干燥方式對睡蓮花茶多酚及其抗氧化性的影響

唐毓瑋，龍凌云，毛立彥，黃秋偉，溫立香，李佳慧，池昭錦

（廣西壯族自治區(qū)亞熱帶作物研究所，廣西南寧530001）

睡蓮是睡蓮科（Nymphaeaceae）睡蓮屬（Nymphaea）植物的總稱，是重要的水景園林花卉，該屬有50多個種（含變種），我國分布的睡蓮屬原種（含變種）有5個[1]，其中的雪白睡蓮（Nymphaea candida Presl）作為維吾爾藥材收載于《中華人民共和國衛(wèi)生部藥品標(biāo)準(zhǔn)維吾爾藥分冊》中[2]。已有研究表明，睡蓮主要含黃酮類、酚酸類、生物堿及多糖等多種類型化合物[3-5]，具有綜合開發(fā)利用的價值。

在浙江舟山、海南三亞、廣西柳州等地區(qū)，睡蓮花朵被加工成花茶作為農(nóng)產(chǎn)品飲用、銷售。干燥方法主要是自然曬干與熱風(fēng)烘干，隨著干燥技術(shù)的發(fā)展，微波干燥、真空冷凍干燥等新方法漸漸應(yīng)用到睡蓮的貯藏與加工中。目前對睡蓮花茶的研究主要集中在理化成分、功能成分以及熱風(fēng)干燥工藝優(yōu)化等方面[6-8]，不同干燥方法對其活性成分、抗氧化活性的影響尚未見報道。本研究以睡蓮花為材料，采用幾種干燥方式進(jìn)行處理，通過測定茶湯的總酚、黃酮含量和DPPH·清除率、ABTS+·清除率、鐵離子還原能力（ferric reducing antioxidant power，F(xiàn)RAP）等抗氧化指標(biāo)，探討不同干燥方式對睡蓮花茶湯的總酚、黃酮含量以及抗氧化活性的影響，為睡蓮花茶的加工與應(yīng)用提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

睡蓮花朵：廣西壯族自治區(qū)亞熱帶作物研究所睡蓮種質(zhì)資源圃；1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（2，2-diphenyl-1-picrylhydrazyl，DPPH）：梯希愛化成工業(yè)有限公司；二丁基羥基苯（butylated hydroxytoluene，BHT）、2，2'-聯(lián)氮-2（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二銨鹽 [2，2'-azino-bis（3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid，ABTS]、2，4，6-三吡啶基三嗪 [2，4，6-tris（2-pyridyl）-s-triazine，TPTZ]、蘆丁、福林酚、沒食子酸：源葉生物有限公司；硝酸鋁：天津市大茂化學(xué)試劑廠；亞硝酸鈉：成都金山化學(xué)試劑有限公司；硫酸亞鐵：國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。以上試劑及其它常規(guī)試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

熱風(fēng)干燥機(jī)（LT-09）：中山市希優(yōu)客電器有限公司；微波爐（DG-S0）：格蘭仕微波爐電器有限公司；可見分光光度計（V-1200型）：上海美普達(dá)儀器有限公司；食品磨粉機(jī)（S1-N81）：九陽股份有限公司；冷凍干燥機(jī)（FD-1C-50）：南京信博儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品的制備

將采集的新鮮花朵用7種干燥方法處理至濕基含水量 3%以下：（1）60、70、80 ℃熱風(fēng)干燥；（2）400、560、700 W微波干燥；（3）真空冷凍干燥，-50℃預(yù)冷5 h，冷阱溫度-50℃，真空度30 Pa以下。每一處理重復(fù)3次，每次重復(fù)約15 g～18 g新鮮花朵。將不同干燥處理的睡蓮花朵磨碎成粉末，分別裝入50 mL離心管中備用。稱取50 mg睡蓮花粉末，用100 mL 90℃的反滲透水（RO水）泡制，90℃水浴5 min，使用200目篩過濾至錐形瓶中，得到0.5 mg/mL睡蓮茶湯的樣品液備用。

1.3.2 濕基含水率測定

睡蓮花朵干燥過程中定期稱質(zhì)量，計算物料的濕基含水率[9]，濕基含水率/%=[（t時刻的質(zhì)量-完全干燥后的質(zhì)量）/t時刻的質(zhì)量]×100。

1.3.3 總酚含量測定

采用福林酚（Folin-Ciocalteus）法測定總酚含量，參考徐灼輝等的方法略作修改[10]。將0.5 mL樣品液與0.5 mL福林酚（1 mol/L）混勻靜置6 min，加入1 mL 15%Na2CO3，并用RO水稀釋10倍，混勻靜置6 min，用分光光度計測定其在760 nm處的吸光值。以沒食子酸0.025 mg/mL～0.250 mg/mL 建立標(biāo)曲，y=3.469 3x+0.066 7，R=0.996 5，計算各樣品的總酚含量，單位為mg GAE/g DW。

1.3.4 黃酮含量測定

采用NaNO2-Al（NO3）3-NaOH法測定總黃酮，參考丁勝華等的方法略作修改[11]。將1 mL樣品液與0.3 mL 5%亞硝酸鈉混勻靜置6 min，加入0.3 mL 10%硝酸鋁混勻靜置6 min，加入2 mL 4%氫氧化鈉，用RO水定容至5 mL，混勻靜置6 min，用分光光度計測定器在510 nm處的吸光值，以蘆丁0.02 mg/mL～0.20 mg/mL建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，y=2.490 1x+0.05 7，R=0.995 8，計算各樣品總黃酮含量，單位mg RE/g DW。

1.3.5 抗氧化活性分析

DPPH自由基清除能力測定參考趙永波[12]的方法略有改動。取2 mL樣品液，加入2 mL DPPH工作液（0.2 mmol/L），暗室靜置30 min，用分光光度計在517 nm處測定吸光值A(chǔ)i，用2 mL無水乙醇+2 mL DPPH溶液作為空白于517 nm測定吸光值A(chǔ)0，2 mL樣品液+2 mL無水乙醇為Aj，計算清除率K，清除率計算公式：K/%=[（A0-（Ai-Aj）/A0]×100。以BHT 0.01 mg/mL～0.1 mg/mL 建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，y=448.42x+2.8641，R2=0.995 5，計算各樣品的DPPH自由基抗氧化能力，單位為mg BE/g DW。

ABTS+自由基清除能力測定參考Thaipon等的方法略作修改[13]。將7.4 mmol/L ABTS+溶液和2.6 mmol/L K2S2O8溶液等體積混合，避光靜置16 h，作為ABTS+自由基儲備液，用無水乙醇稀釋30～40倍，使其A734nm穩(wěn)定在0.7±0.10范圍內(nèi)，即為工作液。在0.02 mL提取液中加入2 mL ABTS+工作液，避光靜置6 min，在734 nm處測定吸光值A(chǔ)i，用0.02 mL無水乙醇+2 mL ABTS+工作液作為空白于734 nm測定吸光值A(chǔ)0，0.02 mL提取液+2 mL無水乙醇為Aj，計算清除率K，清除率計算公式：K/%=[（A0-（Ai-Aj）]×100。以BHT 0.01 mg/mL～0.075 mg/mL 建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，y=1 086.5x+5.939 6，R2=0.992 5，計算各樣品的ABTS+自由基抗氧化能力，ABTS+自由基抗氧化值單位mg BE/g DW。

FRAP抗氧化能力測定，方法參考Thaipon等的文獻(xiàn)并適當(dāng)修改[13]。將0.3 mol/L醋酸鈉溶液、10 mmol/L TPTZ溶液、20 mmol/L FeCl3溶液按體積比10∶1∶1混合成FRAP工作液待用（現(xiàn)配現(xiàn)用）。將0.2 mL提取液與3 mL FRAP工作液混勻，在37℃水浴鍋中孵育20 min，用分光光度計測定其在593 nm處吸光值。以0.2 mmol/L～1.4 mmol/L的 FeSO4建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，y=0.702x+0.068 4，R2=0.999 5，計算各樣品的 FRAP 值，單位為mmol FeE/mg DW。

2 結(jié)果與分析

2.1 干燥速度的比較

睡蓮花茶濕基含水率下降的速度反映了不同干燥方法的干燥速度。不同干燥方法與濕基含水率的關(guān)系見圖1～圖3。

由圖1～圖3可知，通過微波將睡蓮花朵干燥至濕基含水率3%以下，700W需要7min，560W需要8min，400 W需要11 min。熱風(fēng)干燥處理睡蓮花朵，隨著溫度的提升干燥速度越快，干燥至濕基含水率3%以下，80℃需5 h，70℃需7 h，60℃需8 h。真空冷凍干燥需要的時間較長，將睡蓮花朵干燥至濕基含水率3%以下需要45 h。

圖1 微波干燥時間與濕基含水率的關(guān)系Fig.1 Relationship between drying time of microwave and moisture content on wet basis

圖2 熱風(fēng)干燥時間與濕基含水率的關(guān)系Fig.2 Relationship between drying time of hot-air and moisture content of wet basis

圖3 真空冷凍干燥時間與濕基含水率的關(guān)系Fig.3 Relationship between drying time of vacuum freeze-drying and moisture content of wet basis

2.2 不同干燥方法對總酚和黃酮含量的影響

不同干燥處理對睡蓮花茶的總酚含量影響較大。不同干燥方法對總酚含量的影響見圖4。

圖4 不同干燥方法對總酚含量的影響Fig.4 Effect of different drying methods on the content of total phenols in waterlily

由圖4可知，400 W微波干燥處理的睡蓮花茶總酚含量最高，為187.72 mg GAE/g DW，隨著微波功率的提高，睡蓮花茶的總酚含量下降。60℃熱風(fēng)干燥與真空冷凍干燥處理的睡蓮花茶總酚含量較低，分別為105.86、119.12 mg GAE/g DW。各干燥處理的睡蓮花茶總酚含量排序為：400 W微波＞560 W微波＞70℃熱風(fēng)＞80℃熱風(fēng)＞700 W微波＞真空冷凍＞60℃熱風(fēng)。

不同干燥處理對睡蓮花茶的黃酮含量影響不同。不同干燥方法對黃酮含量的影響見圖5。

圖5 不同干燥方法對黃酮含量的影響Fig.5 Effect of different drying methods on the content of flavonoids in waterlily

由圖5可知，70℃熱風(fēng)干燥處理的睡蓮花茶黃酮含量最高，為65.58 mg RE/g DW；60℃熱風(fēng)干燥的睡蓮花茶黃酮含量最低，僅為22.14 mg RE/g DW；隨著微波干燥功率升高，睡蓮花茶的黃酮含量呈略微下降，400、560、700 W 處理的黃酮含量分別為 61.16、59.49、52.85 mg RE/g DW，但處理間不存在顯著性差異（P＞0.05）。不同干燥處理的睡蓮花茶黃酮含量排序為：70℃熱風(fēng)＞400 W微波＞560 W微波＞700 W微波＞80℃熱風(fēng)＞真空冷凍＞60℃熱風(fēng)。

2.3 不同干燥方法對抗氧化活性的影響

不同干燥方法對睡蓮DPPH自由基抗氧化能力的影響見圖6。

如圖6所示，不同干燥方法對睡蓮花茶的DPPH自由基清除能力影響較大。400 W微波干燥處理的睡蓮花茶DPPH自由基抗氧化能力最高，為386.92mgBE/gDW，隨著功率的增加，DPPH自由基抗氧化能力顯著下降。熱風(fēng)干燥中，70℃處理的睡蓮花茶DPPH自由基抗氧化能力較高，為372.05 mg BE/g DW，60℃處理的DPPH自由基抗氧化能力最低，為348.72 mg BE/g DW。不同干燥方法對睡蓮ABTS+自由基抗氧化能力的影響見圖7。

如圖7，Duncan分析表明在ABTS+反應(yīng)體系中，不同干燥處理對睡蓮花茶抗氧化能力的影響差異不顯著（P＞0.05）。400 W微波干燥處理的睡蓮花茶ABTS+自由基清除能力較高，為162.37 mg BE/g DW，真空冷凍干燥的睡蓮花茶ABTS+自由基清除能力較低，為160.88 mg BE/g DW，各干燥處理的睡蓮花茶ABTS+自由基抗氧化能力變幅范圍為160.88 mg BE/g DW～162.37 mg BE/g DW，浮動范圍較小。不同干燥方法對睡蓮FRAP抗氧化能力的影響見圖8。

圖6 不同干燥方法對睡蓮DPPH自由基抗氧化能力的影響Fig.6 Effect of different drying methods on DPPH antioxidant capacity of waterlily

圖7 不同干燥方法對睡蓮ABTS+自由基抗氧化能力的影響Fig.7 Effect of different drying methods on ABTS+antioxidant capacity of waterlily

圖8 不同干燥方法對睡蓮FRAP抗氧化能力的影響Fig.8 Effect of different drying methods on FRAP antioxidant capacity of waterlily

如圖8所示，Duncan分析表明，60℃熱風(fēng)干燥的樣品FRAP抗氧化能力顯著低于其它處理（P＜0.05），為3.38 mmol FeE/mg DW。其它6種干燥處理之間的FRAP抗氧化能力不存在顯著性差異（P＞0.05），F(xiàn)RAP抗氧化能力較高的是560W處理，為4.79mmol FeE/mgDW。各干燥處理的睡蓮花茶FRAP抗氧化能力排序為：560 W微波＞400 W微波＞70℃熱風(fēng)＞700 W微波＞真空冷凍干燥＞80℃熱風(fēng)＞60℃熱風(fēng)。

2.4 抗氧化活性與總酚、黃酮含量的相關(guān)性

相關(guān)性分析見表1。

由表1可知，睡蓮花茶的總酚含量與黃酮含量呈極顯著相關(guān)（P＜0.01），與 DPPH 自由基、ABTS+自由基、FRAP抗氧化能力呈顯著相關(guān)（P＜0.05）；DPPH自由基與FRAP抗氧化能力存在顯著相關(guān)（P＜0.05）；黃酮含量與DPPH自由基、ABTS+自由基、FRAP抗氧化能力無顯著相關(guān)性（P＞0.05）。

表1 相關(guān)性分析Table 1 Correlation analysis

3 討論

干燥是睡蓮花茶加工中的一個重要環(huán)節(jié)，干燥速度與生產(chǎn)效率密切相關(guān)，本試驗中睡蓮花茶干燥快慢順序為：微波干燥＞熱風(fēng)干燥＞真空冷凍干燥。微波干燥穿透性強(qiáng)，干燥速度快，真空冷凍干燥耗能大、干燥時間較長[14]。

本研究中，睡蓮花茶的總酚含量與其抗氧化活性的相關(guān)性較高，黃酮含量與其抗氧化活性無顯著相關(guān)，樣品中的黃酮含量占比例較小，為總酚的20.90%～38.79%，可見，酚類物質(zhì)是影響睡蓮花茶抗氧化活性的主要因素。

多數(shù)研究表明，低溫或真空的干燥方式更有利于保存樣品的酚類物質(zhì)[15-17]。但在本研究中，70℃熱風(fēng)干燥與微波干燥的樣品總酚、黃酮含量較高，干燥條件更加溫和的60℃熱風(fēng)干燥與真空冷凍干燥的睡蓮花茶總酚、黃酮含量以及抗氧化活性均較低。其原因可能有以下兩方面：一方面可能是多酚氧化酶的作用，Jang等認(rèn)為[18]多酚氧化酶在室溫條件下最為活躍，而溫度達(dá)到70℃時其活性受到抑制，甚至失活，因此酚類物質(zhì)的氧化減少，含量得以積累。許多果蔬干燥的研究也得出相似的結(jié)果，無花果熱風(fēng)干燥的總酚含量高于真空冷凍干燥的樣品[19]，橙皮高溫處理（100℃）的總酚、黃酮含量顯著高于凍干的樣品[11]，經(jīng)過微波干燥的芡實總酚、黃酮含量比冷凍干燥處理的要高[20]。郭澤美等[21]認(rèn)為多酚氧化酶在真空冷凍干燥過程中較為穩(wěn)定，但在冷凍干燥結(jié)束后的回溫過程中，多酚氧化酶活性增強(qiáng)，造成酚類物質(zhì)的損失。另一方面可能是睡蓮花子房中大量的果膠物質(zhì)，李曉英等[22]認(rèn)為對于一些果膠物質(zhì)含量較多的果蔬，熱干燥（微波、熱風(fēng)）樣品的總酚含量優(yōu)于冷凍干燥。例如：熱風(fēng)干燥的番茄總酚含量比新鮮番茄的要高[23]，葡萄皮渣烘干的總酚、黃酮含量比陰干的高[21]，余甘子熱風(fēng)干燥（80℃）的總酚含量高于冷凍干燥[24]。大部分酚酸與果膠等化合物結(jié)合在一起，加熱反而可以促進(jìn)組織細(xì)胞的破碎和共價鍵的斷裂，有利于酚類物質(zhì)的釋放[25]。在干燥的過程中，各種酚類、黃酮類物質(zhì)的變化是復(fù)雜的，受到溫度、時間、濕度等因素的共同作用[22]，從而導(dǎo)致不同干燥方法對不同種類植物的總酚、黃酮含量以及抗氧化活性的影響不同。

綜上所述，睡蓮花在70℃熱風(fēng)或400 W微波干燥下，其茶湯的總酚、黃酮含量較高，抗氧化活性較好，其中400 W微波干燥速度更快，是較為適宜的干燥方式。今后可進(jìn)一步深入研究睡蓮花茶的酚類物質(zhì)，采用液相色譜-質(zhì)譜法（liquid chromatography-tandem mass spectrometry，LC-MS）對睡蓮花茶的酚類單體成分進(jìn)行定性定量研究，為睡蓮的開發(fā)利用提供理論支撐。