煮制條件對(duì)綠豆清湯顏色及抗氧化性的影響

陳 然，趙建京，范志紅*

(中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083)

煮制條件對(duì)綠豆清湯顏色及抗氧化性的影響

陳 然，趙建京，范志紅*

(中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院，北京 100083)

目的：研究綠豆清湯煮制過(guò)程中顏色與抗氧化能力變化的關(guān)系，考察煮制用水及添加白砂糖、食鹽、小蘇打等輔料的影響。方法：對(duì)煮制過(guò)程豆湯中酚類物質(zhì)(總酚、總黃酮、縮合單寧)含量、pH值、顏色(L*值、a*值、b*值)及DPPH自由基清除率和FRAP(ferric reducing ability of plasma)值等抗氧化指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，并進(jìn)行相關(guān)分析。結(jié)果：隨著酚類物質(zhì)溶出的增加，綠豆清湯顏色加深，抗氧化能力上升。與自來(lái)水煮制相比，去離子水煮制所得豆湯中酚類物質(zhì)含量及抗氧化活性較高；加入白砂糖或小蘇打降低豆湯抗氧化能力，而加入食鹽增加其抗氧化能力。綠豆清湯的b*值與其抗氧化活性存在較強(qiáng)相關(guān)性。結(jié)論：酚類物質(zhì)是綠豆清湯顏色及抗氧化能力的主要來(lái)源，并對(duì)豆湯pH值產(chǎn)生影響。使用弱酸性水煮制有利于得到顏色偏綠、抗氧化活性更強(qiáng)的綠豆清湯。

綠豆清湯；變色；多酚；抗氧化能力

綠豆湯是我國(guó)傳統(tǒng)的清熱消暑飲品，具有清熱解毒、消暑、利水之功效。據(jù)古代藥書(shū)記載，綠豆湯的功效與煎煮時(shí)間有關(guān)[1]。綠豆中含有大量類黃酮(主要為黃酮醇)化合物[2-3]，此類物質(zhì)主要存在于綠豆皮中[4-5]。類黃酮化合物具有解毒、擴(kuò)張冠狀動(dòng)脈血管和降低血脂甾醇的作用，并具有一定的抗癌活性[6]。所以，綠豆的種皮是其生物活性的主要來(lái)源。

胡梁斌等[7]對(duì)綠豆湯中水溶性色素抗氧化性進(jìn)行了探討，但有關(guān)綠豆湯煮制條件及輔料對(duì)其顏色及抗氧化性影響的研究未見(jiàn)報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)研究綠豆清湯煮制過(guò)程中酚類物質(zhì)溶出規(guī)律、抗氧化活性及顏色變化，并考察煮制用水、輔料對(duì)綠豆清湯抗氧化性的影響，從而確定其中抗氧化活性的主要來(lái)源，分析其顏色與抗氧化活性的關(guān)系，并為綠豆清湯的合理煮制方法提供參考數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

真空包裝綠豆 吉林省洮南市；三吡啶三吖嗪(TPTZ)、N,N-二苯基三硝基苯肼(diphenylpicrylhydrazyl，DPPH) 美國(guó)Sigma公司；兒茶素 中國(guó)藥品生物制品檢定所；沒(méi)食子酸、香草醛、抗壞血酸、丙酮、濃鹽酸、碳酸鈉、亞硝酸鈉、結(jié)晶三氯化鋁、氫氧化鈉、三水合乙酸鈉、乙酸、六水合三氯化鐵、硫酸亞鐵、乙醇等試劑均為分析純。

電子天平(d＝0.001g) 北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；UV-5200型紫-外可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海元析儀器有限公司；TP2型全自動(dòng)色差計(jì) 北京奧克依光電儀器有限公司；pH計(jì) 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司。

1.2 方法

1.2.1 樣品處理

采用冷凝回流裝置隔絕氧氣，水煮開(kāi)后再放綠豆滅活多酚氧化酶，同時(shí)為了避免綠豆皮破裂內(nèi)容物溶出，煮制時(shí)間控制為10min。具體步驟如下：清洗綠豆：稱取10.00g綠豆，用去離子水清洗，每次50mL，清洗3次；燒水：量取100mL煮制用水，倒入250mL圓底燒瓶中，燒瓶上接球形冷凝管冷凝回流，將電熱套的功率調(diào)為最大(220V)，加熱至沸騰；煮綠豆清湯：將清洗好的綠豆放入燒瓶中，煮沸一定時(shí)間，綠豆清湯煮好后，抽濾，冷卻至室溫，定容到100 mL，立即進(jìn)行酚類物質(zhì)、抗氧化活性、顏色等項(xiàng)目測(cè)定；根據(jù)日常經(jīng)驗(yàn)及預(yù)實(shí)驗(yàn)確定輔料添加量：白砂糖5g/100mL，10g/100mL，食鹽0.05g/100mL，小蘇打0.005g/100mL；以去離子水(pH6.04)、自來(lái)水(pH7.72，總硬度381mg/L)分別煮制綠豆清湯，得到去離子水綠豆清湯(DWMS)和自來(lái)水綠豆清湯(TWMS)，進(jìn)行對(duì)比分析。

1.2.2 色差值的測(cè)定

采用色差計(jì)測(cè)定顏色的3個(gè)分量L*、a*、b*。其中L*值代表明度；a*值代表紅綠色度；b*值代表黃藍(lán)色度。

1.2.3 總酚含量(total phenolic contents，TPC)測(cè)定

采用福林-酚法[8]進(jìn)行測(cè)定。取150μL樣品溶液，加入3mL去離子水、250 μ L福林酚試劑和750 μ L 7g/100mL Na2CO3溶液，混勻，室溫靜置8min。加入850μL去離子水，混勻。在室溫下反應(yīng)120min。以提取試劑為空白對(duì)照，在765nm處測(cè)定其吸光度。總酚含量以沒(méi)食子酸當(dāng)量(gallic acid equivalent)表示(mg GAE/100mL豆湯)。

1.2.4 總黃酮含量(total flavonoids content，TFC)測(cè)定

采用三氯化鋁顯色法[9]進(jìn)行測(cè)定。取700μL樣品，加入2.5mL去離子水和150μL 5g/100mL NaNO2溶液，混勻，靜置6min。加入300μL新制備的10% AlCl3·6H2O溶液，混勻，靜置5min。加入1mL 1mol/L NaOH溶液和350μL去離子水，混勻。以提取試劑為空白，測(cè)定510nm處吸光度?？傸S酮含量以兒茶素當(dāng)量[(+)-catechin equivalent]表示(mg CAE/100mL 豆湯)。

1.2.5 縮合單寧含量(condensed tannin content，CTC)測(cè)定

參照William等[10]的方法，并略改動(dòng)。取500μL樣品溶液，加入3mL 4%香草醛甲醇溶液和1.5mL濃鹽酸，充分混勻。室溫下避光放置15min。以提取試劑為空白對(duì)照，測(cè)定波長(zhǎng)500nm處吸光度?？s合單寧的含量以兒茶素當(dāng)量表示(mg CAE/100mL豆湯)。

1.2.6 鐵還原抗氧化能力(ferric reducing ability of plasma，F(xiàn)RAP 值)測(cè)定[11]

將300mmol/L醋酸鈉緩沖溶液(pH3.6)、10mmol/L TPTZ鹽酸溶液(鹽酸濃度40mmol/L)、20mmol/L FeCl3溶液按照10:1:1(V/V)混合制得FRAP工作液。此工作液現(xiàn)用現(xiàn)配，并于37℃水浴中保溫。取3.6mL FRAP工作液，加入120μL樣品和360μL去離子水。旋渦混勻后置于37℃水浴中反應(yīng)10min，于波長(zhǎng)593nm處測(cè)定其吸光度?？瞻滓詫?shí)驗(yàn)用水代替樣品。結(jié)果以Fe2+當(dāng)量表示(mmol Fe2+/100mL 豆湯)。

1.2.7 DPPH自由基清除率測(cè)定[12]

取200μL樣品溶液，加入3.8mL DPPH乙醇溶液(0.1mmol/L)，混勻。室溫下避光反應(yīng)30min，以乙醇為空白，于517nm處測(cè)定溶液吸光度A樣品。以實(shí)驗(yàn)用水代替樣品重復(fù)上述步驟得到A對(duì)照。以抗壞血酸作為對(duì)照，結(jié)果以抗壞血酸當(dāng)量表示(μg AAE/100mL豆湯)。

1.2.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

每個(gè)處理組做3次平行，每次實(shí)驗(yàn)重復(fù)測(cè)定3次，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。利用SAS(V8)軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。采用t檢驗(yàn)分析兩獨(dú)立樣本均數(shù)的差異性(P＜0.05)，采用鄧肯氏多重比較法對(duì)多個(gè)獨(dú)立樣本的兩兩均數(shù)進(jìn)行差異性分析(P＜0.05)。采用皮爾遜相關(guān)分析分析各指標(biāo)間的相關(guān)性。

2 結(jié)果與分析

2.1 綠豆清湯煮制過(guò)程中的變化

采用煮制時(shí)間為2、4、6、8、10min作為觀察點(diǎn)，對(duì)綠豆清湯煮制過(guò)程進(jìn)行研究。

2.1.1 總酚含量隨煮制時(shí)間的變化

圖1 煮制時(shí)間對(duì)綠豆清湯總酚含量的影響Fig.1 Effect of boiling time on TPC of mung bean soup

由圖1可知，在0～8min內(nèi)，兩種豆湯總酚含量基本相同；8min之后，自來(lái)水綠豆清湯(TWMS)總酚含量增加趨緩；煮制終點(diǎn)時(shí)，去離子水綠豆清湯(DWMS)總酚含量明顯高于TWMS總酚含量。

2.1.2 總黃酮含量隨煮制時(shí)間的變化

圖2 煮制時(shí)間對(duì)綠豆清湯總黃酮含量的影響Fig.2 Effect of boiling time on TFC of mung bean soup

由圖2可知，在0～4min內(nèi)，DWMS和TWMS總黃酮含量相當(dāng)；4min后，兩種綠豆清湯總黃酮含量差別逐漸增大；最終DWMS總黃酮含量明顯高于TWMS總黃酮含量。

2.1.3 縮合單寧含量隨煮制時(shí)間的變化

圖3 煮制時(shí)間對(duì)綠豆清湯縮合單寧含量的影響Fig.3 Effect of boiling time on condensed tannin content of mung bean soup

由圖3可知，煮制初始階段兩種豆湯中幾乎無(wú)縮合單寧溶出；4min之后，DWMS縮合單寧含量迅速大幅增加；6min時(shí)TWMS逐漸有縮合單寧溶出；煮制10min時(shí)，DWMS縮合單寧含量遠(yuǎn)高于TWMS縮合單寧含量。

2.1.4 FRAP值隨煮制時(shí)間的變化

圖4 煮制時(shí)間對(duì)綠豆清湯FRAP值的影響Fig.4 Effect of boiling time on FRAP value of mung bean soup

由圖4可知，在0～4min，兩種豆湯FRAP值基本相同；4min之后，DWMS的FRAP值增加趨勢(shì)明顯高于TWMS；最終DWMS的FRAP值明顯高于TWMS的FRAP值。

2.1.5 DPPH自由基清除率隨煮制時(shí)間的變化

圖5 煮制時(shí)間對(duì)綠豆清湯DPPH自由基清除率的影響Fig.5 Effect of boiling time on DPPH free radical scavenging ability of mung bean soup

由圖5可知，0～6min時(shí)，TWMS的DPPH自由基清除率基本為0，隨后才逐漸增加。DWMS的DPPH自由基清除率從煮制開(kāi)始就隨時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增加，其中4～8min增加最快，8min后增加趨緩。10min時(shí)，DWMS的DPPH自由基清除率大幅高于TWMS的DPPH自由基清除率。

2.1.6 pH值隨煮制時(shí)間的變化

由圖6可知，兩種豆湯pH值差別較大，TWMS偏堿性，而DWMS偏酸性。煮制過(guò)程中，DWMS的pH值幾乎不變；TWMS在0～2min內(nèi)，pH值快速上升，之后隨煮制時(shí)間的延長(zhǎng)，酚類物質(zhì)溶出增加，pH值逐漸下降，這與多酚水溶液較強(qiáng)的緩沖能力有關(guān)[13]。兩種豆湯在pH值及其變化趨勢(shì)方面的差別，推測(cè)與煮制用水本身的pH值有關(guān)。

圖6 煮制時(shí)間對(duì)綠豆清湯pH值的影響Fig.6 Effect of boiling time on pH value of mung bean soup

2.1.7 綠豆清湯顏色隨煮制時(shí)間的變化

圖7 煮制時(shí)間對(duì)綠豆清湯顏色的影響Fig.7 Effect of boiling time on color values of mung bean soup

由圖7可知，TWMS的L*值隨煮制時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸減小，說(shuō)明隨煮制時(shí)間的增加，TWMS透明度逐漸降低；DWMS的L*值基本保持不變。兩種豆湯a*值差別較大；DWMS的a*值始終為負(fù)，隨煮制時(shí)間增加，a*值逐漸降低，綠色加深；TWMS的a*值在0～4min為負(fù)且低于同時(shí)段DWMS的a*值，說(shuō)明此階段TWMS比DWMS偏綠；4～10min，TWMS的a*值由負(fù)變正并逐漸增大，顏色由綠變紅且逐漸加深。兩種豆湯b*值均為正，且逐漸升高； TWMS的b*值明顯高于DWMS，說(shuō)明TWMS更偏黃。

2.1.8 相關(guān)性分析

對(duì)兩種綠豆清湯煮制過(guò)程中抗氧化活性、酚類物質(zhì)含量、顏色、pH值進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果如表1、2所示。

表1 DWMS煮制過(guò)程中酚類物質(zhì)含量、抗氧化活性、pH值、顏色值之間的相關(guān)性Table 1 Correlations among phenolic contents, antioxidant activities,pH and color values of mung bean soup prepared with deionized water

表2 TWMS煮制過(guò)程中酚類物質(zhì)含量、抗氧化活性、pH值、顏色值之間的相關(guān)性Table 2 Correlations among phenolic compounds, antioxidant activities,pH and color values of mung bean soup prepared with tap water

對(duì)于D W M S，總酚、總黃酮、縮合單寧含量、FRAP值、DPPH自由基清除率兩兩之間極顯著正相關(guān)。pH值與總酚、總黃酮含量、FRAP值、DPPH自由基清除率顯著正相關(guān)。L*值與總酚、總黃酮、縮合單寧含量、FRAP值、DPPH自由基清除率顯著負(fù)相關(guān)，說(shuō)明酚類物質(zhì)的溶出使綠豆清湯濃度增大，澄清度下降。a*值與總酚、總黃酮含量、FRAP值、DPPH自由基清除率顯著負(fù)相關(guān)；b*值與總酚、總黃酮、縮合單寧含量顯著正相關(guān)，與FRAP值、DPPH自由基清除率極顯著正相關(guān)，即綠豆清湯越偏黃、綠色，綠豆清湯的酚類物質(zhì)含量越高，抗氧化活性也越強(qiáng)。

對(duì)于T W M S，總酚、總黃酮、縮合單寧含量、FRAP值兩兩之間顯著正相關(guān)，DPPH自由基清除率與總黃酮、縮合單寧含量、FRAP值顯著正相關(guān)。pH值僅與DPPH自由基清除率顯著負(fù)相關(guān)，說(shuō)明TWMS的pH值變化可能受自來(lái)水本身影響較大。L*值、b*值與總酚、總黃酮、縮合單寧含量及FR A P值的相關(guān)性與DWMS相似，但a*值的變化趨勢(shì)相反。

由相關(guān)性分析結(jié)果可知，綠豆清湯抗氧化活性與其中酚類物質(zhì)含量顯著正相關(guān)，其抗氧化能力取決于酚類物質(zhì)含量；酚類物質(zhì)是豆湯顏色的主要來(lái)源，也會(huì)對(duì)豆湯的pH值產(chǎn)生較大影響。

2.1.9 兩種綠豆清湯差異性分析

對(duì)煮制終點(diǎn)時(shí)DWMS和TWMS進(jìn)行差異性分析，結(jié)果表明兩種豆湯中總酚、總黃酮、縮合單寧含量、FRAP值、DPPH自由基清除率、pH值、L*值、a*值、b*值均存在顯著性差異(P＜0.05)。說(shuō)明煮制用水的水質(zhì)對(duì)綠豆清湯的各項(xiàng)指標(biāo)均有顯著影響。

Al3+、Fe3+等金屬離子可與黃酮類化合物發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)，使得共軛體系的能量發(fā)生變化，吸收峰紅移而呈現(xiàn)黃色(即b*值為正)[14-15]。自來(lái)水中金屬離子含量明顯高于去離子水，推測(cè)自來(lái)水中的金屬離子與綠豆清湯中的酚類成分發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)使其黃色加深。

在堿性條件下黃酮類化合物開(kāi)環(huán)，轉(zhuǎn)變?yōu)椴闋柾惢衔铮@橙黃色(即a*、b*值為正)[15-16]。自來(lái)水煮制過(guò)程中綠豆清湯始終處于堿性條件下，故自來(lái)水綠豆清湯a*值為正，呈現(xiàn)紅色。

2.2 食品添加輔料對(duì)綠豆清湯抗氧化活性的影響

2.2.1 白砂糖對(duì)綠豆清湯抗氧化活性的影響

白砂糖對(duì)DWMS和TWMS抗氧化活性的影響如圖8所示。

對(duì)于DWMS，添加白砂糖后綠豆清湯的FRAP值、DPPH自由基清除率均顯著下降，且糖濃度越高，綠豆清湯抗氧化活性越低。對(duì)于TWMS，添加5%白砂糖時(shí)，F(xiàn)RAP值顯著升高，添加10%時(shí)，F(xiàn)RAP值最低；DPPH自由基清除率變化與DWMS相似。白砂糖的添加對(duì)兩種綠豆清湯的抗氧化活性均有顯著影響(P＜0.05)。

白砂糖加入煮制用水中，成為相應(yīng)的糖溶液，與煮制用水本身相比，滲透壓升高，可能導(dǎo)致綠豆中酚類物質(zhì)的溶出減少，此外，糖分子也可能與酚類物質(zhì)發(fā)生相互作用[12]，這可能是綠豆清湯抗氧化活性的降低、顏色改變的原因。

圖8 白砂糖對(duì)綠豆清湯抗氧化活性的影響Fig.8 Effect of sugar on antioxidant activities of mung bean soup

2.2.2 食鹽對(duì)綠豆清湯抗氧化活性的影響

添加0.05g/100mL食鹽對(duì)DWMS和TWMS抗氧化活性的影響如圖9所示。

圖9 食鹽對(duì)綠豆清湯抗氧化活性的影響Fig.9 Effect of salt on antioxidant activities of mung bean soup

添加食鹽略微提高了兩種豆湯的抗氧化活性。食鹽顯著提高了兩種綠豆清湯的FRAP值和DPPH自由基清除率，推測(cè)食鹽中的Na+與豆湯的酚類物質(zhì)發(fā)生了相互作用[12]，提高了酚類物質(zhì)的抗氧化能力。

2.2.3 小蘇打?qū)G豆清湯抗氧化活性的影響

添加小蘇打?qū)WMS和TWMS抗氧化活性的影響如圖10所示。

圖10 小蘇打?qū)G豆清湯抗氧化活性的影響Fig.10 Effect of dietary alkali on antioxidant activities of mung bean soup

小蘇打?qū)煞N綠豆清湯FRAP值的影響甚微，但明顯降低了兩種豆湯的DPPH自由基清除率。加入小蘇打后可能中和了豆湯中部分酚類物質(zhì)，同時(shí)提高了體系的pH值，導(dǎo)致豆湯中的酚類物質(zhì)發(fā)生自動(dòng)氧化[17]，這可能是小蘇打顯著降低兩種綠豆清湯抗氧化活性的原因。

3 結(jié) 論

研究發(fā)現(xiàn)，在10min之內(nèi)，隨煮制時(shí)間增加，綠豆清湯中酚類物質(zhì)含量逐漸增加，顏色加深，抗氧化能力上升。豆湯抗氧化活性取決于其中酚類物質(zhì)的含量，酚類物質(zhì)是綠豆清湯顏色的主要來(lái)源，也會(huì)對(duì)其pH值產(chǎn)生較大影響。煮制過(guò)程中綠豆清湯的顏色與其抗氧化活性存在較強(qiáng)的相關(guān)性，綠豆清湯L*值越小，b*值越大，抗氧化能力越強(qiáng)。

去離子水綠豆清湯酚類物質(zhì)含量及抗氧化活性均顯著高于自來(lái)水豆湯，去離子水豆湯顏色偏黃、綠色，自來(lái)水豆湯偏黃、紅色，推測(cè)兩者的差異由煮制用水pH值不同所導(dǎo)致。在煮制綠豆清湯時(shí)加入白砂糖和小蘇打會(huì)降低其抗氧化能力，加入食鹽可以增加其抗氧化活性，具體反應(yīng)機(jī)理還需進(jìn)一步探討。煮制綠豆清湯時(shí)使用弱酸性水煮制并添加少量的食鹽能夠得到顏色偏綠，抗氧化活性更強(qiáng)的綠豆清湯。

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Color and Antioxidant Activity of Mung Bean Clear Soup as Affected by Boiling Conditions

CHEN Ran，ZHAO Jian-jing，F(xiàn)AN Zhi-hong*
(College of Food Science and Nutritional Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China)

Objectives: To investigate the relationship between color values and antioxidant activity of mung bean clear soup(MBCS) and the effects of water type, granule sugar, table salt and sodium bicarbonate on them. Methods: Phenolic contents(total phenols, total flavonoids and condensed tannins), pH value, color values (L*, a* and b*) and antioxidant properties (DPPH free radical scavenging ability and FRAP value) of MBCS during cooking were tested and the correlations among these parameters were analyzed. Results: The color values and antioxidant activities of MBCS increased with increasing amount of dissolved phenols. Deionized water resulted in increased phenolic contents and antioxidant activity of MBCS compared to tap water. The antioxidant activities of MBCS were decreased by addition of sodium bicarbonate or granule sugar but increased by addition of salt. There was a strong correlation between the b* and antioxidant activities of MBCS. Conclusion: Phenols mainly contribute to the color and antioxidant activities of MBCS and influences the pH. Slightly acidic water is favorable for the preparation of green MBCS with strong antioxidant activity.

mung bean clear soup；color change；polyphenols；antioxidant capacity

TS201.2

A

1002-6630(2012)08-0115-06

2011-03-31

陳然(1989—)，男，碩士研究生，研究方向?yàn)槭澄餇I(yíng)養(yǎng)。E-mail：chenran71@126.com

*通信作者：范志紅(1966—)，女，副教授，博士，研究方向?yàn)槭澄餇I(yíng)養(yǎng)。E-mail：daisyfan@vip.sina.com