油炸方式對紫甘藍(lán)在消化過程中抗氧化成分及活性的影響

尹培，陳健初，葉興乾，劉東紅

(浙江大學(xué) 生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院，馥莉食品研究院，浙江省農(nóng)產(chǎn)品加工技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江省食品加工技術(shù)與裝備工程中心，浙江 杭州，310058)

紫甘藍(lán)(Brassicaoleraceavar.capitatarubra)屬于蕓薹類蔬菜，又名紫包菜，紅甘藍(lán)。紫甘藍(lán)種植面積廣，價(jià)格低廉，已經(jīng)成為餐桌上常見的蔬菜。紫甘藍(lán)含有豐富的VC、VE、多酚、花色苷、硫代葡萄糖苷等生物活性物質(zhì)，具有很高的抗氧化活性。

真空油炸作為一種新型的食品加工方式，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于果蔬脆片的生產(chǎn)[6]，淀粉制品[7]、肉制品[8-9]的加工。國內(nèi)外目前已有很多文獻(xiàn)研究了新鮮紫甘藍(lán)的生物活性和抗氧化性[4]，但對加工紫甘藍(lán)的研究還比較少[10]，并且，未有真空油炸紫甘藍(lán)方面的報(bào)道。本研究對真空油炸紫甘藍(lán)和常壓油炸紫甘藍(lán)分別進(jìn)行體外模擬胃腸消化處理，評價(jià)多酚和花色苷在消化過程中的釋放規(guī)律，并通過ABTS、ORAC兩種方法評價(jià)抗氧化活性的變化趨勢。本文旨在為紫甘藍(lán)的開發(fā)利用提供新思路，豐富果蔬營養(yǎng)評價(jià)體系。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮紫甘藍(lán)，購于浙江杭州三墩沃爾瑪超市；食用棕櫚油，上海益海嘉里公司。

胰酶(pancreatin)、胃蛋白酶(pepsin)、膽汁提取物、沒食子酸、VE、熒光素鈉、ABTS試劑、DPPH試劑,美國Sigma公司；正己烷，Na2CO3，HCl，NaHCO3等,均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

js-05型真空油炸機(jī)，上海勁森輕工機(jī)械有限公司；多功能小型油炸鍋，力恩電器專營店；1510全波長酶標(biāo)儀，美國Thermo Fisher公司；熒光酶標(biāo)儀，美國Thermo Fisher公司。

1.3 方法

1.3.1 油炸前預(yù)處理

將新鮮紫甘藍(lán)撥片清洗后切成(3×3) cm的小塊備用。瀝干水分后，將塊狀紫甘藍(lán)放入-20 ℃冰箱冷凍12 h。

1.3.2 油炸條件

為了比較常壓油炸和真空油炸，引入了等效熱驅(qū)動(dòng)力(ETDF)的概念[11]。熱驅(qū)動(dòng)力指的是在一定的工作壓力條件下，水的沸點(diǎn)和此時(shí)油溫的差值。將真空油炸的真空度設(shè)置為0.091 MPa，選取△T=40、50、60 ℃三個(gè)值為熱驅(qū)動(dòng)力，真空油炸溫度分別設(shè)為85、95、105 ℃，常壓油炸溫度分別設(shè)為140、150、160 ℃。真空油炸時(shí)間設(shè)為700 s，常壓油炸時(shí)間為240 s (油炸終點(diǎn)由泡沫消失的時(shí)間決定)。將油炸后的紫甘藍(lán)用正己烷進(jìn)行脫油[6]，凍干后于-80 ℃保存。

1.3.3 體外模擬胃腸消化

體外模擬消化過程分為胃消化和腸消化，參照從彥麗[3]，BOUAYED[12]的方法，并有所改進(jìn)。其中，取100 g胃蛋白酶于25 mL容量瓶中，用0.1 mol/L的HCl配制4 mg/mL的胃消化液；取20 mg胰酶和120 mg膽鹽于10 mL容量瓶中，用0.1 mol/L的NaHCO3溶液配制腸消化液(2 mg/mL的胰液，12 mg/mL的膽汁)。

稱取0.5 g脫油后的紫甘藍(lán)凍干粉末溶于15 mL 9 mg/L的NaCl溶液中，用1 mol/L的HCl調(diào)pH=2～2.5后，加入2 mL胃消化液，于37 ℃振蕩水浴鍋中消化3 h，在0、0.5、1、2、3 h分別取0.5 mL上清液，并立即放在碎冰中冷卻，經(jīng)離心后于-80 ℃貯藏待測。

胃消化2 h后，樣品中的多酚等物質(zhì)的含量變化趨于平穩(wěn)，因此以胃消化3 h的樣品作為腸消化的初始樣品。消化后的樣品用1 mol/L的NaHCO3溶液調(diào)pH=7～7.5后， 加入1 mL腸消化液，于37 ℃振蕩水浴鍋中消化4 h，在0、0.5、1、2、3、4 h分別取0.5 mL上清液，并立即放入碎冰中冷卻，經(jīng)離心后于-80 ℃貯藏待測。

1.3.4 總酚含量的測定

總酚含量的測定采用福林酚法[13]。

1.3.5 花色苷含量的測定

總花色苷含量的測定采用pH示差法[13]。

1.3.6 抗氧化活性的測定

1.3.6.1 ABTS自由基清除能力[13]

將等量7 mmol/L的ABTS溶液與2.45 mmol/L的過硫酸鉀溶液混合，搖勻后避光放置12～16 h,得到ABTS使用液。取20 μL稀釋10倍后的樣品溶液，向其中加入170 μL ABTS工作液，37 ℃下振蕩反應(yīng)10 min后于734 nm處檢測吸光值。

1.3.6.2 ORAC氧自由基吸收能力[14]

先移取10 μL磷酸鉀緩沖溶液，向其中加入10 μL稀釋15倍的樣品溶液，再加入10 μL熒光素使用液，于37 ℃下振蕩反應(yīng)5 min后，立刻加入170 μL AAPH溶液啟動(dòng)反應(yīng)。于37 ℃下以激發(fā)波長485 nm，發(fā)射波長538 nm進(jìn)行連續(xù)測定3 h，每2 min測定1次熒光強(qiáng)度。

1.3.7 數(shù)據(jù)的處理與統(tǒng)計(jì)分析

實(shí)驗(yàn)設(shè)3次重復(fù)，各指標(biāo)重復(fù)測定3次。測定結(jié)果以平均值(means)±標(biāo)準(zhǔn)偏差(SD)表示。試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel和SPSS 20.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用ANOVA進(jìn)行鄧肯式(Duncan’s)差異分析，在0.05水平上進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同油炸方式對紫甘藍(lán)在消化過程總酚的釋放規(guī)律的影響

如圖1、圖2所示，新鮮紫甘藍(lán)和油炸紫甘藍(lán)在體外模擬胃腸消化之后，總酚的含量都有所上升。在經(jīng)胃消化1 h，腸消化2 h后，釋放量趨于平穩(wěn)。經(jīng)過體外模擬胃消化過程3 h后，新鮮紫甘藍(lán)釋放的總酚含量增加了25.93%，在經(jīng)過4 h模擬腸消化之后，其釋放量繼續(xù)增加了19.42%。以△T=60 ℃為例，真空油炸紫甘藍(lán)與常壓油炸對照組釋放的總酚含量在模擬胃消化后分別增加了33.61%和23.67%，在模擬腸消化后分別增加了18.83%和13.52%。真空油炸組在胃腸消化中的多酚釋放量明顯高于常壓油炸組以及新鮮紫甘藍(lán)，說明真空油炸能促進(jìn)紫甘藍(lán)在胃腸消化過程中的釋放。

圖1 不同油炸條件對紫甘藍(lán)模擬胃消化過程總酚的釋放規(guī)律的影響Fig.1 Effect of different fried conditions on the release of total phenol in red cabbage peptic digestion process注：0 h，從上至下依次為105 ℃、95 ℃、85 ℃、160 ℃、新鮮、150 ℃和140 ℃。

圖2 不同油炸條件對紫甘藍(lán)模擬腸消化過程總酚的釋放規(guī)律的影響Fig.2 Effect of different fried conditions on the release of total phenol in red cabbage intestinal digestion process注：0 h，從上至下依次為105 ℃、95 ℃、85 ℃、160 ℃、新鮮、150 ℃、140 ℃。

2.2 不同油炸方式對體外模擬消化過程花色苷的釋放規(guī)律的影響

紫甘藍(lán)含有豐富的花色苷，但是其不穩(wěn)定，極易受到溫度、pH等因素的影響而損失。從胃消化0 h可以看出，2種油炸方式都對花色苷造成一定程度的破壞。曹帥穎等[15]研究表明，紫甘藍(lán)的花色苷在加熱或者貯藏過程中會發(fā)生降解或氧化反應(yīng)，生成新化合物，保持其抗氧化活性。但在同一個(gè)熱驅(qū)動(dòng)力的條件下，與常壓油炸相比，真空油炸能更好保留花色苷。在胃消化過程中，新鮮和油炸紫甘藍(lán)的花色苷含量都顯著增加。腸消化結(jié)束后，隨著熱驅(qū)動(dòng)力的增加，新鮮紫甘藍(lán)的花色苷含量比胃消化0 h增加了18.60%，真空油炸分別比初始增加了26.73%，25.48%和9.63%；常壓油炸分別增加了23.06%，21.62%和-6.37%(圖3、圖4)。

圖3 不同油炸條件對紫甘藍(lán)模擬胃消化過程花色苷的釋放規(guī)律的影響Fig.3 Effect of different fried conditions on the release of anthocyanin in purple cabbage peptic digestion process注：0 h，從上至下依次為新鮮、85 ℃、140 ℃、95 ℃、150 ℃、105 ℃、160 ℃。

圖4 不同油炸條件對紫甘藍(lán)模擬腸消化過程花色苷的釋放規(guī)律的影響Fig.4 Effect of different fried conditions on the release of anthocyanin in purple cabbage intestinal digestion process注：0 h，從上至下依次為新鮮、85 ℃、140 ℃、95 ℃、150 ℃、105 ℃、160 ℃。

2.3 不同油炸方式對體外模擬消化過程抗氧化性的變化規(guī)律的影響

如圖5、圖6所示，在胃消化1.5 h時(shí)，不同油炸條件處理的紫甘藍(lán)ABTS值逐漸增加最后趨于穩(wěn)定。

圖5 不同油炸條件對紫甘藍(lán)模擬胃消化過程ABTS的釋放規(guī)律的影響Fig.5 Effect of different fried conditions on the release of ABTS in purple cabbage peptic digestion process注：0 h，從上至下依次為105 ℃、95 ℃、85 ℃、新鮮、140 ℃、150 ℃、160 ℃。

圖6 不同油炸條件對紫甘藍(lán)模擬腸消化過程ABTS的釋放規(guī)律的影響Fig.6 Effect of different fried conditions on the release of ABTS in purple cabbage peptic digestion process注：0 h，從上至下依次為105 ℃、95 ℃、新鮮、85 ℃、140 ℃、150 ℃、160 ℃。

新鮮紫甘藍(lán)在胃模擬消化之后，其ABTS值與未消化相比增長33%。經(jīng)過真空油炸85、95、105 ℃處理的紫甘藍(lán)，ABTS值分別增加了23.77%、24.43%和28.81%，常壓油炸140、150、160 ℃處理的紫甘藍(lán)，ABTS值分別增加了24.15%、20.46%和27.65%。腸模擬消化2 h，紫甘藍(lán)的ABTS值變化趨于穩(wěn)定。真空油炸實(shí)驗(yàn)組，其ABTS值分別增長了27.22%、32.84% 和37.59%；常壓油炸對照組分別增長了25.34%、 27.44%和34.87%；新鮮紫甘藍(lán)在腸消化之后，ABTS值增長了29.75%。

體外模擬胃消化過程中油炸紫甘藍(lán)的ORAC值變化情況如圖7所示。

圖7 不同油炸條件對紫甘藍(lán)模擬胃消化過程ORAC的釋放規(guī)律的影響Fig.7 Effect of different fried conditions on the release of ORAC in purple cabbage peptic digestion process注：0 h，從上至下依次為105 ℃、新鮮、95 ℃、85 ℃、150 ℃、140 ℃、160 ℃。

新鮮和油炸紫甘藍(lán)在胃模擬消化過程中較為穩(wěn)定，整體變化趨勢趨于平穩(wěn)。真空油炸紫甘藍(lán)(85、95、105 ℃)在經(jīng)過胃模擬消化之后，ORAC值分別增加了9.94%、13.71%和14.49%；常壓油炸紫甘藍(lán)(140、150、160 ℃)在經(jīng)過胃模擬消化之后，分別增加了8.15%、11.07%和11.21%；新鮮紫甘藍(lán)的ORAC值增加了12.28%。油炸紫甘藍(lán)在模擬腸消化過程中ORAC值的變化情況如圖8所示。可以看出，高溫油炸對紫甘藍(lán)的抗氧化活性有明顯的增強(qiáng)作用。在同一個(gè)熱驅(qū)動(dòng)力的條件下，相比較常壓油炸，真空油炸紫甘藍(lán)的ORAC值增加幅度更大。同一種油炸方式，隨著油炸溫度的升高，其消化后的ORAC值也逐漸升高。

圖8 不同油炸條件對紫甘藍(lán)模擬腸消化過程ORAC的釋放規(guī)律的影響Fig.8 Effect of different fried conditions on the on the release of ORAC in purple cabbage peptic digestion process注：0 h，從上至下依次為105 ℃、95 ℃、新鮮、85 ℃、140 ℃、150 ℃、160 ℃。

3 討論與結(jié)論

消化能明顯增加紫甘藍(lán)中的總酚含量，可能是因?yàn)樵谥参矬w內(nèi)酚類物質(zhì)經(jīng)常與多糖、蛋白質(zhì)等物質(zhì)結(jié)合，在酶、pH等的作用下，促進(jìn)酚類物質(zhì)的釋放。從彥麗等[3]研究結(jié)果表明，胃蛋白酶、胃酸、胰蛋白酶、膽汁等物質(zhì)均可以促進(jìn)寬皮柑、金橙、臍橙的多酚釋放量。BOUAYED等[16]在對蘋果進(jìn)行體外模擬消化過程中，發(fā)現(xiàn)多酚含量在經(jīng)過胃消化后顯著升高，在模擬腸消化過程中進(jìn)一步升高，但升高幅度相對較小，這與本文研究結(jié)果一致。這說明胃腸消化過程都能促進(jìn)多酚物質(zhì)的釋放。而真空油炸紫甘藍(lán)在消化過程中，其多酚的釋放量更高，可能是因?yàn)檎婵沼驼ǖ牡蛪河驼ōh(huán)境，改變了葉片的微觀結(jié)構(gòu)，從而使得葉片中的多酚類聚合物在消化過程中更容易溶出。在模擬胃消化過程中，紫甘藍(lán)花色苷的含量有了明顯的升高，這是因?yàn)槟M胃消化的胃蛋白酶，在酸性pH環(huán)境，促進(jìn)了花色苷的釋放；而在模擬腸消化的過程中，相比較腸消化0 h時(shí)，其含量明顯降低,這可能是因?yàn)榛ㄉ赵谀c消化的中性pH環(huán)境中結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，較容易降解為查爾酮或者其他小分子的酚類化合物[17]。研究表明，相比較酰化的花色苷，未酰化后的花色苷更不穩(wěn)定[18]。這可能是紫甘藍(lán)花色苷在胃腸消化過程中不穩(wěn)定的原因。鄭悅[19]研究發(fā)現(xiàn)，胃腸消化會降低黑果的花色苷含量，但其抗氧化能力依然保持較高水平，說明殘留的花色苷活性并未受到影響。

ABTS自由基清除能力主要是基于電子轉(zhuǎn)移實(shí)現(xiàn)，同時(shí)氫原子轉(zhuǎn)移是邊緣反應(yīng)途徑。多酚類化合物的ABTS自由基清除能力主要受到結(jié)構(gòu)中存在的官能團(tuán)以及游離羥基的數(shù)量和位置的影響[20]。胃腸消化過程顯著增強(qiáng)了紫甘藍(lán)的ABTS自由基清除能力，有可能是消化酶及酸堿環(huán)境改變了酚類物質(zhì)的結(jié)構(gòu)并促進(jìn)其釋放進(jìn)而影響了抗氧化活性的表達(dá)。果蔬中的抗氧化成分除了酚類物質(zhì)，還有維生素、多糖等，抗氧化活性除了與這些物質(zhì)的含量有關(guān)，還與其之間的相互作用，包括協(xié)同和拮抗作用有密切的關(guān)系。有研究表明，炒和蒸可以顯著增加紫甘藍(lán)的還原能力，而微波和燙漂處理會降低其花色苷含量和抗氧化性[21]。馬玉榮[22]研究發(fā)現(xiàn)，熱處理后豆?jié){的抗氧化性增強(qiáng)，可能是由于在熱處理過程中生成了具有抗氧化性的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物。CHANDRIKA等[23]發(fā)現(xiàn)胃消化之后，小麥的ABTS自由基清除能力顯著提高；王謝祎等[24]研究南酸棗在人工胃腸液模擬消化之后，其ABTS自由基清除能力逐漸減弱，但幅度較小，并且與不加酶的對照組相比得出，消化酶和消化酸堿環(huán)境都會造成南酸棗ABTS自由基清除能力下降。盛雪飛研究了6種黃酮單體的抗氧化協(xié)同作用，研究發(fā)現(xiàn)，槲皮素和蘆丁具有很強(qiáng)的抗氧化活性，與其他單體組合時(shí)，具有協(xié)同增效的作用[25]。在從彥麗等[3]在對柑橘的體外模擬消化過程的研究中發(fā)現(xiàn)，胃腸模擬消化可以顯著增強(qiáng)柑橘的抗氧化能力(以O(shè)RAC值表示)。而在對藍(lán)靛果的體外模擬消化過程中發(fā)現(xiàn)，氧自由基吸收能力在胃消化過程中先升高后下降，在腸消化過程中顯著下降，與花色苷在消化過程中的變化趨勢呈強(qiáng)相關(guān)性[26]。韓璐[27]研究表明，經(jīng)過微波膨化、煮制、焙烤、乳酸菌發(fā)酵處理后的發(fā)芽糙米在經(jīng)過胃腸消化后，ORAC值明顯升高，說明胃蛋白酶、胃酸、胰酶、膽汁均可以促進(jìn)抗氧化活性物質(zhì)的釋放。

本文以常壓油炸紫甘藍(lán)(140、150、160 ℃)為對照，通過體外模擬胃腸消化法評價(jià)了真空油炸紫甘藍(lán)(85、95、105 ℃)在模擬胃腸消化過程中多酚、花色苷的釋放規(guī)律和抗氧化能力的變化規(guī)律。結(jié)果表明，胃腸液消化可以促進(jìn)真空油炸紫甘藍(lán)中的酚類物質(zhì)的釋放和抗氧化性的增加；真空油炸紫甘藍(lán)中的花色苷含量在胃消化液中顯著增加，而在腸消化液中有所降低。在同一個(gè)熱驅(qū)動(dòng)力的條件下，真空油炸紫甘藍(lán)的抗氧化成分含量和抗氧化性均高于常壓油炸紫甘藍(lán)；且隨著油炸溫度的升高，真空油炸紫甘藍(lán)所釋放的抗氧化成分含量和抗氧化性都呈現(xiàn)升高的趨勢。