加工工藝對(duì)檳榔產(chǎn)品中檳榔堿含量的影響

黃群*，劉康康，陳坤，簡(jiǎn)小朋

湖南伍子醉食品有限公司（湘潭 411100）

檳榔是常綠棕櫚科植物檳榔的干燥成熟種子，分為藥用檳榔（檳榔仁）和食用檳榔（檳榔殼），全球有6億~12億的檳榔食用者[1]。檳榔自被世界衛(wèi)生組織國際癌癥研發(fā)中心認(rèn)定為一級(jí)致癌物后，檳榔的質(zhì)量與安全受到廣泛關(guān)注。關(guān)于檳榔有害方面的研究主要集中在檳榔果殼粗纖維對(duì)口腔黏膜、牙齒等造成機(jī)械磨損；檳榔提取物引起口腔黏膜纖維化、生殖毒性、免疫破壞、泌尿系統(tǒng)損傷、致癌、致突變[2-4]；食用檳榔所添加的各類輔料及各成分之間經(jīng)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)致癌[5]等方面。其中，研究較多的是檳榔主要成分之一的檳榔堿。檳榔堿是第四大最常用的人類精神活性物質(zhì)[6]，既有抗菌、抗病毒、抗衰老、降低膽固醇、抗腫瘤、抗血栓、促消化的作用，可用于阿爾茨海默病和精神分裂癥的治療[7-9]，也會(huì)影響內(nèi)分泌和性腺功能，降低頰膜成纖維細(xì)胞中谷胱甘肽硫轉(zhuǎn)移酶活性，誘導(dǎo)促炎因子的產(chǎn)生，損傷DNA、RNA，刺激分泌合成過量睪酮等[10]。研究顯示[11]，只有當(dāng)檳榔堿含量達(dá)到一定濃度以后才會(huì)產(chǎn)生各種生理效應(yīng)，且存在劑量依賴關(guān)系。如中高濃度檳榔堿（2 mg/mL和8 mg/mL）處理小鼠16周可導(dǎo)致其出現(xiàn)口腔黏膜下纖維化病理特征[12]、檳榔仁壓榨原液干物質(zhì)對(duì)小鼠經(jīng)口的半數(shù)致死量為1.349 g/kg[13]、檳榔水提物3.75 g/kg可顯著降低小鼠精子數(shù)量并增加小鼠精子畸形率[14]。

雖然國內(nèi)外對(duì)檳榔中檳榔堿含量的變化研究較多，干重范圍在2~10 mg/g[15]，但鮮見針對(duì)于食用檳榔產(chǎn)品加工過程、檳榔產(chǎn)品貯藏期間、不同前處理加工方式對(duì)檳榔中檳榔堿含量變化的研究報(bào)道。對(duì)國內(nèi)食用檳榔的了解多局限于其對(duì)口腔的損傷，關(guān)注于檳榔堿的毒理性，也未有相關(guān)法規(guī)規(guī)定檳榔堿等致癌物成分的限量標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)此，試驗(yàn)從食用檳榔產(chǎn)品加工生產(chǎn)的實(shí)際情況出發(fā)，研究檳榔堿在加工及貯藏過程中的含量變化，比較不同前處理方式對(duì)檳榔堿含量的影響，采用高效液相色譜法對(duì)各工序段、貨架期中的檳榔堿含量進(jìn)行測(cè)定，以提高人們對(duì)檳榔加工及檳榔堿更全面的認(rèn)識(shí)與了解，為檳榔更好地開發(fā)利用提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原料與試劑

青果檳榔（湖南伍子醉食品有限公司）；乙腈、氨水（均為色譜純）；磷酸（分析純）；水為超純水；氫溴酸檳榔堿標(biāo)準(zhǔn)品（純度≥98%，上海源葉生物科技有限公司）。

1.1.2 儀器與設(shè)備SE2001F電子天平（美國奧豪斯）；蒸汽爆破設(shè)備（諸城市鑫富食品機(jī)械有限公司）；發(fā)制機(jī)（湘潭市檳榔機(jī)械設(shè)備制造廠）；101-3AB電熱鼓風(fēng)干燥箱（北京中興偉業(yè)儀器有限公司）；RH BASIC 2，ZWMHL-BA1-10純水系統(tǒng)（湖南中沃水務(wù)環(huán)保科技有限公司）；XL-130中藥粉碎機(jī)（永康市小寶電器有限公司）；DKZ電熱恒溫振蕩水浴槽（上海一恒科技有限公司）；LJS-400A恒溫恒濕培養(yǎng)箱（蘇州市國飛實(shí)驗(yàn)儀器有限公司）；1260液相色譜儀帶紫外檢測(cè)器（美國安捷倫科技有限公司）。

1.2 方法

1.2.1 檳榔產(chǎn)品的加工工藝

挑選長度范圍4.61~5.51 cm，最大直徑范圍1.68~2.16 cm的貯藏一年與當(dāng)年產(chǎn)早期優(yōu)質(zhì)檳榔干果，去除雜質(zhì)。參照黃群等[16]研究的蒸汽爆破工藝進(jìn)行檳榔產(chǎn)品加工，每次10 kg，重復(fù)3批次，即干果→泡籽→蒸汽爆破→發(fā)制→烤籽→悶香→壓籽→打表→切籽→去核→點(diǎn)鹵→晾片→包裝→貯藏。分別取干果、泡制后、蒸汽爆破后、烤籽后、去核后、成品的籽樣進(jìn)行檳榔堿含量測(cè)定?？紤]到檳榔果本身可能存在個(gè)體差異，每批次進(jìn)行3次取樣測(cè)定，計(jì)算平均值。

1.2.2 檳榔加工前處理方式對(duì)檳榔堿的影響

檳榔的前處理加工方式直接影響檳榔產(chǎn)品纖維柔軟度、肉質(zhì)厚薄、入味固香、邊口色澤等品質(zhì)，其主要目的在于將干果復(fù)水、清洗、熟化殺菌、去酸澀，一般采用泡籽（加食用純堿或生物酶）、煮籽、蒸籽、蒸汽爆破等方式，是指將檳榔干果處理后進(jìn)入發(fā)制的過程?；跈壚粕a(chǎn)加工與開發(fā)的實(shí)際情況，各取尺寸范圍同1.2.1的當(dāng)年產(chǎn)早期優(yōu)質(zhì)檳榔干果1 kg，按表1前處理工藝進(jìn)行試驗(yàn)。分別取各工序段籽樣進(jìn)行檳榔堿含量測(cè)定，每批次進(jìn)行3次取樣測(cè)定，計(jì)算平均值。

表1 前處理加工工藝參數(shù)表

1.2.3 檳榔堿含量測(cè)定

1.2.3.1 樣品前處理

取15顆帶花蒂檳榔樣品，去花蒂、切開并去除檳榔核，用剪刀延其紋路剪成細(xì)長條狀，每顆剪至12~14條。于鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)45 ℃恒溫干燥至恒質(zhì)量，取出于干燥器內(nèi)冷卻后用粉碎機(jī)粉碎，密封備用。準(zhǔn)確稱取2 g（精確至0.000 1 g）以上樣品于250 mL碘量瓶中，加100 mL 50%乙腈，在60 ℃恒溫水浴振蕩提取1 h，冷卻至室溫后，取1 mL提取液定容至5 mL，經(jīng)0.22 μm針式過濾器過濾，濾液即為樣品檳榔堿溶液，用液相色譜儀分析。

1.2.3.2 樣品檳榔堿含量的測(cè)定

在參照《中國藥典》2015年版提供的液相色譜法[17]測(cè)定檳榔堿含量的基礎(chǔ)上稍作修改[9,11]，對(duì)樣品中的檳榔堿含量進(jìn)行測(cè)定。色譜柱Polysulfonix-SCX鍵合強(qiáng)陽離子交換柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）。色譜條件：以乙腈-0.2%磷酸溶液（55∶45，V/V）為流動(dòng)相；流速0.5 mL/min；柱溫25 ℃；檢測(cè)波長215 nm；進(jìn)樣量20 μL。用氫溴酸檳榔堿標(biāo)準(zhǔn)品，配制成3~64 mg/L共5個(gè)點(diǎn)的梯度檳榔堿標(biāo)準(zhǔn)溶液（檳榔堿折算系數(shù)為0.657 3），按上述色譜條件測(cè)定，同一樣品平行測(cè)定3次取其平均值，得回歸方程Y=64.534 4X-3.394 6，R2=0.999 9，線性范圍為3.222~64.439 mg/L。檳榔堿標(biāo)準(zhǔn)液目標(biāo)峰如圖1所示。

圖1 檳榔堿標(biāo)準(zhǔn)溶液液相色譜圖

根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線得出來的回歸方程，測(cè)定試樣中檳榔堿的含量，按式（1）計(jì)算。

式中：X為試樣中檳榔堿含量，mg/g；m為試樣質(zhì)量，g；c為測(cè)定試樣中檳榔堿含量根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算，μg/mL；V為定容體積，mL；1 000為濃度折算系數(shù)。

2 結(jié)果與討論

2.1 生產(chǎn)加工對(duì)檳榔堿含量的影響

對(duì)1.2.1中貯藏一年與當(dāng)年產(chǎn)檳榔籽樣加工過程中的檳榔堿含量進(jìn)行測(cè)定，其液相分析如圖2所示，其含量變化如圖3所示。檳榔干果經(jīng)生產(chǎn)加工后檳榔堿含量降低，其中貯藏一年與當(dāng)年產(chǎn)檳榔干果的檳榔堿含量分別降低21.51%和31.25%。在各加工工序中，泡籽后檳榔堿含量的降低最為明顯，貯藏一年的檳榔干果在泡籽后降低8.7%，當(dāng)年產(chǎn)檳榔干果的降低37.5%，這與泡籽時(shí)檳榔堿隨水滲出流失有關(guān)。貯藏一年的檳榔干果加工過程中經(jīng)80 ℃烤籽后檳榔堿僅降低3.9%，當(dāng)年的則有1.4%的回升，可見烤籽對(duì)檳榔產(chǎn)品加工過程中的檳榔堿含量的變化影響較小。相比而言，蒸汽爆破和堿性鹵水的作用可使檳榔堿含量升高，其中蒸汽爆破使當(dāng)年干果產(chǎn)品中的檳榔堿回升10.2%，點(diǎn)鹵水使貯藏一年干果產(chǎn)品的檳榔堿回升11.1%，可能與檳榔中結(jié)合態(tài)檳榔堿在機(jī)械能和強(qiáng)堿狀態(tài)下轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x態(tài)有關(guān)。

圖2 檳榔樣品中檳榔堿提取液液相色譜圖

圖3 檳榔生產(chǎn)加工過程中檳榔堿含量變化

2.2 檳榔產(chǎn)品貯藏期間檳榔堿含量的變化

對(duì)貯藏一年與當(dāng)年產(chǎn)檳榔干果加工出的成品進(jìn)行包裝，并在溫度26 ℃、濕度65%環(huán)境中貯藏，考慮到檳榔產(chǎn)品在20 d左右會(huì)出現(xiàn)返鹵、返白等現(xiàn)象影響檳榔產(chǎn)品品質(zhì)，故僅取放置7，14和21 d的樣品刮去鹵水進(jìn)行檳榔堿含量測(cè)定，其含量的變化如圖4所示。貯藏一年和當(dāng)年產(chǎn)檳榔干果產(chǎn)品在貯藏期間檳榔堿含量的變化趨勢(shì)不一致。其中，貯藏一年檳榔干果產(chǎn)品在貯藏期間檳榔堿逐漸降低，貯藏21 d降低9.3%，當(dāng)年產(chǎn)檳榔干果產(chǎn)品在貯藏期間檳榔堿含量先升高后降低，在貯藏14 d時(shí)檳榔堿含量達(dá)到最高值2.86 mg/kg，相比貯藏0 d時(shí)增加8.3%。貯藏期間，當(dāng)年產(chǎn)檳榔干果產(chǎn)品檳榔堿含量較貯藏一年檳榔干果產(chǎn)品高。

圖4 檳榔產(chǎn)品貯藏期間檳榔堿含量變化

2.3 檳榔加工前處理方式對(duì)檳榔堿含量的影響

當(dāng)年產(chǎn)早期優(yōu)質(zhì)檳榔干果，采用不同的前處理加工方式后檳榔堿含量的變化如圖5所示。不同的前處理方式對(duì)檳榔堿含量的影響情況不同。其中，工藝1、工藝2中采用料水比1∶2（g/mL）進(jìn)行堿泡和酶泡后檳榔堿含量升高，其回升率分別為22.5%和16.4%，導(dǎo)致其升高的原因，可能與泡籽液中的純堿能置換與鞣質(zhì)鹽結(jié)合的檳榔堿，及纖維素酶提高檳榔纖維孔隙率及疏松度有利于纖維中的檳榔堿游離釋放有關(guān)。采用蒸汽蒸籽會(huì)使檳榔堿含量降低，其中工藝2中的降低幅度最大，為19.4%；采用蒸汽爆破會(huì)導(dǎo)致檳榔堿含量升高，此變化與2.1中的試驗(yàn)結(jié)果一致。

圖5 檳榔前處理加工中檳榔堿含量變化

3 結(jié)論

作為食用檳榔加工原料的檳榔干果，其貯藏一年與當(dāng)年產(chǎn)經(jīng)加工成品后可使檳榔堿含量分別降低21.51%和31.25%。于凍庫貯藏一年的檳榔干果與當(dāng)年產(chǎn)檳榔干果在加工及成品貯藏過程中的整體變化趨勢(shì)有明顯差異。對(duì)于貯藏一年的干果，檳榔堿隨加工處理及貯藏時(shí)間的延長而逐步降低，在堿性鹵水的作用下可出現(xiàn)輕微回升；當(dāng)年產(chǎn)干果在加工過程中檳榔堿含量呈先降低后升高再降低的波動(dòng)性變化，其中在蒸汽爆破及貯藏14 d時(shí)回升最明顯。貯藏一年與當(dāng)年產(chǎn)干果加工及成品貯藏的變化差異可能與檳榔干果冷凍貯藏期間內(nèi)部結(jié)構(gòu)和籽質(zhì)變化有關(guān)，具體待后續(xù)研究確認(rèn)。泡籽對(duì)檳榔堿含量變化的影響較大，其影響檳榔堿含量的升高或降低取決于泡籽液中的成分及籽水比，在籽水比1∶2（g/mL）情況下，加純堿或復(fù)合纖維素酶泡籽會(huì)使檳榔中檳榔堿出現(xiàn)上升，可能與其有利于檳榔中檳榔堿結(jié)合鹽對(duì)檳榔堿的釋放有關(guān)，清水泡籽則會(huì)導(dǎo)致檳榔堿含量的下降，相較而言，80 ℃烤發(fā)制籽對(duì)檳榔堿含量的影響不明顯。在前處理加工階段，蒸汽蒸籽可降低檳榔堿含量，蒸汽爆破會(huì)使檳榔堿含量升高。為此，在檳榔生產(chǎn)加工過程中，檳榔加工工藝的合理選擇對(duì)檳榔堿含量的影響至關(guān)重要。