不同干燥方式對蕁麻葉營養(yǎng)成分及抗氧化活性的影響

孟祥紹，黨斌*，張文剛，張杰，董海宴，白卡

1. 青海大學(xué)農(nóng)林科學(xué)院/青海省農(nóng)林科學(xué)院，青海省青藏高原農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（西寧 810016）；2. 玉樹藏族自治州農(nóng)牧業(yè)綜合服務(wù)中心（玉樹 815000）；3. 玉樹市牧女工貿(mào)有限公司（玉樹 815000）

蕁麻，俗稱藿麻。蕁麻全草可以入藥，其味苦、辛，性溫，具有祛風(fēng)定驚、消食通便之功效，對風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、高血壓、消化不良都有很好效果[1-4]。蕁麻主要分布在我國的青海、西藏、云南等地[5]。研究報道表明，新鮮蕁麻葉含有豐富的酚類化合物[6-7]、蛋白質(zhì)及膳食纖維[8]，同時也是鈣、鐵、鎂、錳等礦物質(zhì)的良好來源[9]。

在我國部分地區(qū)，新鮮的蕁麻嫩葉有作為蔬菜食用的傳統(tǒng)[10]。但是新鮮蕁麻含水量高，易腐敗變質(zhì)，冬季經(jīng)常將蕁麻葉干燥后儲存食用。因此干燥技術(shù)是提升其經(jīng)濟(jì)價值的重要手段。但是不同的干燥方法會影響蕁麻葉的品質(zhì)[11]，常用的蕁麻葉干燥方式為曬干[12]，但該方法會導(dǎo)致葉片顏色褐變和部分營養(yǎng)素?fù)p失[13]。因此，篩選適宜于保留蕁麻葉中營養(yǎng)品質(zhì)的干燥方式，是延長蕁麻葉保質(zhì)期、引導(dǎo)蕁麻葉正確消費(fèi)和加工利用的重要手段。試驗(yàn)通過比較鮮樣（RAW）和曬干（SD）、真空干燥（VD）、微波干燥（MD）、炒制干燥（FD）、真空冷凍干燥（VFD）和熱風(fēng)干燥（HAD）等6種不同干燥方式處理后蕁麻的基本營養(yǎng)功能成分的差異，以期篩選出適合蕁麻葉干燥的方式，為蕁麻葉的儲存和加工利用提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮蕁麻葉：2022年7月份采摘于青海省玉樹州，玉樹市牧女工貿(mào)有限公司提供。

甲醇、乙醇、正丁醇、丙酮、乙酸乙酯、亞硝酸鈉、硝酸鋁、檸檬酸（分析純，天津市百世化工有限公司）；甲酸、鹽酸、硝酸、硫酸（優(yōu)級純，天津市津科精細(xì)化工研究所）；葡萄糖、沒食子酸、蘆?。兌取?8.0%，上海源葉生物科技有限公司）；福林-酚試劑（北京索萊寶科技有限公司）。試驗(yàn)用水均為去離子水。

1.2 主要儀器與設(shè)備

電子天平（AL204型，梅特勒-托利多儀器有限公司）；超聲波清洗器（KQ-500DE型，昆山市超聲波儀器有限公司）；低速冷凍離心機(jī)（DL-5M型，湖南長沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司）；鼓風(fēng)干燥箱（DHG-9240A型，上海一恒科學(xué)儀器有限公司）；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀（Retavapor R-215型，瑞士布奇有限公司）；真空冷凍干燥機(jī)（Alpha 1-4 LDplus型，北京博勱行儀器有限公司）；氨基酸分析儀（S433D型，德國賽卡姆公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 蕁麻干燥工藝處理

曬干：室外溫度31.5±2 ℃，干燥處理3.5 h。真空干燥：溫度55 ℃，真空度-0.08 MPa，干燥處理3 h。微波干燥：微波功率480 W，干燥處理8 min。炒制：炒茶鍋溫度90 ℃，炒制時間20 min，炒制結(jié)束后均勻攤開室內(nèi)陰涼通風(fēng)處進(jìn)一步晾干。真空冷凍干燥：溫度-49 ℃，干燥處理16 h。熱風(fēng)干燥：空氣流量1.5 m/s，溫度55 ℃，干燥處理4 h。試驗(yàn)工藝參數(shù)在前期試驗(yàn)優(yōu)化的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)定。所有樣品干燥后粉碎成粉末，均保持冷凍（-18 ℃）條件下儲存。

1.3.2 指標(biāo)測定

1.3.2.1 蕁麻營養(yǎng)成分測定

水分含量測定：采用GB 5009.3—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測定》中的直接干燥法；灰分含量測定：采用GB 5009.4—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中灰分的測定》中的食品中總灰分的測定法；脂肪含量測定：采用GB/T 5009.6—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中脂肪的測定》中的索氏抽提法測定；粗纖維含量測定：采用DB12/T 963—2020《植源性農(nóng)產(chǎn)品中粗纖維的測定 濾袋法》進(jìn)行測定；蛋白質(zhì)含量測定：采用GB 5009.5—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中蛋白質(zhì)的測定》中的凱氏定氮法；氨基酸含量測定：采用GB 5009.124—2016《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn) 食品中氨基酸的測定》中的方法測定。

1.3.2.2 蕁麻功能成分測定

多糖的測定根據(jù)文獻(xiàn)[14]，采用苯酚硫酸法，以葡萄糖為標(biāo)準(zhǔn)品，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計算多糖含量。多酚含量的測定根據(jù)文獻(xiàn)[15]，采用Folin-Ciocalteu法，以沒食子酸為標(biāo)準(zhǔn)品制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計算多酚含量。黃酮含量的測定根據(jù)文獻(xiàn)[16]，采用硝酸鋁比色法，以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品制作標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計算黃酮含量。

1.3.2.3 氨基酸品質(zhì)評價

氨基酸品質(zhì)的評價參照1973年世界衛(wèi)生組織/聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織（WHO/FAO）建議的理想蛋白質(zhì)氨基酸組成模式和中國預(yù)防醫(yī)學(xué)科學(xué)院營養(yǎng)與食品衛(wèi)生研究所提供的雞蛋蛋白模式，分別評價不同干燥方式蕁麻蛋白質(zhì)的必需氨基酸含量（EAA）、氨基酸比值（RAA）、氨基酸比值系數(shù)（RC）、氨基酸比值系數(shù)分（SRC）、氨基酸評分（AAS）、生物價（BV）、必需氨基酸指數(shù)（EAAI）、必需氨基酸占氨基酸總量的百分比（E/T）。

1.3.2.4 體外抗氧化活性測定

DPPH自由基清除能力測定根據(jù)文獻(xiàn)[17]稍作修改。取1 mL樣品液，加入4.5 mL DPPH工作液（0.1 mmol/L），搖勻后室溫避光放置30 min，測定517 nm波長處的吸光度，重復(fù)測定3次。

ABTS自由基清除能力測定根據(jù)文獻(xiàn)[18]稍作修改。取50 μL樣品液，加入4.5 mL ABTS工作液，搖勻后室溫避光放置30 min，測定593 nm波長處的吸光度，重復(fù)測3次。

FRAP還原能力測定根據(jù)文獻(xiàn)[19]稍作修改。取200 μL樣品液，加入4 mL FRAP工作液，搖勻后室溫避光放置30 min，測定734 nm波長處的吸光度，重復(fù)測定3次。

1.3.3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)均為3次重復(fù)平均值。采用Microsoft Excel 2010、Origin 2021和SPSS 26軟件處理，應(yīng)用方差分析與鄧肯氏法進(jìn)行顯著性分析，以P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，試驗(yàn)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同干燥方式對蕁麻營養(yǎng)功能成分的影響

由表1可知，除了炒制以外，其他干燥方式均顯著提高蕁麻葉中粗纖維含量（P＜0.05），其中微波干燥蕁麻葉中粗纖維含量最高。微波干燥和熱風(fēng)干燥顯著提高蕁麻葉中的脂肪含量。真空干燥和炒制顯著提高蕁麻葉中多糖含量（P＜0.05），其原因?yàn)樵诟邷睾驼婵諚l件下，糖類物質(zhì)無法被氧化，而溫度升高，干燥時間都相對較短，糖類物質(zhì)損失都比較少[20]。此外，不同干燥方式均使蕁麻葉蛋白含量降低，這是因?yàn)楦稍锕に嚳赡軙Φ鞍捉Y(jié)構(gòu)和蛋白分解造成影響[21]，表現(xiàn)出干燥蕁麻葉蛋白質(zhì)含量低于鮮樣。其中，熱風(fēng)干燥對其蛋白質(zhì)保留率最高，為95.92%，其次為真空冷凍干燥（94.18%）和微波干燥方式（92.69%）。一般日推薦值（DV）為6%～9%被認(rèn)為是特定營養(yǎng)素的一種來源，11%～19%被認(rèn)為是一種良好來源，20%以上表示為豐富來源[11]。因此，試驗(yàn)表明新鮮或干制的蕁麻葉（%DV=6.04～9.84）可作為蛋白質(zhì)的重要來源。

表1 不同干燥方式蕁麻的基本營養(yǎng)功能成分含量 單位：g/100 g干基

2.2 不同干燥方式對蕁麻葉中酚類物質(zhì)及其抗氧化活性的影響

2.2.1 不同干燥方式蕁麻葉中酚類和黃酮物質(zhì)含量分析

由圖1和圖2可知，不同干燥方式蕁麻葉酚類和黃酮物質(zhì)均有顯著性差異（P＜0.05）。蕁麻葉中游離多酚、結(jié)合多酚含量占總酚的含量的6.16%和93.84%，游離黃酮、結(jié)合黃酮占總黃酮含量的33.14%和66.86%，說明蕁麻葉的多酚及黃酮均以結(jié)合態(tài)存在。其中，真空干燥蕁麻葉總酚含量達(dá)54.25 mg/g，其原因是多酚類化合物屬于生物活性物質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，在受到高溫、O2和光照等條件下都易分解，但在適當(dāng)加熱的過程中，酚類的前體酚醛分子的非酶轉(zhuǎn)化導(dǎo)致酚類物質(zhì)的生成[24]，在干燥過程中氧氣對總酚含量的變化起著重要作用[25]，而真空干燥在無氧狀態(tài)下，酚類物質(zhì)氧化損失少，因此真空干燥得到的蕁麻葉總酚含量最高?？傸S酮含量最高的干燥方式為微波干燥，其次為曬干，最低的為炒制，美拉德反應(yīng)會生成類黃酮化合物[26]，王國錠等[27]認(rèn)為微波干燥過程中美拉德反應(yīng)程度高，試驗(yàn)結(jié)果與其一致。

圖1 不同干燥方式蕁麻葉多酚含量分析

圖2 不同干燥方式蕁麻葉黃酮含量分析

2.2.2 不同干燥方式蕁麻葉體外抗氧化活性分析

由圖3可知，真空干燥和炒制均有較高的DPPH自由基清除能力，熱風(fēng)干燥的DPPH自由基清除能力最低，其原因?yàn)槭n麻多糖有較強(qiáng)的DPPH自由基清除能力[28-29]，且其含量越高，清除能力越強(qiáng)。由圖4和圖5可知，經(jīng)不同干燥方式處理后蕁麻葉的FRAP還原能力提高，F(xiàn)RAP還原能力變化趨勢與DPPH自由基清除能力變化趨勢基本一致，真空干燥FRAP還原能力最高其次為炒制，不同干燥方式蕁麻葉ABTS自由基清除能力最強(qiáng)的為真空干燥，其次為炒制，且顯著（P＜0.05）高于新鮮蕁麻，秦丹丹等[30]研究發(fā)現(xiàn)真空干燥的無花果抗氧化活性最高，跟試驗(yàn)結(jié)果一致?？梢?，經(jīng)過干燥處理后能提高蕁麻葉的抗氧化能力。且真空干燥蕁麻葉的DPPH自由基清除能力、FRAP還原能力、ABTS自由基清除能力均最高，因此，真空干燥可作為開發(fā)高抗氧化活性蕁麻產(chǎn)品的干燥方式。

圖3 不同干燥方式蕁麻葉DPPH自由基清除能力

圖4 不同干燥方式蕁麻葉FRAP還原能力

圖5 不同干燥方式蕁麻葉ABTS自由基清除能力

2.2.3 不同干燥方式蕁麻葉的必需氨基酸組成

由表2可知，除了蛋氨酸+胱氨酸外，不同干燥方式的蕁麻葉中其余氨基酸含量變異系數(shù)均較小。每克供試蕁麻葉蛋白中必需氨基酸總和為454.43 mg。與新鮮蕁麻葉相比，不同加工方式處理后蕁麻葉中必需氨基酸含量均有不同程度降低。其中，曬干、真空干燥、微波干燥、炒制、真空冷凍干燥和熱風(fēng)干燥處理后的蕁麻葉中必需氨基酸總和分別為464.55，452.59，453.15，456.43，453.83和446.05 mg，均低于新鮮蕁麻葉中必需氨基酸總和（467.22 mg）。

表2 不同干燥方式蕁麻葉中必需氨基酸組成

2.3 主成分分析

由圖6可知，提主成分1（PC1）為44.0%，主成分2（PC2）為24.7%，主成分3（PC3）為12.7%，累計可解釋變量81.4%的信息。由表3可知：在PC1中，F(xiàn)RAP、DPPH、脂肪和多糖具有較大的系數(shù)值，構(gòu)成PC1方差變異的主要因素；在PC2中，酪氨酸+苯丙氨酸、纖維和蛋氨酸+胱氨酸具有較大的系數(shù)值，構(gòu)成PC2方差變異的主要因素；在PC3中，灰分、纈氨酸和總多酚有著較大的系數(shù)值，構(gòu)成PC3方差變異的主要因素。

圖6 不同干燥方式蕁麻葉主成分分析載荷得分圖

表3 主成分分析的載荷矩陣

由表4可知，根據(jù)得分情況對其進(jìn)行排序，得分越高，相應(yīng)的干燥蕁麻品質(zhì)越好。以第1主成分排序，炒制后蕁麻品質(zhì)較好；以第2主成分排序，真空干燥后蕁麻品質(zhì)較好；以第3主成分排序，曬干后蕁麻品質(zhì)較好。由于各主成分的方差貢獻(xiàn)率不同，評價時以各個主成分的貢獻(xiàn)率為權(quán)重，由主成分得分和對應(yīng)的權(quán)重相乘求和構(gòu)建綜合評價函數(shù)：F=0.440 02F1+0.246 59F2+0.127 39F3。式中，F(xiàn)為每種不同干燥方式蕁麻葉品質(zhì)的綜合評價得分，綜合得分排在前3位的干燥方式依次是真空干燥、炒制、曬干，且均高于鮮樣。

表4 不同干燥方式的主成分得分

3 結(jié)論

在蕁麻葉的干制加工過程中，不同干燥方式對蕁麻葉中的基本營養(yǎng)功能成分及體外抗氧化活性均存在著顯著差異（P＜0.05）。真空干燥的多糖、總多酚明顯高于鮮樣和其他干燥方式，且真空干燥體外抗氧化活性均顯著高于鮮樣和其他干燥方式。與微波干燥相比，其營養(yǎng)品質(zhì)損失較少；與曬干相比，真空干燥不受天氣和環(huán)境的影響，且品質(zhì)可控；與熱風(fēng)干燥和炒制相比，能夠克服熱風(fēng)干燥和炒制的不均勻性，提高干燥后蕁麻的品質(zhì)，減少營養(yǎng)損耗。利用主成分分析比較不同干燥條件下蕁麻的品質(zhì)差異，得到真空干燥綜合評分最高，說明其干制蕁麻葉品質(zhì)較好。綜合考慮蕁麻干燥效率和干燥品質(zhì)，真空干燥效率高、蕁麻營養(yǎng)功能成分損失較小，更適于新鮮蕁麻的干燥。由于不同的干燥方式對蕁麻的營養(yǎng)功能成分影響不盡相同，因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，可以根據(jù)干制蕁麻的用途，選擇適合蕁麻的干燥方式。