黄寿恩 李忠海 何新益

（1.中南林业科技大学食品科学与工程学院，湖南 长沙 410004；2.长沙理工大学，湖南 长沙 410114；3.天津农学院食品科学系，天津 300384）

抗氧化物质是指能有效抑制自由基氧化反应的物质，其作用或直接与自由基反应，抑或间接消耗掉易生成自由基的物质，防止进一步发生反应［1］。柑橘皮中富含VC、多酚和黄酮类化合物等抗氧化物质。研究［2］发现，橙皮、桔皮和柚皮提取物均具有清除DPPH自由基和抑制羟自由基的能力，其中以桔皮提取物的抑制和清除效果最好。柚皮、甜橙皮渣、红桔皮的水提液对H2O2也具有较强的清除作用［3］。其中，柑橘皮中的5种黄酮单体均具有一定抗亚油酸氧化能力，其效果强于芦丁［4］，特别是橘皮苷是柑橘中主要的类黄酮，多甲氧基黄酮则是近年来柑橘中发现的具有最强抗氧化活性的黄酮类化合物。

而在柑橘皮综合利用过程中，不管是出于保存的目的，还是为满足进一步加工的需要，柑橘皮往往要先进行适当的干燥处理［5，6］，不同的干燥方法因传热方式、受热条件、失水速度等因素的不同，可能使柑橘皮中活性成分的化学结构发生改变，进而影响其生理活性。特别是在变温压差膨化干燥过程中，柑橘皮经历了相对高温高压、瞬间泄压达到真空、真空加热脱水等步骤［7］，因此，本研究拟对不同干燥方式对柑橘皮中抗氧化物质及抗氧化能力的影响进行研究，进而筛选出合适的柑橘皮干燥方式，为生产实际提供指导。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

柑橘皮：温州蜜柑，2012年8月中旬采摘于湖南省石门县；

标准对照品：柚皮苷（含量99.76%），橙皮苷（含量≥98%），新橙皮苷（含量≥98%），橙黄酮（含量98.7%），川陈皮素（含量≥98%），桔皮素（含量≥98%），上海安谱科学仪器有限公司；

二甲基亚砜：分析纯，广东光华科技股份有限公司；

冰醋酸：分析纯，国药集团化学试剂有限公司；

甲醇：HPLC级，美国TEDIA公司；

去离子水：用Millipore过滤系统纯化（18MΩ·cm）；

乙醇（95%）、芦丁标准品：天津市基准化学试剂公司。

1.2 主要仪器设备

冷冻干燥机：LGJ-18S型，北京松源华兴科技发展有限公司；

变温压差膨化干燥机组：QDPH-20型，天津勤德新材料科技有限公司；

热风干燥机：实验型，上海福玛实验设备有限公司；

离心机：LD5-2B型，北京雷勃尔离心机有限公司；

可见分光光度计：WFJ7200型，上海尤尼柯仪器有限公司；

数显恒温水浴锅：HH型，金坛市金城国胜实验仪器厂；

循环水式多用真空泵：SHB-III型，郑州长城科工贸有限公司；

LC-20A液相色谱系统：配备二元高压梯度泵、二极管阵列检测器，柱温箱，自动进样器及LC-Solution色谱数据处理工作站等，日本Shimadzu公司；

C18液相色谱柱：5μm，150mm×4.6mm，美国 Agilent公司；

上皿电子天平：FA2004型，上海精科天平仪器总厂。

1.3 试验方法

1.3.1 原料预处理及干燥工艺

（1）原料预处理：取温州蜜桔皮100g浸入40%麦芽糖浆（浸渍物料∶糖浆＝1∶6），在40℃下浸渍3 0min；煮糖后捞出沥水，冻融（将经浸糖处理的柑橘皮装入塑料袋中，密封，置于－18℃冷库中冷冻，根据要求冻融相应的次数，每次冷冻的时间要求达到24h以上，使原料的水分分布基本达到一致。冷冻多次的样品要在达到24h以后再在常温下进行解冻，待解冻完全时，再进行冷冻），随机分成3份，分别进行真空冷冻干燥、变温压差膨化干燥、热风干燥。

（2）3种干燥工艺：① 真空冷冻干燥：冷冻后的柑橘皮置于冷冻干燥机托盘上，冷冻干燥20h。② 变温压差膨化干燥：将橘皮冻融2次，将物料进行膨化干燥处理。膨化干燥工艺条件为：膨化温度105℃，保持5min后泄压，抽真空干燥温度7 0～75℃，抽真空干燥时间150～200min。③ 热风干燥：将橘皮置于电热恒温鼓风干燥箱内进行热风干燥，热风温度60℃。干制品最终水分含量控制在8%以下，以干基计。（3）包装：脱水后的样品应及时密封、包装，以免吸入水分。

表1 样品处理方法Table 1 The treatment methods of samples

1.4 检测与分析方法

1.4.1 水分的测定 参见文献［8］。

1.4.2 Vc的测定 采用2，6-二氯酚靛酚法。参照 GB 6 195－86，修改如下：吸取滤液5mL，置于50mL三角瓶中，快速加入2，6-二氯靛酚溶液滴定，直至红色不能立即消失，而后再尽快地一滴一滴的加入，以呈现的粉红色在15s内不消失为终点，同时做空白。计算公式见式（1）。

式中：

x——样品中抗坏血酸含量，mg/100g；

T——1mL染料溶液相当于抗坏血酸标准溶液的量，mg/mL；

V——滴定试样时消耗染料的体积，mL；

V0——滴定空白时消耗染料的体积，mL；

高铁会促进民航票价的稳定，二者之间相互制约，相互竞争，有利于价格的均衡。高铁有效改善了民航运输业的垄断性，有利于促进民航降低票价，优化服务。高铁的运营，可以采取针对老年乘客的特殊服务策略，更多地考虑老人的感受，也可以进行早高峰晚高峰和其余时间的差别定价，可以针对女性旅客开设女性候机室等来优化服务[2]。

m——滴定时所取滤液中含有样品的质量，g。

1.4.3 黄酮类化合物的测定 参见文献［9］。

1.4.4 多酚的测定 参见文献［10］。

1.4.5 羟自由基清除率的测定 参见文献［11］和［12］。

1.4.6 总还原力的测定 参见文献［13］。

1.4.7 Vc、多酚、黄酮指标的折算方法 将指标换算成0水分含量下进行比较。换算公式见式（2）。

式中：

X——换算成0水分含量时VC、多酚、黄酮的含量；

x——换算前VC、多酚、黄酮的含量；

y——柑橘皮的水分含量；

m——测定指标时称量的质量。

1.4.8 羟自由基清除率的换算方法 由于羟自由基清除率与水分的比例关系并不确定，因此只能对测定时的浓度进行换算，为便于比较，本研究将换算成与鲜样水分含量相同时的浓度。此处以膨化样品中0.05g/mL为例：设换算后的浓度应为x，则根据干物质相等有x（1－72.70%）＝0.05（1－6.24%），解得x＝0.17。同理，可计算其余数据。

1.4.9 柑橘皮中黄酮类的测定方法

（1）样品前处理：准确称取粉碎后的均匀样品1.000g于50mL玻璃离心管中，加20mL提取液，超声提取3 0min，离心将上清液转移至50mL容量瓶中，继续往离心管中加提取液20mL，超声提取30min，离心（5 000r/min，10 min），合并上清液，定容并充分摇匀，过0.45μm有机滤膜过滤上机。

（2）色谱条件：高效液相色谱：LC-20A液相色谱系统（配LC-Solution色谱数据处理工作站）；色谱柱：Agilent C18液相色谱柱（5μm，150mm×4.6mm）；检测波长：UV 2 83nm；流动相：甲醇和0.1%乙酸水；流速：0.8mL/min；柱温：35℃；进样量：20μL；采用梯度洗脱，如表2所示，保留时间定性，外标法定量。

表2 流动相梯度洗脱程序Table 2 The procedure of gradient elution of mobile phase

2 结果与分析

2.1 对柑橘皮中主要抗氧化成分的影响

由表3、4可知：新鲜柑橘皮中抗氧化物质中多酚含量最高，黄酮类次之，Vc含量最少；经式（2）将柑橘皮换算成0水分含量后，柑橘皮固形物中的抗氧化物质含量仍然符合上述排列。

由表5可知，3种干燥方式中，真空冷冻干燥是对柑橘皮干燥处理最行之有效的方法（水分的损失率92.13%），变温压差膨化干燥次之（水分的损失率9 1.42%），热风干燥效果最差（水分的损失率87.72%）；真空冷冻干燥对柑橘皮中的Vc影响最小（Vc损失率11.26%），另两种干燥方式对Vc的影响均极显著，可能是因为Vc是对温度非常敏感的物质，过高的温度容易导致其发生反应，改变原有的结构；上述情况在对多酚的影响中也有所体现，由于长时间高温使得热风干燥样品的损失情况比变温压差膨化干燥严重；变温压差膨化干燥对黄酮类成分的损失影响最大，达74.53%，大幅高出热风干燥（51.89%），究其原因，可能是由于变温压差膨化干燥过程中的升温方式和压强改变对其产生的影响所至。

表3 新鲜柑橘皮和经不同干燥方式处理的柑橘皮中水分及抗氧化成分含量Table 3 The moisture and antioxidant contents of fresh orange peels and those dried by different methods

表4 新鲜柑橘皮和经不同干燥方式处理的柑橘皮中水分及抗氧化成分含量（干基）Table 4 The moisture and antioxidant contents of fresh orange peels and those dried by different methods（dry matter basis）

表5 不同方式干燥前后样品水分、Vc、多酚、黄酮的损失率Table 5 The loss ratio of water，Vc，polyphenols and flavonoids in orange peels before and after drying/%

2.2 对柑橘皮抗氧化活性的影响

2.2.1 对羟自由基清除率的影响 羟基自由基（·OH）是一种氧化能力极强的自由基，容易氧化各种生命大分子物质，造成生物组织脂质的过氧化、核酸断裂、蛋白质和多糖分解。由图1可知，经冷冻干燥后的柑橘皮提取液对·OH的清除率随着提取液浓度的上升而逐步提高，上升趋势较为平缓，效果好于其余两种干燥方式，这在一定程度上说明冷冻干燥对柑橘皮中抗氧化成分的破坏最小；变温压差膨化干燥处理后柑橘皮中提取液对·OH的清除率影响最大，且其效果差于热风干燥。结合2.1的试验结果分析认为，导致这种情况的原因可能是：在柑橘皮提取液中起主要抗氧化作用的物质是黄酮类成分，而黄酮类成分对压强变化和升温方式较为敏感。例如Grun等［14］曾发现，温度的突变使得相当多的丙二酰黄豆甙和乙酰黄豆甙发生去酯化而转化成异黄酮糖苷；且不同的黄酮苷元的热耐受性也具有差异，黄惠华等［15］证实：在95℃下，整个60min的时间范围内，染料木黄酮表现稳定，而黄豆苷原含量的下降表现出一级反应动力学关系，对于大豆黄素，则在前10min表现出一级反应动力学关系。因此，经变温压差膨化干燥处理后，柑橘皮中不稳定的黄酮类物质含量大幅度下降，导致其提取液整体对羟自由基的清除效果也较差。

图1 不同浓度柑橘皮对羟自由基清除率的变化Figure 1 Effect of the orange peel concentrations on hydroxyl radical scavenging capacities

2.2.2 对柑橘皮还原力的影响 柑橘皮提取液可将反应体系中的Fe3＋还原成Fe2＋，而Fe2＋在700nm处有强吸收，因此，此吸光度下吸光度越大则表示其还原能力越强。由图2可知，经冷冻干燥后柑橘皮提取液的还原力与未经干燥处理的柑橘皮鲜样在浓度0.05～0.15g/mL范围内相近，其再次体现了冷冻干燥的优势，因为冷冻干燥对柑橘皮中抗氧化物质的含量几乎没有影响（见2.1）。变温压差膨化干燥柑橘皮提取液的还原力和热风干燥的变化情况类似，均呈线性变化，但变温压差膨化干燥对柑橘皮中的抗氧化物质的破坏更大。

图2 不同工艺处理的柑橘皮提取液的还原力Figure 2 The reducing power of orange peel extract treated by different technical methods

2.3 对黄酮类化合物的影响

2.3.1 6种黄酮类化合物标准曲线绘制及线性关系考察

柑橘中含有丰富的黄酮类成分，已从柑橘果实中分离出的黄酮类单体有60多种，其中柚皮苷、橙皮苷、新橙皮苷、橙黄酮、川陈皮素、桔皮素6种黄酮类单体是柑橘皮中最为重要的活性成分，具有独特的药理作用［14，16－23］。本研究精密称取一定量的上述6种标准对照品，用流动相溶解后配制成一定浓度的储备液，按表6稀释成系列质量浓度的对照品溶液，按1.4.3进行分析，对照品色谱图及标准曲线分别见图3、4。

表6 6种对照品标准曲线系列质量浓度Table 6 The mass concentration of standard curve of the six standard substances /（μg·mL－1）

图3 6种对照品的HPLC谱图Figure 3 The HPLC Chromatogram of the six standard substances

图4 6种对照品的标准曲线Figure 4 The standard curve of six reference substances

计算每种对照品各系列质量浓度下的峰面积，以峰面积X为横坐标，对照品浓度Y为纵坐标，绘制标准曲线，进行线性回归分析，结果（见表7）表明：各对照品在浓度范围内峰面积与浓度之间有良好的线性关系。

表7 对照品标准曲线线性回归方程Table 7 The linear regression equation of the standard curve of standard substances

表7 对照品标准曲线线性回归方程Table 7 The linear regression equation of the standard curve of standard substances

表中Y为对照品浓度（μg/mL），X为峰面积。

对照品 回归方程 相关系数（R2）柚皮苷 Y ＝2.721 5×10－5 X 0.999 9橙皮苷 Y ＝2.196 0×10－5 X 1.0000新橙皮苷 Y ＝2.231 1×10－5 X 1.0000橙黄酮 Y ＝2.446 8×10－5 X 1.0000川陈皮素 Y ＝2.027 4×10－5 X 1.0000桔皮素 Y ＝1.783 3×10－5X 1.000 0

2.3.2 对黄酮类化合物含量的影响 不同方法干燥样品的HPLC谱图见图5，根据标准曲线计算所得样品中各活性成分的含量见表8。

在研究变温压差膨化干燥果蔬生产工艺中，经常对膨化原料进行浸糖处理，这样做一方面是起到脱水作用，即利用高浓度糖液产生的渗透压，使物料中的水分在短时间内脱除；另一方面是糖液渗透到原料组织内部，起到填充组织的作用，使产品膨化均匀，口感较好。比较样品1与4可知，在样品1中仅检测出33.490mg/g的橙皮苷，而在样品4中可检测出50.627mg/g的橙皮苷。这说明浸糖预处理步骤对柑橘皮中的橙皮苷含量影响较大，这可能是因为高浓度的糖液渗入到柑橘皮组织后，使膨化原料的含糖量增加，柑橘皮中原有的橙皮苷由于较高的渗透压导致其随水分渗出，或在新的高浓度糖液环境中其糖端基碳与苷元形成新的化学平衡，改变了橙皮苷的含量。浸糖预处理对柑橘皮原有的橙皮苷产生较大的影响，而对柚皮苷、新橙皮苷、橙黄酮、桔皮素的影响较小，甚至在样品1中检测出的川陈皮素（0.415mg/g）比鲜品干燥的样品4的量（0.384mg/g）略高。

将样品3与5对比可知，样品3中所检测到的6种黄酮类成分均少于样品5。特别是橙皮苷，样品3中的橙皮苷（30.943mg/g）要比样品5中的橙皮苷（56.717mg/g）少4 5.4%，这两种样品工艺的唯一区别就在于是否进行了浸糖预处理。由此可确定，是浸糖预处理导致了鲜品柑橘皮中黄酮类成分的损失。同时，结合上述样品1与4的对比情况，可以推测：浸糖预处理是直接导致柑橘皮中橙皮苷损失的原因；而柚皮苷、新橙皮苷、橙黄酮、川陈皮素、桔皮素的流失，则可能是间接造成的；经浸糖预处理柑橘皮的黄酮类成分，在高浓度的糖分条件下使其出现吸湿回潮现象，在此基础又经后续的热风长时间干燥，诱使原有的部分黄酮类成分发生了复杂的化学变化，从而引起损耗。当然，也不能排除是柑橘皮中各种黄酮类成分的不同溶解度对检测结果产生的影响，例如在同样温度下1g的橙皮苷溶于50L水，而川陈皮素仅可溶于1L水［14－18，24］。

图5 HPLC法测定样品中黄酮类成分含量Figure 5 The component content of flavonoids in samples by HPLC method

将均经过浸糖预处理的样品2与样品1、3对比可知，无论采用何种干燥方式均不能在样品中检测出柚皮苷、新橙皮苷的存在，这与文献［24］报道的试验结果有所出入，可能是由于所用样品或者检测方法不同所造成的；本试验所用的温州蜜柑采自2012年8月中旬，果实尚未完全成熟，这也可能是原因之一；在检测出的另4种黄酮类成分中，经变温压差膨化干燥的柑橘皮样品所含的量均介于真空冷冻干燥和热风干燥之间，即变温压差膨化干燥对柑橘皮中这4种黄酮类成分的破坏性要低于热风干燥而要高于冷冻干燥。

表8 不同处理样品中黄酮类成分的含量Table 8 The component content of flavonoids in different treated samples /（mg·g－1）

3 结论

（1）在3种不同干燥方式中，真空冷冻干燥干燥对抗氧化活性物质的影响最小；变温压差膨化干燥对新鲜柑橘皮中的多酚成分破坏较小，对Vc及黄酮类成分的保护效果均差于传统的热风干燥。

（2）冷冻干燥的处理环境温度较低，柑橘皮抗氧化活性变化曲线较温和；相对于热风干燥方式而言，变温压差膨化干燥的升温模式相对剧烈，对柑橘中抗氧化成分的破坏较大。

（3）通过本研究可以明确不同的干燥方式对柑橘皮中各种黄酮类成分的影响各异。在开发应用柑橘皮中的黄酮类成分时，要根据所需黄酮单体的特点对原料采取不同的干燥方式，对于橙皮苷，则要避免或弱化浸糖预处理的条件。

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