闕淼琳，蔣玉蓉，曹美麗，陳 琪，魏述英，陸國權(quán)（浙江農(nóng)林大學(xué)農(nóng)業(yè)與食品科學(xué)學(xué)院，浙江 臨安 311300）

響應(yīng)面試驗優(yōu)化藜麥種子多酚提取工藝及其品種差異

闕淼琳，蔣玉蓉*，曹美麗，陳 琪，魏述英，陸國權(quán)*
（浙江農(nóng)林大學(xué)農(nóng)業(yè)與食品科學(xué)學(xué)院，浙江 臨安 311300）

利用響應(yīng)面分析法對藜麥種子多酚的提取工藝進行優(yōu)化。在單因素試驗的基礎(chǔ)上，選取乙醇體積分?jǐn)?shù)、料液比、浸提溫度進行三因素三水平的Box-Behnken研究，并運用Design-Expect 8.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行分析，通過響應(yīng)面分析法對提取條件進行了優(yōu)化。結(jié)果顯示，藜麥種子多酚的最佳提取條件為：料液比1∶40（g/mL）、浸提溫度84 ℃、乙醇體積分?jǐn)?shù)56%。在此條件下品種“PI634920”多酚提取量為2.273 mg/g。各因素對多酚提取量的影響程度依次為：乙醇體積分?jǐn)?shù)＞浸提溫度＞料液比。同時發(fā)現(xiàn)藜麥種子多酚含量存在明顯的品種間差異，其中品種“PI596293”的多酚含量最高，達2.72 mg/g。

藜麥；多酚提?。豁憫?yīng)面分析；工藝優(yōu)化；品種差異

藜麥（Chenopodium quinoa）原產(chǎn)于南美洲安第斯山區(qū)，是一年生的藜科草本植物，已有5 000多年種植歷史[1]。藜麥種子不含膽固醇，低脂（6%），低熱量，低糖，含有多種氨基酸和礦物質(zhì)，其中包括人體必需從外界攝取的9 種氨基酸，比例均衡且易于吸收，是糖尿病患者、素食主義者、孕嬰理想安全的堿性食品[2-4]。藜麥屬于植物性食物卻含有完全蛋白質(zhì)且含量高達16%～22%，其品質(zhì)可與奶粉、肉類相媲美[5]。聯(lián)合國糧農(nóng)組織認為藜麥?zhǔn)俏ㄒ灰环N可滿足人體基本營養(yǎng)需求的單體植物，正式推薦藜麥為最適宜人類食用的完美營養(yǎng)食品，并列入全球十大營養(yǎng)品之一[6-7]。此外，藜麥能較好地適應(yīng)極端氣候條件，對鹽堿、干旱、霜凍、病蟲害等的抗性能力都很強，植株在自然肥力低的情況下仍能生長良好，是亞洲和非洲由于集約化生產(chǎn)而日益嚴(yán)重的鹽漬地和干旱地的一種潛在的替代作物[8-9]。

植物多酚是廣泛存在于植物體內(nèi)的天然次生代謝產(chǎn)物，具有抑制心血管疾病、抗氧化、延緩衰老、抗腫瘤、抗菌、抗病毒以及抗輻射等活性，研究和開發(fā)植物多酚類化合物已經(jīng)成為一大熱點[10-13]。研究者已用不同方法在葡萄（Vitis vinifera L.）[14-15]、桑葚（Fructus mori L.）[16]、山核桃（Carya cathayensis Sarg.）[17]、燕麥（Avena sativa L.）[18-19]、高粱（Sorghum bicolor Pers.）[19]等中進行了多酚提取和含量的測定。藜麥的營養(yǎng)和開發(fā)利用價值在最近幾十年來得到了人們廣泛的認識和重視[1,5]。Pasko等[20]研究發(fā)現(xiàn)藜麥種子及新芽中有較多的總多酚，且其含量與抗氧化能力呈正相關(guān)。Alvarez-Jubete[21]、Hirose[22]等對藜麥總多酚成分進行分析，結(jié)果表明藜麥總多酚中含有槲皮素、山奈酚、原兒茶酚、香草酸及其衍生物、咖啡酸衍生物等，其中以槲皮素和山奈酚含量最多。更值得一提的是，藜麥中大約80%的多酚化合物在體外仍具有生物活性[23]。我國自1987年由西藏自治區(qū)農(nóng)牧學(xué)院和西藏農(nóng)科開始引種實驗研究，現(xiàn)在西安、山西、青海、四川等地區(qū)已有規(guī)模化種植[24]。目前藜麥的研究主要集中在生物學(xué)特性[2,25]、化學(xué)成分[5,26]、抗逆生理特性[8,27]等方面。然而國內(nèi)外關(guān)于藜麥多酚的提取研究和報道甚少。本實驗以沒食子酸為標(biāo)準(zhǔn)物，采用福林-酚法測定藜麥種子多酚含量，并用響應(yīng)面法優(yōu)化藜麥多酚的提取工藝，同時比較了20 個藜麥品種間種子多酚含量的差異，為藜麥多酚類物質(zhì)的開發(fā)和高多酚含量資源的篩選提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

選用已本土化栽培3 a，農(nóng)藝性狀較好的藜麥品種“PI634920”為材料，進行多酚提取條件的優(yōu)化研究。同時選取其他19 個藜麥品種：“TEMUCO QUINOA TRADI TIONAL”、“QuinoaB. Rain Sow”、“Temuco”、“1591 Quinoa Cherry”、“Tomico Quinoa”、“CQ-TEMVCC（夭瑪）”、“PI596293”、“#963 chenopodium quinoa‘Red’”、“PI614929”、“Vanilla”、“Tumuco(7)hybrids”、“浙藜-41”、“浙藜-42”、“浙藜-43”、“浙藜-44”、“浙藜-45”、“浙藜-46”、“浙藜-47”、“浙藜-48”。所有材料均由青海海西海杭生態(tài)農(nóng)業(yè)科技有限公司和浙江農(nóng)林大學(xué)提供，2014年種植于本校觀塘農(nóng)場。

沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品、Folin-Ciocalteu’s顯色劑 上海源葉生物科技有限公司；無水乙醇、無水碳酸鈉（均為分析純） 生工生物工程上海（股份）有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

T6新世紀(jì)紫外-可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；DHG9123A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海精宏實驗設(shè)備有限公司；TP-214電子天平 丹佛儀器有限公司；XMTD-6000恒溫水浴鍋 上海申勝生物技術(shù)有限公司；SHZ-DⅢ予華牌循環(huán)水真空泵 鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司；常規(guī)冷凝裝置 杭州歐爾柏維科技有限公司；手提式高速中藥粉碎機 上海新諾儀器廠；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 東京理化器械株式會社。

1.3 方法

1.3.1 沒食子酸工作曲線的繪制

準(zhǔn)確稱取沒食子酸對照品10 mg，用60%乙醇溶液溶解并定容至10 mL，其質(zhì)量濃度為1 mg/mL。精密吸取沒食子酸對照液0、0.04、0.08、0.16、0.24、0.32、0.40、0.48、0.56 mL于10 mL容量瓶并用60%乙醇溶液定容，得質(zhì)量濃度分別為0、4、8、16、24、32、40、48、56 mg/L的沒食子酸待測溶液。準(zhǔn)確吸取每個質(zhì)量濃度的待測液0.2 mL，分別加入3 mL飽和碳酸鈉溶液和1 mL福林-酚顯色劑搖勻，黑暗處理、室溫條件下反應(yīng)1 h，于765 nm波長處測定其吸光度。以吸光度與沒食子酸質(zhì)量濃度求得回歸方程，繪出沒食子酸對照品工作曲線。所得回歸方程：Y＝0.006 4X－0.006 6，式中：Y為吸光度；X為質(zhì)量濃度/（mg/L）；R2＝0.999 1。

1.3.2 藜麥多酚的提取及其含量測定

取藜麥種子，35 ℃烘干后充分粉碎成粉末過0.5 mm孔篩，密封干燥備用。精密稱取“PI634920”品種的粉末樣品0.2 g，按一定料液比加入乙醇溶液，采用水浴回流加熱法進行提取，冷卻后于3 000 r/min離心15 min，抽濾，取澄清液用60%乙醇溶液定容至10 mL（V1）得到總多酚測試樣液。取樣液0.2 mL，采用和標(biāo)準(zhǔn)曲線制作相同的方法測定樣品中總多酚的含量，以沒食子酸計。多酚提取量按下式計算：

式中：M為藜麥粉質(zhì)量/g；A為所測得吸光度。

1.3.3 單因素試驗

選擇浸提溫度（55、65、75、85、95 ℃）、乙醇體積分?jǐn)?shù)（50%、60%、70%、80%、90%）、料液比（1∶20、1∶30、1∶40、1∶50、1∶60）做單因素試驗，分別考察這3 個因素對藜麥種子多酚提取的影響。

1.3.4 提取工藝響應(yīng)面試驗優(yōu)化

根據(jù)Box-Behnken試驗設(shè)計原理進行三因素三水平試驗設(shè)計，利用Design-Expert 8.0軟件進行數(shù)據(jù)擬合優(yōu)化藜麥種子多酚提取工藝。在單因素試驗的基礎(chǔ)上，自變量的試驗水平分別以－1、0、1進行編碼，共設(shè)計17 個試驗點，其中12 個為析因點，5 個為區(qū)域的中心零點，用來估計試驗誤差。試驗因素和水平見表1。

表1 響應(yīng)面試驗水平因素Table 1 Factors and their coded levels used in experimental design for response surface methodology

1.3.5 藜麥種子多酚含量的品種間差異分析

采用響應(yīng)面優(yōu)化所得的最佳試驗方案，對所選的20 個品種的種子進行多酚含量測定，以明確藜麥種子多酚含量的品種間差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗結(jié)果

2.1.1 浸提溫度對藜麥種子多酚提取量的影響

溫度是影響提取量的重要因素，在乙醇體積分?jǐn)?shù)60%、料液比1∶40、浸提1 h的條件下，不同浸提溫度對藜麥多酚提取效果的影響見圖1。

圖1 浸提溫度對多酚提取量的影響Fig.1 Effect of extraction temperature on the yield of polyphenols

從圖1可以看出，隨著溫度上升，多酚提取量呈緩慢上升趨勢；當(dāng)提取溫度達到85 ℃時，多酚提取量達到一個峰值，為2.25 mg/g。繼續(xù)升高溫度，多酚提取量開始下降，且下降趨勢明顯。因此，選擇85 ℃左右的浸提溫度為宜。

2.1.2 乙醇體積分?jǐn)?shù)對藜麥多酚提取量的影響

乙醇價格低廉，易得，無毒，選擇性好，極性較高，對酚類物質(zhì)有較高的溶解度。選擇乙醇溶液作為提取劑，在料液比1∶40、恒溫水浴85 ℃、浸提1 h的條件下，研究其最優(yōu)浸提體積分?jǐn)?shù)。

圖2 乙醇體積分?jǐn)?shù)對多酚提取量的影響Fig.2 Effect of alcohol concentration on the yield of polyphenols

如圖2所示，隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)增加，多酚提取量呈先上升后下降的趨勢，而在60%處時達到2.25 mg/g，比在70%處高出0.017 mg/g。其后隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)升高，多酚提取量呈下降趨勢，這是因為植物體內(nèi)的水溶性多酚分布在細胞的液泡中，而非水溶性的多酚物質(zhì)存在于細胞壁上，且多與蛋白質(zhì)或多糖類物質(zhì)以氫鍵結(jié)合。低體積分?jǐn)?shù)的乙醇溶液可以進入細胞內(nèi)部，而高體積分?jǐn)?shù)的乙醇會引起蛋白質(zhì)變性，阻止多酚類物質(zhì)的傳質(zhì)過程，從而降低多酚的提取量[28]；故選取浸提乙醇體積分?jǐn)?shù)60%。

2.1.3 料液比對藜麥多酚提取量的影響

圖3 料液比對多酚提取量的影響Fig.3 Effect of solid/liquid ratio on the yield of polyphenols

以60%的乙醇為提取劑，85 ℃恒溫水浴60 min，研究藜麥多酚最佳提取料液比。如圖3所示，開始提取時，多酚提取量隨著溶劑用量的增加而直線增加，當(dāng)料液比達1∶40時，多酚提取量達到最高，為2.24 mg/g。料液比在1∶40之后時，多酚提取量開始下降，所以提取最適料液比為1∶40。

2.2 響應(yīng)面試驗結(jié)果

2.2.1 響應(yīng)面試驗方案及結(jié)果

利用Design-Expert 8.0軟件進行數(shù)據(jù)擬合，試驗設(shè)計與結(jié)果見表2。

表2 Box-Behnken試驗設(shè)計及結(jié)果Table 2 Box-Behnken design with experimental and predicted results for response surface methodology

2.2.2 模型的建立與顯著性檢驗

利用Design-Expert 8.0軟件對表2數(shù)據(jù)進行多元回歸擬合，獲得藜麥多酚提取量（Y）對自變量浸提溫度（A）、乙醇體積分?jǐn)?shù)（B）、料液比（C）的二元多項回歸模型方程：Y=2.25－0.042A－0.076B－7.5×10－4C＋8.5×10－3AB－2.25×10－3AC－0.054BC－0.15A2－0.11B2－0.20C2。該方程中各項系數(shù)絕對值的大小直接反映各因素對響應(yīng)值的影響程度，系數(shù)的正、負反映了影響的方向[29]。由于該方程的二次項系數(shù)均為負值，可以推斷方程代表的拋物面開口向下，因而具有極大值點，可以進行優(yōu)化分析。由方程的一次項系數(shù)可以得出影響藜麥多酚提取量的因素的主次順序為乙醇體積分?jǐn)?shù)＞浸提溫度＞料液比。對該模型進行方差分析，結(jié)果見表3。

表3 回歸模型方差分析表Table 3 Analysis of variance of the regression model

由表3可以看出，A、B、A2、B2、C2對響應(yīng)值的影響達到極顯著水平，三因素兩兩交互中BC項P＜0.01，說明乙醇體積分?jǐn)?shù)和料液比兩因素的交互作用影響極顯著。

從整體分析，模型P＜0.000 1，表明該二次多項回歸模型極顯著；失擬檢驗項P值不顯著，表明模型與實際情況擬合較好。R2=0.995 3，說明預(yù)測值和實測值之間具有高度的相關(guān)性，CV值為0.83%，說明模型方程能夠很好地反映真實的試驗值（=0.989 2）。

2.2.3 響應(yīng)面優(yōu)化分析

等高線圖可以直觀地反映兩變量交互作用的顯著程度，圓形表示兩因素交互作用不顯著，而橢圓形與之相反[30]。根據(jù)回歸方程繪制響應(yīng)面見圖4。

圖4 各因素交互作用對多酚提取量的等高線和響應(yīng)面圖Fig.4 Contour and response surface plots for the effects of different factors on the extraction rate of polyphenols

圖4a等高線顯示，料液比處于0水平時，浸提溫度和乙醇體積分?jǐn)?shù)的交互作用并不強，當(dāng)固定浸提溫度時，隨著乙醇體積分?jǐn)?shù)的增加，多酚提取量也增大，但增大到一個峰值后又開始緩慢下降；響應(yīng)面圖顯示，多酚提取量在浸提溫度的－1～0水平和乙醇體積分?jǐn)?shù)的－1～0水平之間有最大值。圖4b顯示，乙醇體積分?jǐn)?shù)處于0水平時，浸提溫度與料液比的交互作用較弱，由等高線圖可知，料液比對多酚提取量影響相對較小，乙醇體積分?jǐn)?shù)和料液比的交互作用顯著。比較圖4b和圖4c，說明乙醇體積分?jǐn)?shù)對多酚提取量影響比浸提溫度要高，再比較圖4a與圖4c可知，浸提溫度對多酚提取量的影響較料液比顯著，這與方差分析的結(jié)果一致。且多酚提取量在料液比0～1水平之間有最大值。如圖4c所示，浸提溫度處于0水平，當(dāng)固定乙醇體積分?jǐn)?shù)時，多酚提取量隨溶劑用量的增加先增大后降低；當(dāng)固定料液比時，多酚提取量隨乙醇體積分?jǐn)?shù)也呈先增后降的趨勢，但后者幅度明顯大于前者。這也與單因素分析結(jié)果一致。

由Design-Expert 8.0軟件得出的多酚的最佳提取條件為：料液比1∶40.48、浸提溫度83.51 ℃、乙醇體積分?jǐn)?shù)56.36%。此條件下模型預(yù)測的最大提取量為2.271 mg/g。考慮到實際操作的局限性，將理論值修正為料液比1∶40、浸提溫度84 ℃、乙醇體積分?jǐn)?shù)56%。此條件下做驗證實驗，所得的多酚提取量為2.273 mg/g，與理論值2.271 mg/g接近，說明該模型能較好地預(yù)測實際提取量。

2.3 藜麥種子多酚含量的品種間差異

采用上述優(yōu)化后的最佳方案，于84 ℃條件下，用體積分?jǐn)?shù)為56%的乙醇溶液以料液比1∶40對供試的20 個品種進行多酚含量測定，品種信息和測得結(jié)果如表4所示。

表4 20個藜麥品種的種子多酚含量Table 4 Polyphenol contents of 20 quinoa varieties

由表4可知，藜麥種子多酚含量在不同品種間存在較大差異，變異幅度為1.89～2.72 mg/g，平均含量為2.30 mg/g，變異系數(shù)為10.9%。Hirose等[22]研究的日本栽培的藜麥種子的多酚含量約在1.5～2.5 mg/g之間，與本研究所測得的多酚含量接近。在20 個藜麥引種品種中，品種“PI596293”的種子多酚含量最高，其次依次是品種“TEMUCO QUINOA TRADI TIONAL”、“Temuco”、“CQ-TEMVCC（夭瑪）”和“浙藜-45”，上述品種與蘋果渣的多酚含量相近[31]。而種子多酚含量最低的是品種“浙藜-43”和“浙藜-44”，分別為1.96 mg/g和1.89 mg/g。由實驗數(shù)據(jù)得知，通過適當(dāng)?shù)挠N改良途徑和方法，可以篩選到多酚含量較高的藜麥品種。

3 結(jié) 論

響應(yīng)面分析結(jié)果表明，提取藜麥種子多酚的最佳組合為：乙醇體積分?jǐn)?shù)56%、浸提溫度84 ℃、料液比1∶40。各因素對多酚提取量的影響程度依次為：乙醇體積分?jǐn)?shù)＞浸提溫度＞料液比。此提取條件下實測多酚提取量為2.273 mg/g，與理論值相差0.002 mg/g?；貧w分析和驗證實驗表明該響應(yīng)面法合理、可行。研究結(jié)果表明，藜麥種子多酚的含量存在明顯的品種間差異，其中品種“PI596293”的多酚含量最高，達到2.72 mg/g，而品種“浙藜-44”多酚含量最低，僅為1.89 mg/g。從產(chǎn)地而言，南美品種藜麥的種子多酚含量較浙藜系列品種平均高出0.22 mg/g。不同品種藜麥種子的多酚含量差異是否與其產(chǎn)地或者種皮色澤有關(guān)還尚待研究。

[1] STIKIC R, GLAMOCLIJA D, DEMIN M, et al. Agronomical and nurtional evaluation of quinoa seed (Chenopodium quinoa Willd.) as an ingredient in bread formulations[J]. Journal of Cereal Science, 2012, 55: 132-138. DOI:10.1016/j.jcs.2011.10.010.

[2] MENEGUETTI Q A, BRENZAN M A, BATISTA M R, et al. Biological effects of hydrolyzed quinoa extract from seeds of Chenopodium quinoa Willd.[J]. Journal of Medicinal Food, 2011, 14(6): 653-657. DOI:10.1089/jmf.2010.0096.

[3] 王黎明, 馬寧, 李頌, 等. 藜麥的營養(yǎng)價值及其利用前景[J]. 食品工業(yè)科技, 2014, 35(1): 381-385.

[4] REPO-CARRASCO-VALENCIA R A, ENCINA C R, BINAGHI M J, et al. Effects of roasting and boiling of quinoa, kiwicha and ka?iwa on composition and availability of minerals in vitro[J]. Journal of the Science of Food and Agriculture, 2010, 90(12): 2068-2073. DOI:10.1002/jsfa.4053.

[5] JAMES L E A. Quinoa (Chenopodium quinoa Willd.): composition, chemistry, nutritional, and functional properties[J]. Advances in Food and Nutrition Research, 2009, 58: 1-31. DOI:10.1016/S1043-4526(09)58001-1.

[6] ABUGOCH L E, ROMERO N, TAPIA C A, et al. Study of some physicochemical and functional properties of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) protein isolates[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2008, 56(12): 4745-4750. DOI:10.1021/jf703689u.

[7] WHITE P, ALVISTUR E, DIAZ C, et al. Nutrient content and protein quality and cafiihua, edible seed products of the Andes mountains[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 1995, 3(6): 351-355. DOI:10.1021/jf60052a009.

[8] JACOBSEN S E, MUJICA A, JENSEN C R. The resistance of quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) to adverse abiotic factors[J]. Food Reviews International, 2003, 19(1/2): 99-109. DOI:10.1081/FRI-120018872.

[9] 陸敏佳, 蔣玉蓉, 陳國林, 等. 藜麥葉片黃酮類物質(zhì)的提取及基因型差異[J]. 浙江農(nóng)林大學(xué)學(xué)報, 2014, 31(4): 534-540. DOI:10.11833/ j.issn.2095-0756.2014.04.007.

[10] CHEN T, LI J J, CHEN L L, et al. Anti-hyperplasia effects of Rosa rugosa polyphenols in rats with hyperplasia of mammary gland[J]. Environmental Toxicology and Pharmacology, 2015, 39(2): 990-996. DOI:10.1016/j.etap.2015.02.014.

[11] FANTINI M, BENVENUTO M, MASUELLI L, et al. In vitro and in vivo antitumoral effects of combinations of polyphenols, or polyphenols and anticancer drugs: perspectives on cancer treatment[J]. International Journal of Molecular Sciences, 2015, 16(5): 9236-9282. DOI:10.3390/ijms16059236.

[12] LIU Y B, WANG P P, CHEN F, et al. Role of plant polyphenols in acrylamide formation and elimination[J]. Food Chemistry, 2015, 186: 46-53. DOI:10.1016/j.foodchem.2015.03.122.

[13] 郝婕, 王艷輝, 董金皋. 金絲小棗多酚提取物的生理功效研究[J]. 中國食品學(xué)報, 2008, 8(5): 22-27. DOI:10.3969/ j.issn.1009-7848.2008.05.004.

[14] 汪成東, 張振文, 宋士任. 葡萄多酚物質(zhì)提取方法的研究[J].西北植物學(xué)報, 2004, 24(11): 2131-2135. DOI:10.3321/ j.issn:1000-4025.2004.11.029.

[15] 黨艷艷, 郭禹熙, 曹文靜, 等. 葡萄籽多酚類物質(zhì)的鹽析萃取[J]. 化工學(xué)報, 2014, 65(8): 3048-3053. DOI:10.3969/ j.issn.0438-1157.2014.08.028.

[16] 李巨秀, 王柏玉. 福林-酚比色法測定桑葚中總多酚[J]. 食品科學(xué), 2009, 30(18): 292-295.

[17] 房祥軍, 郜海燕, 陳杭君. 正交試驗法優(yōu)化山核桃仁中總多酚的提取工藝參數(shù)研究[J]. 中國食品學(xué)報, 2009, 9(1): 153-157. DOI:10.3969/j.issn.1009-7848.2009.01.026.

[18] 李巨秀, 胡新中, 寇玉, 等. 二次回歸正交旋轉(zhuǎn)設(shè)計優(yōu)化燕麥多酚化合物提取工藝[J]. 食品科學(xué), 2009, 30(22): 197-201. DOI:10.3321/ j.issn:1002-6630.2009.22.044.

[19] 張海暉, 段玉清, 倪燕, 等. 谷物中多酚類化合物提取方法及抗氧化效果研究[J]. 中國糧油學(xué)報, 2008, 23(6): 107-111.

[20] PASKO P, BARTON H, ZAGRODZKI P, et al. Anthocyanins, total polyphenols and antioxidant activity in amaranth and quinoa seeds and sprouts during their growth[J]. Food Chemistry, 2009, 115(3): 994-998. DOI:10.1016/j.foodchem.2009.01.037.

[21] ALVAREZ-JUBETE L, WIJNGAARD H, ARENDT E K, et al. Polyphenol composition and in vitro antioxidant activity of amaranth, quinoa, buckwheat and wheat as affected by sprouting and backing[J]. Food Chemistry, 2010, 119(2): 770-778. DOI:10.1016/ j.foodchem.2009.07.032.

[22] HIROSE Y, FUJITA T, ISHILL T, et al. Antioxidative properties and flavonoid composition of Chenopodium quinoa seeds cultivated in Japan[J]. Food Chemistry, 2010, 119(4): 1300-1306. DOI:10.1016/ j.foodchem.2009.09.008.

[23] LINDEBOOM N, CHANG P R, FALK K C, et al. Characteristics of starch from eight quinoa lines[J]. Cereal Chemistry, 2005, 82(2): 216-222. DOI:10.1094 / CC-82-0216.

[24] 陸敏佳, 蔣玉蓉, 陸國權(quán), 等. 利用SSR標(biāo)記分析藜麥品種的遺傳多樣性[J]. 核農(nóng)學(xué)報, 2015, 20(2): 260-269. DOI:10.11869/ j.issn.100-8551.2015.02.0260.

[25] 貢布扎西, 旺姆, 張崇璽, 等. 南美蔡在西藏的生物學(xué)特性表現(xiàn)[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報, 1994, 7(3): 54-62.

[26] OGUNG H N. Nutritional evaluation and functional properties of quinoa (Chenopodium quinoa) flour[J]. International Journal of Food Sciences and Nutrition, 2003, 54(2): 153-158. DOI:10.1080/09637480 31000084106.

[27] HARIADI Y, MARANDON K, TIAN Y, et al. Ionic and osmotic relations in quinoa (Chenopodium quinoa Willd.) plants grown at various salinity levels[J]. Journal of Experimental Botany, 2011, 62(1): 185-193. DOI:10.1093/jxb/erq257.

[28] 喬小瑞, 煙利亞, 劉興嵐. 荔枝殼多酚提取工藝的響應(yīng)面法優(yōu)化及自由基清除活性研究[J]. 中國食品學(xué)報, 2010, 10(5): 22-30. DOI:10.3969/j.issn.1009-7848.2010.05.004.

[29] 肖衛(wèi)華, 韓魯佳, 楊增玲, 等. 響應(yīng)面法優(yōu)化黃芪黃酮提取工藝的研究[J]. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報, 2007, 12(5): 52-56. DOI:10.3321/ j.issn:1007-4333.2007.05.010.

[30] 代文亮, 程龍, 陶文沂, 等. 響應(yīng)面法在紫杉醇產(chǎn)生菌發(fā)酵前體優(yōu)化中的應(yīng)用[J]. 中國生物工程雜志, 2007, 27(11): 66-72. DOI:10.3969/ j.issn.1671-8135.2007.11.014.

[31] 魏穎, 籍保平, 周峰, 等. 蘋果渣多酚提取工藝的優(yōu)化[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報, 2012, 28(1): 345-350.

Optimization of Polyphenols Extraction from Quinoa Grains by Response Surface Methodology and Differences in Polyphenol Content among Different Varieties

QUE Miaolin, JIANG Yurong*, CAO Meili, CHEN Qi, WEI Shuying, LU Guoquan*
(School of Agricultural and Food Science, Zhejiang A&F University, Lin’an 311300, China)

The optimum extraction conditions of polyphenols from quinoa grains were investigated in this study. On the basis of single factor experiments, alcohol concentration, solid/liquid ratio and extraction temperature were selected for a three-factor, three-level Box-Behnken experimental design. In addition, Design-Expect 8.0 software was employed to analyze the experimental data and the response surface methodology was applied to optimize the extraction conditions. The results suggested that optimal extraction conditions were determined as 56% ethanol as the extraction solvent, an extraction temperature of 84 ℃ (water-based heating) and a solid/liquid ratio of 1:40 (g/mL). Under these optimized conditions, the extraction yield of polyphenols from quinoa grains of the variety “PI634920” was 2.273 mg/g. The sequence of factors affecting the extraction yield of polyphenols was as follows: alcohol concentration > extraction temperature > solid/liquid ratio. Meanwhile, great variation in polyphenol content of quinoa grains was found among 20 different varieties, of which the variety “PI596293” had the highest polyphenol content (2.72 mg/g).

quinoa; polyphenol extraction; response surface methodology; process optimization; varietal differences

10.7506/spkx1002-6630-201604002

S56；TS218

A

1002-6630（2016）04-0007-06

闕淼琳, 蔣玉蓉, 曹美麗, 等. 響應(yīng)面試驗優(yōu)化藜麥種子多酚提取工藝及其品種差異[J]. 食品科學(xué), 2016, 37(4): 7-12.

DOI:10.7506/spkx1002-6630-201604002. http://www.spkx.net.cn

QUE Miaolin, JIANG Yurong, CAO Meili, et al. Optimization of polyphenols extraction from quinoa grains by response surface methodology and differences in polyphenol content among different varieties[J]. Food Science, 2016, 37(4): 7-12. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201604002. http://www.spkx.net.cn

2015-06-05

國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項目（31301372）；浙江省重大科技專項計劃項目（2011C12030）；青海省海西州科技項目（2012-Y01）

闕淼琳（1994—），女，本科，研究方向為作物育種。E-mail：1362651480@qq.com

*通信作者：蔣玉蓉（1974—），女，副教授，博士，研究方向為植物分子育種和種質(zhì)創(chuàng)新。E-mail：yurongjiang746@126.com

陸國權(quán)（1963—），男，教授，博士，研究方向為特色品種培育。E-mail：lugq10@zju.edu.cn