微波真空干制加工對荷葉茶酚類物質(zhì)含量及其抗氧化活性的影響

劉慧娟，鄭云展，陳燕霞，石從楨，蘇東曉，2，*

（1.長江大學生命科學學院，湖北荊州 434025；2.長江大學荊楚特色食品研發(fā)中心，湖北荊州 434025）

微波真空干制加工對荷葉茶酚類物質(zhì)含量及其抗氧化活性的影響

劉慧娟1，鄭云展1，陳燕霞1，石從楨1，蘇東曉1，2，*

（1.長江大學生命科學學院，湖北荊州 434025；2.長江大學荊楚特色食品研發(fā)中心，湖北荊州 434025）

干制脫水加工被廣泛應用于農(nóng)副產(chǎn)品的保藏和精深加工，但是干制加工會影響產(chǎn)品活性物質(zhì)的含量，導致其生物活性發(fā)生改變。為了研究微波真空干制功率對荷葉酚類物質(zhì)的影響，比較了300，400，500 W等不同微波功率真空干制及熱風干燥、日曬條件下，荷葉酚類物質(zhì)含量變化；采用DPPH和FRAP方法比較不同微波功率產(chǎn)品的抗氧化活性差異。結(jié)果表明，荷葉經(jīng)微波真空干制加工后，總酚和總黃酮含量較熱風干燥法顯著提高，分別是后者的1.79和1.76倍；荷葉提取物抗氧化活性顯著提高，微波真空干制荷葉清除DPPH·活性優(yōu)于熱風干燥方式，300，400，500 W微波功率干制荷葉清除DPPH·IC50值分別是62.52，49.31，43.59 μg/ mL；微波功率500 W干制荷葉提取物FRAP抗氧化活性分別是日曬荷葉和熱風干燥荷葉的3.18和1.82倍。抗氧化活性指標與酚類物質(zhì)含量相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，荷葉總黃酮含量與FRAP和DPPH為極顯著相關(guān)，表明微波真空干制能夠顯著影響荷葉酚類物質(zhì)含量，進而增強其抗氧化活性。

荷葉；真空微波；酚；抗氧化；自由基

中國蓮（Nelumbo nucifera Gaertn.）為睡蓮科蓮屬，主要分布在長江、黃河和珠江三大流域［1 -2］。荷葉（lotus leaf）是中國蓮的葉，被國家衛(wèi)生和計劃生育委員會列入“既是食品又是藥品”的名單之中［3］?，F(xiàn)代醫(yī)學研究表明，荷葉具有優(yōu)良的調(diào)節(jié)血脂、抗氧化和抗病毒等功效［4 -8］。

據(jù)估計僅湖北省每年有40萬噸荷葉待開發(fā)。然而由于荷葉采收季節(jié)性強，僅有少部分荷葉被用于醫(yī)療和食品等行業(yè)，其余自然凋零廢棄在池塘中或被收集焚燒而未被利用，造成極大的資源浪費和較嚴重的環(huán)境污染。國內(nèi)已有荷葉加工的初步研究，但是，由于目前開發(fā)的荷葉茶仍舊使用傳統(tǒng)綠茶干燥生產(chǎn)工藝，而荷葉中的活性成分黃酮類物質(zhì)熱穩(wěn)定性較差，長時間的高溫干燥，會造成活性成分大量損失，降低產(chǎn)品生物功效，因此，有必要創(chuàng)新荷葉茶的加工工藝并開發(fā)新的荷葉茶產(chǎn)品。

脫水干制加工是水果、蔬菜和中草藥原料保藏和精深加工的重要手段。自然曬干［9］、熱風干燥［10］、紅外干燥［11］、微波干燥［12］等干制方式已被用于食品脫水干制，并取得良好效果。由于傳統(tǒng)的干燥方法干燥時間長、產(chǎn)品品質(zhì)較差，科學家已開發(fā)出干燥能效和產(chǎn)品品質(zhì)更高的脫水方法——微波真空干燥技術(shù)。微波可以快速傳遞熱量，真空能夠及時除去干燥產(chǎn)生的水蒸氣，并維持干燥過程在一個較低的溫度條件下進行［13］，有利于熱敏性生物活性物質(zhì)的保留，提高產(chǎn)品生物功效。真空微波干燥技術(shù)已廣泛用于蔬菜［14 -15］、水果［16］、香辛料［17］和肉制品［18］等食品加工中，并且取得良好效果。

本研究比較了300，400，500 W等不同功率微波真空干制以及熱風干燥、日曬條件下荷葉酚類物質(zhì)含量變化和抗氧化活性差異，旨在探討微波加工對荷葉活性物質(zhì)的影響，為其精深加工和功能食品開發(fā)提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

荷葉于2015年7月采自湖北省荊州市太湖。

DPPH（1，1-diphenyl-2-picryldydrazyl）、TPTZ （2，4，6-tripyridyl-s-triazine）、Trolox（6-hydroxy-2，5，7，8-tetramethy lchroman-2 -carboxylic acid），購自美國Sigma公司；優(yōu)級純硫酸亞鐵和福林酚試劑，購自西亞試劑公司；其他試劑均為國產(chǎn)分析純。

ORW08S-3Z型微波真空干燥機，南京奧潤微波科技有限公司；1-2LD-Plus型真空冷凍干燥儀，德國Marin Christ公司；DHG-9076A型電熱恒溫鼓風干燥箱，上海精宏實驗設備有限公司；UV -1800型紫外可見分光光度計，日本島津公司；2300 En-Spire型多功能酶標儀，美國PerkinElmer公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 荷葉的微波真空干制工藝

挑選新鮮荷葉，剪成長條，微波真空干燥（真空度0.01 MPa，微波功率500，400，300 W，干至水分含量介于4.5%～5.0%），包裝。按微波干燥功率分別標記為MV500，MV400和MV300貯存?zhèn)溆谩?/p>

荷葉熱風干燥［10，19］（hot air drying）控制產(chǎn)品水分含量與微波真空干燥產(chǎn)品一致，標記為HAD。日曬荷葉產(chǎn)品（sun drying）標記為SD。新鮮荷葉（fresh lotus leaf）標記為FLL。

1.2.2 荷葉酚類物質(zhì)的提取

荷葉酚類物質(zhì)提取參考Hossain等［20］的方法并稍作修改。將荷葉干制產(chǎn)品通過萬能粉碎機粉碎，過40目篩。稱取2 g荷葉粉按照質(zhì)量體積比1∶20的比例加入80%甲醇水溶劑，室溫超聲提取10 min，5 000 r/ min離心8 min，收集上清液，沉底部分按照上述條件重復提取一次。合并兩次離心上清液，真空條件下45℃蒸發(fā)近干，用體積比為85∶15的甲醇與水溶液定容至25 mL，-80℃冷藏備用。

1.2.3 荷葉總酚含量測定

荷葉總酚含量測定方法［20］:準確吸取樣品或標品（125 μL）加入0.5 mL去離子水和125 μL福林酚試劑，漩渦振蕩器充分搖勻，靜置6 min后加入1.25 mL質(zhì)量體積比為70 g/ L的Na2CO3溶液和1 mL去離子水，振蕩混勻，室溫條件下置于暗室反應90 min，采用紫外分光光度計測定其760 nm吸光度。以沒食子酸為標準，總酚含量按照每克荷葉干品中沒食子酸質(zhì)量（GAE）表示，單位為mg/ g。

1.2.4 荷葉總黃酮含量測定

荷葉總黃酮含量測定［20］:向1.5 mL去離子水中加入300 μL提取物或標品和90 μL質(zhì)量濃度為50 g/ L的NaNO2溶液，漩渦振蕩混勻，靜置6 min后加入180 μL質(zhì)量濃度為100 g/ L的AlCl3·6H2O溶液，振蕩混勻，反應5 min后再加入0.6 mL NaOH （1 mol/ L）溶液，最后加去離子水至3 mL，510 nm測定其吸光度。以蘆丁為標準品，總黃酮含量以每克荷葉干品中所含蘆丁質(zhì)量（RE）表示，單位為mg/ g。

1.2.5 荷葉抗氧化活性分析

1.2.5.1 DPPH·清除能力測定

參考Thaipong等［21］的方法并稍作修改。配置0.1 mmol/ L DPPH甲醇溶液，將各樣品稀釋至0.02，0.04，0.06，0.08，0.10 g/ L。將1 mL樣品和2 mL DPPH·溶液充分混勻后，避光反應30 min，測定其在517 nm處的吸光值。每個樣品做3次重復實驗。荷葉甲醇提取物清除DPPH·的能力按照式（1）計算。

DPPH·清除率=［1 -（A樣品- A對照）/ A空白］×100%。（1）

式（1）中，A空白為1 mL甲醇與2 mL 0.1 mmol/ L DPPH溶液的混合液在517 nm處的吸光度值，A樣品為1 mL樣品溶液與2 mL 0.1 mmol/ L DPPH溶液的混合液在517 nm處的吸光度值，A對照為1 mL樣品溶液與2 mL甲醇的混合液在517 nm處的吸光度值。

1.2.5.2 FRAP抗氧化能力測定

參考Thaipong［21］的方法并稍作修改。FRAP工作液的制備:0.3 mol/ L醋酸鈉緩沖液（pH = 3.6），20 mmol/ L FeCl3和10 mmol/ L TPTZ以體積比為10∶1∶1，漩渦振蕩混勻后置于37℃水浴鍋中恒溫備用。

測定方法:取30 μL樣品加90 μL蒸餾水，加900 μL FRAP工作液，搖勻后避光保存30 min后于593 nm測其吸光值。以Trolox溶液作為標準樣品繪制標準曲線。根據(jù)標準曲線，得到各多糖的FRAP抗氧化能力值，以每克干品中所含Trolox質(zhì)量（μmol / g）表示。

1.3 結(jié)果統(tǒng)計分析

每個指標同一樣品重復測定3次，結(jié)果以平均值±標準差（M±SD）表示。采用SPSS 13.0統(tǒng)計軟件進行單因素方差分析，并以S-N-K檢驗比較各組間顯著性差異，顯著性水平為p＜0.05，不同處理間顯著性差異用不同小寫字母表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 荷葉總酚含量分析

總酚和總黃酮含量能夠初步反映果蔬生物活性物質(zhì)含量。脫水干制方式對總酚和總黃酮含量影響顯著。不同功率微波真空干制及其他干制方式對荷葉總酚含量的影響見圖1。隨著微波真空干制功率從300 W提高到500 W，干燥時間縮短，微波功率500 W荷葉甲醇提取物總酚含量較300，400 W顯著提高（p＜0.05），表明微波功率顯著影響荷葉總酚含量，這可能與干燥時間有關(guān)。然而，后兩者總酚含量接近，差異不顯著。微波真空干制較熱風干燥或日曬脫水方式荷葉總酚含量從（29.13±2.66）mg/ g提高到（52.08±3.77）mg/ g，分別顯著（MV400和MV300）和極顯著（MV500）提高。微波真空干燥500 W條件下荷葉總酚含量較新鮮荷葉小，但二者差異不顯著（p＞0.05），表明真空微波脫水干燥方式能夠較好保留荷葉中酚類物質(zhì)。

圖1 不同干燥方式時荷葉提取物總酚變化情況Fig.1 Phenolics content of lotus leaf extacts treated by different drying ways

2.2 荷葉總黃酮含量分析

微波真空干制功率以及其他干燥方式對荷葉總黃酮含量的影響見圖2。微波真空干制功率從300 W提高到500 W，干燥至特定水分含量所需時間大幅縮短，荷葉中總黃酮含量從（21.53±2.45）mg/ g提高到（31.02±0.61）mg/ g，微波功率400 W和500 W荷葉甲醇提取物總黃酮含量較300 W分別顯著提高13.64%和44.04%（p＜0.05），表明荷葉總黃酮含量與微波干制功率正相關(guān)。微波真空干制荷葉總黃酮含量較傳統(tǒng)熱風干燥或日曬脫水產(chǎn)品總黃酮含量保留率顯著提高，從熱風干制的（17.55± 0.28）mg/ g或日曬脫水的（13.38±0.43）mg/ g提高到（31.02±0.61）mg/ g，這可能與干燥時間和溫度對黃酮含量的影響有關(guān)。新鮮荷葉中黃酮類化合物含量較高（（35.86±1.03）mg/ g），較微波真空干燥500 W條件下荷葉總黃酮含量顯著高出約15.62%（p＜0.05）。研究結(jié)果表明，微波真空干燥較熱風或日曬脫水方式好，短時間的真空微波脫水干燥方式能夠較多地保留荷葉中酚類物質(zhì)。

圖2 不同干燥方式時荷葉提取物總黃酮變化情況Fig.2 Flavonoids content of lotus leaf extacts treated by different drying ways

2.3 荷葉黃酮的DPPH·清除率分析

二苯代苦味酞基自由基（DPPH·）是一種以氮為中心的穩(wěn)定型自由基，天然黃酮類化合物對其清除作用的大小，表示該化合物降低羥自由基、烷自由基或過氧化自由基的有效濃度和終止脂質(zhì)過氧化鏈反應的作用能力大小。DPPH·有個單電子，在波長517 nm處有強吸收，其甲醇水溶液呈深紫色，加入抗氧化物質(zhì)后，可以動態(tài)監(jiān)測其對DPPH·的清除效果。圖3為不同干制方式對荷葉提取物清除DPPH·活性比較結(jié)果。由圖3可知，不同微波功率干制以及其他干燥方式荷葉黃酮甲醇提取物與DPPH·清除率都存在劑量依賴關(guān)系，且相同濃度下400 W和500 W微波真空干制方式荷葉的清除活性明顯高于300 W及熱風和日曬產(chǎn)品。MV500、MV400和MV300 在0.02～0.10 g/ L的DPPH·清除率分別是23.22%～75.21%，20.29% ～70.73%和16.27% ～64.55%；HAD和SD在0.02～0.10 g/ L，清除率分別是15.25%～58.76%和12.44%～53.93%，表明微波真空干制方式對荷葉甲醇提取物清除DPPH·活性強于熱風干燥和日曬產(chǎn)品提取物。

圖3 不同干燥方式時荷葉提取物DPPH·清除率Fig.3 DPPH·scavenging ability of lotus leaf extacts treated by different drying ways

不同干制方式荷葉提取物清除DPPH·IC50值見圖4。通過不同功率微波真空干制荷葉清除DPPH·，IC50值分別為43.59，49.31，62.52 μg/ mL。微波功率500 W和400 W荷葉提取物清除自由基能力相當（p＞0.05），二者較功率300 W荷葉產(chǎn)品清除活性提高，且差異顯著（p＜0.05）；不同功率微波真空干燥荷葉清除自由基活性均比熱風干燥和日曬產(chǎn)品能力強，差異均為顯著水平（p＜0.05），表明微波真空干制荷葉清除DPPH·活性較熱風干燥或日曬脫水產(chǎn)品好，且MV500和MV400產(chǎn)品清除自由基能力較MV300好。

圖4 不同干燥方式時荷葉黃酮清除DPPH·活性Fig.4 DPPH·cleaning IC50value of lotus leaf extracts treated by different drying methods

2.4 荷葉黃酮的FRAP抗氧化能力分析

抗氧化物質(zhì)可將Fe3 +-TPTZ復合物還原成深藍色的Fe2 +-TPTZ復合物，該藍色復合物在593 nm處有最大吸收值，因此可根據(jù)吸光值的大小計算樣品抗氧化活性的強弱。不同微波功率對荷葉提取物FRAP抗氧化活性影響見圖5。隨著微波功率提高，相同料液比不同功率荷葉提取物還原三價鐵離子能力逐漸提高，且3個功率間差異顯著（p＜0.05）。微波功率MV500荷葉提取物FRAP抗氧化活性分別是SD和HAD產(chǎn)品的3.18和1.82倍，微波干制抗氧化能力均顯著高于CD和HAD方式，表明微波真空干制荷葉FRAP抗氧化活性較熱風干燥或日曬脫水產(chǎn)品好，且MV500產(chǎn)品抗氧化活性較MV400 和MV300好。

圖5 不同干燥方式時荷葉FRAP抗氧化活性Fig.5 FRAP value of lotus leaf extracts treated by different drying methods

3 討 論

農(nóng)副產(chǎn)品可以通過日曬、熱風干燥和真空微波干制等多種方式脫水，然而不同干制方式直接影響活性物質(zhì)含量。本研究發(fā)現(xiàn)，與熱風干燥和日曬相比，真空微波干燥生產(chǎn)荷葉茶可以顯著提高其總酚和總黃酮含量，這可能與干燥溫度和干燥時間有關(guān)。真空微波干燥也有利于酚類物質(zhì)的溶出，從而提高其抗氧化活性。Therdthai等［19］比較了微波真空干燥與熱風干燥對薄荷葉產(chǎn)品干燥效率和品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)微波真空干燥可以大幅減少干燥時間，節(jié)約時間約85%～90%，而且脫水薄荷葉明度、綠度和黃度均明顯提升；掃描電鏡顯微結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，真空微波干燥薄荷葉結(jié)構(gòu)疏松均勻、孔徑增大、孔隙增多，且復水時間短。真空微波干燥與傳統(tǒng)焙炒或熱風干燥等方法相比，干燥時間大幅縮短，這對于荷葉等含有熱敏性活性成分材料而言，可以增加黃酮等具有生物活性物質(zhì)的保留率。真空微波干燥能夠增加和增大產(chǎn)品內(nèi)部孔徑，有助于活性物質(zhì)在短時間內(nèi)沖泡浸出，提高利用率，因此，采用真空微波干燥的方式生產(chǎn)荷葉茶具有明顯優(yōu)勢。

植物提取物抗氧化活性與其總酚和總黃酮含量具有相關(guān)性［20］。本研究通過分光光度法測定荷葉提取物酚類物質(zhì)含量；通過FRAP和DPPH法分析不同微波功率條件下以及熱風干燥和日曬干燥荷葉干品提取物抗氧化活性，發(fā)現(xiàn)荷葉提取物含有豐富的酚類物質(zhì)，具有較好抗氧化活性?？寡趸钚灾笜薋RAP和DPPH與總酚、總黃酮相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，總酚和總黃酮含量顯著相關(guān)，提示荷葉酚類物質(zhì)可能主要是黃酮類物質(zhì)，干制過程中酚類物質(zhì)損失可能與黃酮類化合物發(fā)生改變有關(guān)。抗氧化活性指標與酚類物質(zhì)含量相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，荷葉總黃酮含量與FRAP和DPPH均為極顯著相關(guān)（p＜0.01），而總酚與FRAP未達到極顯著相關(guān)水平，因此推測荷葉中發(fā)揮FRAP抗氧化活性和清除DPPH·的活性物質(zhì)可能是黃酮類化合物。

4 結(jié) 論

比較了300，400，500 W等不同微波真空干燥功率以及不同干制方式對荷葉酚類物質(zhì)含量和抗氧化活性的影響，結(jié)果表明，采用微波干制方式提高微波功率，能夠較好地提高荷葉中總酚和總黃酮含量及其抗氧化活性。與熱風干燥和日曬脫水方式相比，微波真空干燥荷葉總酚和總黃酮含量較熱風干燥法顯著提高，分別是后者的1.79和1.76倍，是日曬脫水方式的2.11和2.32倍；300，400，500 W微波功率干制荷葉清除DPPH·IC50值分別是62.52，49.31，43.59 μg/ mL，較熱風干燥和日曬脫水方式顯著降低；微波功率500 W荷葉提取物FRAP抗氧化活性分別是熱風干燥荷葉和日曬荷葉茶的1.82和3.18倍。荷葉抗氧化活性與其黃酮類化合物含量極顯著相關(guān)，由此可見，干制方式及干燥工藝參數(shù)能夠影響荷葉中總酚和總黃酮等活性物質(zhì)的含量，進而改變其抗氧化活性。本研究結(jié)果可為荷葉茶開發(fā)提供理論依據(jù)。

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Effect of Microwave Vacuum Drying on Contents of Phenolic and Antioxidant Activity of Lotus Leaf Tea

LIU Huijuan1，ZHENG Yunzhan1，CHEN Yanxia1，SHI Congzhen1，SU Dongxiao1，2，*
（1.College of Life Science，Yangtze University，Jingzhou 434025，China；2.Research and Development Center of Special Food of Jingchu，Yangtze University，Jingzhou 434025，China）

Drying is commonly used for preservation and deep processing of agricultural byproducts.However，the contents of active substances may be altered during the drying process，resulting in decrease of biological activities.In order to study the effect of power of microwave vacuum drying on phenolic substances in lotus leaf tea，effects of microwave drying under different power（300，400，and 500 W），hot air drying，and sun drying on the contents of phenolic compounds and its antioxidant activity in lotus leaf tea were investigated.DPPH radical scavenging capacity and ferric reducing antioxidant power （FRAP）were used to analyze the antioxidant activities.The results showed that the contents of total phenolcis and total flavonoids in lotus leaf tea treated by microwave vacuum drying were 1.79 and 1.76 folds higher than those of traditional hot air drying products.Microwave vacuum drying lotus leaf exhibited higher antioxidant activity in DPPH·scavenging activity（IC50values 62.52，49.31，43.59 μg/ mL，respectively）comparing to hot air drying products.In addition，the FRAP value of microwave vacuum drying（500 W）samples was 3.18 and 1.82 folds higher than that of sun drying and hot air drying smaples.The Pearson correlation analysis between antioxidant activity and phenolic compounds showed that the content of total flavonoids in lotus leaf was significantly correlated with DPPH and FRAP，indicating that the microwave vacuum drying would significantly affect the content of phenolic compounds in lotus leaf，and then enhance its antioxidant activity.

lotus；microwave vacuum drying；phenolic；antioxidant activity；free radicals

葉紅波）

TS255.1；TS272.5；TS201.2

A

10.3969/ j.issn.2095-6002.2016.03.006

2095-6002（2016）03-0040-06

劉慧娟，鄭云展，陳燕霞，等.微波真空干制加工對荷葉茶酚類物質(zhì)含量及其抗氧化活性的影響［J］.食品科學技術(shù)學報，2016，34（3）:40 -45.

LIU Huijuan，ZHENG Yunzhan，CHEN Yanxia，et al.Effect of microwave vacuum drying on contents of flavonoids and antioxidant activity of lotus leaf tea［J］.Journal of Food Science and Technology，2016，34（3）:40 -45.

2016- 05- 09

長江大學青年科研支持計劃基金項目（2015CQN62）；長江大學荊楚特色食品研發(fā)中心開放基金項目（2015JSF01）。

劉慧娟，女，碩士研究生，研究方向為功能食品；*蘇東曉，男，講師，博士，主要從事果蔬副產(chǎn)物綜合利用研究。通信作者。