真空冷凍干燥與熱風(fēng)干燥對(duì)桑果品質(zhì)的影響

李勛蘭　魏召新　彭芳芳　尹旭敏　韓國(guó)輝

摘要： 研究真空冷凍干燥與熱風(fēng)干燥對(duì)不同果桑品種果實(shí)品質(zhì)的影響，為果桑綜合開(kāi)發(fā)利用提供依據(jù)。以果桑品種大十、臺(tái)灣72C002和白玉王為研究對(duì)象，分析測(cè)定熱風(fēng)干燥和真空冷凍干燥后果實(shí)中總酸含量、總黃酮含量、總酚含量、花色苷含量及16種氨基酸含量等品質(zhì)指標(biāo)的差異和變化，并利用因子分析法對(duì)不同品種果實(shí)干燥處理前后果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示：3個(gè)品種鮮果中總酸含量、總黃酮含量、總酚含量、花色苷含量及總氨基酸含量皆存在顯著差異，其中大十果實(shí)中總黃酮含量、總酚含量和花色苷含量最高。3個(gè)品種果實(shí)中花色苷含量、總黃酮含量和總酚含量在真空冷凍干燥處理后皆顯著高于熱風(fēng)干燥處理。2種干燥處理對(duì)桑果品質(zhì)指標(biāo)影響差異由大到小皆為：花色苷>總黃酮>總酚>總酸>總氨基酸。大十和臺(tái)灣72C002桑果在2種干燥處理后果實(shí)綜合品質(zhì)由高到低均為鮮果>真空冷凍干燥>熱風(fēng)干燥，白玉王桑果在2種干燥方式間綜合品質(zhì)差異較小。說(shuō)明不同干燥方式對(duì)果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)成分，特別是活性物質(zhì)含量影響差異較大，且影響程度與品種相關(guān)，總體上，真空冷凍干燥更利于保持果實(shí)原有品質(zhì)。

關(guān)鍵詞： 果桑;干燥處理;營(yíng)養(yǎng)品質(zhì);氨基酸

中圖分類號(hào)： S663 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1000-4440（2021）01-0169-06

Effects vacuum freezing drying and hot air drying on qualities of mulberry fruit

LI Xun-lan， WEI Zhao-xin， PENG Fang-fang， YIN Xu-min， HAN Guo-hui

（Institute of pomology， Chongqing Academy of Agricultural Sciences， Chongqing 401329， China）

Abstract： The effects of hot air drying and vacuum freeze drying on fruit quality of different mulberry varieties were studied to provide the basis for the comprehensive development and utilization of fruit mulberry. The fruits of Dashi， Taiwan 72C002 and Baiyuwang were taken as the research objects to detect the differences and changes of quality indices such as total acids content， total flavonoids content， total phenols content， anthocyanin content and 16 kinds of amino acids in fruits after treated by hot air drying and vacuum freeze drying. Factor analysis was applied to comprehensively evaluate the qualities of different fruits before and after drying. The results showed that there were significant differences in total acids content， total flavonoids content， total phenols content， anthocyanin content and total amino acids content between the fresh fruits of three varieties. The fruits of Dashi had the highest content of total flavonoids， total phenols and anthocyanin. The content of anthocyanin， total flavonoids and total phenols in mulberry fruits of three varieties treated with vacuum freeze drying were significantly higher than those treated with hot air drying. The difference in the effects of the two drying treatments on the quality of mulberry fruits was as follows： anthocyanins > total flavonoids > total phenols > total acids > total amino acids. The ranking of comprehensive quality of the fruits of Dashi and Taiwan 72C002 after two drying treatments were both fresh > vacuum freeze drying > hot air drying. The difference of comprehensive quality of Baiyuwang between the two drying methods was small. The results demonstrate that different drying methods show great differences in influencing nutrient content of fruits， especially in the content of active substances. The influence degree of different drying methods on nutrients is related to varieties. In general， vacuum freeze-drying is more conducive in maintaining the original quality of the fruits.

Key words： mulberry;drying treatment;nutritional quality;amino acids

果桑，是桑科（Moraceae）桑屬（Morus L.）植物。果桑的果實(shí)桑果（桑葚）除含有豐富的活性蛋白、有機(jī)酸、礦物質(zhì)、氨基酸外，還富含花色苷、白藜蘆醇、多糖等功能性成分，是衛(wèi)生部首批藥食兩用農(nóng)產(chǎn)品之一，果肉柔嫩多汁，美味可口，深受廣大消費(fèi)者喜愛(ài)[1-3]。近幾年，中國(guó)果桑產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，種植面積和產(chǎn)量不斷增加。但是，由于果桑成熟期多集中在4-5月，采摘期及掛果期極短，且桑果極不耐儲(chǔ)運(yùn)[4]。因此，桑果除少量以鮮果形式銷售外，大部分需進(jìn)行加工處理，以加工產(chǎn)品的形式銷售。目前，干燥處理是桑果主要加工形式之一，能極大地解決桑果不耐貯藏問(wèn)題。自然晾干、熱風(fēng)干燥、烤爐加熱干燥是目前各果桑主產(chǎn)區(qū)獲得桑葚干制品的主要方法，真空冷凍干燥法可較好地保留桑葚的外觀品質(zhì)且加工品口感較好，但由于成本較高，應(yīng)用還比較少。不同的干燥加工方法會(huì)導(dǎo)致桑果營(yíng)養(yǎng)成分發(fā)生變化，大多數(shù)研究關(guān)注干燥對(duì)桑果生物活性成分含量的影響以及桑果加工工藝和參數(shù)[5-8]，桑果富含氨基酸，但相關(guān)研究較少分析干燥處理對(duì)桑果氨基酸含量的影響。不同品種的桑果營(yíng)養(yǎng)成分和含量有差異，其加工性能也不同，但關(guān)于干燥處理對(duì)不同果桑品種的桑果品質(zhì)影響的研究較少。

本研究以主栽品種大十、白玉王以及加工潛力大的臺(tái)灣72C002的桑果為研究對(duì)象，采用熱風(fēng)干燥和真空冷凍干燥對(duì)3個(gè)果桑品種的桑果進(jìn)行處理，分析比較桑果總酚、總黃酮、總花色苷、氨基酸等品質(zhì)指標(biāo)的變化情況，分析2種干燥方式對(duì)桑果常規(guī)品質(zhì)指標(biāo)和氨基酸含量的影響，同時(shí)分析2種干燥方式對(duì)不同果桑品種的桑果品質(zhì)影響的差異，為不同果桑品種的桑果保存和加工提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試桑果均采自重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院果桑資源保存圃，品種為大十（Morus atropurpurea R.）、白玉王（Morus alba L.）和臺(tái)灣72C002（Morus alba L.）。選取形狀和大小均勻相近、健康、無(wú)損傷的八成熟果實(shí)，采集后立即帶回實(shí)驗(yàn)室備用。

試劑藥品：無(wú)水乙醇、福林酚試劑、碳酸鈉、亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉、鹽酸、磷酸氫二鈉、苯酚、檸檬酸鈉均為國(guó)產(chǎn)分析純，蘆丁、沒(méi)食子酸、氨基酸等標(biāo)準(zhǔn)品均為美國(guó)Sigma公司產(chǎn)品。

1.2 儀器與設(shè)備

DHG-9070電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，購(gòu)自上海三發(fā)科學(xué)儀器有限公司;UV-7502C紫外可見(jiàn)近紅外分光光度計(jì)，購(gòu)自上海佑科儀器有限公司;TGL20MW臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)，購(gòu)自湖南赫西儀器裝備有限公司;HHS-4S電子恒溫水浴鍋，購(gòu)自上海宜昌儀器紗篩廠;LGJ-200F真空冷凍干燥機(jī)，購(gòu)自北京松源華興科技有限公司;L-8900 型氨基酸自動(dòng)分析儀，購(gòu)自日本日立公司 。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 干燥工藝 預(yù)處理：挑選完好無(wú)損傷的新鮮桑果，除梗后清洗，在通風(fēng)室內(nèi)晾干表面水分，分別取樣用于熱風(fēng)干燥和真空冷凍干燥。

熱風(fēng)干燥：桑果均勻平鋪于托盤，預(yù)處理溫度為 25 ℃，干燥溫度為45 ℃，干燥時(shí)間為48 h。

真空冷凍干燥：桑果平鋪于托盤，在-30 ℃恒溫冰箱中預(yù)凍24 h，然后放入真空冷凍干燥機(jī)中干燥，冷阱溫度為-80 ℃，真空度10 Mpa 以下，真空冷凍48 h。

1.3.2 測(cè)定指標(biāo)與方法 總酸含量采用GB/T 12456-2008《食品中總酸的測(cè)定》[9]中的方法測(cè)定。

花色苷含量參考pH示差法測(cè)定[10]：稱取樣本0.500 g加入10 ml酸化乙醇（95%乙醇和1%濃鹽酸，乙醇與鹽酸體積比為60∶40）超聲提取1 h，8 000 r/min離心2 min，吸取2 ml上清液，分別加入 pH 1.0和PH 4.5的緩沖液并定容至25 ml。靜置15 min，在520 nm和700 nm處測(cè)定吸光值。

總酚和總黃酮含量測(cè)定：稱取樣本1.000 g加入30 ml 60%乙醇，超聲提取10 min，8 000 r/min離心2 min，吸取上清液用于總酚和總黃酮測(cè)定?？偡訁⒖几Ａ址臃╗11]測(cè)定，吸取5 ml上清液加入60%乙醇定容至25 ml作為待測(cè)液，吸取2 ml待測(cè)液，加入6 ml福林酚試劑，搖勻，避光5 min加入6 ml 10% Na2CO3，加水定容至25 ml，40 ℃水浴1 h，靜置冷卻20 min，765 nm下測(cè)定吸光值，以沒(méi)食子酸標(biāo)準(zhǔn)品制作標(biāo)準(zhǔn)曲線?？傸S酮參考亞硝酸鈉-硝酸鋁法[12]，吸取上清液5 ml，加入5% NaNO2溶液2 ml，搖勻，5 min后加入2 ml 10% Al（NO3）3溶液，搖勻，6 min后加入20 ml 1 mol/L NaOH，用30%的乙醇定容至 25 ml，靜置15 min，在510 nm處測(cè)定吸光度，以蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品制作標(biāo)準(zhǔn)曲線。

氨基酸含量采用GB 5009.124-2016《食品中氨基酸的測(cè)定》[13]中的方法測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

所有指標(biāo)測(cè)定設(shè)置 3 個(gè)重復(fù)，均用均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。所用樣品營(yíng)養(yǎng)成分含量皆以鮮質(zhì)量計(jì)算。干燥處理樣品干燥前后皆稱質(zhì)量，樣品鮮質(zhì)量與干質(zhì)量比值即為水分系數(shù)，將按干質(zhì)量計(jì)算的成分含量除以水分系數(shù)即獲得以鮮質(zhì)量計(jì)算的各營(yíng)養(yǎng)成分含量[14]。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同干燥方式對(duì)桑果常規(guī)品質(zhì)指標(biāo)的影響

從表1可以看出，鮮果中總酸、總酚、總黃酮及花色苷含量在不同品種間皆存在顯著差異，除臺(tái)灣72C002中總酸含量最高外，鮮果中總酚、總黃酮及花色苷含量由高到低均為：大十>臺(tái)灣72C002>白玉王。白玉王為白色果桑品種，果實(shí)中不含花色苷。3個(gè)品種果實(shí)總酸含量在干燥處理后皆顯著低于鮮果，但在2種干燥方式間無(wú)顯著性差異。大十和臺(tái)灣72C002果實(shí)中總酚、總黃酮和花色苷含量在真空冷凍干燥處理下皆顯著高于熱風(fēng)干燥處理，且冷凍真空干燥處理下大十果實(shí)中總酚和花色苷含量保留率達(dá)95%以上，臺(tái)灣72C002果實(shí)總酚、總黃酮保留率均達(dá)85%以上，花色苷保留率達(dá)66%。白玉王總酸和總酚含量在2種干燥處理間差異不顯著，真空冷凍干燥處理下總黃酮含量顯著高于熱風(fēng)干燥處理，保留率達(dá)72.34%。

2.2 不同干燥方式對(duì)桑果氨基酸含量的影響

從表2可以看出，3個(gè)品種鮮果中16種氨基酸總含量存在顯著差異，氨基酸總含量由高到低為：白玉王>臺(tái)灣72C002>大十。3個(gè)品種鮮果中皆以藥用氨基酸為主，占16種氨基酸總量的67%左右，7種必需氨基酸占16種氨基酸總量的30%左右，且藥用氨基酸及7種必需氨基酸總含量占比在3個(gè)品種間無(wú)顯著差異。藥用氨基酸中天冬氨酸和谷氨酸在16種氨基酸中含量最高。白玉王鮮果中蘇氨酸、絲氨酸、丙氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸以及蛋氨酸含量皆顯著高于其他2個(gè)品種;大十鮮果中除谷氨酸、精氨酸、脯氨酸和蛋氨酸外，其他12種氨基酸含量顯著低于其他2個(gè)品種。熱風(fēng)干燥及真空冷凍干燥處理后果實(shí)氨基酸組成與鮮果相似，藥用氨基酸含量為16種氨基酸總量的63%～67%，7種必需氨基酸占16種氨基酸總量的28%左右。不同氨基酸保留率有較大差異，3個(gè)品種在2種干燥方式下谷氨酸、甘氨酸、絲氨酸、丙氨酸、纈氨酸、異亮氨酸和亮氨酸保留率都較高，保留率為74%～98%，蛋氨酸保留率較低（51%～82%）。從氨基酸總量變化來(lái)看，3個(gè)品種在2種干燥處理后氨基酸總含量顯著低于鮮果，且在干燥處理間氨基酸總含量有顯著差異。大十氨基酸總含量在熱風(fēng)干燥處理后保留率達(dá)89%，高于真空冷凍干燥處理;臺(tái)灣72C002在真空冷凍干燥處理后氨基酸總含量保留率達(dá)89%，高于熱風(fēng)干燥處理;白玉王在熱風(fēng)干燥處理后氨基酸總含量與鮮果差異較小，保留率達(dá)90%，高于真空冷凍干燥處理。

總體上，除白玉王桑果在熱風(fēng)干燥處理后總酚含量保留率高于真空冷凍干燥處理外，在真空冷凍處理后3個(gè)品種桑果中總酚、總黃酮、花色苷保留率皆高于熱風(fēng)干燥處理，但這2種干燥方式對(duì)不同品質(zhì)指標(biāo)含量影響具有差異，影響的差異由大到小為：花色苷>總黃酮>總酚>總酸>總氨基酸。

2.3 不同干燥處理后桑果營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)

為評(píng)價(jià)不同干燥方式下3個(gè)品種桑果的綜合品質(zhì)，采用因子分析進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)[15]。前2個(gè)因子的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)92.09%，保留了原始數(shù)據(jù)的絕大部分信息，因此提取前2個(gè)因子計(jì)算因子得分。從表3可以看出，3個(gè)果桑品種鮮果的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)綜合得分由高到低為：大十>臺(tái)灣72C002>白玉王;不同干燥處理后大十和臺(tái)灣72C002果實(shí)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)由高到低均為：鮮果>真空冷凍干燥>熱風(fēng)干燥;不同干燥處理后白玉王果實(shí)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)由高到低為：鮮果>熱風(fēng)干燥>真空冷凍干燥，但白玉王桑果在2種干燥方式下?tīng)I(yíng)養(yǎng)品質(zhì)得分差異較小。

3 討論

本研究對(duì)3個(gè)果桑品種桑果4種基本營(yíng)養(yǎng)成分以及16種氨基酸進(jìn)行分析測(cè)定。白玉王桑果總酸含量最低，臺(tái)灣72C002桑果總酸含量最高，大十桑果總酚、總黃酮和花色苷含量最高，該結(jié)果與已有研究結(jié)果[16-18]基本一致。大十和臺(tái)灣72C002果實(shí)中氨基酸含量低于白玉王，紫色果實(shí)品種果實(shí)中氨基酸總量低于白色果實(shí)品種，該結(jié)果與楊喆等[19]和Jiang等[20]研究結(jié)果一致。通過(guò)比較發(fā)現(xiàn)，不同品種間果實(shí)常規(guī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量和氨基酸含量存在顯著差異，說(shuō)明，果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)與品種密切相關(guān)。

本研究采用熱風(fēng)干燥和真空冷凍干燥對(duì)3個(gè)果桑品種果實(shí)進(jìn)行處理，從各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量變化來(lái)看，除真空冷凍干燥處理后大十果實(shí)總酚含量和花色苷含量以及臺(tái)灣72C002果實(shí)總黃酮含量與鮮果無(wú)顯著性差異外，3個(gè)品種果實(shí)在2種干燥方式處理后各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量皆顯著低于鮮果，說(shuō)明干燥處理會(huì)造成桑果營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不同程度損失。3個(gè)品種果實(shí)在熱風(fēng)干燥和真空冷凍干燥處理后總酚含量保留率相對(duì)于花色苷及總黃酮保留率都較高，這可能與所測(cè)得總酚中部分化合物具有熱穩(wěn)定性相關(guān)，該結(jié)果與葉磊等[21]和Chen等[22]研究結(jié)果一致。從2種干燥方式處理后桑果營(yíng)養(yǎng)成分保留率來(lái)看，真空冷凍干燥后臺(tái)灣72C002果實(shí)總酸含量、總酚含量、總黃酮含量、花色苷含量以及氨基酸總含量皆高于熱風(fēng)干燥處理，且真空冷凍干燥后果實(shí)綜合品質(zhì)高于熱風(fēng)干燥處理，說(shuō)明真空冷凍干燥能較好地保持臺(tái)灣72C002果實(shí)中的營(yíng)養(yǎng)成分。大十果實(shí)在2種干燥方式處理間果實(shí)總酸含量和氨基酸含量無(wú)顯著差異，但真空冷凍干燥后果實(shí)總酚含量、總黃酮含量及花色苷含量保留率明顯高于熱風(fēng)干燥處理，且真空冷凍干燥處理后果實(shí)綜合品質(zhì)高于熱風(fēng)干燥處理，說(shuō)明真空冷凍干燥能更好地保持大十桑果的營(yíng)養(yǎng)成分。白玉王果實(shí)經(jīng)熱風(fēng)干燥后果實(shí)總酸和總酚含量與真空冷凍干燥處理后無(wú)顯著差異，總黃酮含量顯著低于真空冷凍干燥處理，氨基酸總含量在熱風(fēng)干燥處理后卻高于真空冷凍干燥處理，并且綜合品質(zhì)得分也高于真空冷凍干燥，這可能與白玉王桑果中不含花色苷有關(guān)。熱風(fēng)干燥處理下，花色苷、總黃酮和總酚相對(duì)于其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，損失率最高，這可能是因?yàn)榉宇惢衔锖蟹恿u基，化學(xué)性質(zhì)活潑，具有熱不穩(wěn)定性且易氧化。相對(duì)于真空冷凍干燥，在熱風(fēng)干燥過(guò)程中與大量的氧氣接觸，使得花色苷、總黃酮和總酚這3種生理活性物質(zhì)大量降解，這也表明真空低溫條件有利于桑果生理活性物質(zhì)的保留[23-25]。

可見(jiàn)，相同材料下真空冷凍干燥和熱風(fēng)干燥對(duì)果實(shí)的營(yíng)養(yǎng)成分，特別是對(duì)活性物質(zhì)含量影響差異較大，而果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分和含量與品種密切相關(guān)，不同干燥方法對(duì)果實(shí)品質(zhì)影響程度與品種也密切相關(guān)?？傮w上，真空冷凍干燥可較好地保留桑果營(yíng)養(yǎng)成分。

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（責(zé)任編輯：陳海霞）

收稿日期：2020-07-02

基金項(xiàng)目：重慶市科研機(jī)構(gòu)績(jī)效激勵(lì)引導(dǎo)專項(xiàng)（cstc2018jxjl0118）;重慶市農(nóng)業(yè)科學(xué)院青年創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（NKY-2019QC08）;重慶市技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用發(fā)展專項(xiàng)（cstc2019jscx-msxmX0371）;重慶市農(nóng)發(fā)資金-良種創(chuàng)新重大項(xiàng)目（NKY-2016AA002）;農(nóng)業(yè)與發(fā)展基礎(chǔ)項(xiàng)目（NKY-2020AC005）

作者簡(jiǎn)介：李勛蘭（1988-），女，重慶人，助理研究員，碩士，主要從事果實(shí)品質(zhì)評(píng)價(jià)與果樹(shù)信息化研究。（E-mail）lixunlan2009@126.com

通訊作者：韓國(guó)輝，（E-mail）710656048@qq.com