蘆蒿葉中黃酮類化合物的純化及其營(yíng)養(yǎng)餅干的研制

盧永翎 - 王 晨 梁玉理 - 朱 坤 朱瀟儀 - 郭紅梅 - 呂麗爽 -

(南京師范大學(xué)金陵女子學(xué)院，江蘇 南京 210097) (Ginling College, Nanjing Normal University, Nanjing, Jiangsu 210097, China)

蘆蒿葉中黃酮類化合物的純化及其營(yíng)養(yǎng)餅干的研制

盧永翎LUYong-ling王 晨WANGChen梁玉理LIANGYu-li朱 坤ZHUKun朱瀟儀ZHUXiao-yi郭紅梅GUOHong-mei呂麗爽LULi-shuang

(南京師范大學(xué)金陵女子學(xué)院，江蘇 南京 210097) (GinlingCollege,NanjingNormalUniversity,Nanjing,Jiangsu210097,China)

以吸附率和解吸附率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，從16種樹脂里篩選出富集蘆蒿葉中黃酮類化合物效果最佳的NKA-2型樹脂，進(jìn)而選擇NKA-2型樹脂柱對(duì)不同濃度乙醇的解吸液進(jìn)行考察。結(jié)果表明，20%乙醇洗脫組分中黃酮類化合物得率和純度最高，分別為38.56%和67.80%。將該組分蘆蒿葉提取物加入面粉中制備出蘆蒿營(yíng)養(yǎng)餅干，通過(guò)探討餅干配方及生產(chǎn)工藝確定2種不同口味餅干的最佳配方。

大孔吸附樹脂；蘆蒿；黃酮類化合物；餅干

蘆蒿(ArtemisiaselengensisTurcz)為菊科蒿屬多年生草本植物，學(xué)名萎蒿，又名狹葉艾、白蒿等。蘆蒿風(fēng)味獨(dú)特，味道鮮美，《本草綱目》[1]中記為“主治五臟邪氣，風(fēng)寒濕脾，補(bǔ)中氣，利膈開胃，可去東河豚毒”。蘆蒿中富含氨基酸、維生素、微量元素[2-3]及黃酮類化合物[4-6]，是典型的保健蔬菜。黃酮類物質(zhì)具有抗氧化[7-8]、清除體內(nèi)自由基[9]、降血糖[10]、降血脂[11]、抗腫瘤[12]等多種功能。南京八卦洲蘆蒿種植面積超過(guò)1 300 hm2，產(chǎn)量4萬(wàn)t，產(chǎn)值近1.6億元，但是人們主要食用蘆蒿的嫩莖，對(duì)于含有更多黃酮類化合物的蘆蒿葉缺乏進(jìn)一步的開發(fā)利用，造成一定的浪費(fèi)。

涂宗財(cái)?shù)萚5]和付慶權(quán)等[6]采用響應(yīng)面法優(yōu)化了蘆蒿葉中總黃酮的提取工藝，但有關(guān)蘆蒿葉黃酮的富集和純化，特別是其在大孔樹脂上的吸附動(dòng)力學(xué)研究尚未見報(bào)道。大孔吸附樹脂分離技術(shù)對(duì)黃酮類化合物的篩分有著廣泛應(yīng)用[13-16]，樹脂的吸附性能與其極性、空間結(jié)構(gòu)有重要關(guān)系。本試驗(yàn)以蘆蒿葉為原料，研究了HPD417、NKA-2、HPD950、AB-8等16種大孔樹脂對(duì)蘆蒿葉黃酮的吸附與解吸附性能，以期尋找對(duì)蘆蒿葉總黃酮精制純化的有效方法，并將其與易于進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化處理的餅干相結(jié)合，通過(guò)優(yōu)化產(chǎn)品配方研制出風(fēng)味獨(dú)特的蘆蒿餅干，為蘆蒿葉的開發(fā)利用以及健康食品的拓展提供新的途徑。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

蘆蒿：南京八卦洲野生蔬菜基地；

蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品：含量98%，上海源葉生物科技有限公司；

無(wú)水乙醇：分析純，南京寧試化學(xué)試劑有限公司；

氫氧化鈉、硝酸鋁、亞硝酸鈉、乙酸乙酯、甲醇、硫酸：分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；

HPD100、HPD417、HPD450、HPD600、HPD722、HPD950、ADS17、DM130、APD500、APD750、D101樹脂：河北滄州寶恩生化制劑廠；

NKA-2、NKA-9、AB-8、X-5、聚酰胺樹脂：天津南開大學(xué)化工廠；

低筋粉、優(yōu)級(jí)白砂糖、小蘇打、食鹽、奶香粉、抹茶粉、可可粉：市售。

1.1.2 儀器

紫外-可見分光光度計(jì)：UV-6100A型，上海元析儀器有限公司；

冷凍干燥機(jī)：FreeZone 2.5 Plus型，美國(guó)Labconco公司；

質(zhì)構(gòu)儀：QTS-25型，美國(guó)Brookfield CNSFarnell公司；

分析天平：AUY220型，日本島津公司；

高速萬(wàn)能粉碎機(jī)：FM177型，天津泰斯特儀器有限公司；

電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱：DHG-9140型，上海精宏試驗(yàn)設(shè)備有限公司；

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器：RE-52A型，上海亞榮生化儀器廠；

電烤爐：YXD101-2型，早苗食品機(jī)械有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 蘆蒿葉黃酮的提取及測(cè)定

(1) 蘆蒿葉粗提液的制備： 新鮮蘆蒿洗凈、去除老、黃葉子后烘干，粉碎，按料液比1∶50 (g/mL)加入75%乙醇溶液，90 ℃加熱回流90 min，冷卻，抽濾。殘?jiān)貜?fù)提取1次。合并兩次提取液旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，冷凍干燥，得蘆蒿葉總黃酮粗提物[5-6]。

(2) 黃酮類化合物標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立：參考文獻(xiàn)[6]，以蘆丁為對(duì)照，采用Al(NO3)3顯色法，在波長(zhǎng)510 nm處測(cè)定，以不同濃度的蘆丁為橫坐標(biāo)，吸光值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.2 大孔樹脂純化蘆蒿葉粗提物

(1) 大孔樹脂的預(yù)處理：取16種樹脂適量，蒸餾水洗去雜質(zhì)及破碎樹脂，于70 ℃干燥至質(zhì)量恒定，備用。分別精密稱取1.0 g于250 mL錐形瓶中，95%乙醇浸泡24 h后，用蒸餾水洗至無(wú)醇味。

(2) 大孔吸附樹脂對(duì)黃酮類化合物的靜態(tài)吸附和解吸附：將預(yù)處理好的大孔樹脂置于250 mL錐形瓶?jī)?nèi)，加入50 mL 蘆蒿葉總黃酮粗提物的稀釋樣液(0. 536 mg/mL)，振蕩吸附24 h(25 ℃，150 r/min)，測(cè)定吸附平衡后樣液中黃酮類化合物的濃度；用蒸餾水沖洗樹脂中殘余黃酮類化合物后吸干水分，加入70%乙醇振蕩解吸附24 h(25 ℃，150 r/min)，過(guò)濾，測(cè)定濾液中黃酮類化合物的濃度，并按式(1)～(4)計(jì)算樹脂的吸附量、吸附率、解吸附率和回收率。

(1)

(2)

(3)

R=A×D×100%，

(4)

式中：

Qa——干樹脂的吸附量，mg/g；

A——吸附率，%；

D——解吸率，%；

R——回收率，%；

C0——吸附液起始濃度，mg/mL；

Cr——吸附后溶液濃度，mg/mL；

Cd——解吸液濃度，mg/mL；

Va——吸附液體積，mL；

W——樹脂(干)重量，g；

Vd——解吸液體積，mL。

(3) 大孔樹脂層析柱分離蘆蒿葉提取物：參考文獻(xiàn)[13～15]方法，取經(jīng)預(yù)處理的NKA-2樹脂100 mL濕法裝柱(Ф 4.0 cm×30 cm)，一定濃度的蘆蒿葉粗提液上樣，先用水洗脫3 BV，再依次用不同體積分?jǐn)?shù)的乙醇解吸液(20%，40%，60%，80%)以1.5 BV/h的流速進(jìn)行洗脫，收集流出液并用薄層色譜板檢測(cè)(展開劑為20∶15∶2∶1的甲苯∶乙酸乙酯∶甲酸∶水，顯色劑為10%硫酸乙醇溶液，在105 ℃加熱下檢視)，合并，減壓濃縮并冷凍干燥保存，測(cè)定各洗脫組分中黃酮的含量。

1.2.3 蘆蒿餅干的制作

(1) 基本配方及工藝流程：低筋粉100%(以面粉為基準(zhǔn)，其他輔料以占面粉質(zhì)量比例計(jì)算)、雞蛋(全蛋)90%、蛋黃10%、白砂糖40%、小蘇打1%、食鹽0.9%、奶香粉0.9%、水適量。

原輔料挑選→稱量→原輔料預(yù)混、打發(fā)→加入20%乙醇洗脫得到的蘆蒿葉提取物、面粉、小蘇打、奶香粉進(jìn)行調(diào)粉(可添加可可粉或抹茶粉)→成型→烘烤(上火溫度控制為200 ℃，底火溫度控制為180 ℃，時(shí)間約為15 min)→冷卻→檢驗(yàn)→成品

(2) 餅干中黃酮含量的測(cè)定：將餅干樣用粉碎機(jī)粉粹，加入70%乙醇水溶液磁力攪拌1 h，過(guò)濾膜取續(xù)濾液按1.2.1項(xiàng)下蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線制備方法配置溶液并測(cè)定吸光度值。

(3) 影響餅干感官品質(zhì)的因素分析：通過(guò)探討蘆蒿葉提取物用量、白砂糖用量、可可粉和抹茶粉加入量對(duì)餅干品質(zhì)的影響，以感官評(píng)定為標(biāo)準(zhǔn)，確定蘆蒿餅干的最佳配方。蘆蒿葉提取物用量對(duì)餅干質(zhì)量的影響：面粉用量183 g，分別添加550，800，1 050，1 300 μg/g的黃酮類化合物，其他輔料用量與基本配方相同。白砂糖用量對(duì)餅干品質(zhì)的影響：面粉用量183 g，黃酮類化合物添加量800 μg/g，白砂糖添加量分別為55，73，91，110 g?？煽煞塾昧繉?duì)餅干品質(zhì)的影響：面粉用量為183 g，黃酮類化合物的添加量為800 μg/g，白砂糖添加量為73 g，分別加入可可粉18.3，27.5，36.6 g。抹茶粉用量對(duì)餅干品質(zhì)的影響：面粉用量183 g，黃酮類化合物添加量800 μg/g，白砂糖添加量73 g，分別加入抹茶粉3.7，9.2，14.7 g。

(4) 模糊評(píng)判方法：參考文獻(xiàn)[17～19]方法，由10位食品專業(yè)人員組成評(píng)定小組，從餅干色澤、形狀、結(jié)構(gòu)、風(fēng)味和口感5個(gè)方面評(píng)定產(chǎn)品品質(zhì)，評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見表1。

(5) 餅干質(zhì)構(gòu)分析：用QTS-25型質(zhì)構(gòu)儀對(duì)餅干硬度、內(nèi)聚性、彈性、咀嚼性進(jìn)行測(cè)定分析，評(píng)價(jià)餅干的品質(zhì)。測(cè)定條件：壓縮模式，選用TA5探頭，壓縮距離1.5 mm，等待時(shí)間3 s，觸發(fā)力5 g，測(cè)試前速度1.0 mm/s，測(cè)試速度0.5 mm/s，測(cè)試后速度0.5 mm/s。

2 結(jié)果與分析

2.1 蘆蒿中黃酮類化合物的提取優(yōu)化

2.1.1 黃酮類化合物標(biāo)準(zhǔn)曲線的建立 標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為：y=0.09x+0.000 2，R2=0.999 9，根據(jù)回歸方程計(jì)算蘆蒿葉及餅干中黃酮類化合物的含量。

表1 蘆蒿餅干感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory estimate standard of healthy biscuits with flavonoids

2.1.2 樹脂吸附及解吸附能力的比較 16種樹脂對(duì)蘆蒿中黃酮類化合物的靜態(tài)吸附及解吸附結(jié)果見表2。經(jīng)Spss 17.0 數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行顯著性分析，表明各樹脂對(duì)黃酮類化合物的吸附率和解吸附率均存在顯著性差異(P<0.05)。大孔樹脂是一種高分子聚合物，具有吸附性和篩選性相結(jié)合的特點(diǎn)，可以根據(jù)吸附力(范德華力或氫鍵吸附)和分子量的大小選擇性地吸附有機(jī)物[20]。由表2可知，吸附能力較好的樹脂有HPD417、NKA-2、HPD950、AB-8，其中NKA-2型樹脂對(duì)蘆蒿葉中黃酮類化合物的解吸附率和回收率分別達(dá)到88.89%和74.42%，優(yōu)于其他3種樹脂。綜合考慮，NKA-2型樹脂適用于蘆蒿葉中黃酮的純化。

2.1.3 解吸劑濃度對(duì)黃酮洗脫效果的影響 考慮到提取的黃酮類物質(zhì)用于添加到食品中，本試驗(yàn)采用乙醇作為解吸劑。由表3可知，20%乙醇洗脫得率與效果最佳，得率達(dá)到38.56%，純度達(dá)到67.80%。經(jīng)Spss 17.0顯著性分析表明：各濃度乙醇洗脫組分中黃酮的得率與純度均具有顯著性差異(P<0.05)。由此可見以NKA-2型樹脂柱分離時(shí)，可用20%乙醇來(lái)純化黃酮類化合物。

2.2 餅干制作工藝優(yōu)化

2.2.1 蘆蒿餅干中黃酮類化合物的含量 將未加蘆蒿葉提取物的餅干與加入F1的餅干分別按1.2.3的方法進(jìn)行黃酮類化合物的提取和含量測(cè)定，由表4可知，加入蘆蒿提取物后，每克餅干中的黃酮類化合物含量可以提高200 μg左右，效果比較顯著。

2.2.2 輔料添加量對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響 由表5可知，蘆蒿葉中黃酮純化物F1的添加量對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與形狀幾乎無(wú)影響，但在>1 050 μg/g時(shí)，餅干出現(xiàn)不愉悅的苦味；而添加量<800 μg/g時(shí)，則無(wú)黃酮類物質(zhì)特有的風(fēng)味。經(jīng)過(guò)對(duì)比，當(dāng)添加量為800 μg/g時(shí)，餅干具有較好的風(fēng)味和口感。在色澤上，當(dāng)添加量>1 050 μg/g時(shí)，較多的黃酮被氧化呈現(xiàn)黃色，影響餅干色澤；而當(dāng)添加量<800 μg/g時(shí)，不顯綠色。因此確定黃酮類化合物的最佳添加量為800 μg/g。

表2大孔樹脂對(duì)蘆蒿葉中黃酮類化合物靜態(tài)吸附性能比較

Table 2 Comparison on static adsorption and desorption capabilities of different types of macro-porous resins (n=3) %

表3 乙醇濃度對(duì)黃酮類物質(zhì)洗脫效果的影響Table 3 The effect of ethanol concentration on desorption performance (n=3) %

白砂糖添加量對(duì)餅干色澤、風(fēng)味及口感有重要的影響。當(dāng)白砂糖低于73 g時(shí)，餅干口感較硬且粘牙；添加量為73 g

表4蘆蒿提取物對(duì)產(chǎn)品中黃酮類化合物含量的影響

Table 4 Effects ofArtemisiaSelengensisExtract on content of flavonoids in products (n=3)

產(chǎn)品不加蘆蒿提取物黃酮類化合物含量/(mg·g-1)RSD/%加入蘆蒿提取物黃酮類化合物含量/(mg·g-1)RSD/%原味餅干 0.8311.471.0792.75巧克力餅干1.7912.242.0030.71抹茶餅干 2.2442.722.4252.23

表5 輔料添加量對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響Table 5 Effects of the amount of materials on product quality

時(shí)，焦糖化反應(yīng)輕微，能夠很好地體現(xiàn)蘆蒿的淡綠色，并且口感酥松，味道純正；添加量>91 g時(shí)，焦糖化反應(yīng)明顯，焙烤的金黃色與蘆蒿提取物的綠色，形成了棕黃色甚至深褐色，影響產(chǎn)品品質(zhì)。因此確定最佳白砂糖添加量為73 g。

可可粉的添加量對(duì)餅干的風(fēng)味與結(jié)構(gòu)有較大影響，而對(duì)色澤影響較小。當(dāng)可可粉為27.5 g時(shí)，餅干具有疏松質(zhì)地，同時(shí)在風(fēng)味和色澤上的評(píng)分都較高。而抹茶粉對(duì)餅干的色澤、風(fēng)味和結(jié)構(gòu)均有較明顯的影響，綜合三者的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)當(dāng)抹茶粉添加量為9.2 g時(shí)，餅干的整體評(píng)分較高。因此確定最佳可可粉和抹茶粉添加量分別為27.5 g和9.2 g。

2.2.3 餅干產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)特性 為驗(yàn)證產(chǎn)品的質(zhì)量(按2.2.2中最佳配方制作)，分別對(duì)添加黃酮純化物F1的原味餅干、巧克力味餅干及抹茶味餅干進(jìn)行了質(zhì)構(gòu)分析。由表6可知，3種餅干的硬度均在4 000 g左右，硬度適中，內(nèi)聚性、彈性、咀嚼性均無(wú)顯著性差異，內(nèi)部疏松程度較好。

表6 3種餅干的質(zhì)構(gòu)特性分析Table 6 Texture properties of three kinds of biscuits (n=10)

3 結(jié)論

從16種大孔樹脂中篩選出NKA-2型樹脂對(duì)蘆蒿葉黃酮粗提物進(jìn)行精制純化，其有良好的吸附和解吸附性能。當(dāng)以3 BV水沖洗后，再用3 BV、20%乙醇以1.5 BV/h的流速進(jìn)行洗脫，所得組分F1中黃酮類化合物有較好的得率和純度，分別為38.56%和67.80%。當(dāng)F1添加量為800 μg/g，糖占比40%時(shí)，餅干具有蘆蒿獨(dú)特的風(fēng)味、口感酥脆。通過(guò)進(jìn)一步優(yōu)化可可粉(15%)和抹茶粉(5%)的添加量，確定2種不同口味的餅干配方。蘆蒿餅干的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高于普通餅干，是一種很好的日常健康食品，同時(shí)也為蘆蒿葉的開發(fā)利用提供了一定的參考。

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PurificationofflavonoidsfromArtemisiaselengensisleavesandprepareationbakehealthybiscuitswiththeflavonoids

Flavonoids fromArtemisiaselengensisleaves were enriched by macro-porous resin NKA-2 that was chosen by comparing the static adsorption and desorption properties among 16 kinds of resins. As a result, the peak yield and purity of flavonoids can reach 38.56% and 67.80% respectively, when using 20% ethanol as eluent.Those natural extractions gained fromArtemisiaselengensisleaves were added into flour to produce a kind of healthy biscuits, and this study would further determine the optimal formula of those healthy biscuits with two different flavors by exploring biscuit recipes and producing processes.

macro-porous resin;Artemisiaselengensis; flavonoids; biscuit

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(編號(hào)：31571783)

盧永翎，女，南京師范大學(xué)實(shí)驗(yàn)師，碩士。

呂麗爽(1969—)，女，南京師范大學(xué)教授，博士。

E-mail: lishuanglv@126.com

2017—06—09

10.13652/j.issn.1003-5788.2017.09.037