糜子的芽苗长度,说明褪黑素能够缓解盐胁迫对糜子芽苗生长的抑制作用。低浓度褪黑素(50 mM)处理能显著提高盐胁迫下发芽糜子的TPC和抗氧化活性。其中50 mM的褪黑素处理的发芽糜子游离态和结合态TPC分别提高了16.79%和11.10%,并且50 mM褪黑素处理在体外抗氧化活性方面效果最好。褪黑素介导盐胁迫发芽糜子的游离酚和结合酚对DPPH自由基的清除活性分别提高了13.87%、19.99%;对ABTS+自由基的清除活性分别提高了7.04%、24.82%;铁还原能力分别提高了21.40%、17.78%。50mM的褪黑素对发芽糜子中主要酚类化合物阿魏酰奎尼酸、N,N’-双对香豆酰腐胺的富集效果最佳,与空白对照组相比分别提高了82.43%、45.86%。反式阿魏酸、反式对香豆酸、5-羟色胺类和羟基肉桂酸亚精胺类等酚类化合物的含量也显著提高。
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