超微粉碎對苦蕎米與苦蕎殼總黃酮的體外溶出影響
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左蕾蕾1，徐沛1，饒朝龍1，徐飛2
1．成都中醫(yī)藥大學(xué)公共衛(wèi)生學(xué)院（成都611137）；2．重慶品之源生物科技有限公司（重慶400039）
摘要考察兩種超微粉碎方法對人工胃腸液中苦蕎米與苦蕎殼總黃酮溶出規(guī)律的影響。用振動超微粉碎機、氣流超微粉碎機及萬能粉碎機分別粉碎苦蕎米和苦蕎殼，以總黃酮溶出得率為指標(biāo)，比較各粉體在漿法模擬的人工胃腸液中的溶出規(guī)律。相較普通粉碎對總黃酮在人工胃液和人工腸液中的溶出得率，對于苦蕎米，氣流超微粉碎均能極顯著提高(p<0.01)，振動超微粉碎能在人工腸液中極顯著提高(p<0.01),但在人工胃液中提高不顯著(p>0.05);對于苦蕎殼，兩種超微粉碎均能極顯著提高(p<0.01)，但振動超微粉碎在人工胃液中更高，氣流超微粉碎在人工腸液中更高。超微粉碎技術(shù)能有效促進苦蕎米與苦蕎殼中總黃酮在人工胃腸液中的溶出。不同超微粉碎方式，促進作用不同。
關(guān)鍵詞超微粉碎；苦蕎米；苦蕎殼；人工胃腸液：溶出
苦蕎麥( Tartary buckwheat)，又稱苦蕎、韃靼蕎麥，為蕎麥屬的兩個栽培品種之一�？嗍w的營養(yǎng)價值豐富，是唯一集七大營養(yǎng)素于一身的谷類作物，因此受到人們的青睞。然而常規(guī)苦蕎加工中的副產(chǎn)物——苦蕎麩皮及麥殼，由于口感粗糙苦澀、不易消化，加工利用率低，總共占苦蕎種子總重的30%左右，造成極大的資源浪費。
同時，隨著科技的發(fā)展，超微粉碎技術(shù)日益成熟，作為一種新型食品加工高新技術(shù)被應(yīng)用到許多食品的生產(chǎn)中，使得原本不能充分消化吸收或利用的原料重新被利用起來，增加了食品品種并提高了天然生物資源的利用率。相關(guān)研究也提示如果將苦蕎殼和麩皮也進行超微粉碎，再添加到其它糧谷食品中，極有可能提高其糧營養(yǎng)保健價值。國旭丹在研究苦蕎的酚含量、組成及其抗氧化性受組織結(jié)構(gòu)影響時就發(fā)現(xiàn)苦蕎殼和麩皮的多酚等抗氧化功能性物質(zhì)高于常被食用部分。鄭慧等利用行星式振動機對苦蕎的麩皮進行超微粉碎，研究其提高苦蕎麩皮中總黃酮的溶出率情況，還未見對黃酮含量也較高的苦蕎殼進行超微粉碎后的溶出研究證明。且超微粉碎機械有多種類型，如高速旋轉(zhuǎn)磨、容器驅(qū)動介質(zhì)磨、氣流式磨、介質(zhì)攪拌磨和液體高液壓磨等，粉碎效果各有不同。
因此，擬通過容器驅(qū)動介質(zhì)磨的振動磨和對噴式氣流粉碎兩種類型的超微粉碎機制備苦蕎米和苦蕎殼的超微粉，對比考察其對原料總黃酮在人工胃腸液中的溶出規(guī)律影響。為超微粉碎技術(shù)應(yīng)用于苦養(yǎng)米與苦蕎殼以提高糧谷食品的營養(yǎng)保健價值、促進苦蕎副產(chǎn)物利用提供試驗依據(jù)。
1 材料與方法
1.1材料
原料：苦蕎，四川省涼山彝族自治州州喜德縣紅莫鎮(zhèn)桃源村農(nóng)戶提供；試驗試劑：蘆丁對照品，中國藥品生物制品檢定所；胃蛋白酶、胰酶，北京耀友科技有限公司；亞硝酸鈉、硝酸鋁、鹽酸、氫氧化鈉、磷酸二氫鉀、無水乙醇等均為分析純；蒸餾水。
1.2儀器與設(shè)備
WZJ12型高頻振動超微粉碎機（以下稱“振動粉碎機”），濟南健辰機械有限公司；MQP02中藥氣流超微粉碎機（簡稱“氣流粉碎機”），淮坊埃爾派粉體技術(shù)設(shè)備有限公司；XL-10B密封型搖擺式萬能高速粉碎機（以下稱“萬能粉碎機”），廣州市旭輞機械設(shè)備有限公司；Mastersizer 2000 E型激光粒度儀，英國馬爾文公司；PHS-3CB型pH計，上海越平科學(xué)儀器有限公司。
1.3方法
1.3.1原料預(yù)處理、超微粉與普通細(xì)粉制備
原料經(jīng)清洗除雜、晾曬、烘烤后，利用萬能粉碎機粉碎30 s，篩分即得苦蕎殼和篩下物苦蕎米粗粉。
苦蕎米粗粉與苦蕎殼再用萬能粉碎機分別處理5 nun和10 min，制得苦蕎米細(xì)粉和苦蕎殼粉。將兩種粉體分別分成3份，再進行如表1所示的粉碎處理，制備超微粉。并用激光粒度儀測定各粉體的粒度。
1.3.2總黃酮溶出得率測定與比較
分別精密稱取6份樣品粉末50 g于1000 m L錐形瓶中，加入600 m L人工胃液（或腸液），混合均勻，調(diào)節(jié)水浴溫度37℃±0.5℃，調(diào)整轉(zhuǎn)速60 r/min（漿法），在0，0.5，1，2，3，4和5h時分別取出20mL，經(jīng)真空抽濾濃縮后，用70%乙醇轉(zhuǎn)移至150 mL容量瓶中，定容至刻度，得待測液。取適量待測液，以蘆丁為對照品，采用NaNO2-AI(NO3)3-NaOH分光光度法測定代表成分總黃酮含量，按式(1)計算溶出得率。同時作平行樣。用Excel和SPSS軟件進行數(shù)據(jù)處理并作圖，對比幾種粉碎處理方式對苦蕎米和苦蕎殼的溶出影響的差異。
2結(jié)果與分析
2.1不同粉體的粒度測定結(jié)果
對不同粉體的粒度用激光粒度儀測定，結(jié)果如表2所示。對苦蕎米進行處理時，振動超微粉碎比氣流超微粉碎能達到更細(xì)的粒度，但處理苦蕎殼時卻相反。這可能與原料本身的主要成分差異有關(guān)，苦蕎米的主要成分為淀粉，而苦蕎殼粉則含有大量的木質(zhì)纖維，幾乎不含淀粉。也可能與超微粉碎的作用原理，處理時間與處理量有關(guān)。
2.2不同粉碎方式下苦蕎米總黃酮的溶出規(guī)律
不同粉碎方式下苦蕎米總黃酮在人工胃腸液中的溶出情況見圖1和2。
據(jù)圖1可知，在人工胃液中，0～5 h內(nèi)，隨著體外溶出時間的延長，不同粉碎方式下苦蕎米中黃酮類物質(zhì)的溶出得率均呈上升趨勢，但普通萬能粉碎趨于平緩，超微粉碎仍較快。經(jīng)方差分析不同粉碎方式對苦蕎米總黃酮的溶出得率影響的Duncan多重比較得出，在該條件下，振動粉碎和萬能粉碎的溶出得率無顯著差異(p>0.05)，而氣流超微粉碎的溶出得率極顯著高于振動超微粉碎和萬能粉碎(p<0.01)。
結(jié)合表2分析，在人工胃液中，氣流超微粉碎的苦蕎米粒度比萬能粉碎小，溶出得率最大，而振動超微粉碎的苦蕎米粒度最小，溶出得率卻與粒度最大的萬能粉碎的相當(dāng)。一方面，超微粉碎過程使得苦蕎米粉體平均粒徑減小，均勻性增加，在體外溶出過程中粉體與人工胃液接觸表面積增大，更充分的接觸可提高黃酮的溶出得率以及人體對黃酮類物質(zhì)的吸收率。另一方面，可能是當(dāng)粒度足夠小，小到振動粉碎的粒度時，表面能增加，顆粒容易團聚，反而不利于有效成分溶出。但也有可能是苦蕎米的主要成分為淀粉，易裂易碎，氣流粉碎的高壓氣流帶來的碰撞，摩擦和剪切等雖然沒有使所有的顆粒達到足夠小，但較大一些的顆粒已經(jīng)開裂。在人工胃液的低pH，胃酶以及攪拌條件下，這些較大的顆粒中的黃酮類物質(zhì)通過顆粒開裂浸潤，淀粉降解以及蛋白質(zhì)的酶解等也能夠達到直至超過小顆粒的溶出效率。
如圖2所示，在人工腸液中，0～5 h內(nèi)，隨著體外溶出時間的延長，不同粉碎方式下苦蕎米中黃酮類物質(zhì)的溶出得率也均呈上升趨勢，但普通萬能粉碎趨于平緩，超微粉碎仍然較快。總體溶出得率不如在人工胃液中的高。經(jīng)方差分析不同粉碎方式對苦蕎米總黃酮的溶出得率影響的Duncan多重比較，各粉碎方式下的苦養(yǎng)米總黃酮的溶出得率的存在極顯著性差異(p<0.01)，且高低順序為：氣流粉碎>振動粉碎>萬能粉碎。
由此可見，在人工腸液中，經(jīng)由超微粉碎處理的苦養(yǎng)米明顯比普通粉碎的溶出得率高。同在人工胃液中相似的是，氣流粉碎的苦蕎米溶出得率仍最高，不同的是振動粉碎也比萬能粉碎高�？梢岳斫鉃檩^在人工胃液中的溶出得率，普通粉碎的苦蕎米溶出率降低得更多，而超微粉碎的降低得較少。結(jié)合表2的粒度分析，原因可能與在人工胃液中的相同，除可能是粒徑的大小外，還可能是氣流粉碎的苦養(yǎng)米中的較大顆粒已經(jīng)開裂而較易溶出。且人工腸液偏中性，苦蕎米的總體溶出率很可能因為淀粉不易降解而不如在胃液中的高。其中振動粉碎不如萬能粉碎的降低得少，可能是粒度減小的影響不如消化液的酸性的增加和消化酶變化的影響大。
2.3不同粉碎方式下苦蕎殼的溶出規(guī)律
不同粉碎方式下苦蕎殼總黃酮在人工胃腸液中的溶出情況見圖3和4。
如圖3所示，在人工胃液中，0～5 h內(nèi)，隨著體外溶出時間的延長，不同粉碎方式下苦蕎殼粉中黃酮類物質(zhì)的溶出得率也均呈上升趨勢。經(jīng)方差分析不同粉碎方式對苦蕎殼總黃酮的溶出得率影響的Duncan多重比較，各粉碎方式下的苦蕎殼粉總黃酮的溶出得率存在極顯著性差異(p<0.01)，且高低順序為：振動粉碎>氣流粉碎>萬能粉碎。
可見超微粉碎方式下的苦蕎殼粉的溶出率均遠(yuǎn)高于普通粉碎。結(jié)合表l各粉體的粒度分析，與人工胃液中苦蕎米的溶出相似的是，振動粉碎的苦蕎殼粉粒度也介于另兩種粉碎之間，但溶出得率最高。不同的是，粒度更低的氣流粉碎苦蕎殼超微粉也比萬能粉碎明顯高出很多�？赡艿脑蚺c苦蕎米在人工腸液中的相似，也可能是因為當(dāng)粒度達到苦蕎殼氣流超微粉的粒度（見表2）程度時，pH的下降和胃酶存在的影響比粒度減小的影響大。
如圖4所示，在人工腸液中，0～5 h內(nèi)，隨著體外溶出時間的延長，不同粉碎方式下苦蕎殼粉中黃酮類物質(zhì)的溶出得率也均呈上升趨勢。經(jīng)方差分析不同粉碎方式對苦蕎殼總黃酮的溶出得率影響的Duncan多重比較，各粉碎方式下的苦蕎殼粉總黃酮的溶出得率存在極顯著差異(p<0.01)，且高低順序為：氣流粉碎>振動粉碎>萬能粉碎。
結(jié)合表2分析，在人工腸液中，苦蕎殼粉粒度越小，溶出得率越大�？赡芤驗槿斯つc液偏中性，受pH酸性影響較小，因此粒度的大小與溶出得率能夠成反比。但可能正因為偏中性，不利于其他物質(zhì)降解，總黃酮總體溶出得率都不高。
3結(jié)論
在模擬的人工胃腸液中，超微粉碎充分體現(xiàn)出其有效促進苦蕎米與苦蕎殼的黃酮類物質(zhì)溶出的優(yōu)異之處。但不同超微粉碎方式，促進作用有異。在0～5 h內(nèi)，相較普通粉碎對總黃酮在人工胃液和人工腸液中的溶出得率，對于苦蕎米，氣流超微粉碎均能極顯著提高(p<0.01)．振動超微粉碎能在人工腸液中極顯著提高(p<0.01)，但在人工胃液中提高不顯著(p>0.05)；對于苦蕎殼，兩種超微粉碎均能極顯著提高(p<0.01)，但振動超微粉碎在人工胃液中更高，氣流超微粉碎在人工腸液中更高。
超微粉碎將普通粗粉進一步粉碎到超微結(jié)構(gòu)后，使黃酮等有效成分更容易暴露出來，從而更有利于溶出和消化吸收。但在模擬的人工胃腸液中，不同超微粉碎的促進溶出作用呈現(xiàn)出一定差異。究其原因，苦養(yǎng)米和苦蕎殼總黃酮的溶出受多方面因素影響。這不僅可能與超微粉碎設(shè)備的作用原理，處理時間和處理量等有關(guān)，而且當(dāng)超微粉碎的粉體粒度達到足夠小時，還要考慮另兩方面的因素。一方面，要考慮可能是因為顆粒直徑越來越小，分子間作用力不能忽略，表面能增大，微粉有重新結(jié)聚的傾向；另一方面要考慮如不同物質(zhì)成分含量差異、消化液的酸堿性和消化酶的品種等影響。
另外需要注意的是，試驗主要考慮是直接食用時的溶出情況，后續(xù)還將研究在水或其他溶劑中的溶出度比較。該體外模擬試驗與機體有較大差異，比如苦蕎米含有較多淀粉，實際消化吸收時，通過唾液中的淀粉酶的酶解，淀粉顆�？赡芤呀�(jīng)高度降解，再進入胃液暫存和進入腸道消化吸收時情況則可能不同；再如模擬試驗的溶出時間，特別是在人工腸液的溶出時間只有5h，較實際粉體在機體的停留時間短很多，從圖中各溶出率的上升趨勢可以預(yù)測，5h后，超微粉碎的粉體有望溶出更多的總黃酮，但促進作用有多大則需進一步驗證。
可以預(yù)見超微粉碎技術(shù)應(yīng)用于苦蕎米與苦蕎殼的精深加工，有利于其有效成分在人體胃腸道的消化吸收，具體超微粉碎方式可根據(jù)原料差異等需求進行適當(dāng)優(yōu)選。經(jīng)過超微粉碎深加工的苦蕎米和苦蕎殼，可以單獨食用或加入各種類型的面粉，茶粉等食品原料中，提高相應(yīng)食品的營養(yǎng)保健價值，同時促進苦蕎資源的利用。
