不同干燥工藝對冬瓜皮中生物活性成分含量的影響

李楊，劉明杰,肖洪,2,3，李斌，劉士健*

(1.西南大學 食品科學學院，食品科學與工程國家級實驗教學示范中心,重慶　400715；2.北京正博和源科技有限公司重慶分公司,重慶　400716；3.北京正博和源科技有限公司,北京　102400)

冬瓜皮是冬瓜的干燥外層果皮，為不規(guī)則的碎片，常向內(nèi)卷曲或筒狀，大小不一。外表面灰綠色，或有白霜，內(nèi)表面較粗糙，可見筋脈狀維管束。體輕而脆，易折斷，味淡[1]。冬瓜最早起源于中國與東印度，廣泛分布于亞洲溫帶、亞熱帶以及熱帶地區(qū)，產(chǎn)量高，在中國的主要產(chǎn)地位于廣東、安徽、四川、河北等省，種植面積在20萬公頃，是夏秋兩季常見蔬菜[2]。多數(shù)地區(qū)的冬瓜依然以鮮銷為主。植物多糖在降血壓、降血脂、調(diào)節(jié)免疫功能、抗衰老、治療糖尿病等方面表現(xiàn)出非常優(yōu)秀的作用[3-5]。黃酮能有效預防骨質疏松癥，治療糖尿病，尤其在抗腫瘤方面有著重要的作用，能有效抑制腫瘤細胞的增長[6，7]。多酚類化合物在食品加工中占有重要地位，是一種重要的食品添加劑，它具有抗氧化作用，能清除食品中少量的氧和自由基，能阻斷氧化反應的進一步進行。它同時具有一定的保健功能，它在抗癌、抑菌等方面作用顯著[8，9]。葉綠素主要包含了葉綠素a和葉綠素b，而有部分低等植物中還含有葉綠素c和葉綠素d等。葉綠素有造血、提供維生素、解毒、抗病等多種用途[10]。冬瓜是一種物美價廉、藥食兼用的佳品，受到消費者的青睞，目前國內(nèi)外對冬瓜的研究與開發(fā)局限在冬瓜肉和冬瓜汁上，對冬瓜皮的研究很少，因我國國民食物烹制加工習慣，冬瓜皮在烹飪前都會被去掉，最終會被以餐廚垃圾的形式拋棄，這不僅會造成污染和浪費，還會大大降低冬瓜的綜合利用價值。本文研究了常溫干燥、烘箱干燥、微波干燥三種干燥工藝對冬瓜皮活性`成分總葉綠素、葉綠素a、葉綠素b、多糖、黃酮、多酚含量的影響，為冬瓜皮的開發(fā)利用提供一定的理論基礎。

1　材料與方法

1.1　材料與儀器

材料：普通青冬瓜(Benincasahispida(Thunb.) Cogn.):永輝超市售。

試劑：蘆丁(rutin)標準品、沒食子酸(gallic acid)標準品北京盛世康普化工技術研究所；葡萄糖(一水)(分析純)、水乙醇(分析純)、無水碳酸鈉(分析純)成都市科龍化工試劑廠；苯酚(分析純)、濃硫酸(優(yōu)級純)、氫氧化鈉(分析純)、硝酸鋁(九水)(分析純)重慶川東化工(集團)有限公司；丙酮(分析純)重慶科試化學有限公司；亞硝酸鈉(分析純)廣東省化學試劑工程技術研究開發(fā)中心；福林酚上海如吉生物科技發(fā)展有限公司。

FW80型高速萬能粉碎機天津市泰斯特儀器有限公司；DGX-9143 B-1型烘箱上海?，攲嶒炘O備有限公司；WD7009(MG-5355M)型LG微波爐樂金電子(天津)電器有限公司；722型可見光分光光度計上海菁華科技儀器有限公司；AP-01P型真空泵天津奧特塞恩斯儀器有限公司；HH-8型數(shù)顯恒溫水浴鍋常州澳華儀器有限公司；1580型多功能離心機基因有限公司；MP002型電子天平上海恒平科學儀器有限公司；FA004A型電子天平上海精天電子儀器有限公司。

1.2　實驗方法

1.2.1前處理

將買來的冬瓜表面洗凈擦干，切下冬瓜皮，盡量使大小薄厚均勻，稱重，分別進行常溫干燥、烘箱60，75，90，105 ℃干燥以及微波功率P-60(420 W)，P-80(560 W)干燥處理。待干燥完成后，稱重，計算失水率。用粉碎機粉碎，放入樣品袋中,于4 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2多糖檢測[11，12]

1.2.2.1多糖標準曲線的制作

取0.1000 g已烘干至恒重的葡萄糖于100 mL燒杯中,加少量純水溶解，定容至100 mL,得到1 mg/mL葡萄糖標準溶液。

取上述1 mg/mL葡萄糖標準溶液0，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0 mL于50 mL容量瓶中，加純水定容至刻度。

取上述5種稀釋度的溶液1 mL于玻璃試管中，向試液中加入1 mL的5%苯酚溶液，然后快速加入5.0 mL濃硫酸(與液面垂直加入，勿接觸試管壁，以利于和反應液充分混合)，靜置10 min，振蕩使反應液充分混勻，將試管置于30 ℃水浴中反應20 min，得待測液，另精密吸取1 mL蒸餾水，同法操作，作為空白，在波長490 nm處測定吸光度，制作標準曲線，得到標準液濃度(Y)與吸光度(X)之間的回歸方程。

1.2.2.2冬瓜皮多糖檢測

稱取0.1 g冬瓜皮粉，加入25 mL純水，于80 ℃水浴鍋中加熱1 h，取上清液，再加入25 mL純水，于80 ℃下水浴提取1 h，合并2次提取液，抽濾，定容至50 mL，得待測液，量取1 mL，按標準曲線制作方法檢測多糖含量。

1.2.3黃酮檢測

1.2.3.1黃酮標準曲線的制作

稱取干燥至恒重的蘆丁5 mg，以少量70%乙醇溶解，用70%乙醇定容至50 mL，搖勻靜置，配成含蘆丁0.1 mg/mL的標準溶液。

精密量取標準溶液0，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0，6.0，7.0，8.0 mL分別置于25 mL容量瓶中，加1 mL 5%亞硝酸鈉溶液，混勻，靜置6 min；加入1 mL 10%硝酸鋁溶液，混勻，靜置6 min；加入10 mL 1 mol/L氫氧化鈉溶液，用70%乙醇定容至25 mL混勻，靜置15 min得待測液。在波長510 nm處測定吸光度，制作標準曲線，得到標準液濃度(Y)與吸光度(X)之間的回歸方程。

1.2.3.2冬瓜皮黃酮檢測[13]

稱取冬瓜皮粉1 g,加入70%乙醇50 mL，在75 ℃下水浴提取2 h，移出上清液，再加入50 mL 70%乙醇水浴提取2 h，將2次提取液真空抽濾，濾液用70%乙醇定容至100 mL,制得冬瓜皮黃酮粗提液。吸取1 mL，按照黃酮標準曲線制作方法測定冬瓜皮中黃酮含量。

1.2.4多酚檢測[14，15]

1.2.4.1多酚標準曲線的制作

稱取5 mg沒食子酸，用少量純水溶解并定容至100 mL容量瓶中，得到0.05 mol/L沒食子酸標準液。精密吸取標準液0，1.0，2.0，4.0，6.0，8.0，10.0 mL，分別置于7個25 mL容量瓶中，加入1 mL Folin-Ciocalteu試劑,4 mL 10%碳酸鈉溶液，用蒸餾水定容，混勻后在室溫下靜置90 min，于765 nm波長處測定吸光度，繪制標準曲線，得到標準溶液(Y)與吸光度(X)之間的回歸方程。

1.2.4.2冬瓜皮多酚檢測

稱取1 g冬瓜皮粉，加入75 mL 70%乙醇溶液，70 ℃水浴提取90 min，抽濾，濾液定容至100 mL得待測液，吸取1 mL，按照多酚標準曲線制作方法測定冬瓜皮多酚含量，若有沉淀，則用4000 r/min離心20 min。

1.2.5冬瓜皮中葉綠素檢測

取冬瓜皮粉0.1 g，加入20 mL 80%丙酮溶液，于40 ℃水浴中浸提5.5 h，抽濾，定容至25 mL。取提取液分別在663，645 nm下測定吸光度，以95%乙醇為空白對照。按照下列公式，分別計算冬瓜皮粉中葉綠素a，b和總葉綠素的含量(mg/g)。

式中：V為樣品提取液總體積(mL);m為樣品質量(g);D為不同波長下樣品吸光度。

1.3　數(shù)據(jù)分析

所用軟件為SPSS Statistics 17，Excel 2010。

2　結果與分析

2.1　不同干燥方式對冬瓜皮失水率的影響

通過冬瓜皮干燥前后的質量比，算出不同干燥方式下冬瓜皮的失水率。

表1　不同干燥方式下冬瓜皮失水率Table 1 The water loss rates of waxgourd peel under different drying methods

由表1可知，常溫30 ℃干燥時，冬瓜皮失水率最低；烘箱干燥時，隨著烘箱溫度從60 ℃升到105 ℃，冬瓜皮失水率基本不變；微波干燥P-80(560 W)相比P-60(420 W)，冬瓜皮失水率明顯上升；相對于常溫干燥和烘箱干燥，微波干燥會將冬瓜皮干燥得更徹底。究其原因可能是冬瓜皮吸收微波后內(nèi)部直接升溫，形成較小的正溫度梯度，有利于內(nèi)部水分的擴散。

2.2　標準曲線的繪制

2.2.1葡萄糖標準曲線

葡萄糖溶液標準曲線見圖1。

圖1　葡萄糖溶液標準曲線Fig.1 Standard curve of glucose solution

根據(jù)所測試的結果計算得出葡萄糖對照品溶液的回歸方程為: y=7.7529x-0.0145，相關系數(shù)r=0.9994，式中：x為葡萄糖的濃度(mg/mL)，y為吸光度，表明葡萄糖溶液在線性范圍內(nèi)與吸光度呈良好的線性關系。

2.2.2蘆丁標準曲線

蘆丁標準溶液標準曲線見圖2。

圖2　蘆丁標準溶液標準曲線Fig.2 Standard curve of rutin solution

根據(jù)所測試的結果計算得出蘆丁標準溶液的回歸方程為: y=12.492x-0.0045，相關系數(shù)r=0.9992，式中：x為蘆丁的濃度(mg/mL)，y為吸光度，表明蘆丁標準溶液在線性范圍內(nèi)與吸光度呈良好的線性關系。

2.2.3沒食子酸標準曲線

沒食子酸標準溶液標準曲線見圖3。

圖3　沒食子酸標準溶液標準曲線Fig.3 Standard curve of gallic acid standard solution

根據(jù)所測試的結果計算得出沒食子酸溶液的回歸方程為:y=64.768x+0.0873，相對系數(shù)r=0.9952，式中：x為沒食子酸的濃度(mg/mL)，y為吸光度，表明對照品溶液在線性范圍內(nèi)與吸光度呈良好的線性關系。

2.3　不同干燥方式對冬瓜皮中多糖含量的影響

采用常溫30 ℃、烘箱60 ℃、烘箱75 ℃、烘箱90 ℃、烘箱105 ℃、微波P-60(420 W)、微波P-80(560 W)對樣品進行烘干，通過分光光度計法研究不同干燥方式對冬瓜皮中多糖含量的影響。

表2　不同干燥方式下冬瓜皮中多糖的含量Table 2 The content of polysaccharides in waxgourd peel under different drying methods

注：同列中不同的上標字母代表差異顯著(P<0.05)。

由表2可知，常溫干燥、烘箱干燥的各個溫度梯度、微波干燥兩種功率間的干燥冬瓜皮多糖含量存在顯著性差異。從不同干燥溫度下冬瓜皮中多糖含量的變化，發(fā)現(xiàn)在烘箱干燥60～105 ℃范圍內(nèi)，干燥冬瓜皮中多糖含量隨著溫度的升高而降低，在60 ℃時多糖含量最高，達到2985.46 mg/100 g鮮重。

常溫干燥與微波干燥下，冬瓜皮中多糖含量變化不大；烘箱干燥條件下的冬瓜皮多糖最低含量仍然比常溫干燥與微波干燥下冬瓜皮多糖含量高。

由微波P-60(420 W)和P-80(560 W)下多糖含量對比得知，隨著微波功率從420 W升到560 W，冬瓜皮含量降低。對比常溫干燥與烘箱干燥可知，冬瓜皮中多糖含量先增加，然后隨著溫度的升高，多糖含量逐漸下降。這是因為多糖都是由糖苷鍵結合的糖鏈，適當?shù)厣邷囟扔兄诙嗵堑奶崛?；但是過高的溫度會導致糖苷鍵斷裂而形成多個糖單體，而糖單體沒有活性。

2.4　不同干燥方式對冬瓜皮中黃酮含量的影響

采用常溫30 ℃、烘箱60 ℃、烘箱75 ℃、烘箱90 ℃、烘箱105 ℃、微波P-60(420 W)、微波P-80(560 W)進行對樣品進行烘干，通過分光光度計法研究不同干燥方式對冬瓜皮中黃酮含量的影響。

表3　不同干燥方式下冬瓜皮中黃酮的含量Table 3 The content of flavonoids in waxgourd peel under different drying methods

注：同列中不同的上標字母代表差異顯著(P<0.05)。

由表3可知，常溫30 ℃干燥時，干燥冬瓜皮中黃酮含量最高，達到62.80 mg/100 g鮮重；烘箱60 ℃和烘箱75 ℃黃酮含量差別很小，沒有顯著性差異；烘箱90 ℃相比烘箱75 ℃干燥條件下黃酮含量明顯降低，差異顯著；烘箱90 ℃和烘箱105 ℃之間黃酮含量差別較小，沒有顯著性差異；微波P-60功率下冬瓜皮黃酮含量略小于烘箱105 ℃條件下黃酮含量，沒有顯著性差異。

隨著干燥溫度的升高，冬瓜皮中黃酮含量呈現(xiàn)總體下降趨勢，黃酮損失的原因可能是黃酮屬于熱敏性物質，隨著溫度的升高，黃酮類化合物受熱分解所致。

相比較而言，這三種干燥方式對冬瓜皮中黃酮的保留效果優(yōu)劣順序為：常溫30 ℃干燥>烘箱干燥>微波干燥。

2.5　不同干燥方式對冬瓜皮中多酚含量的影響

采用常溫30 ℃、烘箱60 ℃、烘箱75 ℃、烘箱90 ℃、烘箱105 ℃、微波P-60(420 W)、微波P-80(560 W)對樣品進行烘干，通過分光光度計法研究不同干燥方式對冬瓜皮中多酚含量的影響。

表4　不同干燥方式下冬瓜皮中多酚的含量Table 4 The content of polyphenols in waxgourd peel under different drying methods

注：同列中不同的上標字母代表差異顯著(P<0.05)。

由表4可知，不同干燥條件下，冬瓜皮中多酚含量比較，隨著烘箱溫度從60～105 ℃增加，干燥冬瓜皮中多酚含量增加。當烘箱溫度105 ℃干燥下，多酚含量達到最高，為94.70 mg/100 g鮮重。烘箱干燥溫度60 ℃和75 ℃時，冬瓜皮多酚含量差異不顯著；微波干燥，隨著功率由420 W升到560 W，冬瓜皮多酚含量降低。常溫30 ℃干燥和烘箱90 ℃干燥時冬瓜皮多酚含量相差較小，高于烘箱60 ℃和烘箱75 ℃條件下多酚含量，同時也高于微波干燥條件下的多酚含量。相比較而言，這三種干燥方式對冬瓜皮中多酚的保留效果優(yōu)劣順序為：烘箱干燥>常溫30 ℃干燥>微波干燥。

2.6　不同干燥方式對冬瓜皮中葉綠素含量的影響

采用常溫30 ℃、烘箱60 ℃、烘箱75 ℃、烘箱90 ℃、烘箱105 ℃、微波P-60(420 W)、微波P-80(560 W)對樣品進行烘干，通過分光光度計法研究不同干燥方式對冬瓜皮中葉綠素含量的影響。

表5　不同干燥方式下冬瓜皮中葉綠素的含量Table 5 The content of chlorophyll in waxgourd peel under different drying methods

注：同列中不同的上標字母代表差異顯著(P<0.05)。

由表5可知，不同干燥條件下，冬瓜皮中葉綠素含量的比較，常溫30 ℃和烘箱60 ℃條件下，冬瓜皮中葉綠素a，b和總葉綠素含量均差別不大，在這個溫度區(qū)間內(nèi)，冬瓜皮中葉綠素含量較高。在烘箱60 ℃到烘箱105 ℃的范圍內(nèi)，葉綠素a，b和總葉綠素含量均呈現(xiàn)下降趨勢。烘箱75 ℃相比烘箱60 ℃，冬瓜皮葉綠素下降明顯；在烘箱干燥75～105 ℃，葉綠素含量呈現(xiàn)下降趨勢，但下降緩慢。微波干燥條件下，隨著功率的升高，冬瓜皮中葉綠素明顯下降。功率越高、火力越大，對冬瓜皮葉綠素的破壞越嚴重。

比較相同干燥條件下，冬瓜皮中葉綠素a含量比葉綠素b含量高。

3　結論

上述試驗表明：冬瓜皮中含有豐富的多糖、多酚、黃酮等活性成分；不同干燥方式對冬瓜皮中多糖、黃酮、多酚、葉綠素a、葉綠素b和總葉綠素等活性成分均有顯著影響。綜合考慮，這三種干燥方式中對冬瓜皮中活性成分保留效果最好的為烘箱60 ℃干燥。

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