全 文 ：书文章编号:1004 － 5422(2015)03 － 0209 － 05
光照对苦荞芽多酚类物质及抗氧化活性的影响
殷培蕾1，2，李 静2，邓园园2，闫 娟2，彭镰心2，赵 钢2
(1．西华大学 生物工程学院，四川 成都 610039;2．成都大学 生物工程学院，四川 成都 610106)
摘 要:采用高效液相色谱法，分别对苦荞在光照和黑暗条件下发芽 9 d后的多酚类进行定量检测，采用显著
性分析、主成分分析和聚类分析等方法分析二者的差异，以 DPPH自由基半数消除率对苦荞芽抗氧化活性进行
评价．结果表明:黑暗条件下的槲皮素和山奈酚的含量显著高于光照条件下的含量，咖啡酸含量差异不显著，而
绿原酸、对香豆酸、荭草素、异荭草素、阿魏酸、牡荆素和芦丁的含量显著低于光照条件下的含量，光照条件下比
黑暗条件下苦荞芽活性显著增高，光照对苦荞芽中多酚类物质及抗氧化活性有重要的影响．
关键词:苦荞芽;高效液相色谱;多酚;抗氧化;化学计量学
中图分类号:Q945. 79;TS210. 1 文献标志码:A
0 引 言
荞麦属蓼科荞麦属双子叶作物［1 － 2］，苦荞与甜
荞是两种主要的栽培种，其中，苦荞不仅含有黄酮、
D-手性肌醇(DCI)、γ-氨基丁酸(GABA) ，大黄
素［3 － 5］等有效成分，还含有丰富且更为平衡的氨基
酸、维生素、矿物质等［6 － 9］．萌发以后的苦荞，其脂肪
酸和氨基酸的营养价值更高，更能满足人体的需要．
另外，萌发一段时间的苦荞芽，其黄酮和酚酸类物质
的含量会大幅增加［10 － 11］． 所以，生产苦荞芽可增加
其附加值，改变苦荞以苦荞茶产品为主的现状，为苦
荞的深加工奠定一定的基础［12］． 相关研究发现，苦
荞中黄酮等多酚类成分与苯丙氨酸解氨酶(pheny-
lalanineammonia-1yase，PAL)活力的高低有非常密切
的关系，而 PAL活性受光照、温度、诱导剂等因素影
响［13 － 17］．在此基础上，为更全面地评价光照对苦荞
芽品质的影响，本研究对光照与黑暗条件下苦荞芽
中绿原酸、咖啡酸、对香豆酸、荭草素、异荭草素、阿
魏酸、牡荆素、芦丁、槲皮素、山奈酚 10 种酚类物质
进行测定，并采用主成分分析和聚类分析研究光照
对苦荞芽中多酚类物质的影响规律，同时分析光照
对苦荞芽抗氧化活性的影响情况．
1 材料与方法
1． 1 实验材料
1． 1． 1 种 子．
实验所用荞麦品种为西荞一号，其种子于 2012
年 11 月采收于成都大学荞麦试验田．
1． 1． 2 仪器与试剂．
实验所用仪器包括:高效液相色谱仪(日本岛
津仪器公司) ，LGJ-10C型四环冻干机，PQX-300B 型
多段可编程人工气候箱，DHP-9160B 型智能电热恒
温培养箱，TDL-4A 型离心机，DFT-100 型手提式高
速粉碎机，Spectrum 量子光亮计，ESJ210-4B 型电子
天平，KH5200DE型数控超声波清洗器，SHZ-95B 型
循环水式多用真空泵．
实验所用试剂包括:绿原酸、咖啡酸、对香豆酸、
荭草素、异荭草素、阿魏酸、牡荆素、芦丁、槲皮素、山
奈酚标准品(中国药品生物制品检定所) ，甲醇(HPLC
级，Sigma-Aldrich 公司) ，冰乙酸(AＲ 级)、磷酸
(HPLC级，科密欧公司) ，实验用水为乐百氏纯净水．
1． 2 实验方法
1． 2． 1 苦荞的发芽条件．
分别称取 20 g西荞一号种子 12 份，于 1%的盐
水中浸泡 15 min，之后用蒸馏水洗净，转移至垫有滤
纸的发芽盘中，随机分配光照组和黑暗组各 6 盘，放
入恒温培养箱先黑暗培养 3 天，再分别进行光照处
理(光照条件:16 h 光照，8 h 黑暗进行循环;光密
度，74. 65 μmol /m2 /s;温度，25 ℃;湿度，75%)和黑
暗处理(黑暗条件:始终处于黑暗状态;温度，25 ℃;
湿度，75%)．发芽 9 d后取样，冷冻干燥后用于多酚
物质及抗氧化活性测定．
1． 2． 2 苦荞芽长及鲜重的测定．
从光照组与黑暗组中各取样品 3组，每组 10株，
收稿日期:2015 － 06 － 27．
作者简介:殷培蕾(1988 — ) ，男，硕士研究生，从事现代食品加工技术研究．
去除根和外壳，用直尺测量芽长，并用滤纸将苦荞芽
表面的水吸干再称量鲜重．
1． 2． 3 多酚类物质的提取．
本研究在文献［17］的方法上进行调整:先将苦
荞芽进行冷冻干燥，研磨成细粉，取 10 mg 的样品，
精密称定，精密加入 15 mL 含 10%磷酸(0. 1%)的
甲醇，在室温下旋涡振荡 5 min，并在 37 ℃培养箱中
存储 3 h，且每隔 1 h旋涡振荡 5 min;之后在1 000 g
离心 5 min后，用于抗氧化活性与多酚类物质的高
效液相色谱测定．
1． 2． 4 多酚类物质的检测．
多酚类物质检测的色谱条件为:Kromasil 100-5
C18 色谱柱(250 mm × 4. 6 mm，5 μM) ;柱温，40
℃;进样量，20 μL;检测波长，350 nm;流动相 A，
甲醇∶ 水∶ 乙酸(5∶ 92. 5∶ 2. 5，V /V /V) ;流动相
B，甲醇∶ 水∶ 乙酸(95∶ 2. 5∶ 2. 5，V /V /V) ;流速
为 1 mL /min;洗脱程序为:0. 01 ～ 55 min，0% ～
80%;55. 01 min，0%;65 min，stop．采用外标一点
法计算多酚类物质的含量．
1． 2． 5 DPPH清除率的测定．
准确称取 12. 4 mg DPPH于 100 mL 容量瓶内，
用无水甲醇定容，配成 0. 124 mg /mL 的 DPPH 贮备
液，避光保存(0 ～ 4 ℃)． 取“1. 2. 3”项中上清液稀
释成系列浓度梯度的样液，再进行下列操作:
1)吸取 4. 0 mL DPPH溶液于 10 mL试管中，加
入 1. 0 mL 无水甲醇，摇匀，反应 30 min 后，以无水
甲醇为参比，并于波长 517 nm 处测吸光值，记为
Ao．
2)吸取 4. 0 mL 无水甲醇于 10 mL 试管中，加
入 1. 0 mL 样液，摇匀，反应 30 min 后，以无水甲醇
为参比，并于波长 517 nm处测吸光值，记为 Ac．
3)吸取 4. 0 mL DPPH溶液于 10 mL试管中，加
入 1. 0 mL 样液，摇匀，反应 30 min 后，以无水甲醇
为参比，并于波长 517 nm处测吸光值，记为 As．
计算自由基清除率，
X =［1 －(As － Ac)/Ao］%
同时，以样液浓度为横坐标，清除率为纵坐标，
绘制标准曲线，再由标准曲线方程求得 IC50值(清除
率为 50%时，抗氧化剂的浓度值)．
1． 2． 6 数据分析．
芽长和鲜重重复实验 3 组，采用 DPS 7. 05 软件
进行显著性分析．以多酚类物质含量为自变量，运用
在线分析软件 MetaboAnalyst 2. 0(www． metaboana-
lyst． ca)进行数据处理，先将数据 autoscaling，再进行
主成分分析和聚类分析(ward，Euclidean)．
2 结果与分析
2． 1 荞麦芽的生长
光照 /黑暗条件下荞麦芽的生长情况如表 1 所
示．表 1 中，黑暗组的芽长和鲜重均大于光照组，且
差异显著．说明光照不利于芽长和鲜重的增加，此与
Li等［17 － 18］的研究结果一致．
表 1 光照 /黑暗条件下的芽长和鲜重
名 称 芽长 /cm 鲜重 /(g /株)
光照组 9． 02 ± 0． 17 bB 0． 1145 ± 0． 0117 bA
黑暗组 11． 24 ± 0． 17 aA 0． 1523 ± 0． 0093 aA
注:数据后的大小写字母分别表示 0. 01 和 0. 05 水平上的差异，下同．
2． 2 多酚类物质的含量
10 种混合标准品的色谱图如图 1 所示，在本实
验条件下检测出 10 个主要峰，依次为:绿原酸、咖
啡酸、对香豆酸、荭草素、异荭草素、阿魏酸、牡荆
素、芦丁、槲皮素、山奈酚，保留时间分别为:16. 865、
19. 915、26. 332、27. 148、27. 598、28. 198、29. 498、
32. 315、41. 215、45. 602 min． 10 种标准品的混合物
能完全分离，峰形较好，没有拖尾现象． 样品的光照
组色谱图和黑暗组色谱图如图 2、3 所示，由图可见，
10 种多酚类物质均能被检测，且分离效果较好．
1．绿原酸;2．咖啡酸;3．对香豆酸;4．荭草素;5．异荭草素;
6．阿魏酸;7．牡荆素;8．芦丁;9．槲皮素;10．山奈酚．
图 1 10 种混合标准品色谱图
图 2 光照组样品色谱图
·012· 成都大学学报(自然科学版) 第 34 卷
图 3 黑暗组样品色谱图
苦荞芽样品中的黄酮和酚酸类物质含量测定结
果如表 2 所示．由表 2 知，黑暗组样品的槲皮素和山
奈酚的含量高于光照组，且差异极显著． 绿原酸、对
香豆酸、荭草素、异荭草素、阿魏酸、牡荆素和芦丁在
光照组样品中的含量大于黑暗组，存在极显著差异．
而光照组样品中的咖啡酸含量与黑暗组差异不显
著．说明苦荞芽在光照条件下，发芽 9 d 后槲皮素和
山奈酚的含量降低，而对咖啡酸影响不大，其余 7 种
物质的含量增加．
表 2 苦荞芽中黄酮类和酚类物质的含量
名 称 光照组 /(mg /g) 黑暗组 /(mg /g)
绿原酸(lys) 3． 25 ± 0． 36 aA 1． 66 ± 0． 16 bB
咖啡酸(kfs) 0． 34 ± 0． 03 aA 0． 31 ± 0． 02 aA
对香豆酸(dxds) 0． 13 ± 0． 01 aA 0． 10 ± 0． 01 bB
荭草素(hcs) 0． 15 ± 0． 01 aA 0． 08 ± 0． 01 bB
异荭草素(yhcs) 0． 28 ± 0． 03 aA 0． 21 ± 0． 03 bB
阿魏酸(aws) 0． 65 ± 0． 04 aA 0． 15 ± 0． 03 bB
牡荆素(mjs) 1． 86 ± 0． 05 aA 1． 71 ± 0． 08 bB
芦丁(ld) 119． 15 ± 2． 45 aA 81． 51 ± 3． 92 bB
槲皮素(hps) 5． 75 ± 0． 18 bB 11． 62 ± 0． 37 aA
山奈酚(snf) 0． 14 ± 0． 01 bB 0． 29 ± 0． 02 aA
2． 3 主成分分析
主成分分析是一种降维分析方法，其原理是:设
法将原来变量重新组合成一组新的互相无关的几个
综合变量，同时根据实际需要从中取出几个较少的
综合变量尽可能多地反映原来变量的信息的统计方
法．
由图 4A 可知，前 2 个主成分能解释原变量
91. 2%的信息，其中，主成分一能解释原变量的
82. 5%;主成分二能解释 8. 7% ． 在 PC1 上光照组
(L)和黑暗组(D)能完全分离，说明光照对苦荞多
酚类成分有显著影响．结合图 4B 可知，槲皮素和山
奈酚在 PC1 上有较大的负贡献，咖啡酸呈较小的正
贡献，其余 7 种物质呈较大正贡献，此表明光照组样
品的槲皮素和山奈酚含量低于黑暗组，其余物质含
量高于黑暗组．
图 4 主成分得分图(A)及主成分载荷图(B)
2． 4 聚类分析
聚类分析是指把相似的对象通过静态分类的方
法分成不同的组别或者更多的子集，这样让在同一
个子集中的成员对象都有相似的一些属性．
本实验采用 ward法和欧氏距离进行聚类分析，
结果如图 5 所示．
图 5 聚类分析图
由图 5 可知，苦荞芽样品在黑暗和光照条件下
的多酚类物质含量差异性显著，此结论与主成分分
·112·第 3 期 殷培蕾，等:光照对苦荞芽多酚类物质及抗氧化活性的影响
析结果一致．
2． 5 抗氧化性
经测定得光照组 /黑暗组自由基清除率(y)与
其系列浓度(x)的标准曲线方程分别为:
光照组，
y = 25178x + 7. 9802，Ｒ2 = 0. 9987;
黑暗组，
y = 20925x + 5. 9353，Ｒ2 = 0. 9965．
由此得，光照组 IC50 = 1. 6689 mg /mL，黑暗组
IC50 = 2. 1058 mg /mL．说明在第 9 d 时，光照组样品
的抗氧化活性比黑暗组大．
3 讨 论
3． 1 光照对苦荞芽形态指标的影响
相关研究发现，随着发芽时间的增加，芽长和鲜
重都将逐渐增加，且黑暗组的芽长和鲜重均显著大
于光照组［17 － 18］．本实验结果表明，黑暗组的芽长和
鲜重均大于光照组，且差异显著，与前人研究结果一
致．宁婵娟［19］等人认为，判断植物性状最直接的一
类指标是其形态指标，而其中最主要的就是芽长和
根长．所以从黑暗组的芽长和鲜重都大于光照组可
以看出，光照不利于苦荞芽的生长和鲜重的增加，而
黑暗条件有利于苦荞芽的生长和物质积累．
3． 2 光照对苦荞芽抗氧化活性的影响
Tsurunaga等［16］比较了不同光质条件下苦荞芽
抗氧化活性的差异，结果表明适当的光照条件可提
高苦荞芽的抗氧化活性，并认为是与花青素含量的
增加有关．本试验发现，发芽 9 d 光照组样品的抗氧
化活性比黑暗组强． 苦荞抗氧化活性主要与其中的
酚类、花青素、维生素 C 等含量密切相关，本实验光
照组样品中绿原酸、对香豆酸、荭草素、异荭草素、阿
魏酸、牡荆素和芦丁的含量显著大于黑暗组，此可能
是苦荞芽抗氧化活性增强的原因之一． 保留时间为
31. 265 min 和 35. 765 min 并有含量较高的未知成
分，且光照条件下其峰面积均显著提高，这可能也是
苦荞芽抗氧化活性增加的原因之一，此有待进一步
采用液质联用技术及对照品确定其分子结构．
3． 3 光照对苦荞芽多酚类物质含量的影响
荞麦发芽后，其多酚类成分含量发生复杂的变
化． Li等［17］研究发现，随着发芽时间的增加，其绿原
酸、荭草素、异荭草素、牡荆素、异牡荆素和芦丁的含
量逐渐增加．光是影响生物量和次级代谢产物合成
的重要因素［20 － 25］，本实验比较了光照条件下与黑暗
条件下苦荞芽多酚类物质的含量差异，结果表明光
照对苦荞芽多酚类成分的积累有显著的影响．
4 结 论
光照对苦荞芽中多酚类物质及抗氧化活性有重
要的影响．相较于黑暗条件，光照条件不利于苦荞芽
长和鲜重的增加，但有利于苦荞芽中绿原酸、对香豆
酸、荭草素、异荭草素、阿魏酸、牡荆素和芦丁含量的
提高，且其抗氧化活性也比黑暗条件下显著增高．
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Effects of Light on Polyphenols and Antioxidant
Activity in Buckwheat Sprout
YIN Peilei1，2，LI Jing2，DENG Yuanyuan2，YAN Juan2，PENG Lianxin2，ZHAO Gang2
(1． School of Bioengineering，Xihua University，Chengdu 610039，China;
2． School of Biological Engineering，Chengdu University，Chengdu 610106，China)
Abstract:The thesis investigated the effects of light on the polyphenols in buckwheat sprouts obtained
on day 9． The polyphenols in buckwheat sprouts grown under light and dark conditions respectively
were detected by high-performance liquid chromatography． The differences were analyzed by chemo-
metric approaches including significance analysis，principal component analysis and cluster analysis．
The DPPH scavenging rate was used to evaluate the antioxidant activity of buckwheat sprouts． The
content of quercetin and kaempferol in buckwheat sprouts under dark conditions was significantly
higher than that under light condition，but the difference in coffee acid was not significant． Under light
conditions，the sprouts have higher chlorogenic acid，p-coumaric acid，isorientin，orientin，vitexin，fer-
ulic acid，rutin content and more antioxidant activities compared with the ones under dark conditions．
The polyphenols content and antioxidant activity in buckwheat sprouts were significantly affected by
light．
Key words:buckwheat sprouts;HPLC;polyphenols;antioxidant activity;chemometric
·312·第 3 期 殷培蕾，等:光照对苦荞芽多酚类物质及抗氧化活性的影响