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干燥和粉碎方法对杨梅渣中总酚和花色苷含量的影响

2011-10-24方忠祥陈健初刘东红叶兴乾孙金才

食品工业科技 2011年11期
关键词:渣中总酚花色

方忠祥,吴 丹,陈健初,刘东红,叶兴乾,*,孙金才

(1.浙江大学食品科学与营养系,浙江杭州 310029; 2.浙江海通食品集团股份有限公司食品研究所,浙江慈溪 315300)

干燥和粉碎方法对杨梅渣中总酚和花色苷含量的影响

方忠祥1,吴 丹1,陈健初1,刘东红1,叶兴乾1,*,孙金才2

(1.浙江大学食品科学与营养系,浙江杭州 310029; 2.浙江海通食品集团股份有限公司食品研究所,浙江慈溪 315300)

为了尽可能多地保存杨梅渣中的功能成分,研究了干燥和粉碎方法对其中总酚和花色苷含量的影响。杨梅渣经干燥后,总酚和花色苷分别损失了11.4%~20.3%和43.8%~48.3%,微波干燥或真空微波干燥比普通的热风干燥能提高其中总酚和花色苷的保存率,并能显著提高干燥速率。将干燥后的杨梅渣分别经过普通粉碎机粉碎和超微粉碎,经超微粉碎后的杨梅粉平均粒度达到5~20μm,而且测得的总酚和花色苷含量比普通粉碎样品中的含量更高。说明微波干燥再经过超微粉碎可以较好地保存杨梅渣中的总酚和花色苷成分。

杨梅渣,干燥,粉碎,总酚,花色苷

杨梅(Myrica rubraSieb.et Zucc.)是原产于中国的亚热带水果,野生种生长史已有7000多年,人工栽培史也有2000多年[1],主要分布在我国长江以南的广大地区,以浙江、江苏、福建和广东等省产量最大,其中仅浙江省2004年杨梅的栽培面积近100万亩,产量突破了25万t[2]。杨梅鲜美可口,营养丰富,有生津止渴、消食止呕和治腹痛腹泻等功效[3],自古以来就是人们非常喜爱的小水果。杨梅中含有丰富的花色苷、总黄酮、总酚等功能性成分[4-5],制成的杨梅汁具有明显的清除羟自由基、超氧阴离子和抑制猪油自动氧化的作用[6]。大量实验也证明,水果与蔬菜抗氧化活性的高低与其中花色苷和总酚的含量有明显的相关性,而抗氧化作用又与人体的健康直接相关,人体较多地摄入抗氧化活性高的果蔬对于延缓衰老和减少慢性病如心血管疾病和癌症的发病率具有一定的作用[7-11]。但是杨梅的成熟期集中在每年6~7月的梅雨时节,而杨梅又是一种无外果皮的浆果,水分含量高,不耐撞压,易霉烂,所以杨梅鲜果极不耐贮藏,目前报道的杨梅鲜果最长贮藏期仅为21d[12],使得开展杨梅的加工研究显得尤为重要。研究发现,在采用打浆法生产杨梅汁时,产生的下脚料杨梅渣中也含有大量的花色苷和多酚类物质[13],是一种潜在的可开发资源。将杨梅渣干燥成粉末不仅易于保存,而且可以很方便地作为食品配料用于其他食品的加工,如将杨梅渣粉加入糕点中制成杨梅蛋糕、加入冰淇淋中制成杨梅冰淇淋等。本文研究了采用不同的干燥和粉碎方法将杨梅渣加工成杨梅粉时对其中花色苷和总酚含量的影响,以期为生产实践中选用合适的加工方法提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

杨梅鲜果 荸荠种杨梅,该品种杨梅食用和加工品质好,目前产量也较大;杨梅渣 按照文献[13]生产杨梅汁时的残渣,简要过程为∶杨梅→清洗→漂烫→打浆→(去核)→离心分离→杨梅渣,由浙江海通食品集团股份有限公司提供。

Vis-723紫外可见分光光度计 上海精密科学仪器有限公司;家用多功能食品粉碎机 上海海菱电器有限公司;AO台式微型气流粉碎机 宜兴清新粉体机械有限公司;LMS-24激光粒度仪 日本清新公司;W7001型微波炉 无锡小天鹅股份有限公司;真空微波炉 普通微波炉改装而成,真空度可达到0.08MPa。

1.2 实验方法

1.2.1 杨梅渣营养成分的测定方法

1.2.1.1 杨梅渣中一般化学成分的测定 杨梅渣中一般化学成分的测定如水分(烘干法)、总酸(滴定法)、可溶性蛋白(考马斯亮蓝G-250法)、总糖(蒽酮法)和粗纤维(重量法)按文献[14]的方法进行。

1.2.1.2 总单体花色苷含量的测定 精确称取5g杨梅渣,用20mL蒸馏水在常温下振摇提取30min,过滤。滤渣同法再提取二次,并用蒸馏水定容至100mL备用。

取10mL试管两支,各加入0.5mL提取液,再分别加入pH1.0缓冲液和pH4.5缓冲液9.5mL,置于暗处平衡30min,以蒸馏水作对照,用紫外-可见分光光计在510nm和700nm处分别测定其吸光度值A,每个样品重复三次,取平均值,计算花色苷含量[15]∶总吸光度

其中∶M为比色杯的宽度,大多数分光光度计比色杯的宽度为1cm,即M值为 1;ε为杨梅中的主要花色苷矢车菊3-葡萄糖苷的摩尔吸光系数26900[16];MW为矢车菊3-葡萄糖苷的分子量449.2。

1.2.1.3 总酚含量的测定 总酚含量的测定采用改良后的 Folin-Ciocalteau方法[17]。取 5g杨梅渣用50mL含4%醋酸的乙腈溶液提取,并用同样的溶液定容到100mL。该提取液在30℃水浴中以200r/min的速度振摇1h后,在离心机上以4000r/min的速度离心10min,取上清液备用。

取0.2mL提取液于10mL试管中,加0.8mL水,5mL 0.2N的Folin-Ciocalteau试剂,4mL 75g/L的碳酸钠溶液,在暗处平衡2h后在分光光度计上于765nm处测定其吸光度值A。用100、200、300、400、500mg/L的没食子酸溶液以同样的方法做标准曲线,结果以每100g样品中相当于多少mg没食子酸来表示(mgGAE/100g)。

1.2.2 加工处理方法对杨梅渣中花色苷和总酚含量的影响

1.2.2.1 干燥方法对杨梅渣中花色苷和总酚含量的影响 将杨梅渣的水分烘干到5%以下的安全贮藏水分,比较热风干燥、微波干燥和真空微波干燥的干燥速率以及对杨梅渣中花色苷和总酚含量的影响。其中花色苷和总酚的保存率与损失率的计算公式分别为∶保存率=处理后的含量/处理前的含量;损失率=(处理前的含量-处理后的含量)/处理前的含量。

1.2.2.2 粉碎方法对杨梅渣中花色苷和总酚的含量影响 分别用普通粉碎机粉碎法和超微粉碎法将经微波干燥后的杨梅渣粉碎。普通粉碎机粉碎是将干燥后的杨梅渣用家用多功能食品粉碎机粉碎二次。超微粉碎在AO台式微型气流粉碎机上进行,操作条件为进料速度0.065g/s,进料压力和粉碎压力均为0.63MPa,粉碎一次,比较经两种方法处理后杨梅渣中花色苷和总酚含量的变化。

1.2.3 粒度的测定 采用激光粒度仪测定杨梅渣粉碎前后的粒度。

1.2.4 统计分析 实验结果采用SPSS10.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 杨梅渣中的主要化学成分

与资料中杨梅鲜果各营养成分的含量(水分91.4%,蛋白质0.6%,总糖5.7%,纤维素1%)相比较[18],荸荠种杨梅中的主要营养成分基本与之相似(表1)。由表1还可以看出,榨汁后的杨梅渣中除了水分的含量有所下降外,其他成分如总糖、蛋白质、纤维素的含量都有不同程度的提高,经统计分析,两者所有指标的差异都达到了显著水平。差异较大的原因可能是由于榨汁后杨梅渣中的水分含量有了明显的降低,使得其他成分由于“浓缩”的效应而增加。特别是杨梅渣中花色苷的含量由鲜果中的125.2mg/100g增加到320.5mg/100g,约是鲜果中的2.6倍,总酚含量也增加了26%,表明杨梅渣中的多酚类成分非常丰富,是一种极有应用价值的潜在资源。

2.2 干燥方法对杨梅渣中花色苷和总酚含量的影响

将杨梅渣的含水率从61.1%干燥到5%以下的安全贮藏水分,用普通的烘箱在物料厚度为20mm的情况下,需要在60℃烘10h左右(见表2)。而用微波干燥,则只需要 8min,在微波条件下再加上0.08MPa的真空度干燥,仅需要2min即可达到同样的水分含量。从干燥所需的时间来看,微波干燥所需的时间是热风干燥的1/75,而真空微波干燥又是普通微波干燥的1/4,两者表现出明显的优越性。

为便于比较,表2中花色苷和总酚的含量都以干重计算。从表2中可以看出,微波干燥和真空微波干燥可以提高干燥后杨梅渣中总酚和花色苷的保存率。经微波干燥的杨梅渣比用烘箱干燥的杨梅渣总酚的含量要多出8.3个百分点,花色苷的含量多出4.2个百分点;而用真空微波干燥比用烘箱干燥的杨梅渣总酚的含量则要多出8.9个百分点,花色苷的含量多出4.6个百分点。经t检验,两种微波干燥方法与普通烘箱干燥之间对杨梅渣中总酚和花色苷的含量都有显著性影响(p<0.05),说明微波干燥方法比普通烘箱干燥更能有效地保护其中的总酚和花色苷类物质。

表1 杨梅果及杨梅渣中各营养成分的含量

需要指出的是,不管采用哪种干燥方法,对杨梅渣中总酚和花色苷的损失都很大。以烘箱干燥为例,杨梅渣干燥到含水率为5%以后,总酚和花色苷分别下降了20.3和48.3个百分点。微波干燥和真空微波干燥分别使总酚和花色苷降低了11.4~12.0个百分点和43.7~44.1个百分点,两者比烘箱干燥的损失都要小。主要是因为微波加热时既不需要传热介质,也不利用对流,微波穿过食品,使内外同时加热,温度同时上升,加热速度快而均匀,干燥时间仅是传统加热方法的几分之一或几十分之一,并能较好地保留食品中的维生素及食品原有的色香味[19]。真空微波干燥则将微波技术和真空技术有机地结合,充分发挥了微波加热快而均匀,真空条件下水汽化点低的特点。

2.3 粉碎方法对杨梅渣中花色苷和总酚含量的影响

超微粉碎一般是指将3mm以上的物料颗粒粉碎至10~25μm以下的过程[20]。由于颗粒的微细化导致表面积和孔隙率的增加,超微粉体具有独特的物理化学性质,例如良好的分散性、吸附性、溶解性、化学活性等,因此应用领域十分广泛。许多可食动植物,包括微生物等原料都可用超微粉碎方法加工成超微粉体,甚至动植物的不可食部分也可以通过超微化而被人体吸收[20]。将杨梅渣经超微粉碎后可能会更好地发挥其中多酚和花色苷等功能性成分的作用,其应用范围也会更广泛。

从表3可以看出,杨梅渣经普通粉碎机粉碎和超微粉碎后所测得的总酚和花色苷含量不仅没有下降,反而有所升高。粉碎过程中由于物料受力会出现局部温度的上升,而温度的升高往往会引起总酚和花色苷的损失,但从本实验来看,这种温度的升高对杨梅渣中的功能性成分没有实质性影响,可能是粉碎过程中粉碎腔内的温度并不太高(本实验中低于100℃)或物料在粉碎腔内停留的时间太短(一般只有数秒钟)的缘故。

表3 粉碎方法对杨梅粉粒度、总酚和花色苷含量的影响

杨梅渣经粉碎后所测得的总酚和花色苷含量的升高,主要原因可能是粉碎后的样品由于颗粒已经变细,总酚和花色苷更容易被溶剂提取出来而造成的。超微粉碎后所测得的总酚和花色苷含量比普通粉碎后的样品要高的原因可能是超微粉碎的速度快,时间短,在粉碎过程中不产生局部过热的现象,可以最大限度地保留粉体的生物活性成分[21],对杨梅渣内的总酚和花色苷几乎不造成损失,而且由于其粒度小,在分析测定时其成分也已几乎全部溶出,测得的含量就高。这也说明若将杨梅渣经超微粉碎后用于其他食品加工,由于其高度的分散性、吸附性、溶解性和化学活性,可以最大限度地提高其中总酚和花色苷的生理效应。目前我们已将经超微粉碎后的杨梅粉添加于口香糖中,制成的杨梅口香糖色泽美观、口感细腻,且由于其中含有一定量的总酚和花色苷成分而具有潜在的保健功效。

3 结论

3.1 杨梅渣经干燥后,其中的功能性成分总酚和花色苷的含量都有明显的下降。

3.2 微波干燥和真空微波干燥都能极大提高杨梅渣的干燥速率,同时还能提高杨梅渣中总酚和花色苷的保存率,值得在生产中推广应用。

3.3 将干燥后的杨梅渣分别经过普通粉碎机粉碎和超微粉碎,对其中总酚和花色苷含量没有实质性影响。粉碎后的样品中测得的总酚和花色苷含量还有不同程度的升高,可能是由于颗粒变细而更容易被溶剂提取出来的缘故。

3.4 经过超微粉碎后的杨梅粉可以广泛地应用于食品和保健品加工中。

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Effect of drying and grinding on the contents of polyphenolics and anthocyanins in bayberry pomace

FANG Zhong-xiang1,WU Dan1,CHEN Jian-chu1,LIU Dong-hong1,YE Xing-qian1,*,SUN Jin-cai2
(1.Department of Food Science&Nutrition,Zhejiang University,Hangzhou 310029,China; 2.Food Research Institute of Haitong Food Group Corporation Limited,Cixi 315300,China)

Effect of drying and grinding on the contents of polyphenolics and anthocyanins in bayberry pomace had been studied.After being dried,11.4%~20.3%of total polyphenolics and 43.8%~48.3%of anthocyanins were lost in the bayberry pomace.More polyphenolics and anthocyanins were recovered with microwave drying and vacuummicrowave drying than those of air drying,and the drying rates of the microwave drying and vacuum-microwave drying was significantly higher than that of the air drying.The average granularity of the bayberry powder was 5~20μm after the dried pomace being ground with an ultra-fine pulverizer.The determined contents of the total polyphenolics and anthocyanins in the ultra-fine ground bayberry powder were higher than those with only pulverizer ground samples.The results indicated that microwave drying and ultra-fine grinding might be good methods for retaining of total polyphenolics and anthocyanins in bayberry pomace.

bayberry pomace;drying;grinding;total phenolics;anthocyanins

TS225.44

B

1002-0306(2011)11-0249-04

2010-06-28 *通讯联系人

方忠祥(1970-),男,副教授,博士,硕导,研究方向:农产品贮藏加工。

浙江省重大科技专项(2008C02005-2)。

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