苦荞和燕麦同步熟化工艺及抗氧化活性研究

为提高苦荞的利用率,改善苦荞的口感,该试验以苦荞和燕麦为原料,采用微波熟化工艺进行同步熟化研究,运用响应面分析法探讨苦荞与燕麦同步熟化物料比例、微波时间、微波功率3个因素对总黄酮含量的影响,优化苦荞与燕麦同步熟化工艺。结果表明,最优熟化工艺条件为物料比例1∶1、微波时间3.5 min、微波功率700 W,在此条件下苦荞与燕麦同步熟化的总黄酮含量为0.568 mg/g,微波熟化后苦荞燕麦的总黄酮含量降低,苦味消失,酥脆可口,籽粒膨化均匀且饱满,香味浓郁。同时,其具有一定的抗氧化活性和抑制α-淀粉酶作用,为杂粮加工生产中以同步熟化苦荞燕麦为原料提供了一定的参考。

红曲霉发酵苦荞产莫纳可林K及可溶性黄酮类物质过程控制

该研究通过筛选高产莫纳可林K红曲霉菌株,通过单因素试验及响应面试验,对苦荞固态发酵工艺进行优化,以莫纳可林K产量为主要因素,发酵产物黄酮提取量、色价、抗氧化活性作为参考指标,对选定的红曲霉菌株HQ-1固态发酵苦荞条件进行优化。最优发酵条件为25 g苦荞添加21 mL营养液,营养液含NH 4NO 32.77 g/L,ZnSO 41.82 g/L,MgSO 4·7H 2O 1 g/L,KH 2PO 41 g/L,pH值调节到2.58,发酵时长为11天。在此优化工艺下,莫纳可林K产量达162.26 mg/100 g;苦荞中芦丁、槲皮素、山奈酚、绿原酸、阿魏酸等黄酮多酚类物质的萃取量分别提高了63%、110%、593%、192%、57%;DPPH抗氧化活性和ABTS抗氧化活性分别提高了232%和44%,提高莫纳可林K产量和苦荞中黄酮类活性物质的释放。研究结果提供了红曲霉发酵苦荞的关键影响因素,为红曲苦荞茶的工艺开发提供了实践基础。

不同苦荞种质资源耐荫性评价及鉴定指标的筛选

为建立耐荫性评价模型以筛选苦荞耐荫种质资源,以60份苦荞种质资源为材料,采用田间试验,设置遮荫和自然光两种处理,测定株高等9个形态结构指标和超氧化物歧化酶(SOD)活性等6个生理指标,计算各指标的耐荫系数。采用多元统计分析方法对苦荞耐荫性进行综合评价及耐荫指标的筛选。结果表明,15个指标的耐荫系数存在不同程度的变异,变异系数范围为7.87%~85.84%,除丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性外,其他各单项指标间均存在一定的相关性。通过主成分分析,从15个指标的耐荫系数中提取了5个主成分,其累计方差贡献率达69.307%。利用隶属函数分析法计算60份苦荞种质资源的综合评价值(D),并在此基础上采用聚类分析将种质资源分为耐荫型、中度耐荫型和敏感型3类。进一步利用逐步回归分析建立最优线性回归方程D=-0.176+0.115X_(1)+0.313X_(5)+0.140X_(6)+0.057X_(7)+0.176X_(10)-0.015X_(13),筛选出株高、主茎粗第五节、主茎粗第八节、单株粒数、始花期叶绿素相对含量(SPAD)、POD活性共6个耐荫性鉴定指标。本研究结果为苦荞耐荫抗倒伏种质资源鉴定及新品种选育提供了参考依据。

超声辅助pH值偏移对苦荞蛋白结构和功能特性的影响

探讨pH偏移联合超声处理对苦荞蛋白结构及功能特性影响的结果表明:通过超声辅助及pH偏移处理,苦荞蛋白的游离巯基含量显著增加(P<0.05),这可能是由于蛋白质去折叠导致内部巯基暴露,或蛋白质中二硫键断裂而生成新的巯基所致。在超声时间为20 min,功率为300 W时,苦荞蛋白表现出最高的表面疏水性,表明蛋白质在改性过程中经历了重组,导致疏水相互作用下形成的蛋白聚集体被破坏,蛋白粒径减小,进而暴露更多内部的疏水基团。此外,经超声辅助pH偏移处理显著提升了苦荞蛋白的溶解度,尤其在碱性pH条件下,溶解度从63.85%显著提升至103.48%。该处理也导致了苦荞蛋白粒径的显著下降(P<0.05),以及绝对电位和乳化活性的显著增强(P<0.05)。综上所述,超声辅助pH偏移处理不仅有效改善了苦荞蛋白的结构特性,还显著提升了其功能特性,为苦荞蛋白在食品工业中的应用开辟了新的前景。

基于UPLC-QTOF-MS解析苦荞黄酮组成及药理学网络分析

为优化苦荞黄酮提取工艺并明确其具体成分结构和含量及药理作用,本研究以四川省凉山彝族自治州甘洛县优质苦荞为研究对象,对超声提取苦荞黄酮工艺进行了优化,采用超高效液相色谱-四级杆-飞行时间质谱(UPLC-QTOF-MS)对主要黄酮成分进行结构鉴定,并采用超高效液相色谱-三重四级杆质谱联用仪对鉴定到的黄酮进行准确定量,同时利用中药系统药理学(TCMSP)系统分析其网络药理学特性。结果表明,超声辅助乙醇提取苦荞黄酮的最优条件为乙醇浓度90%(V/V)、超声功率140 W、超声温度70℃、超声时间60 min、提取溶剂与苦荞原料比50∶1(mL·g^(-1)),该条件下,提取液中共鉴定到黄酮16种,其中芦丁、表儿茶素和儿茶素含量分别达到115.81、72.99和23.08μg·mL^(-1)。这16种黄酮在防治心血管疾病、慢性炎症性疾病上具有重要作用。本研究可为苦荞精深加工综合利用尤其是功能性苦荞产品开发利用奠定基础。

氮水平对苦荞生长发育及氮素吸收利用的影响

为提高西北干旱地区的苦荞产量、减少氮肥施用及提高氮肥利用效率,以适宜西北地区种植的川荞2号(CQ2)和晋荞2号(JQ2)为材料,设置4个施氮水平(0、60、120和180 kg·hm^(-2)),研究氮对苦荞生长、产量及氮素利用的影响。结果表明,随施氮量的增加,苦荞氮肥偏生产力和农学利用效率显著降低,SPAD值、干物质积累量、氮素积累量和每吨籽粒氮需要量逐步增加,而农艺指标、产量及其构成、氮肥表观利用率和氮收获指数均呈先升后降趋势,均以120 kg·hm^(-2)施氮量最高。60、120和180 kg·hm^(-2)施氮量处理下,JQ2的株粒数、有效株数和产量较CQ2平均增加6.2%、6.1%和18.2%,且其氮素吸收利用和收获指数更高,表现出更强的增产性和氮素利用能力。相关性和聚类分析发现,施氮对苦荞各指标的影响可被明显区分,苦荞的氮肥农学利用效率、氮肥偏生产力和氮收获指数与苦荞产量及构成呈极显著正相关。综合考虑氮素吸收利用效率及成本与产量因素,西北干旱地区苦荞氮施用量以120 kg·hm^(-2)为宜,品种以JQ2较为适宜。本研究结果对苦荞的高效生产及生态环境的保护具有重要的理论与实际意义。

苦荞开花习性及其有性杂交技术研究

为探究苦荞开花习性及其有性杂交技术,本研究以品苦1号、米荞和HPE7为试验材料,通过观察苦荞开花习性和花器结构,采用刚开花人工去雄法进行杂交组合配置。结果表明,品苦1号、米荞和HPE7开花授粉的花朵数量存在较大差异,花朵的大小也存在微小的差异;人工杂交时选择刚开放的内外两轮花药粉红色、表面光滑没有授粉的花朵完成去雄工作;品苦1号和米荞为亲本的杂交组合,正交或反交结实率均达36%以上,表现出较高的亲和力;HPE7为父本的杂交组合,杂交种结实率均达35%以上,HPE7为母本的杂交组合,杂交种结实率为0,HPE7不适合作为母本使用。

青钱柳苦荞膳食补充剂对大鼠的28天经口毒性试验

目的:研究青钱柳苦荞膳食补充剂对大鼠亚急性毒性。方法:将Wistar大鼠按体质量随机分为4组,即青钱柳苦荞膳食补充剂3个剂量组(1.67、3.33、6.67 g/kg)和1个常规基础饲料对照组。分别喂饲相应饲料28 d,自由进食饮水,观察大鼠体质量、食物利用率、血常规、血生化、尿液指标,大鼠麻醉后解剖进行大体观察、计算主要脏器的脏器系数并进行组织病理学检查。结果:实验组大鼠的体质量增长正常,未见明显毒性反应,其血常规、血生化、尿液指标、脏器系数与对照组比较差异均无统计学意义(均为P>0.05)。大鼠解剖时大体观察未发现明显异常。个别实验组大鼠心、肾脏质量与对照组比较差异具有统计学意义(P<0.05),病理组织学检查未发现青钱柳苦荞膳食补充剂引起的典型病理组织学改变和特异性损伤改变。结论:在本实验条件下,该青钱柳苦荞膳食补充剂经大鼠28天经口毒性试验未见明显的毒性作用。

15种化控物质浸种对苦荞缓解干旱胁迫的影响

[目的]干旱胁迫是苦荞高产稳产的主要限制因子,本文旨在从15种化控物质中筛选出能提高苦荞抗逆性的物质及浓度,为缓解苦荞干旱胁迫、提升其产量及品质提供理论依据。[方法]以苦荞(Fagopyrum tataricum L.)为试验材料,试验设水、化控物质二因素,采用三级嵌套设计水培试验,探究化控物质浸种对苦荞种子萌发的影响,利用主成分分析法鉴选出硫酸锌、甜菜碱进行盆栽试验,分析2种物质浓度浸种对提升苦荞产量的效果。[结果]与正常供水相比,干旱胁迫条件下,苦荞萌发过程中的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、根长、芽长、根鲜重均随着15种化控物质浸种浓度的升高,呈现先增大后减小的趋势,其中以0.8 g·L^(–1)硫酸锌处理下各指标达到最大值,缓解干旱效果最为明显,根冠比则呈现先减小后增大趋势,0.8 g·L^(–1)硫酸锌处理下为最小值。经PCA分析鉴选及计算综合得分对15种物质浸种后苦荞耐旱能力的提升效果进行排序,硫酸锌>甜菜碱>吲哚乙酸>多效唑>氯化钾>水杨酸>亚硒酸钠>氯化钙>葡萄糖>维生素C>聚丙烯酰胺>柠檬酸>赤霉素>过氧化氢>脱落酸,且盆栽模拟干旱试验显示与其它处理相比,0.8 g·L^(–1)硫酸锌可显著提高苦荞花序数、单株粒重、千粒重、产量及籽粒品质。[结论]15种化控物质中,以0.8 g·L^(–1)硫酸锌浸种提高苦荞抗旱能力效果为最佳,且在中度和重度胁迫下可使苦荞产量分别提升98.98%和75.20%,显著增加苦荞籽粒可溶性蛋白、黄酮含量。

调亏灌溉和秸秆覆盖对苦荞生物学特性和水分利用效率的影响

为探讨调亏灌溉和秸秆覆盖对苦荞生物学特性和水分调亏利用效率的影响,设置秸秆覆盖(裸地S_(1)、秸秆覆盖S_(2))和灌溉方式(常规灌溉M_(1)、轻度调亏灌溉M_(2)、重度调亏灌溉M3)组合共6个处理,比较各处理的土壤含水量、农艺性状、产量和水分调亏利用效率等差异。结果表明:与裸地处理相比,秸秆覆盖处理的产量和水分调亏利用效率分别提高了13.5%和32.9%。与全灌处理相比,轻度调亏灌溉处理的产量、水分调亏利用效率分别提高了5.3%和52.8%。调亏灌溉和秸秆覆盖互作后,M_(2)S_(2)处理下产量和水分调亏利用效率最高。M_(2)S_(2)的产量、水分调亏利用效率较M_(1)S_(1)分别增加16.1%,95.7%,主要是因为M_(2)S_(2)处理的净光合速率、单株分枝数、生物量及结实率较M_(1)S_(1)分别显著增加13.0%,12.1%,12.5%和8.3%。综上所述,轻度调亏灌溉和秸秆覆盖能显著提高苦荞产量和水分调亏利用效率,可为苦荞的节水高效栽培提供理论依据和技术支撑。

苦荞多酚对HepG2细胞糖代谢功能的影响

为了探究苦荞多酚对胰岛素抵抗HepG2细胞糖代谢功能的影响,作者采用葡萄糖胺(glucosamine,GluN)诱导HepG2细胞构建胰岛素抵抗模型,并通过纯化后的苦荞多酚干预,明确苦荞多酚对胰岛素抵抗的改善作用及其潜在作用机制。结果表明,苦荞多酚能显著改善胰岛素抵抗HepG2细胞的葡萄糖消耗水平,效果与阳性药物二甲双胍相当。在氧化应激方面,苦荞多酚能显著增强超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、谷胱甘肽过氧化物酶(glutathione peroxidase,GSH-Px)的酶活力,抑制脂质过氧化产物丙二醛产生,保护胰岛β细胞免受自由基损害。在糖异生途径中,苦荞多酚的干预使葡萄糖-6-磷酸酶(gluose-6-phosphatase,G-6-P)和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(phosphoenolpyruvate carboxykinase,PEPCK)的酶活力降至模型组的24.56%和50.69%,同时调控G-6-P和PEPCK的FOXO1基因表达量,比模型组下调了49.66%。在糖原合成方面,苦荞多酚能促使胰岛素抵抗HepG2细胞糖原合成量增加了74.55%,同时能够显著下调GSK-3β基因的表达量。因此,苦荞多酚表现出良好的改善氧化应激和肝糖代谢能力。

真空和面对苦荞麦鲜湿面品质的影响

以苦荞全粉为主要原料,经真空和面后制作苦荞麦鲜湿面,研究在0.00~0.08 MPa真空度范围内和面对苦荞麦鲜湿面的蒸煮特性、水分分布状态、质构特性、感官评特性及微观结构的影响。结果表明,随着真空度的不断增加,苦荞麦鲜湿面的蒸煮损失率和吸水率呈现先减少后增加,整体呈下降趋势,在真空度为0.06 MPa时达到最低值,分别为7.64%和109.61%;经真空和面后,随着真空度的变化,面团中强结合水的含量从8.67%依次增加到10.47%、12.50%、13.88%、11.99%,苦荞麦鲜湿面的质构特性和感官特性得到明显改善;在0.00~0.08 MPa真空度范围内,面筋蛋白从聚集的团状逐渐均匀分散,真空度为0.06 MPa时面筋网络连续致密,0.08 MPa时面筋网络出现劣化。总体而言在,真空度为0.06 MPa时,苦荞麦鲜湿面品质最佳。经研究发现,不同真空度制得的苦荞麦鲜湿面品质特性皆优于零真空度和面制得的苦荞麦鲜湿面。

不同波长LEDs光源对苦荞芽菜生长、生物活性物积累及抗氧化活性的影响

为探究不同波长LEDs光源对苦荞芽菜生长的影响,本研究以黑暗(D)作对照,采用单色红(R)、蓝(B)、绿(G)光源培养苦荞芽菜,收获后分别测定其形态指标、生物活性物积累量、类黄酮合成关键基因表达量及抗氧化活性指标,结果表明:B处理的苦荞芽菜下胚轴呈深红色,伸长生长受到强烈抑制,花青素、总黄酮及总酚积累量均最高,分别是D的7.18、2.96和2.49倍;R处理的下胚轴呈浅粉色,上述3种生物活性物积累量分别是对照的2.56、1.68和1.40倍;G处理的下胚轴伸长与R相似,外观呈透明白色,生物活性物积累量与对照无显著差异。B和R均强烈诱导类黄酮生物合成通路上关键结构基因表达,显著增加苦荞芽菜下胚轴抗氧化活性。此外,各单色光处理均未显著影响苦荞芽菜可食用部位的鲜重。由此可见,红、蓝LEDs光源可显著影响苦荞芽菜形态生长,并增加其生物活性物积累及抗氧化能力,以蓝光最佳。

苦荞叶提取物对油脂的抗氧化能力研究

以DPPH自由基清除率为指标,采用响应面法优化微波提取苦荞叶中抗氧化物质的工艺,并以特丁基对苯二酚(TBHQ)为对照,探究苦荞叶提取物对菜籽油和猪油的抗氧化能力。结果表明:最佳提取工艺条件为提取溶剂为蒸馏水、微波功率400 W、微波时间110 s、微波温度47℃、液料比23∶1(mL/g),在此条件下苦荞叶提取物对DPPH自由基的清除率为80.71%±0.11%。抗氧化试验结果表明,苦荞叶提取物对菜籽油和猪油均具有较好的抗氧化能力。

低GI复合苦荞面条的研制

采用单因素试验和响应面优化试验对复合苦荞面条配方进行优化,以感官评价为指标。研究荞麦粉、谷朊粉、猪血粉、黄原胶和水添加量对复合苦荞面感官评分的影响,并测定其血糖生成指数值(Glycemic index,GI)。结果表明,以1 kg高筋小麦粉为基准,黄原胶、水、猪血粉、谷朊粉、荞麦粉添加量分别为1%,38%,7.5%,5%,30%时,复合苦荞面条感官品质最佳,血糖生成指数GI值为45.4±3.8。在此条件下研制的复合苦荞面条感官风味俱佳、营养价值丰富,属于低GI食物,可为低糖食品需求者选择食物提供参考。

苦荞、绿豆、薏米复配饮料工艺研究

以苦荞、绿豆、薏米为主要原料,经过浸提、复配、酶解等工艺,添加适量的白砂糖、柠檬酸、卡拉胶等食品添加剂,调配出一种味道独特的复合型饮料。采用单因素试验确定苦荞汁、绿豆汁、薏米汁以及白砂糖各自最适的添加量,并在此基础上进行正交试验,以感官评分和可溶性固形物含量为标准,选出苦荞、绿豆、薏米饮料的最佳复配比例。试验结果表明,复合饮料的最佳复配比例为:苦荞汁添加量23%,绿豆汁添加量38%,薏米汁添加量30%,白砂糖添加量5.5 g,柠檬酸添加量0.1%。此工艺条件下所得复配饮料的感官评价得分为84.5分,可溶性固形物含量为7.8%。

苦荞叶提取物清除亚硝酸钠及阻断亚硝胺合成作用研究

采用超声波辅助,响应面优化苦荞叶清除亚硝酸钠物质提取工艺,并以Vc和甘草提取物为对照,探究苦荞叶提取物对亚硝胺合成的阻断作用。结果表明,苦荞叶清除亚硝酸钠物质提取最佳工艺条件为:乙醇浓度44%,超声功率260 W,料液比21 mL/g,目数为80目,超声时间为30 min,提取温度50℃,此条件下苦荞叶提取物对亚硝酸钠的清除率为(83.97±0.12)%;在20~100 mg/L溶度范围内,Vc、苦荞叶提取物和甘草提取物对亚硝胺合成的阻断率线性关系良好,其对应的半阻断浓度IC50分别为61.26、80.09和90.20 mg/L。质量浓度继续增加时,苦荞叶提取物和甘草提取物对亚硝胺合成的阻断率随之下降,但同浓度情况下苦荞叶提取物对亚硝胺合成的阻断率高于甘草提取物,苦荞叶提取物对亚硝胺合成的阻断作用弱于Vc,但强于甘草提取物。

苦荞蛋白降血脂肽的酶解制备、氨基酸组成及活性研究

以苦荞麦为原料提取苦荞蛋白,以胰脂肪酶抑制率为指标,通过单因素和响应面优化试验筛选出苦荞蛋白降血脂肽的酶解条件,同时对苦荞蛋白降血脂肽的氨基酸组成和降血脂活性进行研究。结果表明,用菠萝蛋白酶酶解苦荞蛋白得到的降血脂肽对胰脂肪酶的抑制活性更高,其最佳酶解条件为酶解时间2.1 h,酶解温度62.0℃,底物浓度3.23%,pH7.0和酶底比0.4%,在此条件下酶解物的胰脂肪酶抑制率为81.22%±0.16%。氨基酸分析结果显示,苦荞蛋白降血脂肽中必需氨基酸占比27.82%,疏水性氨基酸占比32.11%,酸性氨基酸占比35.86%,精氨酸与赖氨酸的比值为2.28。苦荞蛋白肽显示出良好的体外降血脂活性,其牛磺胆酸钠结合率、胆固醇酯酶抑制率和胰脂肪酶抑制率的EC_(50)/IC_(50)值分别为9.136、3.902和0.051 mg/mL。研究结果为苦荞麦资源的高值化利用和苦荞蛋白活性肽的开发提供了新思路和理论依据。

乳杆菌强化发酵对苦荞酵素抗氧化特性及风味的影响

为提高苦荞酵素的口感与抗氧化能力,以还原力、SOD酶活力作为主要指标,分别考察植物乳杆菌(LBS8、MRS5)、副植物乳杆菌(MC6)、副干酪乳杆菌(SL1)4株乳杆菌强化发酵苦荞酵素情况,筛选1株优良菌株并研究其接种量、初始糖度、发酵温度、料液比对苦荞酵素发酵的影响,通过单因素实验及正交试验优化苦荞酵素发酵工艺。结果表明,植物乳杆菌LBS8发酵苦荞酵素还原力、SOD酶活力更强,将其作为强化菌株经单因素实验与正交优化,得到最佳工艺条件为:接种量6%,初始糖度16°Brix,发酵温度32℃,料液比1:7。所得酵素中还原力相当于0.753 mg/mL VC标准溶液,SOD酶活力为272.12 U/mL,总黄酮含量为0.521 mg/mL,总酚含量为2.75 mg/mL,谷胱甘肽含量为0.273 mg/mL,与对照组相比均有显著提升。通过GC-MS分析,苦荞酵素中含有乙酸乙酯、亚油酸乙酯、十一酸乙酯、丁二酮等特征性香味物质,赋予苦荞酵素独特的风味。与市售酵素发酵剂相比,利用植物乳杆菌强化发酵酵素总黄酮增加247%,总酚增加2%,谷胱甘肽增加36.5%,还原力提高30.73%,抗氧化能力提高30.09%,香味及口感更为丰富,表明植物乳杆菌强化发酵有利于提升苦荞酵素品质。

26个金苦荞品系品质性状与农艺性状的遗传变异分析

金苦荞是近些年创制的苦荞与金荞麦种间杂交形成的双二倍体杂种半多年生新荞麦种类(Fagopyrum tatari-cymosum),为了探讨该荞麦种类的农艺性状和品质性状的遗传规律,以26个高产金苦荞品系为材料,对其品质性状和农艺性状进行了遗传变异研究、相关性分析和聚类分析。结果表明:(1)金苦荞品质性状的变异系数大小表现为醇溶蛋白含量>谷蛋白含量>黄酮含量>总蛋白含量>球蛋白含量>清蛋白含量>淀粉含量。(2)金苦荞农艺性状的变异系数大小表现为主茎分枝数>基部20 cm内节数>主茎粗>籽粒面积>千粒重>主茎节数>株高>籽粒长宽比>籽粒宽>籽粒长>果壳率>籽粒周长>籽粒直径。(3)相关性分析中,黄酮含量与清蛋白含量呈显著正相关;醇溶蛋白含量与主茎节数、基部20 cm内节数、主茎粗呈显著或极显著正相关,与千粒重、籽粒面积、周长、宽、直径呈显著或极显著负相关;淀粉含量与籽粒面积、长、直径呈显著正关系。(4)聚类分析将26个金苦荞品系分为了3个类群,其中类群I属于高淀粉、矮秆、多分枝、低果壳率、大长粒型品系,类群Ⅱ属于高蛋白、高秆、粗壮、粒型偏小的品系,类群Ⅲ属于高品质、高产、大粒品系。该研究结果为金苦荞的选育提供了理论依据。