陈玮琦，郭玉蓉*，张娟，窦姣，张晓瑞
（陕西师范大学食品工程与营养科学学院，陕西西安710062）
摘要：研究了不同干燥方式对苹果幼果总酚、总黄酮含量及其抗氧化性的影响。结果表明：经真空冷冻干燥、热风干燥和自然阴干处理后，苹果幼果总酚和总黄酮含量存在极显著差异（P＜0.01），其中真空冻干处理样品酚类物质含量最高，抗氧化能力最强。相关性分析结果表明：不同干燥方式处理的苹果幼果干酚类物质与其色泽及抗氧化性均存在显著相关性（P＜0.05）。综合产品质量及数据分析，考虑到加工成本问题，采用热风干燥苹果幼果符合经济效益，更为合理。
关键词：苹果幼果；干燥方式；多酚；抗氧化；相关性
植物多酚作为植物的次生代谢产物，具有较强的抗氧化活性，能够有效清除自由基，抑制脂质过氧化以及保护机体生物大分子，减少和消除自由基、抗脂质过氧化、抑菌、增强骨质、抗肿瘤、防辐射、抗动脉硬化等 [1-2]。我国是苹果生产大国，疏花疏果是苹果生产中的必要环节，每年疏除幼果量可达100多万t [3]。疏除的幼果通常废弃在田间，不仅利用率低，而且易造成环境污染。因此，高效利用苹果幼果对增加经济效益和减少环境污染具有重要意义。苹果幼果中含有大量以植物多酚为主的生物活性物质，如绿原酸、根皮苷、儿茶素、表儿茶素、原花青素、没食子酸等，其含量约为成熟苹果的10 倍，大量研究 [4-5]表明这些物质具有强抗氧化活性，能护肝解毒、抗菌抗癌、抗过敏、预防高血压、保护皮肤及美容等。
干燥处理能抑制植物的呼吸作用及其他生理活动，减少营养物质损失，避免微生物活动，有利于物质的保藏 [6-7]。目前，食品干制技术已从传统的日晒或风干，发展到现在多元化的干燥技术，如冷冻干燥、远红外干燥、微波干燥和蒸汽干燥等 [8-9]。刘书成等 [10]研究了热风干燥、真空冷冻干燥及超临界CO 2干燥对罗非鱼片品质和微观结构的影响；方芳等 [11]研究了不同干燥方式对哈密瓜干燥产品物理性质、营养成分、微观结构和香气成分的影响；Yang Jing等 [12]比较了不同干燥方式对红薯中酚类物质及其抗氧化活性的影响；Hsu等 [13]考察了不同干燥方式对山药粉物理特性，化学成分及其抗氧化活性的影响。但这些干燥方式在苹果幼果干制技术及其对幼果品质等方面的研究却鲜有报道。本实验通过自然阴干、热风干燥和真空冷冻干燥研究苹果幼果干多酚（unripe apple polyphenol，UAP）类物质含量的变化，同时对经不同干燥方式处理的幼果干样品粉末进行总还原力、清除1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基和羟自由基（•OH）的测定，为选择最适宜苹果幼果的干燥工艺提供理论依据。
1.1 材料与试剂
苹果幼果，品种为红富士，采摘于花期后15 d，采摘自陕西礼泉。
DPPH、Folin-酚 美国Sigma公司；没食子酸 中国药品生物制品检定所；邻苯三酚 天津市光复精细化工研究所；所用试剂均为分析纯。
1.2 仪器与设备
7200可见分光光度计 尤尼柯（上海）仪器有限公司；CR-400型色彩色差计 柯尼卡美能达（中国）投资有限公司；HH-2 数显恒温水浴锅 国华电器有限公司；SHZ-D（Ⅲ）型循环水式真空泵 巩义市英峪予华仪器厂；RE-52A型旋转蒸发器 上海亚荣生化仪器厂；DD-5M医用离心机 长沙平凡仪器仪表有限公司；KQ-250DB型数控超声波清洗器 昆山市超声仪器有限公司。
1.3 方法
1.3.1 干燥处理
挑选一定量大小适中的苹果幼果清洗、沥干，切分为均匀厚度（5 mm）后进行不同干燥处理。自然阴干：室温干燥96 h；普通热风干燥：40 ℃干燥12 h；真空冷冻干燥：-50 ℃ 100 Pa条件下干燥24 h。干燥后所有样品水分含量低于5%，粉碎后密封避光保存，备用。
1.3.2 标准曲线的绘制
1.3.2.1 没食子酸标准曲线的绘制
采用Folin-Ciocalteu法 [14]。精确称取没食子酸标准品（0.110±0.001） g，置于100 mL容量瓶中溶解，定容至刻度，摇匀备用。吸取上述没食子酸标准溶液0.0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mL分别置于6 个50 mL容量瓶中，用蒸馏水定容至刻度，配制成质量浓度分别为10、20、30、40、50 μg/mL的没食子酸工作液。准确吸取1 mL工作液，加入5 mL 10% Folin-酚，摇匀，静置8 min后加入4 mL 7.5% Na 2CO 3溶液，摇匀，于常温下置于暗处反应2 h，在765 nm波长处测定吸光度。以没食子酸标准溶液质量浓度（μg/mL）为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制没食子酸标准曲线，其线性回归方程为y=0.011 0x+0.106 8（R 2=0.999 6）。
1.3.2.2 芦丁标准曲线的绘制 [15]
称取5 mg芦丁标准品，用30%乙醇溶解定容至100 mL。分别吸取0.0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5 mL置于6 个25 mL容量瓶中，各加入13 mL 30%乙醇，加入0.7 mL 5% NaNO 2，摇匀放置5 min后，加入0.7 mL 10% Al(NO 3) 3，5 min后加入5 mL 1 mol/L NaOH，混匀。用30%乙醇定容，10 min后于510 nm波长处测定吸光度。以芦丁标准溶液质量浓度（mg/mL）为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制芦丁标准曲线，其线性回归方程为y=0.035 9x-0.003 7（R 2=0.999 1）。
1.3.3 苹果幼果干酚类物质提取及含量测定
1.3.3.1 苹果幼果干总酚提取及含量测定
准确称取苹果幼果干样品粉末10 g，用100 mL 70%乙醇在55 ℃超声波辅助提取45 min，重复提取3 次，合并滤液，真空浓缩得粗多酚样品。然后按照绘制标准曲线的方法操作，测定样品吸光度，带入回归方程，计算苹果幼果干中总酚含量。
1.3.3.2 苹果幼果干总黄酮提取及含量测定
准确称取苹果幼果干样品粉末2 g，用90 mL 55%乙醇在50 ℃超声波辅助提取30 min，重复提取3 次，合并滤液，真空浓缩得粗多酚样品。然后按照绘制标准曲线的方法操作，测定样品吸光度，带入回归方程，计算苹果幼果干中总黄酮含量。
1.3.4 色泽测定
采用色彩色差计测定不同干燥方式处理后的苹果幼果干样品粉末。依CIELAB表色系统 [16-17]测定样品亨特色空间参数：亮度指数L*，彩度指数a*和b*，用ΔL、Δa、Δb的函数式计算样品总色差值ΔE，它表示所测样品的L*、a*、b*值与标准白板之间的色差值，以此反映样品色泽的变化。ΔE按下式计算。
1.3.5 苹果幼果干总酚抗氧化活性的测定
1.3.5.1 苹果幼果干总酚总还原力的测定 [18-19]
在10 mL试管中分别加入经不同干燥方式处理过的不同质量浓度（20、40、60、80、100 μg/mL）苹果幼果干总酚溶液1 mL，0.2 mol/L pH 6.6磷酸盐缓冲溶液（phosphate buffered saline，PBS）2.5 mL和1%铁氰化钾2.5 mL，置于50 ℃水浴中反应20 min，然后加入10%的三氯乙酸2.5 mL，混匀后以3 000 r/min离心10 min，准确吸取上清液2.5 mL，加入0.1%三氯化铁溶液0.5 mL和2.5 mL蒸馏水，摇匀后置于37 ℃水浴中10 min，后于700 nm波长处测定吸光度。
1.3.5.2 苹果幼果干总酚对DPPH自由基的清除作用
DPPH自由基在有机溶剂中是一种稳定的自由基，其乙醇溶液呈紫色，在517 nm波长附近有强吸收。分光光度法测定加入幼果干总酚提取液后吸光度吸收的下降以表示其对DPPH自由基清除能力，此抗氧化能力用清除率表示，清除率越大，抗氧化性越强 [20]。精确量取0.5 mL不同质量浓度梯度的样品甲醇溶液，分别加入4.5 mL DPPH-甲醇溶液（0.025 mg/mL），摇匀，暗处室温放置30 min，于517 nm波长处测定吸光度。每个样品重复3 次。DPPH自由基清除率按下式计算。
式中：A i为样品溶液和DPPH溶液混合液的吸光度；A j为未加DPPH溶液的样品溶液的吸光度；A 0为未加样品时DPPH溶液的吸光度。
1.3.5.3 苹果幼果干总酚对•OH的清除作用
采用金鸣等 [21]建立的以自由基氧化作用为基础的比色测定法。H 2O 2/Fe 2+可通过Fenton反应产生•OH，•OH可使邻二氮菲-Fe 2+氧化为邻二氮菲-Fe 3+，使邻二氮菲-Fe 2+在536 nm波长处的最大吸收峰消失。根据536 nm波长处吸光度变化判断受试物清除•OH的能力。精密量取5.0 mL 0.2 mol/L PBS和5.0 mL蒸馏水于试管中，混匀作空白参比；精密量取5.0 mL 0.2 mol/L PBS、1.0 mL 0.75 mmol/L邻二氮菲、1.0 mL 0.75 mmol/L FeSO 4和3.0 mL蒸馏水于试管中混匀作未损伤；精密量取5.0 mL PBS、1.0 mL邻二氮菲、1.0 mL FeSO 4、2.0 mL蒸馏水和1.0 mL H 2O 2（0.01%）于试管中，混匀作损伤；精密量取5.0 mL PBS、2.0 mL样品液和3.0 mL蒸馏水于试管中，混匀作样品参比；精密量取5.0 mL PBS、1.0 mL邻二氮菲、1.0 mL FeSO 4、2.0 mL样品液和1.0 mL H 2O 2（0.01%）于试管中，混匀作样品。将上述试管同时置于恒温水浴中，37 ℃保温60 min，后于536 nm波长处测定吸光度，分别得到A 空白、A 未损伤、A 损伤、A 样参和A 样品，每个样品重复3 次。•OH清除率按下式计算。
1.4 数据处理和统计方法
采用DPS 13.0统计软件进行数据分析，Excel软件绘图制表。
2.1 不同干燥方式对苹果幼果干总酚含量的影响
由图1可知，3 种干燥方式处理的苹果幼果干中总酚含量大小依次为：真空冷冻干燥＞40 ℃热风干燥＞自然阴干，且不同干燥方式之间存在极显著差异（P＜0.01）。真空冷冻干燥样品总酚含量为20.39 mg/g，而热风干燥以及干燥条件较为温和的自然阴干样品总酚含量分别为6.05 mg/g和2.90 mg/g。这主要是由于多酚氧化酶的作用而引起的。研究表明多酚氧化酶的最适宜温度为35 ℃，其活性随温度的升高而逐渐下降，温度较高时其活性受到抑制，高于80 ℃时会变性失活 [22]。热风干燥温度为40 ℃，使得多酚氧化酶活性降低，从而幼果干中酚类物质损失较少。自然阴干过程中，由于多酚氧化酶活性较强，样品中酚类物质损失较多。真空冷冻干燥过程中，多酚氧化酶在低温条件下较为稳定，但干燥结束后的回温过程也会造成少量酚类物质损失。此外，在整个干燥过程中，苹果幼果样品不可避免会与氧气接触，故干燥时间越长，多酚类物质因氧化损失也就越多。
图1 不同干燥方式对苹果幼果干总酚含量的影响
Fig.1Total polyphenol contents of unripe apples processed by different drying methods
2.2 不同干燥方式对苹果幼果干总黄酮含量的影响
图2不同干燥方式对苹果幼果干总黄酮含量的影响
Fig.2Total flavonoid contents of unripe apples processed by different drying methods
由图2可知，苹果幼果经过不同方式干燥后，总黄酮含量由高到低依次为真空冷冻干燥、40 ℃热风干燥、自然阴干，且3 种干燥方式间均存在极显著差异（P＜0.01）。黄酮类化合物是广泛存在于植物果皮中的一类酚类化合物，主要包括黄酮醇、黄烷醇、查尔酮、花色素等。黄酮类化合物对温度比较敏感，研究表明高温条件下，黄酮类化合物会大量损失，但短时间的高温处理对其影响较小 [23]。与总酚情况类似，真空冷冻干燥和热风干燥能有效抑制相关酶的活性，有效减少黄酮类化合物的损失，但热风干燥和自然阴干不可避免会造成黄酮与空气的接触，从而延长相关酶与黄酮类化合物的作用时间，所以总黄酮含量均较低。
2.3 不同干燥方式对苹果幼果干样品色泽的影响
表1 不同干燥方式对苹果幼果干色泽的影响
Table1Color of unripe apples processed by different drying methods
注：同列不同小写字母表示差异显著（P＜0.05）。
干燥方式L*a*b*ΔE新鲜幼果63.60±0.28 a-14.54±0.43 a27.97±1.13 a40.69±0.63 a真空冷冻干燥73.01±0.28 c-3.70±0.18 c22.11±0.14 c31.01±0.13 c40 ℃热风干燥64.40±0.53 b4.43±0.11 b25.05±0.31 b31.29±0.18 b自然阴干61.50±0.31 d4.49±0.08 d22.75±0.30 d20.81±0.03 d
亮度指数（L*）为0表示黑色，100表示白色，L*值越大，表示产品亮度越好；a*值表示红绿之间的色泽，正值表示红色，负值表示绿色；b*值表示黄蓝之间的色泽，正值表示黄色，负值表示蓝色。ΔE被定义为样品的总色差，但不能表示出样品色差的偏移方向，ΔE数值越大，说明色差越大。由表1可知，苹果幼果经不同干燥方式处理后，各处理间差异显著（P＜0.05）。其中新鲜幼果的总色差值为40.69±0.63，自然阴干苹果幼果干的总色差值为20.81±0.03，故经自然阴干处理的苹果幼果干色泽变化最明显，这主要是由于细胞中的酚类物质在酚酶的作用下，与空气中的氧化合，产生大量醌类物质，使得幼果干样品变成褐色。
2.4 不同干燥方式苹果幼果干总酚的抗氧化活性
2.4.1 不同干燥方式苹果幼果干总酚的总还原力
图3不同干燥方式处理苹果幼果干总酚的总还原力
Fig.3Total reducing power of polyphenols from unripe apples processed by different drying methods
由图3可知，新鲜幼果表现出较好的总还原能力，在选取的质量浓度范围内（20～100 μg/mL），随着样品质量浓度的增加，3 种干燥方式处理样品总还原力均增加，即总还原能力增强。一般情况下，样品总还原能力越强，其抗氧化活性也越高。在适宜的质量浓度范围内，无论经过哪种干燥方式处理的苹果幼果干总酚均表现出较好的总还原能力。3 种干燥方式处理的苹果幼果干总酚的总还原力存在显著差异（P＜0.05），其中真空冷冻干燥最优，然后依次为40 ℃热风干燥、自然阴干，这与总酚及总黄酮含量测定结果一致。
图4不同干燥方式处理苹果幼果干总酚对DPPH自由基的清除作用
Fig.4DPPH radical scavenging activityof polyphenols from unripe apples processed by different drying methods
2.4.2 不同干燥方式苹果幼果干总酚对DPPH自由基的清除作用当清除剂存在时，DPPH自由基可与其单电子配对而使其吸收消失或减弱，以此来评价受试物的体外自由基清除能力。DPPH自由基清除能力与总酚含量呈正相关，并与总还原能力也有很强的相关性。由图4可知，
3种干燥方式处理的苹果幼果干总酚对DPPH自由基均有较强的清除作用，且随样品质量浓度的增加而不断增强，其对DPPH自由基清除能力由高到低分别为：真空冷冻干燥＞40 ℃热风干燥＞自然阴干，相互间均存在显著差异（P＜0.05）。当质量浓度为100 μg/mL时，新鲜幼果和经真空冷冻干燥处理的幼果干总酚对DPPH自由基清除率分别为99.76%和94.62%，二者均已接近最大清除率。
2.4.3 不同干燥方式苹果幼果干总酚对•OH的清除作用
图5不同干燥方式处理苹果幼果干总酚对·OH的清除作用
Fig.5Hydroxyl radical scavenging activity of polyphenols from unripe apples processed by different drying methods
•OH是需氧生物代谢过程中产生的强氧化能力的氧自由基，它被认为是毒性最强的活性氧自由基，其反应性极强，寿命极短，对机体的破坏作用最大，是造成生物有机体过氧化损伤的主要因素。由图5可知，3种干燥方式处理的苹果幼果干总酚对•OH清除能力由高到低分别为：真空冷冻干燥＞40 ℃热风干燥＞自然阴干，且相互间差异显著（P＜0.05）。在实验质量浓度范围内（20～100 μg/mL），新鲜幼果总酚对•OH的清除率由15.74%上升到88.95%，真空冷冻干燥幼果干总酚对•OH的清除率由12.88%升高到88.04%，优于热风干燥和自
表2苹果幼果干酚类物质含量与色泽的相关系数
Table2Correlation coefficient between color and polyphenol content of unripe applespples
注：*.相关性显著（P＜0.05）；**.相关性极显著（P＜0.01）。表3同。
指标总酚含量总黄酮含量L*a*b*ΔE总酚含量10.96**0.57-0.98**0.380.92**总黄酮含量0.96**10.32-0.89*0.600.99** L*0.570.321-0.13-0.440.21 a*-0.89*-0.98**-0.131-0.71-1.00** b*0.380.60-0.44-0.7110.66 ΔE0.92*0.99**0.21-1.00*0.661
由表2可知，亮度指数L*、彩度指数b*与样品总酚和总黄酮含量之间呈正相关关系，而彩度指数a*与总酚和总黄酮含量之间呈负相关关系。样品总酚和总黄酮含量与总色差值（ΔE）的相关系数高达0.92和0.99，相关性显著或极显著（P＜0.05，P＜0.01）。
2.5.2 苹果幼果干酚类物质含量与其抗氧化性的相关性分析然阴干。无论经过哪种干燥方式处理的苹果幼果干总酚对•OH的清除率均随幼果干总酚质量浓度的增加而逐渐提高。但幼果干总酚提取物对DPPH自由基清除效果优于相同质量浓度下对•OH的清除效果。
表3苹果幼果干酚类物质含量与其抗氧化性的相关系数
Table3Correlation coefficient between polyphenol content and Table3Correlation coefficient between polyphenol content and antioxidant activity of unripe applespples
指标总酚含量总黄酮含量总还原力DPPH自由基清除率•OH清除率总酚含量10.96**0.99**0.93*0.97**总黄酮含量0.96**10.94*0.91*0.96**总还原力0.99**0.94*10.96**0.98** DPPH自由基清除率0.93*0.91*0.96**10.99**•OH清除率0.97**0.96**0.98**0.99**1
2.5 相关性分析
2.5.1 苹果幼果干酚类物质含量与色泽的相关性分析
由表3可知，所有指标间均存在正相关。其中总酚含量与其对DPPH自由基的清除作用呈显著正相关（P＜0.05），而总酚与总黄酮含量、总还原力以及对•OH的清除率呈极显著正相关（P＜0.01）。且苹果幼果干酚类物质的总还原力测定结果与其对DPPH自由基、•OH清除作用的相关系数高达0.96和0.98，存在极显著正相关（P＜0.01）。总而言之，苹果幼果干酚类物质含量直接影响其抗氧化性强弱。
苹果幼果经真空冷冻干燥、热风干燥和自然阴干处理后，其总酚和总黄酮含量存在极显著差异（P＜0.01）。真空冷冻干燥处理的样品酚类物质含量最高，抗氧化活性最强，热风干燥次之，自然阴干处理的样品由于长时间与空气接触，酚类物质损失最多。
相关性分析结果表明，经不同干燥方式处理的苹果幼果干酚类物质与其色泽及抗氧化性均存在显著相关性（P＜0.05）。综合评价得出真空冷冻干燥处理下幼果干酚类物质损失最少，抗氧化能力最强，其次为热风干燥，但真空冷冻干燥成本较高，综合产品质量及数据分析结果，采用热风干燥苹果幼果符合经济效益，更为合理。
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Effect of Drying Methods on Polyphenol Contents and Antioxidant Activities of Unripe Apple Fruits
CHEN Weiqi，GUO Yurong*，ZHANG Juan，DOU Jiao，ZHANG Xiaorui
（College of Food Engineering and Nutritional Science，Shaanxi Normal University，Xi'an710062，China）
Abstract：The effects of different drying methods on the contents of polyphenolic compounds and their antioxidant activities including total reducing power and radical scavenging capacities，were analyzed，respectively.The results showed that there were significant differences（P<0.01）between the contents of phenolic compounds in unripe apple products processed by vacuum freezing drying，hot air drying and shade drying.The contents of phenolic compounds treated by vacuum freezing drying were the highest，which correspondingly resulted in the strongest antioxidant activities.The significant correlation（P <0.05）was found between the contents of phenolic compounds and either color or antioxidant properties of unripe apple samples processed by different drying methods.Taking the cost into account，hot air drying was recommended to be the most reasonable drying method.
Key words：unripe apple fruits；drying method；polyphenols；antioxidant activities；correlation
中图分类号：TS201.2
文献标志码：A
文章编号：1002-6630（2015）05-0033-05
doi：10.7506/spkx1002-6630-201505007
收稿日期：2014-02-24
基金项目：国家现代农业（苹果）产业技术体系建设专项（CARS-28）
作者简介：陈玮琦（1989—），女，硕士研究生，研究方向为食品功能成分开发及利用。E-mail：chenweiqi777@126.com
*通信作者：郭玉蓉（1962—），女，教授，博士，研究方向为食品生物加工技术。E-mail：guoyurong730@163.com