不同干燥方式對(duì)蘆筍功能成分及體外抗氧化活性的影響

馬文華，李苗苗，遲曉君，于 輝，岳鳳麗

（1.山東農(nóng)業(yè)工程學(xué)院食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東 濟(jì)南 250100；2.河南工業(yè)大學(xué)糧油食品學(xué)院，河南 鄭州 450001）

蘆筍（Asparagus.officinalis L.）又名石刁柏、龍須菜，是一種藥食同源類(lèi)蔬菜[1]，富含維生素、蛋白質(zhì)、粗纖維和礦物質(zhì)以及黃酮、多糖等生物活性成分，具有降血壓、降血脂、防癌抗癌、提高人體免疫力等功能[2]。然而蘆筍采后呼吸作用旺盛，嫩莖易纖維化，不耐貯藏，因此人們開(kāi)發(fā)了各種蘆筍采后保存和加工技術(shù)，如低溫低壓貯藏[3]、干燥[4]、高壓加工和熱處理[5]，研究蘆筍采后加工技術(shù)對(duì)提高其資源利用率和附加值具有重要意義。

目前針對(duì)蘆筍的研究主要集中在蘆筍的保鮮[6]、不同部位的營(yíng)養(yǎng)成分[7]、蘆筍多糖的提取工藝[8]及其抗氧化、降血糖功能等研究上[9-10]，而對(duì)不同預(yù)處理及熱風(fēng)干燥、冷凍干燥和微波干燥對(duì)蘆筍營(yíng)養(yǎng)和品質(zhì)的影響研究較少[11-12]。干燥可以降低果蔬的水分活度，抑制微生物的生長(zhǎng)繁殖以及酶的活性，從而延長(zhǎng)貨架期，賦予加工形式的多樣化[13]，且對(duì)果蔬的色澤、功能成分以及抗氧化性有一定的影響[14-16]。燙漂可使果蔬中酶失活并破壞細(xì)胞，從而在貯藏過(guò)程中保持產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，還可消除細(xì)胞內(nèi)的空氣或改善細(xì)胞膜的通透性以改變組織結(jié)構(gòu)從而加速干燥[17]。但它也有可能對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生一些負(fù)面影響，如質(zhì)地和營(yíng)養(yǎng)過(guò)度損失、顏色發(fā)生不良變化及氧化性能下降[18-19]。本文研究了燙漂處理和熱風(fēng)干燥、冷凍干燥、熱風(fēng)-微波干燥對(duì)綠蘆筍色澤和總酚、VC、多糖和黃酮含量及其體外抗氧化活性的影響，探究有利于其活性成分保留的干燥方式，旨在為蘆筍的深加工和綜合利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮綠蘆筍，購(gòu)自淄博大潤(rùn)發(fā)超市。

沒(méi)食子酸，天津市鼎盛鑫化工有限公司；福林酚、過(guò)硫酸鉀，上海麥克林生化科技有限公司；無(wú)水葡萄糖、L-抗壞血酸、硝酸鋁，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；2,6-二氯靛酚鈉（分析純），天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所；無(wú)水乙醇（分析純），北京高純科技有限公司；蘆丁（純度≥98%），北京索萊寶科技有限公司；ABTS 底物（純度≥98.5%）、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH，純度≥98%），合肥巴斯夫生物科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

鼓風(fēng)干燥箱，DHG-9140A，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；真空冷凍干燥機(jī)，LGJ-25，四環(huán)福瑞科儀科技發(fā)展有限公司；微波干燥機(jī)，KH-6HMTN，山東科弘微波能有限公司；紫外可見(jiàn)光光度計(jì)，TU-1810，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)，TGL-20M，湘儀離心機(jī)儀器制造有限公司；手持色差儀，CR-400，柯尼卡美能達(dá)控股公司

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品預(yù)處理

取500 g 蘆筍兩份，洗凈瀝干水分，一份沸水燙漂5 min，一份不燙漂，切成2～3 mm 薄片，分別采用不同方式進(jìn)行干燥。

1.3.2 樣品干燥

熱風(fēng)干燥：蘆筍薄片于60 ℃熱風(fēng)干燥6 h，使其水分含量小于8%。

冷凍干燥：蘆筍薄片于-40 ℃真空冷凍干燥20 h，使其水分含量小于8%。

熱風(fēng)-微波干燥：蘆筍薄片于熱風(fēng)-微波干燥機(jī)中，熱風(fēng)溫度60 ℃，微波功率1 200 W，轉(zhuǎn)速7 m/min，干燥45 min，使其水分含量小于8%。

1.3.3 蘆筍粉制備

干燥后的蘆筍超微粉碎90 s，過(guò)60 目篩，制成蘆筍粉。

1.3.4 水提物制備

取1.000 0 g 蘆筍粉，加入40 mL 去離子水，80 ℃超聲浸提2 h，在5 000 r/min 轉(zhuǎn)速下離心10 min，取上清液定容至50 mL[20-21]。

1.3.5 醇提物的制備

取1.000 0 g 蘆筍粉，加入70%乙醇40 mL ，80 ℃超聲浸提2 h，5 000 r/min 離心10 min，取上清液用70%乙醇定容至50 mL。

1.4 分析方法

1.4.1 色澤

采用手持色差儀測(cè)定。

1.4.2 總酚含量

采用福林酚法[22-23]進(jìn)行測(cè)定。取0.2 mL 水提液，加入10%福林酚1 mL 和20%碳酸鈉溶液3 mL，混勻，75 ℃水浴5 min，于765 nm 測(cè)吸光值，以沒(méi)食子酸為標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算樣液中總酚含量，根據(jù)公式（1）計(jì)算蘆筍粉中總酚含量[17]。

式中，c 為樣液中總酚含量，mg/mL；m 為蘆筍粉干物質(zhì)的量，g；V 為樣液體積，mL；f 為稀釋倍數(shù)。

1.4.3 VC 含量

根據(jù)GB 5009.159—2003 中的方法測(cè)定[19]。

1.4.4 多糖含量

取10 mL 水提液，加入三倍體積無(wú)水乙醇，4 ℃靜置過(guò)夜，5 000 r/min 離心10 min 棄上清液，沉淀加去離子水加熱復(fù)溶后定容至50 mL，適當(dāng)稀釋后用苯酚-硫酸法測(cè)定。以葡萄糖為標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)公式（2）計(jì)算蘆筍粉中多糖含量。

式中，c 為標(biāo)準(zhǔn)曲線上計(jì)算的樣液中葡萄糖濃度，mg/mL；V 為樣品定容體積，mL；m 為蘆筍粉干物質(zhì)的量，g；A 為稀釋倍數(shù)；0.9 為葡萄糖換算成多糖的校正系數(shù)。

1.4.5 黃酮含量

參考SN/T 4592—2016 方法，略有修改[24]。取5 mL 醇提液，加入無(wú)水乙醇10 mL、100 g/L 硝酸鋁1 mL、98 g/L乙酸鉀1 mL，用去離子水定容至50 mL 搖勻，靜置1 h，420 nm 測(cè)定吸光度，以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，根據(jù)公式（3）計(jì)算蘆筍粉中黃酮含量。

式中，m 為根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算的樣品中蘆丁質(zhì)量，mg；W 為蘆筍粉干物質(zhì)的量，g；d 為稀釋倍數(shù)。

1.4.6 體外抗氧化能力

（1）ABTS 自由基清除能力

參考遲曉君等[15]的方法。稱取0.096 0gABTS和0.0335g過(guò)硫酸鉀分別用去離子水溶解并定容到25 mL，1∶1 混合避光反應(yīng)12 h 后用無(wú)水乙醇稀釋制成ABTS 工作液，要求在30 ℃、734 nm 波長(zhǎng)下吸光度為0.70±0.02。取提取液0.6 mL，加入ABTS 工作液8.4 mL，混勻避光反應(yīng)10 min，于734 nm 測(cè)定吸光值A(chǔ)i，無(wú)水乙醇為對(duì)照測(cè)吸光值A(chǔ)0。清除率（I）按公式（4）計(jì)算。

（2）DPPH 自由基清除能力

取提取液0.3 mL，加入無(wú)水乙醇4.2 mL、0.1 mmol/L DPPH 乙醇溶液3.0 mL，混勻，室溫下避光反應(yīng)60 min，測(cè)定517 nm 吸光值A(chǔ)i，無(wú)水乙醇為對(duì)照樣測(cè)吸光值A(chǔ)0，清除率按公式（4）計(jì)算。

1.5 數(shù)據(jù)處理

每組試驗(yàn)重復(fù)測(cè)定3 次，結(jié)果用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，數(shù)據(jù)采用SPSS 25 單因素ANOVA 進(jìn)行顯著性分析，P＜0.05 時(shí)樣品間存在顯著差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 燙漂和干燥方式對(duì)蘆筍色澤的影響

由表1 可知，冷凍干燥的蘆筍粉L 值最高，為86.18，燙漂-熱風(fēng)-微波干燥的樣品亮度最低。對(duì)冷凍和熱風(fēng)-微波干燥來(lái)說(shuō)，燙漂能顯著降低樣品的L*值（P＜0.05），而對(duì)熱風(fēng)干燥的樣品沒(méi)有顯著影響。a*值為負(fù)值，數(shù)值越小越偏向綠色。不燙漂熱風(fēng)干燥與冷凍干燥的樣品a*值最小，綠色最佳，且兩者無(wú)顯著差異（P＞0.05）。燙漂對(duì)冷凍干燥后樣品的a*值無(wú)顯著影響，但另外兩種干燥方式，燙漂后樣品的a*值變大，說(shuō)明燙漂不利于蘆筍綠色保持。b*值越大，色澤越黃，不燙漂冷凍干燥的樣品b*值最小，而燙漂-熱風(fēng)-微波干燥的樣品最大，色澤呈黃綠色，可能是由于熱風(fēng)與微波耦合，較高的溫度加劇美拉德反應(yīng)[25]，綠色減弱，亮度降低。綜上，冷凍干燥的蘆筍粉色澤最好，燙漂不利于對(duì)蘆筍粉色澤的保護(hù)。

表1 燙漂和干燥方式對(duì)蘆筍粉色澤的影響Table 1 Effect of blanching and drying methods on the color of powder

2.2 燙漂和干燥方式對(duì)蘆筍總酚含量的影響

圖1 顯示干燥后樣品中總酚含量從高到底依次為熱風(fēng)-微波干燥、冷凍干燥和熱風(fēng)干燥，燙漂-熱風(fēng)-微波處理的樣品含量最高，為2.58 mg/g，與Ye 等[26]的研究結(jié)果一致。燙漂使冷凍和熱風(fēng)干燥的樣品總酚含量顯著降低（P＜0.05），而熱風(fēng)-微波干燥的作用與此相反。Sakai等[27]認(rèn)為，微波干燥速度快且均勻，加速多酚氧化酶的失活，能較好地保留總酚[18]。游離酚容易提取，但結(jié)合酚需要適當(dāng)加工處理才能釋放出來(lái)[28]。微波干燥有助于保留更多的總酚，因此其含量最高，而燙漂使部分可溶性成分流失。

圖1 燙漂和干燥方式對(duì)蘆筍粉中總酚含量的影響Fig.1 Effects of blanching and drying methods on total phenolic content of powder

2.3 燙漂和干燥方式對(duì)蘆筍VC 含量的影響

圖2 顯示不燙漂冷凍干燥的樣品VC 含量最高，為7.94 mg/g，顯著高于熱風(fēng)干燥與熱風(fēng)-微波干燥樣品的含量。燙漂顯著降低了熱風(fēng)和冷凍干燥樣品中VC 含量，但對(duì)微波干燥樣品無(wú)顯著影響。VC 不穩(wěn)定易分解，加熱會(huì)促進(jìn)其氧化[29]，因此熱風(fēng)和熱風(fēng)-微波干燥樣品中VC 含量低于冷凍干燥，燙漂過(guò)程中部分隨水流失而含量降低。因此，不燙漂冷凍干燥有利于減少蘆筍中VC 的損失。

圖2 燙漂和干燥方式對(duì)蘆筍粉中VC 含量的影響Fig.2 Effects of blanching and drying methods on VC content of powder

2.4 燙漂和干燥方式對(duì)蘆筍多糖含量的影響

圖3 顯示，熱風(fēng)-微波干燥的蘆筍粉多糖含量最高，不燙漂的為20.38 mg/g，顯著高于燙漂的（17.91 mg/g）；其次是冷凍干燥，不燙漂和燙漂的無(wú)顯著差異；熱風(fēng)干燥的最低，不燙漂的為10.48 mg/g，顯著低于燙漂的（12.21 mg/g）。總體而言，燙漂后蘆筍多糖得率降低，原因是燙漂過(guò)程中部分水溶性多糖溶出。高溫長(zhǎng)時(shí)間干燥會(huì)使多糖的活性被破壞[29]，所以熱風(fēng)干燥的蘆筍多糖得率最低。真空冷凍干燥多糖不易破壞，但細(xì)胞易被冰晶破壞使胞內(nèi)物質(zhì)部分流失。Hemwimol 等[30]認(rèn)為微波處理使樣品中部分多糖鏈降解，更易溶解。且熱風(fēng)-微波干燥速度快且均勻，多糖損失少，因此，蘆筍多糖得率更高。

圖3 燙漂和干燥方式對(duì)蘆筍粉中多糖含量的影響Fig.3 Effects of blanching and drying methods on polysaccharides content of powder

2.5 燙漂和干燥方式對(duì)蘆筍黃酮含量的影響

圖4 顯示，熱風(fēng)-微波干燥的蘆筍黃酮含量最高，燙漂使其由43.94 mg/g 提高到45.77 mg/g；燙漂使熱風(fēng)干燥的樣品由33.21 mg/g 顯著提高到37.65 mg/g；而冷凍干燥的樣品燙漂與不燙漂的含量分別為34.58 mg/g 和35.96 mg/g。美拉德反應(yīng)會(huì)生成類(lèi)黃酮化合物[31]，熱風(fēng)-微波干燥時(shí)美拉德反應(yīng)程度高。長(zhǎng)時(shí)間干燥會(huì)導(dǎo)致蘆筍內(nèi)的黃酮類(lèi)物質(zhì)與空氣發(fā)生氧化分解[32]。冷凍干燥時(shí)細(xì)胞易被冰晶破壞使胞內(nèi)物質(zhì)部分流失[29]。燙漂鈍化酶類(lèi)，改變細(xì)胞通透性，有利于黃酮類(lèi)浸出，且黃酮不易溶于水，燙漂過(guò)程損失較少。而冷凍干燥的樣品中燙漂處理使得黃酮含量下降，推測(cè)是因?yàn)闋C漂導(dǎo)致冷凍過(guò)程中細(xì)胞破壞嚴(yán)重，胞內(nèi)物質(zhì)流失較多。

圖4 燙漂和干燥方式對(duì)蘆筍粉中黃酮含量的影響Fig.4 Effects of blanching and drying methods on flavonoid content of powder

2.6 燙漂和干燥方式對(duì)蘆筍提取物體外抗氧化能力的影響

2.6.1 對(duì)蘆筍提取物ABTS 自由基清除能力的影響

圖5 所示，蘆筍粉水提物中，熱風(fēng)-微波干燥的樣品對(duì)ABTS 自由基清除率最高，不燙漂的為96.25%，顯著高于（P＜0.05）燙漂的95.43%，而與燙漂后熱風(fēng)干燥的96.39%之間無(wú)顯著差異，原因可能是微波使細(xì)胞成分分解，并產(chǎn)生具有增強(qiáng)抗氧化力的新化合物[33]。冷凍干燥的樣品最低，燙漂的為93.46%，顯著高于不燙漂的（92.43%），可能與多糖和總酚的含量均較低有關(guān)。

圖5 燙漂和干燥方式對(duì)ABTS 自由基清除能力的影響Fig.5 Effects of blanching and drying methods on scavenging activity of ABTS free radical

蘆筍粉醇提物的ABTS 自由基清除率在96%～97%之間，高于其水提物，說(shuō)明醇提物中抗氧化物成分含量更高或活性更強(qiáng)。其中冷凍干燥的樣品最高，燙漂對(duì)不同干燥方式醇提物的ABTS 自由基清除能力無(wú)顯著影響。綜上，熱風(fēng)-微波干燥的蘆筍粉抗氧化能力更好。

2.6.2 對(duì)蘆筍提取物DPPH 自由基清除能力的影響

圖6 顯示，水提物的DPPH 清除率最高的是熱風(fēng)-微波干燥的樣品，燙漂的為62.55%，顯著高于不燙漂的（55.85%），可能是由于熱風(fēng)聯(lián)合微波使蘆筍中的多酚氧化酶快速鈍化，減少了抗氧化活性物質(zhì)的氧化[34]。其次是冷凍干燥樣品，燙漂的為45.08%，顯著高于不燙漂的（26.92%）。燙漂使蘆筍粉的DPPH 清除率提高，推測(cè)可能是由于燙漂改變了細(xì)胞通透性，有利于抗氧化物質(zhì)的提取。熱風(fēng)干燥樣品最低，且燙漂與不燙漂的樣品無(wú)顯著差異，可能與長(zhǎng)時(shí)間干燥過(guò)程中總酚、黃酮等抗氧化活性成分部分降解，含量降低有關(guān)。

圖6 燙漂和干燥方式對(duì)DPPH 自由基清除能力的影響Fig.6 Effects of blanching and drying methods on DPPH free radical scavenging ability

醇提物的DPPH 自由基清除率最高的是熱風(fēng)-微波干燥的47.87%，顯著高于熱風(fēng)干燥，且燙漂對(duì)這兩種干燥方式的結(jié)果沒(méi)有顯著影響，但對(duì)于冷凍干燥，燙漂處理為46.31%，與最高清除率無(wú)差異，顯著高于不燙漂的（31.35%）。

3 結(jié)論

三種干燥方式中，熱風(fēng)-微波干燥的蘆筍粉總酚、VC、黃酮和多糖等活性成分含量最高，對(duì)ABTS 和DPPH自由基清除率較高，抗氧化活性最強(qiáng)，且干燥用時(shí)最短。熱風(fēng)干燥蘆筍的總酚、VC 和多糖含量較低，且干燥時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)ABTS 自由基清除能力高于真空冷凍干燥，對(duì)DPPH 自由基清除能力較差。冷凍干燥與熱風(fēng)干燥處理的蘆筍總酚、VC 和黃酮含量相當(dāng)，但多糖含量更高，對(duì)ABTS 自由基清除能力最低，但干燥后色澤最好。

燙漂提高了熱風(fēng)-微波干燥樣品的總酚和黃酮含量，降低了其多糖含量，醇提物的ABTS 自由基清除能力和水提物的DPPH 自由基清除能力均提高。對(duì)冷凍干燥，燙漂降低了其總酚、VC 和黃酮含量，對(duì)多糖含量影響不顯著，提高了ABTS 和DPPH 自由基清除能力。對(duì)熱風(fēng)干燥，燙漂提高了多糖和黃酮含量，降低了總酚和VC 含量，對(duì)ABTS 和DPPH 自由基清除能力影響不顯著。然而不同干燥方式對(duì)蘆筍中功能成分的結(jié)構(gòu)影響及其功能活性的作用機(jī)理還需進(jìn)一步研究。