大麦及麦芽酚类提取物的抗氧化活性研究

赵宁，赵珮，何梦飞，田呈瑞，马婷婷（陕西师范大学食品工程与营养科学学院，陕西西安710062）



大麦及麦芽酚类提取物的抗氧化活性研究

赵宁，赵珮，何梦飞，田呈瑞*，马婷婷
（陕西师范大学食品工程与营养科学学院，陕西西安710062）

摘要：为比较大麦发芽前与发芽后酚类提取物的抗氧化活性变化。以大麦和麦芽为原料，采用分光光度法分别测定了原料中酚类提取物的总还原力、铁还原力（FRAP）及对ABTS自由基、DPPH自由基（DPPH·）、羟基自由基（·OH）、超氧阴离子自由基（O2-·）、亚硝酸盐的清除作用，并与人工合成的抗氧化剂2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚（BHT）和天然抗氧化剂VC进行对比。结果表明：大麦和麦芽均有一定的抗氧化活性，且麦芽的抗氧化活性普遍高于大麦，部分指标甚至高于阳性对照。通过对大麦及麦芽抗氧化活性的全面评价，为进一步的研究提供了理论。

关键词：大麦；麦芽；酚类提取物；抗氧化活性

大麦是世界上最古老的粮食作物之一，一直以来主要用作啤酒工业原料和牲畜饲料，极少为人类食用。国内，对大麦及麦芽在中药上的研究较多，据报道，大麦及麦芽有助消化、抗结肠炎、降血糖降血脂、抗氧化等重要作用[1]。张端莉[2]等人通过对大麦在发芽过程中营养物质的变化的研究发现：大麦在发芽过称中蛋白质、脂肪和淀粉都显著降低，而还原糖、部分非必需氨基酸和所有的必需氨基酸（特别是赖氨酸）等都大幅度增加，说明大麦经发芽后，营养成分可能发生较大的改变。

近几年，国内外学者开始关注大麦及麦芽的抗氧化活性。杨庆明[3]对大麦及麦芽提取物抗氧化活性做了研究，结果表明：大麦和麦芽提取物在体外有显著清除自由基的作用，大麦提取物较麦芽提取物有更好的清除效果。朱丽丽[4]等对大麦和麦芽中酚类物质与抗氧化力关系的研究发现，不同大麦和麦芽之间的抗氧化力有显著差异。刘青[5]等对大麦提取物的体外抗氧化活性进行了研究，结果表明：不同大麦提取物在70 %丙酮、70 %乙醇、70 %甲醇3个体系中均具有较强的抗氧化活性，并且抗氧化能力的大小与提取物中总酚和原花青素的含量高低相一致。但是将大麦和麦芽两者作为对照，较全面的比较发芽前和发芽后抗氧化活性变化的研究还少见报道。本研究以大麦和发芽60 h的麦芽为原料，采用7种体外抗氧化体系，全面评价大麦及麦芽酚类提取物的抗氧化活性，以期为大麦、大麦芽的开发利用提供理论参考及技术参数。

1材料与方法

1.1材料

大麦：甘啤4号，于2013年9月购买于甘肃兰州。

没食子酸标准品、碳酸钠、福林酚试剂：无水乙醇、亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠、三氯化铁、三氯乙酸、氯仿、铁氰化钾、硫酸亚铁、水杨酸、三羟甲基氨基甲烷（Tris）、盐酸、邻苯三酚、对氨基苯磺酸、盐酸萘乙二胺、硫酸亚铁、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、双氧水等均为分析纯；BHT、抗坏血酸为食品级；西安化学试剂厂。

BS200S-WEl电子分析天平：北京赛多利斯；恒温水浴锅；LXJ-II B型高速离心机、RE-5旋转式蒸发器：上海安亭；722型可见分光光度计：上海光谱；FW100型高速万能植物粉碎机；其他均为实验室常用设备与仪器。

1.2方法

1.2.1大麦的发芽

发芽60 h麦芽的制备：挑选饱满完好的干燥大麦籽粒，除杂后用0.05 %的次氯酸钠溶液浸泡30 min消毒，去离子水反复冲洗。将其平铺于垫有纱布的容器中，并盖上2层纱布，蒸馏水润湿至纱布不析出水为止。置于16℃的恒温培养箱中，保持湿润，浸泡36 h至大部分麦粒出现露白，此部分样品为浸麦，隔60 h再取样，于35℃烘箱中低温烘干，-20℃冻藏，此部分为所制的发芽60 h麦芽[6]。

1.2.2样品制备工艺流程

大麦→粉碎→筛分（60目）→按照1∶20（g/mL）的料液比加入体积分数为70 %的乙醇→超声辅助提取30 min（二次提取）→以2 500 r/min离心4 min→旋转蒸发，40℃的条件下烘干→得到多酚提取物

麦芽多酚提取流程同大麦。

分别将大麦和麦芽的多酚提取物用蒸馏水配成浓度分别为0.25、0.5、1、2、4 mg/mL的溶液即为待测液；用相同浓度的抗坏血酸和BHT溶液做阳性对照。

1.3不同浓度样液酚含量测定

采用Folin-Ciocalteu法测定样液中的酚含量。取2.0 mL不同浓度待测液于10 mL容量瓶中，加入1.0 mL的福林酚试剂，再加入7.5 %的碳酸钠2.0 mL，用蒸馏水定容至10 mL摇匀，暗室放置60 min后在765 nm波长条件下测定。

测得的吸光度（A）代入标准曲线（y=0.115x+ 0.004，R2=0.999），求得试样中总多酚的浓度。

1.4清除DPPH自由基能力的测定

参照Brandwilliams等[7]的方法，并稍作修改，对大麦及麦芽清除DPPH自由基的能力进行测定。先配制0.1 mmol/L的DPPH乙醇溶液。精确吸取1.0 mL的不同浓度多酚样品溶液（0.25 mg/mL~4.0 mg/mL）和3.0 mL新配制的DPPH溶液于试管中混匀，避光反应30 min 于517 nm处测定其吸光度。空白对照用等体积的蒸馏水代替多酚样品液测定乙醇溶液中未反应之前DPPH的吸光度。用与样品溶液同浓度的抗坏血酸溶液和BHT溶液作为阳性对照。对DPPH自由基的清除能力按公式（1）计算：

式中：I表示对自由基的清除率，%；Ai表示样品溶液和DPPH溶液混合液的吸光度（1 mL样品溶液+3 mL 的DPPH溶液）；Aj表示未加DPPH溶液的样品溶液的吸光度（1 mL样品溶液+3 mL的乙醇溶液）；A0表示未加样品时DPPH溶液的吸光度（1 mL乙醇溶液+3 mL 的DPPH溶液）。

1.5 ABTS自由基清除能力的测定[8]

将ABTS溶于水配成浓度为7 mmoL/L的溶液，然后与2.45 mmoL/L的过硫酸钾溶液等比例混合，在室温、避光条件下放置16 h~24 h，此溶液即为ABTS自由基阳离子储备液。取适量的储备液，在30℃条件下用乙醇稀释至734 nm处的吸光值为0.7（±0.05）。取ABTS稀释液1.9 mL与150 μL的不同浓度的样品液混合，室温、避光条件下反应6 min，立即测定其在734 nm处的吸光度。自由基的清除率按照公式（2）进行计算：

式中：Ai表示样品溶液和ABTS溶液混合液的吸光度（150 μL样品溶液+1.9 mL的ABTS溶液）；Aj表示未加ABTS溶液的样品溶液的吸光度（150 μL样品溶液+1.9 mL蒸馏水）；A0表示未加样品时ABTS溶液的吸光度（150 μL蒸馏水+1.9 mL的ABTS溶液）。

1.6还原能力的测定

参照Vaquero[9]的方法进行测定，具体操作步骤为：取0.5 mL的样液加入装有2.5 mL的磷酸缓冲液（0.2 mol/L pH 6.6）的试管中，再加入2.5 mL 1 %的铁氰化钾溶液混合均匀。50℃反应20 min后，加入2 mL 10 %的三氯乙酸在3 000 r/min的转速下离心10 min。取上清液2 mL与2 mL的蒸馏水和0.3 mL 0.1 %的三氯化铁溶液混合。反应10 min后，在700 nm处测其吸光度。测得的吸光值越高表示样液的还原能力越强。

1.7铁还原力（FRAP）的测定

参照XU[10]等的方法，稍作修改测定大麦及麦芽酚提取液的铁还原能力。吸取0.4 mL不同浓度的样品提取液，加入2.8 mL蒸馏水和新鲜配制的预热至37℃的1.8 mL TPTZ工作液，混匀后37℃条件下水浴反应30 min，593 nm处测定吸光度。测得的吸光值越大，表明样品的铁还原能力越大。

1.8清除羟基自由基能力的测定[11]

将1.0 mL的样品溶液与0.6 mL 2 mmol/L的硫酸亚铁、0.5 mL 10 mmol/L的过氧化氢溶液和0.5 mL 6 mmol/L的水杨酸混合，加入0.5 mL蒸馏水，在37℃的水浴锅中反应30 min。在510 nm处设置空白对照测其吸光值，按照公式（3）对清除能力进行测定：

式中：SA表示样液对羟基自由基的清除率，%；A0表示未加样品混合液的吸光度（0.6 mL的硫酸亚铁+ 0.5 mL过氧化氢+0.5 mL水杨酸+1.0 mL蒸馏水）；Ai表示样品的吸光度（0.6 mL的硫酸亚铁+0.5 mL过氧化氢+0.5 mL水杨酸+1.0 mL的样品溶液）；Aj表示未加过氧化氢溶液样品的吸光度（0.6 mL的硫酸亚铁+ 0.5 mL蒸馏水+0.5 mL水杨酸+1.0 mL的样品溶液）。1.9清除超氧阴离子自由基能力的测定

通过对Marklund[12]等的方法稍作改动，测定样液清除超氧阴离子自由基的能力。取3.6 mL Tris-HCL （0.05 mol/L，pH=8.2）的缓冲液，25℃水浴预热20 min，然后加入1 mL不同浓度的大麦及麦芽酚提取液和0.2 mL邻苯三酚溶液（0.025 mol/L）混合均匀。将混合液置于25℃水浴反应4 min。加入0.5 mL盐酸溶液（8 mmol/L）终止反应。设置空白对照于320 nm处测定混合液的吸光值，测定BHT吸光值时，以等量的蒸馏水加BHT调零测定。以抗坏血酸和BHT作阳性对照。样品液清除超氧阴离子的能力按公式（4）计算：

式中：I表示清除率，%；A0表示未加样品混合液的吸光值；Ai表示测试样品的吸光值；Aj表示不含邻苯三酚混合液的吸光值。

1.10对亚硝酸盐清除作用的测定[13]

取不同浓度大麦及麦芽的酚提取液1.0 mL，加入NaNO2标准溶液（5 μg/mL）0.75 mL，柠檬酸－磷酸缓冲溶液（pH＝3.0）1 mL，37℃下反应30 min，立即加入0.5 mL 0.4 %对氨基苯磺酸溶液，混匀，静置3 min~ 5 min后，加入0.25 mL 0.2 %盐酸萘乙二胺溶液，加蒸馏水至刻度，混匀，静置15 min，蒸馏水调零，在544 nm处测吸光度。按公式（5）计算NO2－的清除率。式中：M表示清除率，%；A0表示未加样品混合液的吸光值；Ai表示测试样品的吸光值；Aj表示不含亚硝酸盐混合液的吸光值。

1.11统计分析

采用EXCEL2007、SPSS等软件进行数据处理和分析。

2结果与分析

2.1大麦及大麦芽不同浓度样液酚含量测定

图1不同浓度原麦、麦芽提取液中的酚含量Fig.1 Different concentrations of barley and malt extract phenol content

2.2清除DPPH自由基的能力

不同质量浓度的样液和阳性对照清除DPPH自由基的能力如图2所示。由图2可以看出，样液对DPPH自由基有一定的清除作用，随着样液质量浓度的增加，清除率随之增加，在0.25 mg/mL～4 mg/mL的浓度范围内，清除率的变动范围为6.8 %～57.61 %。由显著性分析可知，大麦和麦芽对DPPH自由基的清除能力无显著性差（P> 0.05），这表明大麦经60 h的发芽，清除DPPH自由基的物质并未显著增加。

图2样品、BHT、VC对DPPH自由基的清除效果Fig.2 Scavenging effects of sample，BHT and VCon DPPH radical

2.3 ABTS自由基清除能力的测定

不同质量浓度的样液和阳性对照清除ABTS自由基的能力如图3所示。由图3可以看出，大麦和麦芽在试验浓度范围内（0.25 mg/mL～4 mg/mL），对ABTS自由基的清除效果呈现良好的量效关系。VC和BHT在整个浓度范围内表现较强的抗氧化能力，清除率均在95 %以上。由显著性分析可知，浓度为2 mg/mL时，大麦和麦芽对ABTS自由基的清除没有显著性差异，大于2 mg/mL后，出现差异，且大麦对ABTS自由基的清除作用超过麦芽，可能在高浓度时，麦芽中酚类物质的溶解度降低[14]。

图3样品、BHT、VC对ABTS自由基的清除能力Fig.3 Scavenging effects of sample，BHT and VCon ABTS radical

2.4还原能力的测定

不同质量浓度的样液和阳性对照的还原能力测定见图4。由图4可以看出，在试验浓度范围内（0.25 mg/mL～4 mg/mL），样品的还原能力随浓度的增加而增强，且麦芽的还原能力始终大于大麦的还原能力，说明在发芽60 h的过称中，有一定量的还原性物质生成。同等浓度条件下，与阳性对照相比，各物质还原能力大小顺序为：VC>BHT>麦芽>大麦，且在低浓度时，大麦和麦芽的清除能力没有显著性差异。

图4样品的还原能力Fig.4 Reducing power of sample，BHT and VC

2.5铁还原力（FRAP）的测定

不同质量浓度的样液和阳性对照的铁还原能力测定结果见图5。

图5样品、BHT、VC的铁还原能力Fig.5 Iron reducing power of sample，BHT and VC

由图5可知，在试验浓度范围内，随浓度增加，大麦、麦芽、BHT的铁还原能力逐渐增强，且还原力与浓度呈现一定的量效关系，VC的铁还原能力始终大于其他三者，BHT在试验浓度范围内表现出了较弱的铁还原力，低于样品的铁还原力。由显著性分析可知，样液浓度小于1 mg/mL（包括1 mg/mL）时，大麦和麦芽的铁还原力没有显著性差异（P>0.05）。

2.6清除羟基自由基能力的测定

不同质量浓度的样液和阳性对照对羟基自由基的清除能力见图6。

图6样品、BHT、VC对羟基自由基的清除能力Fig.6 Scavenging effects of sample，BHT and VCon hydroxyl radical

由图6不同浓度的样品、BHT、VC对羟基自由基的清除效果可知，各物质均有一定清除羟基自由基的作用，在试验浓度范围内，呈现一定的量效关系。在同等浓度条件下，对羟基自由基清除能力的大小顺序为：VC>BHT>麦芽>大麦。在较高浓度条件下，麦芽的对羟基自由基的清除率接近于0，大麦的对其的清除率为负值，说明在较高浓度时，不但不能有效清除羟基自由基，反而能促进它的生成，可能是由于被测物质体系中含有某种物质可以产生羟基自由基，具体机理与原因需要进一步研究[15]。

2.7清除超氧阴离子自由基能力的测定

不同质量浓度的样液和阳性对照对超氧阴离子自由基的清除能力见图7。

图7样品、BHT、VC对超氧阴离子自由基的清除能力Fig.7 Scavenging effects of sample，BHT and VCon superoxide free radical

从图7可以看出，在试验浓度范围内，BHT对超氧阴离子自由基始终有较强的清除能力，基本保持在95 %以上。浓度为0.5 mg/mL时，大麦，麦芽和VC对超氧阴离子的清除能力没有显著性差异（P>0.01）。浓度大于0.5 mg/mL后，样品对自由基的清除能力明显大于VC，同时可以看出，随浓度增加，麦芽对超氧阴离子自由基清除能力的增长速度较快，可能麦芽中清除超氧阴离子自由基的物质随浓度增加会快速溶解。

2.8对亚硝酸盐清除作用的测定

不同质量浓度的样液和阳性对照对亚硝酸盐的清除效果见图8。

图8样品、BHT、VC对亚硝酸盐的清除效果Fig.8 Scavenging effects of sample，BHT and VCon nitrite

如图8所示为大麦、麦芽、VC和BHT对亚硝酸盐的清除作用，由图可知，试验浓度范围内，样品对亚硝酸盐的清除作用随浓度增加而增加，呈现一定的量效关系。相同浓度条件下，清除作用的大小顺序为：VC> BHT>麦芽>大麦。此外，通过显著性分析可知，浓度较低时，大麦和麦芽对亚硝酸盐的清除作用没有显著性差异（P>0.01），且两者的清除率均较小，说明大麦和麦芽中含有清除亚硝酸自由基的物质较少。

3　结论

本文采用7种体外抗氧化体系，对大麦、麦芽的体外抗氧化活性进行了综合评价与比较。

结果表明：1）样品对DPPH自由基的清除作用，随样品浓度增加而增强，且发芽前与发芽60 h后的清除能力没有显著性差异。2）对ABTS自由基有较强的清除作用，在试验浓度范围内呈现良好的量效关系。3）同等浓度的条件下，还原能力大小顺序为：VC>BHT>麦芽>大麦，浓度小于2 mg/mL时，大麦和麦芽的还原能力没有显著性差异。4）在铁还原能力测定中，VC表现出了较强的铁还原能力，样液的铁还原能力大于阳性对照BHT的还原能力，浓度较低时，大麦和麦芽的铁还原力无差异。5）在试验浓度范围内，样品对羟基自由基的清除率较低，明显低于VC和BHT对羟基自由基的清除，样液在高浓度时清除率甚至出现了负值。6）在清除超氧阴离子自由基的试验中，BHT表现出较强的清除作用，始终保持在95 %以上，大麦和麦芽对超氧阴离子的清除作用虽不及BHT，但明显大于VC的清除作用。7）大麦、麦芽对亚硝酸盐的清除作用较小，远远低于VC、BHT对亚硝酸盐的清除作用，在试验浓度范围内，样品对亚硝酸盐的清除率在6.30 %～15.97 %范围内。

综上所述，大麦和麦芽的酚类提取物具有较好的抗氧化活性，且麦芽的抗氧化性能基本大于大麦，部分指标甚至超过阳性对照，为大麦及麦芽产品的进一步开发提供了理论参考。

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Antioxidant Capacity of Phenolic Extracts from Barley and Malt

ZHAO Ning，ZHAO Pei，HE Meng-fei，TIAN Cheng-rui*，MA Ting-ting
（College of Food Engineering and Nutritional Science，Shaanxi Normal University，Xi'an 710062，Shaanxi，China）

Abstract：The antioxidant activity of phenolic extracts from barley and malt was studied. The antioxidant activity of the extract was evaluated by spectrophotometry on its ability of scavenging ABTS radical，1 -diphenyl-2-picrylhydrazy（DPPH·），hydroxyl radical（·OH），superoxide anion radical（O2-·），nitrite，and total reducing power，iron reducing power. BHT and VCwere used as positive control. The polyphenol extracts from barley and malt all had a certain antioxidant capacity，and the antioxidant activity of malt was generally higher than barley，some even better than the positive control. Through the comprehensive evaluation of the antioxidant activity of barley and malt，and provided a theoretical basis for the further research.

Key words：barley；malt；phenolic extracts；antioxidant activity

收稿日期：2014-09-05

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2016.02.003

*通信作者：田呈瑞（1955—），男，教授，博士生导师。

作者简介：赵宁（1990—），女（汉），本科生，研究方向：食品新资源开发利用。

基金项目：国家大学生创新创业训练计划项目（201310718016）