印度有色玉米地方品种游离与结合多酚、黄酮类物质及抗氧化特性分析

【字体: 时间:2025年05月19日 来源:Food Chemistry Advances CS1.9

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  【编辑推荐】为探究印度有色玉米地方品种的抗氧化潜力,研究人员分析 11 个品种的多酚谱及体外抗氧化活性。发现其含丰富酚类(576~1385 mg GAE/100 g)、黄酮(664~1518 mg CE/100 g), bound 酚类和黄酮为总酚和黄酮的主要贡献者,该研究为玉米育种及种质利用提供依据。

  在健康意识日益提升的今天,人们对具有抗氧化功能的天然食材关注度与日俱增。有色谷物因其丰富的生物活性化合物成为研究热点,然而关于印度有色玉米地方品种中游离与结合多酚类物质的组成及其抗氧化能力的研究却较为匮乏。现有研究虽对部分地区有色玉米的酚类物质有所探讨,但针对印度地区品种的游离与结合酚类组分差异、单体多酚与抗氧化活性的关联等关键问题仍未明确。为填补这一研究空白,深入挖掘有色玉米的健康价值,来自国内相关研究机构的科研团队开展了此项研究,其成果发表在《Food Chemistry Advances》,为有色玉米的开发利用提供了重要科学依据。
研究人员选取 11 个印度有色玉米地方品种(包括白色、红色、橙色和黄色等类型,样本来源于国家植物遗传资源局等国内机构),围绕其多酚组成及抗氧化活性展开研究。研究中采用的关键技术方法包括:利用高效液相色谱(HPLC)对单体多酚进行定量分析;通过铁离子还原抗氧化能力(FRAP)、2,2 - 二苯基 - 1 - 苦基肼自由基清除能力(DPPH-RSA)、还原力(RP)、金属螯合(MC)和 2,2 - 联氮 - 双 - 3 - 乙基苯并噻唑啉 - 6 - 磺酸自由基清除能力(ABTS+)等多种体外抗氧化活性测定方法评估抗氧化能力;同时对总酚(TPC)、总黄酮(TFC)、总花青素(TAC)和总原花青素(TPAC)含量进行测定。

3.1 游离与结合酚类物质总含量的差异


研究发现,11 个有色玉米地方品种的游离酚含量在 160.2(橙色品种 Janjheli-2)至 675.5 mg GAE/100 g(白色品种 Sharlimar white)之间,约 27.3% 的品种游离酚含量超过 500 mg GAE/100 g。结合酚含量范围为 106.1(白色品种 Safed makki)至 799.0 mg GAE/100 g(黄色品种 Janjheli-5),约 54.5% 的品种结合酚含量高于游离酚。游离酚与 FRAP(r = 0.952)、RP(r = 0.946)呈显著正相关,结合酚与 DPPH(r = 0.919)、FRAP(r = 0.991)等抗氧化指标也存在强正相关。

3.2 游离与结合黄酮类物质总含量的差异


游离黄酮含量在 339.38(Janjheli-2)至 892.88 mg CE/100 g(Janjheli-4)之间,部分白色和红色品种表现出较高水平。结合黄酮含量范围为 317.14(Janjheli-3)至 982.32 mg CE/100 g(Janjheli-2),63.6% 的品种结合黄酮含量超过游离黄酮,与前人关于谷物中结合态酚类占主导的结论一致。

3.3 花青素含量的差异


花青素仅存在于游离组分中,红色品种 Manipuri red 的 TAC 最高(5.40 mg C3G/100 g),白色品种含量最低(1.73~2.00 mg C3G/100 g)。不同颜色玉米的花青素含量差异显著,可能与基因型、生长环境及分析方法有关。

3.4 原花青素含量的差异


TPAC 含量在黄色品种 Janjheli-5(44.92 μg CE/g)至白色品种 Janjheli-3(83.02 μg CE/g)之间波动,红色品种 Manipuri red 和部分白色品种也具有较高水平,与印度其他地区玉米的研究结果相近。

3.5 抗氧化活性的差异


FRAP、DPPH-RSA、RP、MC 和 ABTS+等抗氧化指标在不同品种及游离 / 结合组分间存在显著差异。例如,游离组分的 FRAP 活性在 0.054~0.213 mol Fe+2/100 g 之间,结合组分在 0.019~0.202 mol Fe+2/100 g 之间;ABTS+活性在结合组分中平均值更高,可能与结合态中的阿魏酸等成分有关。

3.6 单体多酚的差异


通过 HPLC-DAD 分析检测到 8 种酚酸、1 种芪类和 10 种黄酮类物质。阿魏酸(FA)是结合酚中的主要成分(1.53~142.5 mg/100 g),与结合酚的抗氧化活性显著正相关;咖啡酸(CFA)仅在结合组分中检测到。游离组分中 2 - 香豆酸(2CA)含量较高,而结合组分中芥子酸(SA)含量丰富。黄酮类物质中,芹菜素(API)和柚皮素(NAR)分别在结合和游离组分中占主导。

3.7 层次聚类分析(HCA)与主成分分析(PCA)


HCA 将 11 个品种分为 3 个聚类:Cluster-I 富含花青素、金属螯合活性和儿茶素;Cluster-II 具有高总酚、原花青素及 FRAP、RP、ABTS 活性;Cluster-III 则以高总黄酮和 DPPH 活性为特征。PCA 进一步揭示了不同品种在多酚组成和抗氧化活性上的关联与差异,为品种筛选提供了多维视角。

结论与讨论


本研究系统分析了印度有色玉米地方品种的多酚组成及抗氧化活性,证实其具有丰富的游离与结合多酚类物质,且结合酚类是总酚和黄酮的主要贡献者。阿魏酸、芥子酸等酚酸在结合组分中的高含量及其与抗氧化活性的强相关性,提示结合态酚类在人体健康中的潜在作用,如通过肠道菌群发酵释放活性成分。研究结果为有色玉米的遗传改良、功能食品开发及种质资源高效利用提供了理论依据,有助于推动富含抗氧化成分的作物品种选育,为预防氧化应激相关疾病(如心血管疾病、癌症等)的膳食干预策略提供新方向。未来研究可进一步探索结合态酚类的体内代谢机制及与肠道微生物的互作,以全面阐明其健康效益。

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