干燥方式對(duì)秋葵超微粉理化特性及抗氧化活性的影響

王 瑩，王 輝，王 富，楊紹蘭*

（青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，山東 青島 266109）

黃秋葵（Abelmoschus esculentus）別名秋葵、羊角豆，屬錦葵科秋葵屬一年生草本植物。其果實(shí)含有豐富的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、游離氨基酸、VC、VA、VE以及磷、鐵、鉀、鈣、鋅、錳等礦質(zhì)元素，還含有果膠和多糖等組成的黏性物質(zhì)[1-2]。目前鮮食秋葵多為幼嫩果莢[3]，但其貨架期較短，在室溫下僅能貯藏2～3 d，如未及時(shí)加工或銷售，其果實(shí)極易失水并迅速萎蔫衰老，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)也隨之流失，最終使果實(shí)纖維化而失去食用價(jià)值[4]。

近年來，深加工的果蔬食品越來越受到消費(fèi)者的青睞。根據(jù)食物原料和產(chǎn)品要求的不同，加工方式也有所差異。其中，果蔬加工的干燥工藝主要有真空干燥、微波冷凍干燥、噴霧干燥、滾筒干燥、熱泵干燥、熱風(fēng)干燥、真空冷凍干燥等[5]。張鳳景等[6]發(fā)現(xiàn)滾筒干燥的方式對(duì)銀杏酸的脫除效果最佳，脫除率高達(dá)78.61%，大大提高了產(chǎn)品的安全性。熱風(fēng)干燥為果蔬加工中較傳統(tǒng)的干燥工藝，彭增華等[7]采用熱風(fēng)和微波干燥結(jié)合的方式加工鮮姜，獲得了無硫的高品質(zhì)干姜制品。真空冷凍干燥為真空和冷凍相結(jié)合的技術(shù)，張宏力等[8]發(fā)現(xiàn)真空冷凍干燥能較好地保持新鮮油桃片原有的形狀，且復(fù)水后的產(chǎn)品品質(zhì)與新鮮桃片基本相同。目前國(guó)內(nèi)對(duì)黃秋葵的研究主要集中在外觀品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)成分含量及種植條件方面，對(duì)其干制品的研究較少。市面上現(xiàn)有的黃秋葵干燥制品主要有黃秋葵粉調(diào)味料[9]、保健袋泡茶[10]和油炸黃秋葵脆條[11]等，其中，調(diào)味料、保健袋泡茶均不能作為即食產(chǎn)品[12]，而油炸加工不僅會(huì)減少秋葵中的營(yíng)養(yǎng)成分，且其成品含油量高，油脂的氧化也不利于其長(zhǎng)期保存。因此，探究合適的秋葵干燥制品的加工方式尤為重要。

秋葵含水量高，不耐貯藏，但其干制品貯藏期長(zhǎng)，且可用于制作面條、焙烤食品等其他食品[13-16]。本實(shí)驗(yàn)擬通過熱風(fēng)干燥、真空冷凍干燥兩種干燥方式對(duì)4 個(gè)品種的秋葵果實(shí)進(jìn)行干燥處理，并將其干制品進(jìn)行超微粉碎加工，通過比較干燥方式對(duì)秋葵超微粉理化特性及抗氧化活性的影響，確定秋葵超微粉制備所需的適宜干燥方式，為秋葵的深加工工藝提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

成熟黃秋葵采自山東萊陽實(shí)驗(yàn)基地，當(dāng)天運(yùn)抵實(shí)驗(yàn)室，選擇成熟度一致且無病蟲害、機(jī)械傷及腐爛的4 個(gè)品種（愛木1號(hào)（愛1）、老藍(lán)、孟1、愛木5號(hào)（愛5））秋葵果實(shí)作為實(shí)驗(yàn)材料（圖1）。（4.0±0.5）℃下預(yù)冷2 4 h后置于溫度為（2.0±0.5）℃、相對(duì)濕度為90%～95%的冷庫中備用。

圖 1 4 個(gè)品種秋葵果實(shí)的外觀Fig. 1 Appearance of okra fruit from four varieties

1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH） 北京索萊寶科技有限公司；三羥甲基氨基甲烷（Tris） 美國(guó)Sigma公司；鄰苯三酚貴州遵義佳宏化工有限公司；水楊酸 山東新華隆信化工有限公司；石油醚 天津市富宇精細(xì)化工有限公司；甲醇 天津市廣成化學(xué)試劑有限公司；VC 天津市恒興化學(xué)試劑制造有限公司；以上試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

16512型真空冷凍干燥機(jī) 德國(guó)Christ公司；DHG-9016A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱、754型紫外分光光度計(jì) 上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；FDV氣引式粉碎機(jī) 北京興時(shí)利和科技發(fā)展有限公司；標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)篩 浙江省上虞市廬江儀器紗篩廠；AR2140電子天平 奧豪斯國(guó)際貿(mào)易（上海）有限公司；GL-12B冷凍離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 樣品制備及干燥處理

稱取洗凈并護(hù)色的秋葵200 g，每種干燥處理設(shè)置3 個(gè)重復(fù)，具體處理方法如下。

熱風(fēng)干燥：將預(yù)處理好的秋葵置于70 ℃的鼓風(fēng)干燥機(jī)中恒溫干燥10 h；

真空冷凍干燥：將預(yù)處理好的秋葵于-30～-35 ℃ 條件下預(yù)凍5 h，然后置于真空冷凍干燥機(jī)中在真空度6.8～8.0 Pa，冷凝溫度-80 ℃的條件下干燥22 h。

將秋葵干燥至水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)5%后，立即用氣引式粉碎機(jī)粉碎1～3 min，得到的秋葵超微粉過標(biāo)準(zhǔn)篩（100 目），真空包裝袋包裝，室溫條件下避光保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 指標(biāo)檢測(cè)

1.3.2.1 持水力測(cè)定

參考鄭慧等[17]的方法并進(jìn)行適當(dāng)修改。準(zhǔn)確稱取1.00 g秋葵超微粉（m1）于100 mL燒杯中，加入50 mL蒸餾水，磁力攪拌30 min后，2 000 r/min離心3 min，棄上清液，稱取樣品終質(zhì)量（m2），按公式（1）計(jì)算持水力。

1.3.2.2 溶解度測(cè)定

參考廖小軍等[18]的方法。將秋葵超微粉用蒸餾水配制成3 g/100 mL秋葵粉溶液，30 ℃恒溫水浴中保溫5 min，裝入離心管中搖勻，1 000 r/min離心10 min，測(cè)量離心管中沉淀物高度及溶液總高度，以沉淀高度與液體總高度比值表示溶解度，比值越小表示溶解度越大。

1.3.2.3 流動(dòng)性測(cè)定

參考林弘通[19]的方法并進(jìn)行適當(dāng)修改。將10 g秋葵超微粉沿高度為8 cm的漏斗落下至水平放置的平板上，待粉完全落下后，測(cè)定秋葵超微粉堆積斜面與平板的夾角，記作休止角。休止角越小表明其流動(dòng)性越大。

1.3.2.4 容重測(cè)定

參考錢頌迪[20]的方法。用量筒進(jìn)行容重測(cè)定，把秋葵超微粉樣品慢慢地加到量筒中，加入到1 mL時(shí)，稱量樣品質(zhì)量，直接得出其容重。

1.3.2.5 VC含量測(cè)定

采用2,6-二氯酚靛酚滴定法[21]測(cè)定；取0.15 g秋葵干粉用體積分?jǐn)?shù)2%草酸溶液溶解，并定容于25 mL容量瓶中，搖勻，靜置10 min后過濾收集濾液，取5 mL濾液于錐形瓶中，用已標(biāo)定好的2,6-二氯酚靛酚滴定至微紅色，15 s內(nèi)不褪色，記下染料用量，以體積分?jǐn)?shù)2%草酸溶液做空白滴定。實(shí)驗(yàn)重復(fù)3 次。按公式（2）計(jì)算VC含量。

式中：V為提取液總體積/L；V1為滴定樣品液的染料體積/mL；V0為空白組的染料體積/mL；ρ為染料標(biāo)定值/（mg/mL）；VS為滴定樣品體積/mL；m為稱取的樣品質(zhì)量/g。

1.3.2.6 葉綠素含量測(cè)定

采用丙酮比色法[22]測(cè)定葉綠素含量；稱取0.1 g秋葵超微粉，用體積分?jǐn)?shù)80%丙酮溶液溶解并用脫脂棉過濾，定容于10 mL容量瓶中，得到葉綠素提取液。以體積分?jǐn)?shù)80%丙酮溶液為空白，分別于663、645 nm波長(zhǎng)處測(cè)得吸光度A663nm、A645nm，按式（3）計(jì)算葉綠素含量。

式中：V為提取液體積/L；m為樣品質(zhì)量/g。

1.3.2.7 抗氧化活性測(cè)定

稱取2.0 g秋葵超微粉于250 mL錐形瓶中，加入50 mL甲醇，振蕩24 h，過濾至100 mL容量瓶定容，于-18 ℃冰箱中保存待用[23-24]。DPPH自由基清除能力的測(cè)定參照隋佳霖[25]的方法并作適當(dāng)修改，取2.0 mg/mL的樣品甲醇溶液3 mL加入5 mL 6.34×105mol/L的DPPH乙醇溶液，混勻后在室溫下靜止30 min，以5 mL乙醇和3 mL甲醇的混合液為參比，測(cè)定517 nm波長(zhǎng)處的吸光度；O2-·清除能力的測(cè)定采用鄰苯三酚氧化法[26]。清除率按公式（4）計(jì)算。

式中：A0為空白對(duì)照液的吸光度（以甲醇代替樣品液）；Ai為樣品組的吸光度；Aj為樣品溶液本身的吸光度（以無水乙醇代替顯色劑）。

以樣品質(zhì)量濃度對(duì)DPPH自由基清除率作圖，求出清除率為50%時(shí)所需樣品質(zhì)量濃度，即半抑制濃度（half maximal inhibitory concentration，IC50）。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用DPS和Origin軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和作圖。采用DPS中完全隨機(jī)二因素有重復(fù)實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)分析進(jìn)行差異顯著性分析，方法為新復(fù)極差法。

2 結(jié)果與分析

2.1 干燥方式對(duì)秋葵超微粉物理特性的影響

2.1.1 干燥方式對(duì)秋葵超微粉溶解性的影響

圖 2 不同干燥方式制得的秋葵超微粉的溶解度Fig. 2 Inf l uence of different drying methods on the solubility of okra superf i ne powder

由圖2可知，真空冷凍干燥處理的4 個(gè)品種秋葵果實(shí)制得的超微粉的溶解度均顯著高于熱風(fēng)干燥處理。真空冷凍干燥處理孟1超微粉的溶解度顯著高于其他3 個(gè)品種，老藍(lán)次之，愛木1號(hào)和愛木5號(hào)之間無顯著差異（P＞0.05）。而熱風(fēng)干燥處理愛木5號(hào)秋葵超微粉的溶解度最高，其他3 個(gè)品種間無顯著差異（P＞0.05）。

圖 3 不同干燥方式制得的秋葵超微粉的持水力Fig. 3 Inf l uence of different drying methods on the water capacity of okra superf i ne powder

2.1.2 干燥方式對(duì)秋葵超微粉持水力的影響由圖3可知，真空冷凍干燥處理制得的秋葵超微粉的持水力顯著低于熱風(fēng)干燥處理，且該處理方式制得的老藍(lán)超微粉的持水力較高，其他3 個(gè)品種間無顯著差異。而熱風(fēng)干燥處理制得的老藍(lán)和孟1超微粉的持水力顯著高于愛木1號(hào)和愛木5號(hào)，且二者之間無顯著差異。

2.1.3 干燥方式對(duì)秋葵超微粉的容重和休止角的影響

圖 4 不同干燥方式制得的秋葵超微粉的容重和休止角Fig. 4 Inf l uence of different drying methods on the volume weight and repose angle of okra superf i ne power

由圖4可知，真空冷凍干燥處理制得的秋葵超微粉的容重較熱風(fēng)干燥小，而其休止角較大。真空冷凍干燥處理愛木1號(hào)和愛木5號(hào)超微粉的容重最小，而老藍(lán)和孟1之間無顯著差異；熱風(fēng)干燥處理的秋葵超微粉4 個(gè)品種之間無明顯差異。真空冷凍干燥處理制得的秋葵超微粉的休止角由高到低依次為孟1、愛木1號(hào)、愛木5號(hào)、老藍(lán)；熱風(fēng)干燥處理的孟1超微粉的休止角較高，其他3 個(gè)品種間無顯著差異。

2.2 干燥方式對(duì)秋葵超微粉VC和葉綠素含量的影響

圖 5 不同干燥方式制得的秋葵超微粉的VC和葉綠素含量Fig. 5 Inf l uence of different drying methods on the contents of VC and chlorophyll of okra superf i ne powder

由圖5可知，真空冷凍干燥制得的秋葵超微粉的VC含量和葉綠素含量均顯著高于熱風(fēng)干燥制得的。真空冷凍干燥處理制得的秋葵超微粉的VC含量由高到低依次為孟1、老藍(lán)、愛木5號(hào)、愛木1號(hào)；熱風(fēng)干燥處理孟1超微粉的VC含量最高，其次為老藍(lán)。真空冷凍干燥處理制得的老藍(lán)超微粉的葉綠素含量最高，熱風(fēng)干燥處理亦然，而兩種干燥處理制得的愛木1號(hào)超微粉的葉綠素含量均最低。

2.3 干燥方式對(duì)秋葵超微粉抗氧化活性的影響

2.3.1 干燥方式對(duì)秋葵超微粉O2-·清除能力的影響

圖 6 不同干燥方式對(duì)秋葵超微粉O－2·清除率的影響Fig. 6 Superoxide anion radical scavenging capacity of okra powder produced by different drying methods

圖 7 不同干燥方式制得的秋葵超微粉清除·的IC50Fig. 7 IC50 for superoxide anion radical scavenging capacity of okra powder produced by different drying methods

2.3.2 干燥方式對(duì)秋葵超微粉DPPH自由基清除能力的影響

圖 8 不同干燥方式對(duì)秋葵超微粉DPPH自由基清除率的影響Fig. 8 DPPH radical scavenging capacity of okra powder produced by different drying methods

圖 9 不同干燥方式制得的秋葵超微粉清除DPPH自由基的IC50Fig. 9 IC50 for DPPH radical scavenging capacity of okra powder produced by different drying methods

由圖8可知，兩種干燥方式制得的秋葵超微粉提取液對(duì)DPPH自由基均具有一定的清除作用，當(dāng)提取液的質(zhì)量濃度小于2.5 g/100 mL時(shí)，其對(duì)DPPH自由基的清除率隨提取液質(zhì)量濃度的升高而迅速上升，但當(dāng)質(zhì)量濃度大于2.5 g/100 mL時(shí)，清除率上升的幅度減緩，提取液質(zhì)量濃度為4 g/100 mL時(shí)清除能力達(dá)到峰值。由圖9可以看出，真空冷凍干燥各個(gè)品種秋葵制得的超微粉的提取液對(duì)DPPH自由基的清除能力顯著高于熱風(fēng)干燥處理，且不管是熱風(fēng)干燥還是真空冷凍干燥品種之間都有顯著差異。

3 討 論

將果蔬脫水制成干制品不僅貯運(yùn)方便，且生產(chǎn)淡旺季可調(diào)節(jié)，將其進(jìn)一步加工成超微粉更有利于提高其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值[27]。

本研究中，真空冷凍干燥處理制得的秋葵超微粉溶解性顯著高于熱風(fēng)干燥。楊磊磊等[28]在西蘭花上也到了相同的結(jié)果，其研究認(rèn)為，影響超微粉溶解的因素主要包括顆粒的直徑、比表面積和擴(kuò)散系數(shù)等，真空冷凍干燥制得的西蘭花超微粉的顆粒直徑比熱風(fēng)干燥處理的小，且顆粒的比表面積較大，因此其溶解度較高。此外，真空冷凍干燥處理制得的西蘭花超微粉的持水力顯著低于熱風(fēng)干燥處理，這可能與真空冷凍干燥過程中大分子顆粒減少，小分子顆粒增加有關(guān)，另外，真空冷凍干燥處理后膳食纖維的長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)斷裂較多，也會(huì)減弱其對(duì)水分的束縛能力[29]。再者，真空冷凍干燥處理制得的秋葵超微粉的容重較小，這與張鐘等[30]的研究結(jié)果一致，其認(rèn)為真空冷凍干燥使生姜粉顆粒的比表面積和空隙度增大，低密度纖維增多，從而使容重減小。但真空冷凍干燥處理制得的秋葵超微粉的休止角較大，黎東明等[31]通過研究百合超微粉發(fā)現(xiàn)，休止角大的粉末流動(dòng)性差，真空冷凍干燥制得的百合超微粉的粒度較小，但表面積較大，因而其表面能增加，粒子之間的吸附力增強(qiáng)，從而使其流動(dòng)性變差。

此外，真空冷凍干燥處理制得的秋葵超微粉的VC含量顯著高于熱風(fēng)干燥，說明該處理方式更有利于保持秋葵超微粉中的營(yíng)養(yǎng)成分。這是由于冷凍干燥過程是將物料中的預(yù)凍成冰的水分直接升華，真空低溫條件保護(hù)了其中易氧化成分且有利于熱敏性成分的保留[32]。宋宏新等[33]也持相同觀點(diǎn)，其認(rèn)為真空冷凍干燥制得的番茄超微粉中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失明顯少于熱風(fēng)干燥，這與低溫條件對(duì)易氧化成分的保護(hù)作用密切相關(guān)。