干燥工藝對馬齒莧活性成分及風味物質(zhì)的影響

董靜 邢錦城 洪立洲 劉沖 朱小梅 趙寶泉 溫祝桂 賀亭亭 趙小慧

摘要：研究自然干燥、熱風干燥、真空干燥、燙漂后干燥等4種工藝分別對馬齒莧干粉中總黃酮、總酚、多糖含量及揮發(fā)性風味成分的影響。結(jié)果表明，在活性成分方面，真空干燥法制得的總酚、總黃酮含量最高，燙漂后干燥法次之;經(jīng)熱風干燥法處理的樣品多糖含量最高，略高于燙漂后干燥。氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析結(jié)果表明，不同加工工藝處理后的馬齒莧揮發(fā)性風味物質(zhì)成分存在較大差異，4種工藝得到的馬齒莧粉的香味貢獻最大的成分各不相同，對4種制備工藝貢獻最大的物質(zhì)分別為β-紫羅蘭酮、乙醛、β-紫羅蘭酮、二甲基硅烷二醇。綜合分析可知，采用真空干燥處理制得的馬齒莧干綜合品質(zhì)較好，但考慮成分含量及加工成本，采用燙漂后干燥法更為合理。

關(guān)鍵詞：馬齒莧;干燥工藝;活性成分;風味物質(zhì);氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析

中圖分類號： TS201.1 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2021）16-0179-05

馬齒莧（Portulaca oleracea L.）是馬齒莧科馬齒莧屬一年生肉質(zhì)草本植物，其富含多糖、多酚、生物堿和黃酮等生物活性物質(zhì)，已成為人們廣泛食用和喜愛的功能性食品，具有清除體內(nèi)自由基等功效[1-4]。隨著馬齒莧在醫(yī)療保健領(lǐng)域的廣泛應用，人們對其質(zhì)量的要求也越來越高，而新鮮馬齒莧全株含水量較高，在貯藏過程中容易腐爛，使其營養(yǎng)成分下降，嚴重影響其價值及用途[5-6]。本研究探討4種不同的加工工藝對馬齒莧主要生物活性化合物含量的影響，同時采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（GC-MS）對其揮發(fā)性風味物質(zhì)進行分析，對比不同加工工藝對馬齒莧風味成分含量的影響，以期為馬齒莧的合理化加工提供科學依據(jù)，同時也為馬齒莧的開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

馬齒莧由江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學研究所提供，于2020年6月采自江蘇省鹽城市沿海灘涂，清洗后瀝干水分備用。

1.2 原料處理

試驗于2020年6月22日進行，地點位于江蘇沿海地區(qū)農(nóng)業(yè)科學研究所檢驗檢測中心。馬齒莧采用自然干燥（ND）、熱風干燥（HD）、真空干燥（VD）、燙漂后干燥（BD）等4種干燥方法處理。每種方法分別使用約500 g的馬齒莧在不同條件下進行干燥。ND處理中，馬齒莧在自然條件下干燥，使用天平（FA2004N，上海精密科學儀器有限公司）每12 h稱1次干燥樣品，直至恒質(zhì)量。HD處理中，馬齒莧在電熱恒溫鼓風干燥箱（DHC-9073S-Ⅲ，上海精密科學儀器有限公司）中以121 ℃殺青30 min，隨后以（80±2） ℃進行干燥，干燥后的樣品每1 h稱質(zhì)量1次，直至恒質(zhì)量。VD處理中，將馬齒莧置于真空干燥箱（DZF-6020，上海一恒科學儀器有限公司）中[溫度為（60±2） ℃，壓強為-0.01 MPa]干燥，干燥樣品每1 h稱質(zhì)量1次，直至恒質(zhì)量。BD處理中，將馬齒莧按料水質(zhì)量比為1 ∶ 4放入沸水中進行燙漂2 min，把燙漂后的樣品立刻放入4 ℃水中冷卻，隨后置于自然條件下干燥，干燥后的樣品每12 h稱質(zhì)量1次，直至恒質(zhì)量。所有樣品處理好后均粉碎并過篩網(wǎng)（孔徑為250 μm ）。

1.3 測定方法

采用Folin-Ciocalteau法測定馬齒莧總酚含量[7];采用分光光度法測定馬齒莧總黃酮含量[7];采用苯酚-硫酸法測定馬齒莧多糖含量[7];馬齒莧揮發(fā)性風味成分采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀分析，由青島科創(chuàng)質(zhì)量檢測有限公司代為檢測。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2016和SPSS 19.0統(tǒng)計分析軟件對試驗數(shù)據(jù)進行處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理方法下馬齒莧干最大含水量及所需時間

由表1可知，自然干燥最終所得馬齒莧干含水量均高于其他方法。自然干燥處理的干燥時間最長，其次是燙漂后干燥、真空干燥和熱風干燥。因此，真空干燥有可能取代目前廣泛使用的熱風干燥法。

2.2 不同干燥方式下馬齒莧干燥外觀

干燥后的馬齒莧外觀因干燥方法的不同而有所不同（圖1）。采用自然干燥方法處理的植株同燙漂后干燥法相似，均呈棕褐色皺縮狀，但自然干燥法處理后的馬齒莧植株葉片脫落較多。熱風干燥法處理導致馬齒莧植株變脆，皺縮并呈褐色，有濃郁香氣。真空干燥法處理的植株暴露在陽光下時，葉子呈灰綠色，幾乎沒有皺縮，莖呈紅色，因此這種方法最能保持新鮮植物的外表。

2.3 不同干燥方式對馬齒莧活性成分的影響

由圖2可知，自然干燥處理顯著降低了馬齒莧多糖、黃酮類化合物以及酚類化合物的含量，影響了其營養(yǎng)價值。熱風干燥法是目前應用最廣泛的干燥方法，與其他干燥方法相比，熱風干燥法能較好地保持馬齒莧的多糖含量。經(jīng)熱風干燥處理的樣品中總黃酮含量顯著低于真空干燥處理。真空干燥處理下，馬齒莧總酚和總黃酮的含量顯著高于其他3種干燥處理，但燙漂后干燥處理在保持多糖含量方面略優(yōu)于真空干燥處理。干燥后的樣品中有效成分含量如下：多糖含量表現(xiàn)為熱風干燥處理>燙漂后干燥處理>真空干燥處理>自然干燥處理;總黃酮含量表現(xiàn)為真空干燥處理>燙漂后干燥處理>熱風干燥處理>自然干燥處理;總酚含量表現(xiàn)為真空干燥處理>燙漂后干燥處理>熱風干燥處理>自然干燥處理。從總體上看，真空干燥法在保持植物活性成分方面優(yōu)于其他干燥方法。

2.4 不同干燥方式對馬齒莧揮發(fā)性風味成分的影響

氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用分析結(jié)果（表2）表明，在不同加工工藝處理下，馬齒莧風味物質(zhì)成分存在較大差異。自然干燥處理的馬齒莧主要風味物質(zhì)有 β-紫羅蘭酮（21.64%）、苯甲醛（16.87%）、苯乙醛（15.30%）。熱風干燥處理的馬齒莧主要風味物質(zhì)有乙醛（23.08%）、3-戊烯-2-酮（13.64%）。在真空干燥法處理的樣品中，風味物質(zhì)主要有β-紫羅蘭酮（14.83%）、苯乙醛（8.47%）、苯甲醛（7.96%）、（3E，5E）-辛-3，5-二烯-2-酮（6.67%）。燙漂后干燥處理的樣品中，主要的風味物質(zhì)是二甲基硅烷二醇（22.76%）、己醛（10.38%）、反-2-己烯醛（9.29%）、2，3-二甲基吡嗪（8.97%）。

3 討論與結(jié)論

干燥是食品加工和儲存的基礎(chǔ)，不同的干燥方法對馬齒莧的外觀品質(zhì)有重要影響。本研究中，真空干燥法對馬齒莧的收縮作用最小，植株表面沒發(fā)生明顯的斷裂。相比之下，其他幾種方法處理的馬齒莧植株萎縮明顯，植物表面也有相當大的破裂。自然干燥僅靠水分蒸發(fā)，所需時間最長，干燥速率相對比較小。此外，自然干燥的葉片收縮的很厲害，因為葉片表面接觸氣流的面積更大，干燥效率比較高，容易導致干燥不均勻。

馬齒莧干中主要揮發(fā)性物質(zhì)成分包括酮類、醛類、烯烴類、雜環(huán)類等，其中雜環(huán)類化合物主要以吡嗪類化合物為主。研究表明，吡嗪類化合物具有典型的燒烤香味特點[8]。不同的加工工藝對植物揮發(fā)性物質(zhì)成分及含量影響顯著[9]，從目前的研究中可以看出，熱風干燥、真空干燥或燙漂后干燥方法處理的馬齒莧樣品產(chǎn)生了與自然干燥處理樣品不同的風味。從自然干燥法與真空干燥法得到的揮發(fā)性物質(zhì)成分里看，β-紫羅蘭酮的香味貢獻最大，燙漂后干燥法處理后，其含量明顯降低，而經(jīng)熱風干燥法處理后沒有檢測出，這可能與加工的溫度有關(guān)。β-紫羅蘭酮在室溫下具有特征香氣，是一種重要的香料，用于皂用香精，也是合成維生素A的原料[10]。除燙漂后干燥法外，在馬齒莧粉中還檢測出較高含量的苯甲醛，其在室溫下具有特殊的杏仁氣味，可廣泛應用于藥物、化妝品、香料等領(lǐng)域[11]。GB 2760—2014《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》規(guī)定苯甲醛是允許使用的食品用合成香料，可用于制備櫻桃、可可、香子蘭、杏仁等香精，苯甲醛同時是除草劑野燕枯、植物生長調(diào)節(jié)劑抗倒胺的中間體。袁橋娜等在傳統(tǒng)工藝加工后的菜籽油的揮發(fā)性風味物質(zhì)中也發(fā)現(xiàn)了較低含量的苯甲醛，而在另外2種加工工藝制備的菜籽油中沒有檢測出[12]。

魏學軍等研究表明，經(jīng)過各處理方式處理的杜仲總黃酮含量從高到低依次為微波干燥、烘干、曬干、陰干[13]。本研究中，馬齒莧黃酮類化合物含量在真空干燥處理后最高，而經(jīng)熱風干燥法處理的樣品多糖含量最高。有研究發(fā)現(xiàn)，不同工藝干燥后的金線蓮總酚含量排序為微波干燥>真空干燥>熱風干燥>冷凍干燥>自然干燥[14]。本研究中，真空干燥法制得的總酚、總黃酮含量最高，均高于自然干燥法及熱風干燥法，原因可能有2個方面：（1）在高溫下，尤其是超過70 ℃，植物組織中酚類物質(zhì)受熱降解速度很快;（2）由于空氣中多酚氧化酶的作用，也會導致酚類物質(zhì)部分降解。真空干燥過程中酚類物質(zhì)也會有損失，但由于真空干燥法加熱快、均勻，且真空條件下水汽化點低，從而在一定程度上減少了對酚類物質(zhì)的損傷。

綜上所述，自然干燥和熱風干燥方法分別需要最長和最短的干燥時間，而真空干燥法比其他試驗干燥法能更好地保持馬齒莧的外觀。此外，熱風干燥法可以保持多糖的含量，而真空干燥法可以保持馬齒莧活性成分（總酚、多糖、黃酮類化合物）的豐度。真空干燥的時間與熱風干燥所需時間相比相對較長，如果真空干燥法能以更低的成本完成，可以在工業(yè)環(huán)境中代替熱風干燥法。

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