黑籽和白籽藜麦多糖的提取及抗氧化和降血糖活性评价

《JOURNAL OF FOOD PROCESSING AND PRESERVATION》：Extraction and Evaluation Antioxidant and Hypoglycemic Activities of Polysaccharides From Black and White Quinoa

　　

已有充分证据表明，不同籽粒颜色的藜麦品种在植物化学物谱和生物活性方面存在差异。鉴于这一点，本研究对黑籽和白籽藜麦的多糖得率进行了比较分析，并系统评估了它们的抗氧化和降血糖特性。结果显示，白籽藜麦的多糖提取率（2.18%）显著高于黑籽藜麦（1.86%）。多糖浓度与这些生物活性之间呈正相关。此外，白籽藜麦多糖表现出显著强于黑籽藜麦多糖的抗氧化和降血糖活性。通过测定对DPPH•自由基（DPPH•）、超氧阴离子（O₂^?•）、羟基自由基（•OH）和ABTS阳离子自由基的清除能力来评估抗氧化活性。在2.5 mg/mL的多糖浓度下，对所有四种自由基的最大清除活性均得以实现。此外，在1 mg/mL浓度下，白籽藜麦多糖对α-葡萄糖苷酶（α-glucosidase）和α-淀粉酶（α-amylase）的抑制率分别为59.16%和49.25%，而黑籽藜麦多糖分别为51.23%和42.71%，显示出白籽藜麦多糖具有显著更强的酶抑制能力。这些发现突显了白籽藜麦在开发天然抗氧化和降血糖功能性成分方面的增强潜力，为藜麦资源在营养保健品中的定向利用提供了宝贵见解。本研究首次系统比较了黑籽和白籽藜麦的多糖得率与生物活性，为基于籽粒颜色的高价值藜麦品种筛选奠定了基础。

**论文解读文章**

**研究背景与问题**
藜麦（*Chenopodium quinoa* Willd.）作为一种富含生物活性成分的假谷物，其不同籽粒颜色（如黑、白、红）常与次级代谢产物积累差异相关。尽管多糖本身不直接决定色素，但其合成受遗传与环境因素影响，因此籽粒颜色可作为筛选高活性多糖来源的表型标记。现有研究已报道藜麦多糖具有抗氧化、降血糖、免疫调节等多种生理功能，但针对不同颜色品种（特别是黑白藜麦）之间多糖提取率、抗氧化及降血糖活性的系统比较仍十分匮乏。这一知识缺口阻碍了基于颜色特征对高活性藜麦多糖进行靶向筛选与高效利用。为此，研究人员开展了本文研究。

**研究内容与结论**
研究人员采用超声辅助提取和乙醇沉淀法从黑、白藜麦籽粒中提取多糖，系统比较了二者的提取率，并全面评估了其抗氧化能力（通过DPPH•、超氧阴离子、羟基自由基、ABTS自由基清除实验）及对α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶的抑制活性。结果表明：白藜麦多糖提取率（2.18%）显著高于黑藜麦（1.86%）；在2.5 mg/mL浓度下，白藜麦多糖对四种自由基的最大清除率均高于黑藜麦（如DPPH•：69.52% vs. 58.77%）；在1 mg/mL浓度下，白藜麦多糖对α-葡萄糖苷酶抑制率（59.16%）和α-淀粉酶抑制率（49.25%）也显著高于黑藜麦（51.23%和42.71%）。这些发现表明白藜麦多糖具有更强的抗氧化和降血糖潜力，为基于籽粒颜色筛选高价值藜麦品种提供了理论依据。论文发表在《JOURNAL OF FOOD PROCESSING AND PRESERVATION》。

**主要关键技术方法**
研究采用超声辅助提取（300 W，60℃，1 h）结合乙醇沉淀法从黑、白藜麦籽粒中提取多糖，并通过苯酚-硫酸法以葡萄糖为标准品定量多糖含量。抗氧化活性通过DPPH•、超氧阴离子（O₂^?•）、羟基自由基（•OH）和ABTS阳离子自由基清除实验评估；降血糖活性通过α-葡萄糖苷酶和α-淀粉酶抑制实验测定。实验所用藜麦籽粒来源于格尔木纳兰贸易有限公司（青海，中国），所有实验重复三次，数据以平均值±标准差表示，采用SPSS 22.0进行统计分析。

**研究结果**

**3.1 黑籽和白籽藜麦多糖的提取**
通过超声辅助提取和乙醇沉淀，白藜麦多糖得率（2.18% ± 0.04%）显著高于黑藜麦（1.86% ± 0.06%）。这种差异主要归因于遗传因素和栽培条件，高海拔种植可能增加抗营养因子浓度。

**3.2 多糖的DPPH自由基清除能力**
DPPH•清除率随浓度增加而提高，在2.5 mg/mL时达到最大值：白藜麦69.52%，黑藜麦58.77%。白藜麦多糖在各浓度下均显著优于黑藜麦，可能与其较高的糖醛酸含量有关。

**3.3 多糖的超氧阴离子（O₂^?•）清除能力**
O₂^?•清除率呈浓度依赖性，2.5 mg/mL时白藜麦达68.35%，黑藜麦62.70%。白藜麦多糖表现更优，可能因其含有更多低分子量组分。

**3.4 多糖的羟基自由基（•OH）清除能力**
•OH清除活性随浓度升高而增强，2.5 mg/mL时白藜麦为58.87%，黑藜麦为50.24%。二者单糖组成相似但摩尔比不同，导致氢原子供体能力差异。

**3.5 多糖的ABTS自由基清除能力**
ABTS•+清除率在2.5 mg/mL时白藜麦为45.87%，黑藜麦为40.30%。白藜麦多糖的优越性可能源于较高的糖醛酸含量、特定单糖组成及较低分子量带来的较高灵活性。

**3.6 多糖的体外消化酶抑制活性**
白藜麦多糖对α-葡萄糖苷酶抑制率（1 mg/mL时59.16%）和α-淀粉酶抑制率（49.52%）均显著高于黑藜麦（51.23%和42.71%）。对α-葡萄糖苷酶的抑制强于α-淀粉酶，这一选择性有利于管理餐后血糖并减少胃肠道副作用。

**总结与讨论**
研究表明，白藜麦多糖在提取率和生物活性方面均为更优来源。种子颜色可作为初步筛选高价值藜麦品种的实用表型标记。研究结论指出：白藜麦多糖在抗氧化和降血糖功能食品开发中具有应用前景，但所有结果均基于体外实验，需进一步开展体内研究验证并阐明机制。此外，详细的化学结构表征（如分子量分布、单糖组成、糖苷键分析）对于建立更清晰的构效关系至关重要。本研究为基于颜色的藜麦多糖在营养保健品和功能食品中的定向利用提供了理论基础和实践指导。