不同干燥處理對黑果枸杞果實原花青素含量的影響

楊 陽，藍登明，張斌武，謝 菲，桂 翔，劉俊良

（1.內蒙古農業(yè)大學,內蒙古 呼和浩特010000；2.阿拉善盟林木種苗站,內蒙古 巴彥浩特 750300）

黑果枸杞（Lycium ruthenicum Murr.）屬茄科（Solanaceae），枸杞屬（Lycium L.）為多年生落葉灌木，是西北地區(qū)具有水土保持和防風固沙功能的鄉(xiāng)土樹種。漿果成熟后呈紫色，其中富含原花青素。原花青素屬于植物的次級代謝產物，一般在植物的種子、葉子、果實、花、皮、殼等處[1-5]。該色素屬于天然花色苷類，是植物中的一類天然多酚類化合物，能被人體吸收利用，可消除人體自由基，對易被氧化的成分起到保護作用[6]，有抗衰老、抗腫瘤、抗癌變、預防心腦血管疾病、明目等功效[7-11]，是天然的水溶性抗氧化劑。

黑果枸杞果實含水量高，易腐爛，不易保存和運輸，干燥處理是黑果枸杞加工貯藏利用的重要方式。目前，黑果枸杞干燥多使用自然曬干[12]，操作簡單且成本低，但是易受天氣因素、場地條件限制；干燥用時長，果實直接暴露于外界環(huán)境，衛(wèi)生條件差，有發(fā)霉變質和受蟲蛀的問題存在，干果品質得不到保證。有研究提到黑果枸杞鮮果經(jīng)干燥處理時果實形狀和營養(yǎng)成分會隨之水分流失發(fā)生變化[13-14]。干燥后果實外部形狀是否發(fā)生變化，原花青素含量增高還是降低，選用何種干燥方法對果實性狀及原花青素含量的影響較小是亟待解決的科學問題。因此，對鮮果進行不同干燥處理，觀察外部性狀變化及測定原花青素含量，分析對比后選出黑果枸杞適用的干燥方法，可為黑果枸杞加工貯藏利用方法提供科學的依據(jù)及資料。

1 材料與方法

1.1 材料

材料采集地點位于內蒙古自治區(qū)額濟納旗。選取青海、新疆、甘肅、額濟納旗四個種源，經(jīng)人工播種繁殖，采用相同撫育管理措施的黑果枸杞3年生植株為樣本采集樹，以成熟度相同的果實作為實驗材料，各種源地生態(tài)條件見表1。

表1 不同種源地主要氣象因子Table 1 Major climatic factors of different provenance plant

每個種源在果熟期（2016年8月25日）隨機選取10株，對植株基本生長狀況進行調查，結果如表2：

表2 不同種源地植株基本生長情況Table 2 The basic conditions of different provenance plant

2016年8月28日，每個種源黑果枸杞隨機選取10株，在植株的上、中、下3個部位進行樣品采集，采集時注意保留完整的果柄，每個種源采集50粒，干燥處理后隨機選取觀察外部形態(tài)及原花青素含量測定材料，實驗重復3次。

1.2 實驗儀器及藥品

實驗儀器：測量直尺、游標卡尺（上海申量工業(yè)有限責任公司）、HH-S數(shù)顯恒溫水浴鍋（江蘇正基儀器有限責任公司）、漩渦混合器XH-B（上海汗諾儀器有限公司）、751可見分光光度計（上海元析儀器有限公司）、JA2013N萬分之一電子天平（上海元析儀器有限公司）、DHG-9140A數(shù)控電熱恒溫鼓風干燥箱（上海齊欣科學儀器有限公司）、移液槍。

實驗藥品為濃硫酸（98%體積分數(shù)，成都市新都區(qū)木蘭鎮(zhèn)工業(yè)開發(fā)區(qū)）、無水乙醇（99.7%體積分數(shù)，天津市致遠化學試劑有限公司）、香草醛（99.5%體積分數(shù)，上海源葉生物科技有限公司）、兒茶素（純度〉98%，上海源葉生物科技有限公司）。

1.3 試驗方法

選取曬干、陰干、恒溫鼓風干燥三種干燥處理方法，取鮮果為對照組，每個處理3個重復。其中，曬干處理：將15 g鮮果樣品置于陽光充足且通風處，每日9:00至18:00在室外晾曬，其余時間置于室內通風處存放，干燥至恒重；陰干處理：將15 g鮮果樣品置于通風避光處，干燥至恒重；恒溫鼓風干燥處理：選取同樣重量鮮果樣品置于鼓風干燥箱中，設置40℃、60℃、80℃、100℃ 4個溫度梯度，烘干至恒重。

選取不同種源、不同處理的果實，分別測定原花青素含量。

鮮果中原花青素提取及測定參考陳晨[9]、孫蕓[15]、孫楠[16]和任小娜[17]等人的方法，結合預實驗對試驗方法進行改進，設計以下試驗方案：

（1）標準溶液制備：稱取兒茶素標準品10mg，用60%乙醇水溶液定容至10mL，配制濃度為1mg/mL兒茶素標準液。

（2）標準曲線制備：分別取標準溶液0mL、0.05mL、0.1mL、0.15mL、0.2mL、0.25mL，然后用體積分數(shù)60%乙醇定容至25mL配制成濃度分別為0mg/mL、0.02mg/mL、0.04mg/mL、0.06mg/mL、0.08mg/mL、0.1mg/ml的兒茶素標樣，各取1mL（60%乙醇作為空白），依次加入2.5mL 1%的香草醛-乙醇溶液和2.5 ml濃H2S04，置于漩渦混合器充分混勻后，在500nm波長下測其吸光值（OD），以濃度為橫坐標，OD值為縱坐標，繪制標準曲線。得到標準曲線回歸方程：y=4.462x+0.066（R2=0.999）。

（3）樣品溶液制備及測定：稱取0.015±0.02g樣品（不含種子），加入60%乙醇進行研磨，定容至25 mL棕色容量瓶中，搖勻，50℃水浴30 min，冷卻，取上層清液，得到樣品提取液。

（4）樣品測定：取樣品溶液1mL，加1%香草醛-乙醇溶液2.5 mL和濃H2S042.5mL，充分混勻后在500 nm波長下測其吸光值。每個樣品試樣重復測定3次，取平均值。依據(jù)吸光值利用標準曲線得出黑果枸杞原花青素含量。

干果原花青素含量測定時，樣品重=含水率×鮮果樣品。

數(shù)據(jù)處理采用SPSS 20.0進行原花青素含量方差分析，采用Excel 2013進行圖表制作。

2 結果與分析

2.1 不同干燥處理下黑果枸杞干果性狀對比

黑果枸杞鮮果經(jīng)過干燥處理后，外部性狀均發(fā)生變化，其中陰干處理后黑果枸杞為紫黑色，和鮮果差異不大，手感較柔軟，易研磨，陰干處理可較好的保持果實的色澤；曬干處理后，果實顏色變淡，近乎深褐色，果實手感偏硬，較易研磨；烘干處理后，40℃和60℃的果實顏色和曬干處理顏色相似，相較鮮果和陰干處理果實顏色淡，中空，脆易碎；80℃和100℃處理后，果實顏色呈紅褐色，水分大量流失，果實較硬，需敲碎后進行研磨；在不同溫度的鼓風干燥處理實驗中可以看出隨著溫度的升高，果實顏色變化程度越大，果實性狀發(fā)生變化。

2.2 不同干燥處理對黑果枸杞干燥速度的影響

研究表明，不同的干燥方法對黑果枸杞鮮果的干燥速度具有一定的差異性，其中恒溫鼓風干燥100℃下，用時最短，為4 h。陰干處理用時最長，為12-15 d。按照干燥用時來排序，為陰干〉曬干〉恒溫鼓風干燥40℃〉恒溫鼓風干燥60℃〉恒溫鼓風干燥80℃〉恒溫鼓風干燥100℃。不同干燥處理后，含水量隨干燥溫度的升高呈下降趨勢。

表3 不同干燥方法所需時間及樣品水分Table 3 The time spent in different drying methods and moisture content of sample

2.3 干燥處理中不同種源原花青素含量的變化

4個種源的黑果枸杞鮮果經(jīng)過曬干（室溫30～35℃）、陰干（室溫 25～30℃）、40℃、60℃、80℃、100℃的干燥處理后，原花青素含量均和鮮果有顯著差異，并有隨干燥溫度升高而減少的變化趨勢。曬干處理和40℃鼓風干燥處理間兩者溫度相近，處理后果實原花青素含量差異不顯著；60℃和80℃兩個干燥溫度下，原花青素含量無顯著差異；100℃下4個種源原花青素含量均急劇下降，幾乎全部流失（圖1）。

圖1 不同干燥處理原花青素含量測定結果Figure 1 The content of procyanidins of different exsiccation

3 結論與討論

通過對4個種源黑果枸杞果實干燥后外部性狀和原花青素含量測定發(fā)現(xiàn)：不同干燥處理后果實形狀有差異，其中陰干處理果實顏色同鮮果基本相同，呈紫黑色，手感較柔軟，不易碎，外部性狀變化最小。4個種源黑果枸杞鮮果干燥處理后原花青素含量呈現(xiàn)出下降趨勢；其中陰干處理降低程度最小，鼓風干燥處理中原花青素含量隨干燥溫度升高而下降。不同干燥處理所用時長分別為：陰干用時最長，為 12～15 d；曬干用時 5～6 d；鼓風干燥中，40 ℃下用時最長，為12 h，60℃和80℃下用時相近，分別為 8 h、6 h；100 ℃下用時最短，為 4 h。

不同干燥中黑果枸杞含水率基本維持不變，陰干處理耗時最長，但原花青素含量下降最少，不需要專用設備，實用性強。烘干和曬干處理后果實原花青素流失嚴重，影響黑果枸杞品質。綜上所述在三個干燥處理方法中優(yōu)先選擇陰干法，同時避免環(huán)境溫度過高和陽光直射。

原花青素屬于多酚類物質，一方面在一定程度受到光和熱的影響，隨溫度升高，分子運動速度增快，發(fā)生滲透、溶解和擴散；另一方面，原花青素為熱不穩(wěn)定物質，溫度升高會破壞原花青素，其穩(wěn)定性減弱，使得吸光值呈下降趨勢[18]。從此兩點看，原花青素在光照和高溫下，隨著水分的減少，浸出速度也隨之加快，使得果實顏色變淺；同時在高溫光照條件下，枸杞糖發(fā)生化學反應，水分減少的同時糖分分解，使得果實變硬、不易研磨，與本實驗結果相吻合。鄭燕升[19]、洪新[20]、張琦[21]均主張光和溫度會對原花青素產生影響，光照使原花青素發(fā)生光解變質并使其穩(wěn)定性降低，其中50℃、60℃為不同研究者發(fā)現(xiàn)的不同物質中原花青素含量降低的臨界溫度，針對原花青素不耐熱的自身特性的現(xiàn)有研究均與本文研究結論相吻合，說明果實干燥處理中光照強度和溫度高低是重要的影響因素，后續(xù)可針對黑果枸杞干燥處理中的光照強度、溫度做研究，確定出對原花青素含量影響更小的干燥處理方法，形成黑果枸杞干燥工藝，運用到生產中。

除此之外，原花青素在植物體內起到抗氧化、抗熱等作用，隨溫度升高，原花青素用于植物自身抗逆境，導致原花青素含量降低。隨著黑果枸杞人工種植面積的擴大，可將黑果枸杞添加到食品、藥品及化妝品中，具備工業(yè)化生產的條件和可能性，在各種加工環(huán)節(jié)中，干燥技術趨于工業(yè)化是黑果枸杞產業(yè)發(fā)展的趨勢。在此發(fā)展過程中，涉及到成本、可操作性、對品質的影響等問題，需要將不同的干燥技術的優(yōu)點相結合，規(guī)避缺點，形成一套完整的黑果枸杞干燥流程，在此基礎上，黑果枸杞干燥技術還有待進一步研究發(fā)展。