《Foods》：Effects of Household Processing on Rutin and Fagopyrin F in Common and Tartary Buckwheat
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荞麦含有黄酮类化合物芦丁（rutin）和光敏剂荞麦碱F（fagopyrin F）。本研究比较了多种家庭加工方式，以确定如何在减少荞麦碱F含量的同时限制芦丁的损失。普通荞麦（common buckwheat, CB）和苦荞（Tartary buckwheat,
荞麦含有黄酮类化合物芦丁（rutin）和光敏剂荞麦碱F（fagopyrin F）。本研究比较了多种家庭加工方式，以确定如何在减少荞麦碱F含量的同时限制芦丁的损失。普通荞麦（common buckwheat, CB）和苦荞（Tartary buckwheat, TB）籽粒采用七种家庭加工方式进行处理：水煮、蒸制、微波加热、平底锅焙炒、烘箱加热、油炸和空气炸制。可提取酚类含量（extractable phenolic content, EPC）和总黄酮含量（total flavonoid content, TFC）采用比色法测定；芦丁和荞麦碱F分别通过超高效液相色谱-紫外检测（ultra-performance liquid chromatography with ultraviolet detection, UPLC-UV）和串联质谱（tandem mass spectrometry, UPLC-MS/MS）进行定量。在CB中，蒸制和若干干热加工处理提高了芦丁的测定含量。在TB中，微波加热120秒、180 °C烘箱加热5分钟及180 °C空气炸制5分钟可使芦丁含量保持在对照的95.7%至105.9%。所有加工处理均降低了荞麦碱F的测定含量。降幅最大者见于中火平底锅焙炒、200 °C烘箱加热、190 °C油炸以及180–200 °C空气炸制。在相应的加工条件下，CB中荞麦碱F的相对降幅大于TB。在所有可计算条件下，芦丁与荞麦碱F的比值均有所提高。这些结果为选择能够在减少荞麦碱F的同时限制芦丁损失的加工条件提供了依据。
**家庭加工对普通荞麦和苦荞中芦丁与荞麦碱F影响的研究解读**
**一、研究背景与问题提出**
荞麦（buckwheat）是蓼科（Polygonaceae）的一种无麸质假谷物（pseudocereal），富含膳食纤维、蛋白质和酚类化合物。普通荞麦（common buckwheat, CB；学名Fagopyrum esculentum）和苦荞（Tartary buckwheat, TB；学名Fagopyrum tataricum）是两个主要栽培种。芦丁（rutin）是荞麦中标志性的黄酮醇糖苷，TB的芦丁含量通常远高于CB。荞麦籽粒通常须经加工后方可食用，因此加工过程中芦丁测定含量的变化对于荞麦食品的组分评价具有重要意义。
荞麦还含有荞麦碱类物质（fagopyrins），这是一组结构上与金丝桃素（hypericin）相关的萘并二蒽酮类光敏剂。荞麦碱F（fagopyrin F）是在CB和TB组织中均已鉴定出的主要荞麦碱之一。荞麦中毒（fagopyrism）主要报道于动物摄入富含荞麦碱的荞麦物料后接受光照的情形，而在人类中报道罕见，定量的人体毒性数据仍然有限。然而，鉴于其潜在的光毒性，在荞麦加工中降低残留荞麦碱的含量可能对食品应用具有积极意义。
食品加工可能通过热降解、酶促转化、浸出、氧化、基质破坏及可提取性改变等方式影响酚类化合物的测定含量。已有研究报道水煮、蒸制、微波加热和焙炒后荞麦酚类物质谱及芦丁含量的变化，且呈现物种依赖性和方法依赖性。也有研究报道蒸制TB籽粒后总荞麦碱含量的降低。然而，在CB和TB两种荞麦中，针对多种家庭加工方式下单个荞麦碱F和芦丁的直接比较研究仍然有限。芦丁和荞麦碱F的绝对含量描述了这两种化合物对加工各自的响应，但不能反映两者是否以同等程度发生变化。因此，本研究引入芦丁与荞麦碱F比值（rutin-to-fagopyrin F ratio），用以比较加工过程中两种化合物的相对变化。
**二、研究目的与意义**
本研究对CB和TB籽粒进行了七种家庭加工方式的评价，以可提取酚类含量（extractable phenolic content, EPC）和总黄酮含量（total flavonoid content, TFC）作为辅助指标，采用超高效液相色谱-紫外检测（UPLC-UV）和串联质谱（UPLC-MS/MS）分别对芦丁和荞麦碱F进行定量。研究旨在比较物种依赖性和处理依赖性下芦丁与荞麦碱F的变化，并确定能够减少荞麦碱F含量同时限制芦丁损失的加工条件。该研究为荞麦食品的家庭加工提供了科学依据，有助于在保留功能性黄酮的同时降低潜在光敏风险。
**三、关键技术方法概要**
研究人员采用七种家庭加工方式处理脱壳的CB和TB籽粒：水煮（boiling，沸水浸没3–9分钟）、蒸制（steaming，家用蒸锅3–9分钟）、微波加热（microwave heating，700 W，30–180秒）、平底锅焙炒（pan roasting，低火和中火各3分钟）、烘箱加热（oven heating，140–200 °C，5–10分钟）、油炸（deep frying，大豆油，160和190 °C）和空气炸制（air frying，180–200 °C，5–10分钟）。加工后的样品经冷冻干燥并磨粉，以99.5%乙醇于75 °C水浴提取1小时。EPC采用福林-酚比色法（Folin–Ciocalteu法）测定并以没食子酸当量（gallic acid equivalents, GAE）表示；TFC采用氯化铝比色法测定并以槲皮素当量（quercetin equivalents, QE）表示。荞麦碱F通过UPLC-MS/MS以多反应监测（multiple reaction monitoring, MRM）模式、正离子电喷雾电离（[M+H]
+）和定量离子对m/z 671.3 → 654.3进行测定，参考标准为纯度92.3±0.1%的荞麦碱F富集组分。芦丁在相同UPLC条件下分离并于353 nm紫外检测定量。每种处理独立重复三次，每个重复单独提取和分析，以独立样本t检验比较各处理条件与未处理对照的差异。
**四、主要研究结果**
**（一）可提取酚类含量和总黄酮含量**
未处理CB和TB的EPC分别为1.87和5.64 mg GAE/g，TFC分别为2.00和6.55 mg QE/g。TB在任何条件下的EPC和TFC均高于CB。在CB中，水煮3–9分钟使EPC降至1.24–1.33 mg GAE/g，而大多数无直接水浸的处理提高了EPC测定值，油炸产生的EPC最高，在160和190 °C分别达3.59和3.75 mg GAE/g。TFC在大多数条件下保持接近对照水平，而200 °C烘箱加热5分钟及油炸使TFC升高，油炸样品可达约4.10 mg QE/g。在TB中，水煮6和9分钟、微波150秒及低火焙炒后EPC降低，水煮9分钟时EPC最低（3.60 mg GAE/g）。TFC在水煮、两种焙炒处理及若干蒸制、微波、烘箱和空气炸制条件下降低。油炸未显著影响TB的EPC或TFC。油炸CB中TFC约两倍的增长超过了芦丁含量的增幅比例，提示黄酮组成和可提取性的变化可能促进了TFC的增高，而非芦丁含量的等比例增加。
**（二）芦丁含量的变化**
未处理CB和TB的芦丁含量分别为65.35和5004.33 μg/g，TB芦丁含量约为CB的77倍。在CB中，水煮未显著影响芦丁测定含量，蒸制使芦丁升高至82.86–87.36 μg/g。微波30–90秒使芦丁降低，而120和180秒使芦丁分别升至74.05和83.14 μg/g。中火焙炒使芦丁升至113.24 μg/g。烘箱加热、油炸和空气炸制总体上随处理强度增加而提高芦丁含量，CB中最高值为空气炸制200 °C、10分钟后的116.79 μg/g。在TB中，水煮使芦丁从3分钟的4083.27 μg/g降至9分钟的2543.80 μg/g，蒸制同样降低了芦丁含量。微波90–180秒造成芦丁显著降低。中火焙炒和190 °C油炸较低火焙炒和160 °C油炸导致更低的芦丁含量。烘箱加热和空气炸制的效应取决于温度：140–180 °C若干条件下芦丁保持接近或高于未处理值，但200 °C时降低，尤其在烘箱加热10分钟后。CB和TB芦丁响应的鲜明差异表明，加工效应不能仅归因于温度，初始芦丁含量、籽粒结构、水合作用、内源酶活性和热传递速率可能共同影响加工后的测定含量。
**（三）荞麦碱F含量的变化**
未处理CB和TB的荞麦碱F含量分别为22.65和29.00 μg/g。每一种加工条件均降低了荞麦碱F的测定含量。在CB中，水煮使荞麦碱F从3分钟的11.03 μg/g降至9分钟的2.83 μg/g，蒸制降至3.21–3.95 μg/g，微波加热后为2.15–5.88 μg/g。中火焙炒、200 °C烘箱加热及180–200 °C空气炸制后荞麦碱F未检出。油炸使含量降至约2.1–2.3 μg/g。在TB中，荞麦碱F在所有处理后仍可检出，其含量通常随处理时间、温度或火力强度的增加而降低：微波加热从30秒的18.20 μg/g降至180秒的7.68 μg/g；烘箱加热10分钟从140 °C的19.40 μg/g降至200 °C的2.58 μg/g；中火焙炒和190 °C油炸分别为4.94和3.52 μg/g。在两种荞麦均可检出的条件下，CB中荞麦碱F的相对降幅更大；在其余条件下，CB中荞麦碱F未检出而TB中仍可检出，这可能归因于两种荞麦在蛋白质、淀粉、脂质及膳食纤维组成上的差异所导致的基质效应。
**（四）相对含量与芦丁-荞麦碱F比值**
未处理CB和TB的芦丁与荞麦碱F比值分别为2.89和172.6。在CB中，水煮使芦丁保持在对照的99.2%–102.5%，荞麦碱F降至12.5%–48.7%，比值从3分钟的6.0升至9分钟的23.7。蒸制后芦丁为对照的126.8%–133.7%，荞麦碱F为14.2%–17.4%，比值达21.4–27.2。在可量化荞麦碱F的处理中，CB最高比值见于180 °C烘箱10分钟（47.8）和190 °C油炸（45.9）。中火焙炒、200 °C烘箱加热及180–200 °C空气炸制后因荞麦碱F未检出而无法计算比值。在TB中，水煮同时降低了两种化合物。微波加热过程中比值从275.2升至549.1。烘箱5分钟加热使芦丁保持在TB对照的94.5%–99.9%，荞麦碱F降至27.4%–71.1%。200 °C烘箱10分钟和190 °C油炸产生最高比值（1423.7和826.8），但芦丁分别降至对照的73.4%和58.2%。在所有可计算条件下，比值均有所提高，但最高比值并不对应于最高的芦丁含量。
**五、讨论总结与研究结论**
CB中蒸制和若干干热加工后芦丁测定含量的升高可能反映了提取溶剂可及性的提高：水合作用和加热过程中的结构变化可能增加了在未处理籽粒中较难提取的芦丁的回收。TB蒸煮过程中芦丁的降低则可能涉及水相转移和内源芦丁降解酶（rutinosidase）的作用——水合可使芦丁与酶在热力彻底灭活该酶之前发生接触。140–180 °C的干热加工可能使该酶失活并提高芦丁可提取性，而后直接热损失才成为主导因素。荞麦碱F在湿法和干法加工中均降低，其在蒸制后的显著降低表明直接水浸并非必要条件。微波和烘箱加热中荞麦碱F随处理时间或温度升高而降低的模式，以及亚临界水处理中报道的降低趋势，均与荞麦碱类物质的热致损失或转化相一致。CB和TB在基质组成上的差异可能导致热传导、基质破坏程度以及荞麦碱F在籽粒内结合状态或可提取性的不同，从而产生物种依赖性的差异降幅。芦丁与荞麦碱F比值的增加可能源于荞麦碱F的大幅降低而芦丁变化甚微，也可能源于两者同时降低但荞麦碱F降幅更大；因此比值须结合两种化合物的相对含量进行解读。
**研究结论**：家庭加工在所有受试条件下均降低了荞麦碱F的测定含量，而芦丁的响应在CB和TB之间存在差异。在CB中，蒸制和若干干热加工维持或提高了芦丁测定含量。在TB中，微波加热120秒、180 °C烘箱加热5分钟及180 °C空气炸制5分钟可在降低荞麦碱F的同时使芦丁保持接近对照水平，而200 °C烘箱加热10分钟和190 °C油炸则导致较严重的芦丁损失。芦丁与荞麦碱F比值在所有可计算条件下均有所提高，但最高比值并不对应最高的芦丁含量。这些结果为选择能够减少荞麦碱F且限制芦丁损失的物种特异性加工条件提供了依据。
