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不同干燥工艺对桑葚花色苷含量和抗氧化性的影响

2021-08-07宋志姣王世优保山学院资源环境学院濮永曦保山学院资源环境学院陇川县章凤完全中学保山学院资源环境学院

食品安全导刊 2021年18期
关键词:桑葚热风花色

□ 宋志姣 王世优 保山学院资源环境学院 濮永曦 保山学院资源环境学院 陇川县章凤完全中学 王 翔 保山学院资源环境学院

左仙会 保山学院资源环境学院 景洪市大渡岗乡九年一贯制学校 张应斌 保山学院资源环境学院

杨丽莎 保山市隆阳区经济作物技术推广站 李晓娇 保山学院资源环境学院

桑葚为桑科(Moraceae)桑属(Morus)植物桑(Morus alba)的成熟果穗,兼具食用和药用价值[1]。桑葚是联合国向全世界推荐的“第三代水果”,含有丰富的生物活性成分如花色苷、1-脱氧野尻霉素、白藜芦醇等[2-3]。花色苷是植物体内最为重要的水溶性色素,分布极为广泛,是构成植物的花朵和果实颜色的主要色素之一,能使花和果实呈现出蓝、红、紫红、黑红等不同颜色。

花色苷由花青素和糖经糖苷键缩合而成的类黄酮类化合物,具有C6-C3-C6碳骨架结构,作为食源性色素,果实花色苷在食品、药品等方面都具有广阔的应用前景。然而,花色苷食品加工或提取过程中不稳定,容易受到破坏。已有研究表明,花色苷的性质易受温度、pH、光照、化学添加剂等因素的影响,导致分子异构化、聚合和降解[4]。桑葚果实含水量高、上市集中且货架期短,生产上常将其加工成果干、果酱、果醋或果酒等,以延长货架期和拉长产业链[5]。果干加工是较为常见的加工方式,其设备要求低,加工程序简单。国内外常见的桑葚果干加工方式有以热风干燥、红外干燥、变温压差膨化干燥和真空干燥[6-9]。本文以“粤葚大十”果实为原料,探讨真空干燥、热风干燥和自然干燥3种干燥工艺,5个干燥参数对桑葚干花色苷含量和花色苷抗氧化性的影响,以期为科学选择桑葚制干工艺和合理利用桑葚花色苷提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料

桑葚(粤葚大十)的鲜果,采摘自云南林玉航宇生物科技有限公司(99°11′40′′E、25°04′20′′N,海拔 1 695 m),采摘前3 d无降雨。采摘以后除去破损果、未熟果和杂质,混匀后抽取3份测定花色苷,其余桑葚按1 kg左右单层平铺在料盘上,进行干燥试验。

1.2 干燥工艺

参考浆果干燥的相关研究[10]以及课题组前期预试验经验,按以下参数对干燥工艺进行设置:真空干燥的冷阱温度为-55 ℃,压强为7.5× 100Pa;热风干燥设置3个不同的干燥温度,分别为50 ℃、60 ℃和70 ℃;自然干燥则以在阳光下翻晒的方式进行。干燥过程中每24 h称量一次质量,直至恒重。将桑葚干粉碎并过40目筛后置于棕色广口试剂瓶中,存放于 4 ℃冰箱用于测量,每个干燥工艺参数和测定实验设置3次重复。

1.3 花色苷含量和抗氧化性测定

1.3.1 花色苷的提取

参考马义虔[11]等人的提取方法测定新鲜桑葚和桑葚干粉的花色苷含量,称取桑葚样品5.000 0 g(干粉 1.000 0 g),用0.1 %HCl酸化的70%乙醇作为提取剂,料液比为1∶20(g/mL), 充分混匀后避光放入50 ℃的水浴锅中浸提60 min,后以45 ℃超声功率250 W进行超声提取20 min,抽滤后滤渣重复上述提取步骤提取两次,合并并定容提取液,即为待 测液。

1.3.2 花色苷的测定

取1 mL待 测 液 于10 mL容 量瓶中,分别用pH=1.0盐酸缓冲液和pH=4.5醋酸缓冲液定容,充分混匀后于黑暗环境中放置20 min,分别测定A520nm和A700nm桑葚花色苷吸光度,则吸光度值A=(A520nm-A700nm)pH1.0-(A520nm-A700nm)pH4.5,花色苷含量计算方法见式(1):

式中:C-花色苷含量(mg/100 g);MW-矢车菊-3-葡萄糖的分子量 (449.2 g/mol);DF-待测液稀释倍数;ε-摩尔消光系数29600;L-为光程(cm);V-为待测液的体积(mL);m-为样品质量(g)。

1.3.3 桑葚干花色苷保留

根据1.3.2计算出花色苷含量,以含水量推算花色苷含量,将桑葚干花色苷含量除以鲜果花色苷含量,可得花色苷保留率。

1.3.4 不同干燥工艺干花色苷抗氧化性比较

桑葚花色苷清除DPPH自由基能力的测定:参考李颖畅等[12]的方法进行;清除羟基自由基的能力测定:参考刘荣等[13]方法进行。

1.4 数据处理与分析

所有数据用Microsoft Excel 2016绘制图表,用SPSS 23.0对数据进行方差分析、多重比较。

2 结果与分析

2.1 不同干燥工艺花色苷含量比较

由图1可知,3种干燥工艺5种参数对同一批次“粤葚大十”桑葚进行干燥,所得桑葚干的花色苷含量呈极显著差异。真空冷冻干燥工艺花色苷含量显著高于其他所有干燥 方 式,含 量 为2.20 mg/100 g, 其次为热风干燥60 ℃条件下的桑葚干,热风干燥60 ℃、热风干燥50 ℃和自然干燥的桑葚干其花色干含量之间差异不显著。根据花色苷含量从大到小,干燥工艺的排序为:真空干燥>热风干燥60 ℃>自然干燥>热风干燥50 ℃>热风干燥70 ℃。

图1 不同干燥工艺桑葚干花色苷含量比较

2.2 不同干燥工艺花色苷保留率比较

由图2可知,3种干燥工艺5种参数对同一批次“粤葚大十”桑葚进行干燥,所得桑葚干的花色苷保留率存在极显著差异。真空干燥的条件下所得桑葚干的花色苷保留率最高,达到44.72%;其次是热风干燥60 ℃,花色苷保留率为32.72%;花色苷保留率最低的是热风干燥70 ℃所得桑葚干,其花色苷保留率仅为10.37%。根据花色苷保留率从大到小的排序为:真空干燥>热风干燥60 ℃>自然干燥>热风干燥50 ℃>热风干燥70 ℃。

图2 不同干燥工艺桑葚干花色苷保留率比较

2.3 桑葚干花色苷清除DPPH自由基比较

干燥后桑葚干中的花色苷对DPPH自由基清除能力见图3。5个不同干燥参数下桑葚干种花色苷对DPPH自由基清除能力存在显著差异。从总体趋势来看,真空干燥条件下的清除能力最好,其次为热风干燥60 ℃条件处理的桑葚。花色苷浓度从0到 1.4 mg/mL逐渐增大的过程中,花色苷清除DPPH自由基能力总体呈逐渐增大的趋势。

图3 不同干燥参数花色苷DPPH·自由基清除能力随浓度变化

2.4 桑葚干花色苷清除羟自由基能力比较

干燥后桑葚干种的花色苷对羟自由基清除能力见图4。从总体趋势来看五个不同干燥参数下桑葚干种花色苷对DPPH自由基清除能力随花色苷浓度增加而增加。真空干燥条件下所得桑葚干的花色苷除浓度为0.6 mg/mL外其余浓度均有最高的羟自由基清除能力,其次为热风干燥60 ℃条件干燥所得的桑葚干。

图4 不同干燥参数花色苷羟基自由基清除能力随浓度变化

3 结论与讨论

本研究对常用果桑品种“粤葚大十”的3个干燥工艺、共5种干燥参数下所得桑葚干的花色苷含量、花色苷保留率和花色苷抗氧化活性进行测定和比较。认为制干工艺会造成桑葚花色苷不同程度的损失[14]。真空干燥的桑葚干其花色苷含量和花色苷保留率均极显著大于其他干燥方式,花色苷含量和花色苷保留排名第2的是热风干燥60 ℃。从总体趋势上来看,花色苷抗氧化活性最好的干燥工艺是真空干燥,排名第二的是热风干燥60 ℃。根据上述的实验结果,认为真空干燥对花色苷的破坏最小,在真空干燥过程中桑葚处于真空状态,让桑葚内部形成蜂窝状孔隙结构较少破坏桑葚的营养物质和生物活性成分[5]。但是真空干燥工艺资金投入较大、运行成本高,普通桑农难以实现量产,因次建议普通桑农以热风干燥60 ℃进行桑葚干的制备,以期能减少花色苷含量和活性的损失。

本研究仅涉及“粤葚大十”一个桑葚品种,且只关注干燥工艺对花色苷的影响,并不能全面体现桑葚的所有营养和生物活性成分在制干过程中的变化,在今后的研究中将把白藜芦醇、1-脱氧野尻霉素、总酚、总黄酮等主要生物活性成分也纳入其中,以期为桑葚干的规模化加工提供更多 借鉴。

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