玉竹全粉的酶解改性及功能品質(zhì)評(píng)價(jià)

李慧敏，張芳銘，徐 攀，曹雨欣，鄭 淘，趙利平，鄭 慧*，楊 勇*

1湖南中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院食品藥品工程系，長沙 410208；2嘉實(shí)(湖南)醫(yī)藥科技有限公司，長沙 410006；3湖南省天宏藥業(yè)有限公司，邵東 422800

玉竹為百合科植物玉竹(Polygonatumodoratum(Mill.) Druce)的干燥根莖，具有滋陰潤燥，生津止渴的功效，現(xiàn)代藥理學(xué)認(rèn)為玉竹具有輔助降血糖及抗氧化等功能[1，2]。玉竹經(jīng)過傳統(tǒng)炮制后再行制粉往往因黏性而制粉困難，故市場上的玉竹產(chǎn)品以玉竹片及玉竹條為主，采用新方法開發(fā)玉竹全粉對(duì)拓寬玉竹用途和提升價(jià)值具有重要意義，本課題組前期研發(fā)了玉竹全粉的趁鮮制備方法，通過該法制備的玉竹全粉可保持玉竹外觀色澤，但其流動(dòng)性和沖調(diào)性仍不理想。酶解改性處理是常用的功能性粉體改性技術(shù)，前期初步研究發(fā)現(xiàn)復(fù)合酶解可有效改善玉竹全粉品質(zhì)[3]。本實(shí)驗(yàn)擬采用多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)方法，通過響應(yīng)面法優(yōu)化玉竹全粉的酶解工藝條件，通過與不同玉竹全粉產(chǎn)品的體外抗氧化和體外降血糖作用多維度比較，綜合評(píng)估酶解改性后玉竹全粉的功能特性，擬為提升玉竹全粉保健功能價(jià)值和健康應(yīng)用范圍提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

玉竹(品種豬屎尾)：產(chǎn)地湖南邵東，湖南天宏藥業(yè)有限公司提供；D(+)-無水葡萄糖(D(+)-glucose；DSTDW000501；純度HPLC≥98%；成都德思特生物技術(shù)有限公司)；蘆丁(rutin；B20771；純度HPLC≥98%；上海源葉生物科技有限公司)；纖維素酶(cellulase；20170915；15 000 U/g；100%；國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)；果膠酶(pectinase；S10007；50 U/g；100%；上海源葉生物科技有限公司)；木瓜蛋白酶(papin；S10011；800 U/mg；100%；上海源葉生物科技有限公司)。

DZKW-4電子恒溫水浴鍋(北京中興偉業(yè)儀器有限公司)；WB-5真空微波干燥箱(福州法莫優(yōu)科機(jī)械科技有限公司)；KQ-1000DE型數(shù)控超聲波清洗機(jī)(昆山市超聲儀器有限公司)；CS-580分光測色儀(杭州彩譜科技有限公司)；UV-1800紫外-可見分光光度計(jì)(日本島津公司)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 玉竹全粉的制備

新鮮玉竹根莖5 kg洗凈后去除須根，瀝水，凈制后的玉竹采用多功能料理機(jī)破碎后得鮮玉竹漿。將部分玉竹勻漿真空冷凍干燥至水分含量為10%以下得到真空冷凍干燥玉竹全粉(LD)。部分玉竹漿于溫度60 ℃、真空度-0.08 MPa真空微波干燥至水分含量為10%以下得真空微波干燥玉竹全粉(ZW)。取凈制玉竹采用傳統(tǒng)工藝干制后制粉，即于50 ℃常壓鼓風(fēng)干燥柔軟后反復(fù)揉搓至斷面無硬心半透明，繼續(xù)干燥至水分含量為10%以下，取出打粉過50目篩，得到傳統(tǒng)炮制玉竹全粉(CT)。

1.2.2 玉竹全粉的酶解改性工藝研究

稱取100 g真空微波干燥玉竹全粉(ZW)，加5倍蒸餾水分散后用0.1 mol/L檸檬酸調(diào)節(jié)pH，添加復(fù)合酶[4，5](纖維素酶∶木瓜蛋白酶∶果膠酶=1∶1∶1)，混勻后于一定溫度酶解反應(yīng)，反應(yīng)完成后置80 ℃水浴滅酶10 min，采用真空微波干燥設(shè)備干燥即得酶解改性玉竹全粉(MJ)。

1.2.2.1 單因素實(shí)驗(yàn)

本實(shí)驗(yàn)選取酶用量、處理時(shí)間、溫度和酶解pH值4個(gè)因素作為考察指標(biāo)。因纖維素酶最適溫度為45～65 ℃，最適pH為4.5～6.5；果膠酶最適溫度為50 ℃，最適pH為3.0～6.0；木瓜蛋白酶最適溫度為50～60 ℃，最適pH為5.0～7.0，故酶解溫度及pH水平設(shè)定是根據(jù)3種酶的最適溫度及pH進(jìn)行綜合考慮后擬定。

按照以下方法設(shè)計(jì)單因素實(shí)驗(yàn)：稱取相同質(zhì)量真空微波干燥玉竹全粉(ZW)，加5倍量蒸餾水，于pH5.5、溫度60 ℃條件下酶解50 min，干燥，考察酶用量(1%、2%、3%、4%和5%)對(duì)MJ品質(zhì)的影響；稱取相同質(zhì)量ZW，加5倍量蒸餾水，于酶用量1%、pH5.5和酶解溫度60 ℃條件下酶解，干燥，考察酶解時(shí)間(40、60、80、100和120 min)對(duì)MJ品質(zhì)的影響；稱取相同質(zhì)量ZW，加5倍量蒸餾水，于酶用量1%、pH5.5條件下酶解50 min，干燥，考察酶解溫度(30、40、50、60和70 ℃)對(duì)MJ品質(zhì)的影響；稱取相同質(zhì)量ZW，加5倍量蒸餾水，于酶用量1%、溫度60 ℃條件下酶解50 min，干燥，考察酶解pH(4.5、5.0、5.5、6.0、6.5)對(duì)MJ綜合品質(zhì)的影響。

1.2.2.2 響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)

本實(shí)驗(yàn)在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，根據(jù)Box-Behnken的中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理，考察酶用量、酶解時(shí)間、酶解溫度和酶解pH值等4個(gè)因素，采用4因素3水平的響應(yīng)面分析方法，以MJ綜合評(píng)分為響應(yīng)值(Y)，優(yōu)化酶解工藝條件。

1.2.3 玉竹全粉的物性測定方法

1.2.3.1 沖調(diào)性測定

參照Zhang等[6]的方法，將裝有100 mL的50 ℃蒸餾水燒杯置于磁力攪拌器上，保持轉(zhuǎn)速500 r/min，準(zhǔn)確稱取1.0 g樣品，快速均勻分撒于水中，記錄樣品全部分散于水中所需時(shí)間。

1.2.3.2 色澤測定

采用分光測色儀CS-580對(duì)樣品L*、a*、b*值進(jìn)行測定，分析其與白板的色差值，其中L*值表示亮度(0=黑色，100=白色)，a*值表示紅綠色度(-a*=綠色，+a*=紅色)，b*值表示黃藍(lán)色度(-b*=藍(lán)色，+b*=黃色)，每個(gè)樣品重復(fù)3次，取平均值。按公式(1)計(jì)算ΔE值。

(1)

式中：L*、a*、b*為樣品測量值，L0*、a0*、b0*為白板測量值。

1.2.4 有效成分含量測定方法

1.2.4.1 總多糖含量測定方法

總多糖含量的測定參照Peng等[7]方法。準(zhǔn)確稱取樣品0.5 g，按液料比50∶1加蒸餾水，于60 ℃、450 W條件下超聲提取35 min，經(jīng)4 000 r/min離心15 min后，取上清液定容至50 mL，得到總多糖提取液。精密量取提取液2 mL，加乙醇10 mL，攪拌，4 000 r/min離心15 min，取沉淀加水溶解定容至50 mL，搖勻后制備得到待測液?？偠嗵菢?biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：參照2020版《中國藥典》玉竹多糖含量測定方法繪制總多糖標(biāo)準(zhǔn)曲線：y=6.457 7x+0.017 7(R2=0.998 2)。

精密吸取待測樣品溶液2.0 mL，按照2020版《中國藥典》中規(guī)定的苯酚-硫酸法測定各玉竹全粉樣品的總多糖含量?？偠嗵呛繙y定結(jié)果計(jì)算以扣除樣品水分含量后的干基為基準(zhǔn)并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算總多糖含量(mg/g DW)。

1.2.4.2 總黃酮含量測定方法

參照Zhang等[8]方法超聲輔助提取總黃酮，準(zhǔn)確稱取樣品1.0 g，按液料比30∶1加入70%乙醇，在溫度60 ℃和功率450 W條件下超聲提取50 min，然后4 000 r/min離心15 min，取上清液旋蒸至無乙醇味，蒸餾水定容至50 mL，搖勻后制備得到待測液?？傸S酮標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制參照Cheng等[9]方法，采用硝酸鋁鹽顯色法測定玉竹中總黃酮含量。以含量(mg)為橫坐標(biāo)，吸光度值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線：y=1.239 2x-0.002 9(R2=0.999 9)。

精密吸取待測樣品溶液5.0 mL，按照總黃酮標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制的方法測定吸光度。總黃酮含量測定結(jié)果計(jì)算以扣除樣品水分含量后的干基為基準(zhǔn)并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算總黃酮含量(mg/g DW)。

1.2.5 玉竹全粉改性效果的綜合指標(biāo)評(píng)價(jià)方法

基于AHP-CRITIC權(quán)重分析計(jì)算方法[3,10,11]，為避免單指標(biāo)評(píng)價(jià)的不足，本實(shí)驗(yàn)采用多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)方法對(duì)改性效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，以玉竹全粉物性(沖調(diào)性和色澤)及有效成分含量(總多糖和總黃酮含量)為綜合權(quán)重指標(biāo)形成的綜合指標(biāo)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，優(yōu)化玉竹全粉酶解改性工藝參數(shù)。

1.2.6 酶解玉竹全粉的體外功能評(píng)比

作為功能性食藥原料，玉竹加工工藝對(duì)功能特性的影響是關(guān)鍵關(guān)注點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)分別以真空微波干燥玉竹全粉(ZW)、真空冷凍干燥玉竹全粉(LD)和傳統(tǒng)炮制玉竹全粉(CT)為比較對(duì)象，通過測定采用體外抗氧化能力和體外降血糖作用等功能品質(zhì)，以評(píng)估酶解改性工藝在功能特性方面的優(yōu)勢。

1.2.6.1 測試液的制備

水提物制備：準(zhǔn)確稱取玉竹全粉 2.5 g，按液料比50加入蒸餾水，于60 ℃、450 W條件下超聲提取35 min，經(jīng)4 000 r/min離心15 min后，取上清液于50 ℃減壓濃縮，蒸餾水定容至25 mL，得到質(zhì)量濃度為100 mg/mL玉竹全粉水提物，并將其分別稀釋為20、40、60和80 mg/mL的濃度，于4 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

醇提物制備：準(zhǔn)確稱取玉竹全粉5.0 g，按液料比30加入70 %乙醇，于60 ℃、450 W條件下超聲提取50 min，經(jīng)4 000 r/min離心15 min后，取上清液于45 ℃減壓濃縮至無乙醇味，蒸餾水定容至50 mL，得到質(zhì)量濃度為100 mg/mL玉竹全粉醇提物，并將其分別稀釋為20、40、60和80 mg/mL的濃度，于4 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.6.2 體外抗氧化功能測定

Fe3+還原能力測定[12]：取醇提物各濃度提取液1 mL，分別加2.5 mL磷酸鹽緩沖液(0.2 mol/L，pH=6.6)，2.5 mL鐵氰化鉀(10 mg/mL)充分混勻，50 ℃水浴20 min后加入2.5 mL三氯乙酸(100 mg/mL)，3 000 r/min離心10 min，取上清液2.5 mL，加2.5 mL蒸餾水，0.5 mL三氯化鐵(1 mg/mL)充分混勻，靜置10 min，以蒸餾水為空白，在700 nm處測定吸光度。

DPPH·清除能力測定[13]：取醇提物各濃度提取液2 mL，分別加入2 mL DPPH·溶液(0.2 mol/mL)搖勻，避光放置30 min，以無水乙醇調(diào)零，測定517 nm波長處的吸光度(A1)；測定不同濃度提取液與無水乙醇混合后的吸光度為A2；以蒸餾水代替樣液，加入2 mL DPPH·溶液，測定吸光度A0，按公式(2)計(jì)算DPPH·清除率。

清除率=[1-(A1-A2)/A0]×100%

(2)

·OH清除能力測定：取醇提物各濃度提取液1 mL，分別加入1 mL FeSO4溶液(9 mmol/L)，1 mL水楊酸溶液(9 mmol/L)，并加入1 mL H2O2溶液(8.8 mmol/L)啟動(dòng)反應(yīng)，于37 ℃反應(yīng)30 min，以蒸餾水為空白，于510 nm處測定吸光度(A1)；以蒸餾水代替樣品溶液測定空白對(duì)照液的吸光度(A0)；測定不加H2O2的樣品溶液本底吸收值(A2)，按公式(2)計(jì)算·OH清除率。

1.2.6.3 體外降血糖功能測定

α-糖苷酶活性抑制作用[14]：于酶標(biāo)板上加入50 μLα-糖苷酶(20 U/mL)及50 μL樣液，混勻，于50 ℃恒溫反應(yīng)20 min，加入100 μL PNPG溶液(4 mg/mL)，混勻，于50 ℃恒溫反應(yīng)30 min，最后加入200 μL Na2CO3溶液(2 mol/L)，測定吸光度A405 nm，按公式(3)計(jì)算抑制率。

抑制率=[1-(A1-A0)/A2]×100%

(3)

式中：A1：樣品組(樣品+酶液+底物)吸光度；A2：對(duì)照組(緩沖液+酶液+底物)吸光度；A0：樣品空白組(樣品+緩沖液)吸光度。

α-淀粉酶活性抑制作用：吸取200 μL樣液與200 μLα-淀粉酶溶液(20 U/mL)于10 mL離心管中，混勻，37 ℃水浴活化10 min，加入400 μL 1 %可溶性淀粉溶液，于37 ℃水浴準(zhǔn)確反應(yīng)10 min。加入400 μL DNS顯色劑，沸水浴5 min后立即流水冷卻以終止反應(yīng)，加蒸餾水6 mL稀釋，測定吸光度A540 nm，以蒸餾水代替樣液測定A0，按公式(4)計(jì)算抑制率。

抑制率=(A0-A)/A0×100%

(4)

1.2.7 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 20.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行ANOVA分析，P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。采用Origin Pro 2015進(jìn)行圖表繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 酶解改性工藝優(yōu)化

分別對(duì)選出的四個(gè)反應(yīng)條件酶用量、處理時(shí)間、溫度和酶解pH值進(jìn)行單因素和響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，獲取玉竹全粉復(fù)合酶解改性的最佳反應(yīng)工藝參數(shù)。

2.1.1 復(fù)合酶用量對(duì)MJ品質(zhì)的影響

由圖1A可知，MJ沖調(diào)性隨著酶用量的增加而改善，酶解使大分子降解增加了沖調(diào)性；由圖1B可知，隨著酶用量的增加MJ色澤逐漸加深，可能與酶蛋白添加增加后續(xù)工藝過程中的美拉德反應(yīng)。由圖1C可知，隨著酶用量的增加MJ總多糖含量先增后減，酶用量為3%時(shí)達(dá)到最大值，酶用量適量增加促進(jìn)細(xì)胞多糖物質(zhì)的釋放，當(dāng)酶用量過大則會(huì)導(dǎo)致多糖的部分降解；由圖1D可知，總黃酮含量隨著酶用量增加而增加，酶解促進(jìn)黃酮類物質(zhì)由結(jié)合態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x態(tài)，酶用量繼續(xù)增加總黃酮含量則減少，可能與黃酮類物質(zhì)與酶蛋白之間的吸附作用導(dǎo)致游離黃酮產(chǎn)生新的結(jié)合有關(guān)。

圖1 酶用量對(duì)玉竹全粉各指標(biāo)的影響Fig.1 Effect of enzyme dosage on all indexes of P.odoratum whole powder

酶用量過低時(shí)，沖調(diào)性、總多糖含量及總黃酮含量相對(duì)較低，色澤較好；酶用量過高時(shí)，色澤、總多糖含量及總黃酮含量較低，沖調(diào)性較好。通過綜合權(quán)重分析法評(píng)價(jià)結(jié)果(見表1)可知當(dāng)酶用量為3%時(shí)，MJ綜合品質(zhì)最佳。

表1 酶用量對(duì)玉竹全粉品質(zhì)的影響Table 1 Effect of enzyme dosage on the quality of P.odoratum whole powder

2.1.2 酶解時(shí)間對(duì)MJ品質(zhì)的影響

隨著酶解時(shí)間增加，小分子成分將越來越多，沖調(diào)性增加，當(dāng)時(shí)間超過一定值，酶解作用結(jié)束，對(duì)MJ沖調(diào)性的影響將趨于平緩。如圖2A所示，酶解時(shí)間在120 min以內(nèi)，時(shí)間增加會(huì)降低玉竹全粉的沖調(diào)性；由圖2B可知，酶解時(shí)間增加MJ色澤略有加深，這可能與酶解過程中產(chǎn)生非酶褐變等有關(guān)。酶解作用可以催化氫鍵等水解，影響蛋白質(zhì)與多糖間的相互作用[15]，而玉竹中蛋白質(zhì)含量較高[16]，酶解時(shí)間增加將導(dǎo)致總多糖含量增加(見圖2C)；由圖2D可知，總黃酮含量隨著酶解時(shí)間的延長先增后減，當(dāng)酶解時(shí)間超過80 min，總黃酮含量減少。

圖2 酶解時(shí)間對(duì)玉竹全粉各指標(biāo)的影響Fig.2 Effect of treatment time on all indexes of P.odoratum whole powder

通過綜合權(quán)重分析法評(píng)價(jià)結(jié)果(見表2)可知當(dāng)酶解時(shí)間為80 min時(shí)，MJ綜合評(píng)分最高。

表2 處理時(shí)間對(duì)玉竹全粉綜合品質(zhì)的影響Table 2 Effect of treatment time on the quality of P.odoratum whole powder

2.1.3 酶解溫度對(duì)MJ品質(zhì)的影響

由圖3A可知，MJ沖調(diào)性隨著酶解溫度增加而逐漸改善；由圖3B可知，MJ色澤隨著酶解溫度升高呈先降后增趨勢，可能與低溫時(shí)酶解作用使部分深色物質(zhì)降解，較高溫度時(shí)褐變反應(yīng)增強(qiáng)有關(guān)。由圖3C可知，酶解溫度升高，MJ總多糖含量先后減，其含量變化的原因除與多糖水解有關(guān)外，還可能與復(fù)合酶最適溫度有關(guān)，研究表明木瓜蛋白酶對(duì)玉竹中總多糖含量的影響較大[5]，而木瓜蛋白酶的最適溫度為40～60 ℃；由圖3D可知，總黃酮含量溫度增加先增后減，溫度為40 ℃時(shí)總黃酮含量的增加作用最佳，溫度過高可能會(huì)導(dǎo)致酶活力降低和加快黃酮的氧化降解。

圖3 處理溫度對(duì)玉竹全粉各指標(biāo)的影響Fig.3 Effect of treatment temperature on all indexes of P.odoratum whole powder

通過綜合權(quán)重分析法評(píng)價(jià)結(jié)果(見表3)可知當(dāng)溫度為40 ℃時(shí)，MJ綜合評(píng)分最高。

表3 酶解溫度對(duì)玉竹全粉綜合品質(zhì)的影響Table 3 Effect of treatment temperature on the quality of P.odoratum whole powder

2.1.4 酶解pH對(duì)MJ品質(zhì)的影響

酶解pH對(duì)MJ品質(zhì)產(chǎn)生的影響主要通過影響各酶活性來達(dá)到，由圖4A可知，隨著pH增加，MJ沖調(diào)性逐漸降低。由圖4B可知，隨著酶解pH增加，色澤呈先增后降。由圖4C可知，pH增加總多糖含量呈先增后減，pH為5.5時(shí)達(dá)到最佳，可能與復(fù)合酶在此pH條件下活性基團(tuán)解離，基團(tuán)活性較強(qiáng)有關(guān)[17]；由圖4D可知，總多糖含量隨pH增加先增后降，多糖含量最高值為pH為5.5的條件。

圖4 pH值對(duì)玉竹全粉各指標(biāo)的影響Fig.4 Effect of pH value on all indexes of P.odoratum whole powder

通過綜合權(quán)重分析法評(píng)價(jià)結(jié)果(見表4)可知，當(dāng)酶解pH為5.5時(shí)MJ綜合評(píng)分最高。

表4 pH值對(duì)玉竹全粉品質(zhì)的影響Table 4 Effect of pH value on the quality of P.odoratum whole powder

2.1.5 響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果，采用響應(yīng)面軟件Design Expert 8.0.6.1對(duì)酶解工藝參數(shù)進(jìn)行4因素3水平的中心組合設(shè)計(jì)(central composite design，CCD)，以綜合評(píng)分為響應(yīng)值進(jìn)行工藝參數(shù)優(yōu)化。因素水平表見表5。

表5 響應(yīng)面試驗(yàn)因素水平Table 5 Response surface test factor level

CCD試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果見表6，利用響應(yīng)面軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行方差分析，結(jié)果見表7。

表6 響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果Table 6 Response surface test design and results

由表7可知，回歸模型F=4.95，P=0.001 7<0.01，表明該回歸方程模型差異極顯著，模型具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。失擬項(xiàng)F=0.42，P=0.892 3>0.05，影響不顯著，表明模型擬合良好，可用此模型對(duì)玉竹全粉酶解改性工藝進(jìn)行分析并預(yù)測最佳工藝參數(shù)。由回歸方程顯著性差異結(jié)果可知，酶添加量(A)及B2對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響極顯著(P<0.01)，A2對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響高度顯著，C2對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響顯著。由P值大小可知，各因素對(duì)玉竹全粉綜合品質(zhì)的影響排序?yàn)椋好柑砑恿?A)>pH(D)>溫度(C)>時(shí)間(B)。以綜合評(píng)分為響應(yīng)值，得到綜合評(píng)分預(yù)測值對(duì)編碼自變量的回歸方程為：Y=47.76-7.94A+0.75B+2.52C-2.83D+3.04AB-4.57AC-7.43AD-12.98A2-9.49B2-7.11C2-5.22D2

表7 回歸模型方差分析Table 7 Regression model analysis of variance

各酶解工藝因素對(duì)玉竹全粉綜合品質(zhì)影響的響應(yīng)曲面圖及等高線圖見圖5。經(jīng)回歸模型預(yù)測玉竹全粉酶解改性最佳工藝參數(shù)為：酶用量3%，處理時(shí)間為80 min，溫度為40 ℃，pH值為5.5，在此條件下制備的MJ理論綜合評(píng)分為47.76。驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果MJ產(chǎn)品的綜合評(píng)分與理論評(píng)分接近，表明此模型可較好地預(yù)測玉竹全粉酶解工藝參數(shù)。

圖5 各因素對(duì)玉竹全粉品質(zhì)影響的響應(yīng)曲面圖及等高線圖Fig.5 Response surface plot and contour plot of the influence of various factors on the quality of the P.odoratum whole powder

2.2 酶解玉竹全粉的體外功能評(píng)估

分別選用真空微波干燥玉竹全粉(ZW)、真空冷凍干燥玉竹全粉(LD)和傳統(tǒng)炮制玉竹全粉(CT)作為比較對(duì)象，ZW為改性前參照，LD為較為理想制粉工藝參照，CT為常規(guī)制粉參照，以充分評(píng)估改性工藝在功能特性的優(yōu)劣變化。

2.2.1 抗氧化功能

由圖6A可知，4種玉竹全粉的醇提物均具有較好的Fe3+還原能力，且表現(xiàn)出明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系。其中，LD醇提物對(duì)Fe3+的還原能力相對(duì)較差，CT醇提物對(duì)Fe3+還原能力優(yōu)于LD，采用真空微波干燥技術(shù)制備的玉竹全粉對(duì)Fe3+的還原作用增強(qiáng)，經(jīng)過酶解改性后，玉竹全粉的Fe3+還原能力進(jìn)一步增強(qiáng)，且明顯高于其他3種玉竹全粉，這可能與酶解后可溶性多糖和游離黃酮等有效成分增加有關(guān)。

由圖6B可知，4種玉竹全粉均具有較好的DPPH·自由基清除能力，且隨著醇提物濃度的增加，其對(duì)DPPH·自由基清除能力逐漸增強(qiáng)，呈現(xiàn)出明顯的量效關(guān)系。ZW、LD及MJ的醇提物對(duì)DPPH·清除能力均優(yōu)于CT，真空微波干燥玉竹全粉的醇提物對(duì)DPPH·的清除能力最強(qiáng)，其次為真空冷凍干燥及酶解改性處理的玉竹全粉。

由圖6C可知，MJ、ZW及CT醇提物對(duì)·OH的清除能力均優(yōu)于真空冷凍干燥玉竹全粉，且呈現(xiàn)明顯的量效關(guān)系，其中酶解改性處理的·OH清除能力最強(qiáng)，其次為真空微波干燥及傳統(tǒng)炮制處理的玉竹全粉，這可能與酶解反應(yīng)能分解釋放出更多的對(duì)·OH具有清除能力的小分子物質(zhì)有關(guān)。

圖6 4種玉竹全粉的抗氧化功能Fig.6 Antioxidant function of 4 kinds of P.odoratum whole powder

2.2.2 降血糖功能

α-淀粉酶活性抑制作用：由圖7A可知，玉竹水提物對(duì)α-淀粉酶活性的抑制作用呈明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系。玉竹全粉經(jīng)過酶解后，其水提物對(duì)α-淀粉酶活性的抑制作用明顯增強(qiáng)，可能是由于玉竹全粉經(jīng)過酶解后，大分子物質(zhì)水解為小分子，易于溶解在水中，導(dǎo)致水提液中具有抑制α-淀粉酶活性的有效物質(zhì)增加。ZW水提物對(duì)α-淀粉酶活性的抑制作用僅次于MJ，CT水提物對(duì)α-淀粉酶活性的抑制效果相對(duì)較差。由圖7B可知，各濃度的玉竹全粉醇提物對(duì)α-淀粉酶活性均具有一定的抑制作用，且呈現(xiàn)明顯的劑量-效應(yīng)關(guān)系。其中真空微波干燥玉竹全粉與酶解改性玉竹全粉醇提物對(duì)α-淀粉酶活性的抑制作用效果相差不大，但相對(duì)于CT及LD抑制效果較好。

圖7 α-淀粉酶活性的抑制作用Fig.7 Inhibition of α- amylase activity注：A-水提物；B-醇提物 Note:A-Water extract;B-Ethanol extract

α-糖苷酶活性抑制作用：由圖8可知，玉竹全粉的水提物及醇提物對(duì)α-糖苷酶活性均具有一定抑制作用，隨著提取物濃度的增加，對(duì)α-糖苷酶活性的抑制作用逐漸增強(qiáng)，呈現(xiàn)出一定的濃度-效應(yīng)關(guān)系。相比于醇提物，玉竹樣品水提物對(duì)α-糖苷酶活性的抑制作用略強(qiáng)，這與Zhang[18]的研究結(jié)果一致，但總體上玉竹兩種提取物的α-糖苷酶活性抑制作用均較弱。

圖8 α-糖苷酶活性的抑制作用Fig.8 Inhibition of α- glycosidase activity注：A-水提物；B-醇提物 Note:A-Water extract;B-Ethanol extract

3 結(jié)論

玉竹全粉酶解工藝優(yōu)化結(jié)果為酶用量3%，時(shí)間80 min，溫度40 ℃，pH值5.5。與CT、LD和ZW等玉竹全粉產(chǎn)品比較，酶解改性后玉竹全粉的Fe3+還原能力、·OH清除能力均增加，其醇提物及水提物對(duì)α-淀粉酶活性的抑制作用均增加。玉竹全粉經(jīng)復(fù)合酶解改性后其綜合品質(zhì)(物性和化學(xué)質(zhì)量)可得到有效改善，保健功能特性(體外抗氧化及降血糖作用)也能得到增強(qiáng)，提示復(fù)合酶解改性工藝可有效改善玉竹全粉的應(yīng)用價(jià)值，提高商業(yè)品質(zhì)。酶解改性技術(shù)具有反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)快速、無污染、無其他化學(xué)物質(zhì)帶入等優(yōu)勢，但將酶解改性工藝推廣至生產(chǎn)仍存在成本高和反應(yīng)條件控制困難等問題，因此對(duì)玉竹全粉改性技術(shù)及其質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)技術(shù)仍需深入研究。