煮制加工對(duì)綠豆中黃酮含量的影響

張桂芳，于金池，王穎，張東杰，*

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)國(guó)家雜糧工程技術(shù)研究中心，黑龍江大慶163319；2.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江大慶163319）

煮制加工對(duì)綠豆中黃酮含量的影響

張桂芳1，于金池2，王穎1，張東杰2，*

（1.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)國(guó)家雜糧工程技術(shù)研究中心，黑龍江大慶163319；2.黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)食品學(xué)院，黑龍江大慶163319）

煮制過(guò)程是綠豆飲料加工的重要步驟，試驗(yàn)分別考察了料液比、煮制溫度、煮制時(shí)間和pH值對(duì)綠豆煮制液中黃酮含量的影響，在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上通過(guò)正交試驗(yàn)對(duì)影響黃酮含量的因素進(jìn)行了優(yōu)化研究。試驗(yàn)結(jié)果表明：煮制溫度和pH值對(duì)煮制液黃酮含量影響顯著。最佳的煮制工藝參數(shù)為：pH值為7.5，煮制溫度80℃，煮制時(shí)間1.6 h，料液比為1∶10（g/mL）。在此條件下，煮制液中黃酮含量為1.90mg/mL。

綠豆；煮制；黃酮

綠豆在我國(guó)是主要的經(jīng)濟(jì)作物之一，其種植面積和產(chǎn)量均居世界前列[1]。綠豆皮中富含生物堿、黃酮、蒽醌類化合物等具有生物活性的化學(xué)成分[2]，其籽粒中含蛋白質(zhì)20%～24%、脂肪0.5%～1.5%、碳水化合物55%～65%及各種礦物質(zhì)和維生素[3]。近年來(lái)，黃酮的生物活性日益受到國(guó)內(nèi)外營(yíng)養(yǎng)與食品專家的青睞與重視。研究證實(shí)，綠豆中含有黃酮類化合物，這種生物活性物質(zhì)有一定程度的抑菌抗病毒作用[4]。黃酮也是一種很強(qiáng)的抗氧劑，這種抗氧化作用可以有效清除體內(nèi)的氧自由基，其能力是維生素E的10倍以上，并且可以阻止細(xì)胞的退化、衰老，也可阻止癌癥的發(fā)生[5]。所以研究這類物質(zhì)所具有的抗氧化性、抗癌，清除自由基等生理功能外，研究它們?cè)谑澄镔A藏加工中的變化也是非常重要的[6]。在不同的加工過(guò)程中，其中的黃酮類化合物從相對(duì)含量到存在形式都會(huì)發(fā)生不同的變化。例如綠豆在加工之前，一般需經(jīng)過(guò)如剝皮、水洗、預(yù)煮等預(yù)處理過(guò)程，后續(xù)研究表明，這一過(guò)程對(duì)黃酮類物質(zhì)相對(duì)含量的影響較大[7]。本試驗(yàn)主要對(duì)綠豆煮制過(guò)程中黃酮含量的變化進(jìn)行研究，該研究將為下一步綠豆飲料的開(kāi)發(fā)提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

1 材料、儀器和試劑

1.1 材料

綠豆：黑龍江省泰來(lái)縣種子公司提供，品種為小明綠。

1.2 主要儀器

6系列紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)：北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；Adventurer TM電子分析天平：奧豪斯儀器（上海）有限公司；FW100型高速萬(wàn)能粉碎機(jī)：天津市泰斯特儀器有限公司；DK-S24型恒溫水浴鍋、DZG-6050（D）真空干燥箱：上海森信實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；Vortex-Genie2型渦旋振蕩器：上海納茲儀器有限公司。

1.3 主要試劑

蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品（Sigma G7384，CAS號(hào)：149-91-7，MDL號(hào)：MFCD00002510）；無(wú)水乙醇、亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉（均為國(guó)產(chǎn)分析純）。

2 試驗(yàn)過(guò)程與方法

2.1 工藝流程

綠豆→篩選除雜質(zhì)→稱取定量綠豆→煮制→收集煮制液→過(guò)濾→70%乙醇溶液定容于50.0mL容量瓶中→測(cè)定吸光度值

2.2 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液的配制

準(zhǔn)確稱取蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品50.0mg，用適量70%乙醇水溶液加熱溶解，冷卻后轉(zhuǎn)移到100.0mL容量瓶中，用70%乙醇水溶液定容（每毫升溶液中含無(wú)水蘆丁0.50mg），制得蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液。

2.3 標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制

分別吸取蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0mL于7個(gè)25mL容量瓶中，加水至6.0mL，再加入5%的亞硝酸鈉溶液1mL，搖勻靜置6min后，加10%的硝酸鋁溶液1mL，搖勻靜置6min后，加4%的氫氧化鈉溶液10mL，再加水至刻度，搖勻，放置15min。此時(shí)每毫升溶液中含蘆丁分別為0.00、0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、0.12mg。以溶劑作空白，測(cè)定吸光度，繪制吸光度值和濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算線性方程。

2.4 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品最大吸收波長(zhǎng)的確定

取待測(cè)液蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液3.0mL，按照2.2方法測(cè)定吸光值，以等量的溶劑作空白，在370 nm～550 nm處進(jìn)行吸光度掃描，確定蘆丁的最大吸收波長(zhǎng)。

2.5 黃酮類物質(zhì)含量的測(cè)定

準(zhǔn)確量取綠豆質(zhì)量W（g），煮制后獲得煮制液將其稀釋10倍，以便測(cè)定的吸光度值在0.2～0.8范圍，其他方法同上進(jìn)行測(cè)量吸光度，并從標(biāo)準(zhǔn)曲線中計(jì)算相應(yīng)含量，公式如下：

式中：X為根據(jù)蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液線性方程得到綠豆的黃酮類物質(zhì)煮制液濃度，mg/mL；V0為原綠豆黃酮類煮制液定容后體積，即50.0mL；V1為量取煮制液樣品測(cè)定時(shí)定容后的體積，即25.0mL；V2為量取煮制液樣品測(cè)定時(shí)體積，mL；W為綠豆質(zhì)量，g

2.6 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)

以單因素試驗(yàn)中綠豆煮制液的黃酮含量的吸光度值作為考核指標(biāo)，確定正交試驗(yàn)中料液比、煮制溫度、煮制時(shí)間和pH值的取值范圍。本試驗(yàn)設(shè)置3個(gè)水平，采用L9（34）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行操作，以此確定綠豆煮制工藝的最佳工藝參數(shù)。

3 結(jié)果與分析

3.1 最大吸收波長(zhǎng)的確定

取3.0mL標(biāo)準(zhǔn)液顯色定容后于370 nm～550 nm進(jìn)行吸光度掃描，在同樣條件下對(duì)綠豆煮制液進(jìn)行吸光度掃描，結(jié)果見(jiàn)圖1。

圖1 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液分光光譜圖Fig.1 Standard rutin spectral graph

由圖1可知，確定390 nm處為黃酮類物質(zhì)的最大吸收波長(zhǎng)，選取在390 nm處測(cè)定吸光波長(zhǎng)。

3.2 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線的制備

測(cè)定的不同濃度蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品溶液的吸光度如圖2所示。

用最小二乘法作線性回歸，得其線性回歸方程式y(tǒng)=10.615x+0.010 1，相關(guān)系數(shù)R2=0.999 4，說(shuō)明蘆丁顯色溶液在0～0.12mg/mL范圍內(nèi)很好地符合朗伯—比爾定律。

3.3 料液比對(duì)黃酮含量的影響結(jié)果

不同料液比對(duì)黃酮含量的影響結(jié)果如圖3所示。

圖2 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.2 Rutin standard curve

圖3 料液比對(duì)黃酮含量的影響結(jié)果Fig.3 Effect of the ratio of material to liquid on the content of flavonoids

從圖3中可以看出，當(dāng)料液比達(dá)到1∶20（g/mL）時(shí)，煮制效果最好。因?yàn)樵黾尤軇┯昧?，有利于黃酮由原料向溶劑擴(kuò)散，增高溶液中黃酮含量。當(dāng)溶劑用量增大到一定限度時(shí)，原料表面與溶液之間的濃度差不再是影響黃酮含量的主要因素，溶劑溶解的其他雜質(zhì)也增多導(dǎo)致黃酮含量反而有所下降。

3.4 煮制溫度對(duì)黃酮含量的影響結(jié)果

不同煮制溫度對(duì)黃酮含量的影響結(jié)果如圖4所示。

圖4 煮制溫度對(duì)黃酮含量的影響Fig.4 Effect of cooking temperature on the content of flavonoids

從圖4中可以看出，溫度越高，黃酮含量越高。溫度達(dá)到90℃時(shí)，煮制液呈明顯的褐色并且黃酮含量下降。這種現(xiàn)象的原因是黃酮類化合物在高溫下容易被氧化，溫度過(guò)高，其中的有效成分易被破壞，同時(shí)雜質(zhì)的溶出也增加導(dǎo)致對(duì)進(jìn)一步分離不利。所以當(dāng)煮制溫度為80℃，煮制效果最好。

3.5 煮制時(shí)間對(duì)黃酮含量的影響結(jié)果

不同煮制時(shí)間對(duì)黃酮含量的影響結(jié)果如圖5所示。

圖5 煮制時(shí)間對(duì)黃酮含量的影響Fig.5 Effect of cooking time on the content of flavonoids

從圖5中可以看出，煮制時(shí)間在1.2 h時(shí)煮制效果最好。綠豆煮制時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，黃酮含量反而有所下降，可能是因?yàn)橛休^多雜質(zhì)浸出導(dǎo)致影響黃酮含量。

3.6 pH值對(duì)黃酮含量的影響結(jié)果

pH值對(duì)綠豆中的黃酮含量影響結(jié)果如圖6所示。

圖6 pH值對(duì)黃酮含量的影響Fig.6 Effect of pH value on the content of flavonoids

從圖6中可以看出，隨著pH值的增加，綠豆煮制液中黃酮類化合物的含量先提高后降低。當(dāng)pH值達(dá)到7.5時(shí)，黃酮類化合物的含量最高，超過(guò)7.5時(shí)開(kāi)始下降。從煮制液的顏色上看，pH值超過(guò)7.5后，煮制液的顏色偏于綠色。原因可能是pH值增高后，使一些醇溶性雜質(zhì)和色素等成分溶出量增加，這些成分與黃酮類化合物競(jìng)爭(zhēng)同水分子結(jié)合從而導(dǎo)致黃酮含量的下降。

3.7 正交試驗(yàn)結(jié)果與分析

為了進(jìn)一步確定綠豆的最佳煮制工藝，選擇單因素試驗(yàn)中對(duì)煮制量影響較大的4個(gè)因素，采用正交試驗(yàn)方法進(jìn)行試驗(yàn)。正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見(jiàn)表1、表2。

根據(jù)正交試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，4個(gè)因素對(duì)黃酮含量的影響從大到小的順序?yàn)锳＞B＞C＞D，即pH＞煮制溫度＞煮制時(shí)間＞料液比，各因素方差分析的結(jié)果如表3所示。

表1 正交試驗(yàn)表Table1 Orthogonal experiment table

表2 L9（34）正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析Table2 Design and result analysis of L9（34）orthogonal experiment

方差分析的結(jié)果可以看出因素A和因素B差異顯著（P＜0.05），C因素和D因素差異不顯著。由K值得出最優(yōu)組合：A2B2C2D2，即pH值7.5，煮制溫度為80℃，煮制時(shí)間為1.2 h，料液比為1∶20（g/mL），按照最佳工藝參數(shù)制備的綠豆汁黃酮含量為1.87mg/g。表2中A2B2C3D1，即pH值7.5，煮制溫度為80℃，煮制時(shí)間為1.6 h，料液比為1∶10（g/mL），條件下制備的綠豆汁黃酮含量為1.90mg/g。因此確定最優(yōu)條件為pH值7.5，煮制溫度為80℃，煮制時(shí)間為1.6 h，料液比為1∶10（g/mL）。

表3 方差分析表Table3 Variance analysis table

4 結(jié)論

本試驗(yàn)研究了綠豆在不同煮制條件下的黃酮含量情況，確定了最佳煮制工藝參數(shù)為：pH值為7.5，煮制溫度80℃，煮制時(shí)間1.6 h，料液比為1∶10（g/mL），在此條件下制備的綠豆汁黃酮含量可以達(dá)到1.90mg/g。該研究將為下一步綠豆飲料的開(kāi)發(fā)提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

[1]龔倩云.綠豆在食品工業(yè)中應(yīng)用的研究進(jìn)展[J].農(nóng)產(chǎn)品加工,2009 (3):57-58

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Effect of Cooking Process on the Content of Flavonoids in Mung Bean

ZHANG Gui-fang1，YU Jin-chi2，WANG Ying1，ZHANG Dong-jie2，*
（1.National Coarse Cereals Engineering Research Center of Heilongjiang Bayi Agriculture University，Daqing 163319，Heilongjiang，China；2.Food College ofHeilongjiang Bayi Agriculture University，Daqing163319，Heilongjiang，China）

The cooking process is an important step in the processing of mung bean beverage.The effects of material liquid ratio，boiling temperature，cooking time and pH value on the flavonoids content of mung bean were studied.On the basis of single factor tests，factors that affect the content of flavonoids were optimized by orthogonal test.The results showed that the boiling temperature and pH were the two most important factors affecting the content of flavonoids.The optimum technology parameters as follow：pH value was 7.5，cooking temperature was80℃，cooking time was1.6 h，and solid-liquid ratio was 1∶10（g/mL）.Under this condition，the highest content of flavonoids was 1.90mg/mL.

mung beans；cooking process；flavonoids

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.04.009

2016-05-02

科技部國(guó)家星火計(jì)劃項(xiàng)目《雜糧主食生產(chǎn)全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)集成應(yīng)用與示范》（2015GA670008）；黑龍江省農(nóng)墾總局開(kāi)發(fā)項(xiàng)目《農(nóng)副產(chǎn)品精深加工及高效利用和貯運(yùn)技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)與示范》（HNK13KF-01-01）；大慶市創(chuàng)新能力建設(shè)項(xiàng)目《雜糧及其深加工分析測(cè)試技術(shù)平臺(tái)建設(shè)》（sjh-2013-65）；黑龍江省墾區(qū)科研項(xiàng)目《系列雜糧飲料產(chǎn)品的研制與產(chǎn)業(yè)化》（HNK135-05-02-8）

張桂芳（1980—），女（漢），助理研究員，博士研究生，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工。

*通信作者：張東杰（1966—），男（朝鮮），教授，博士研究生導(dǎo)師，研究方向：食品安全及農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏。