干燥方法对枸杞营养和功能成分的影响

艾百拉·热合曼1,王 璇1,赵 亮1,许多元2,孙慧琴3,籍保平1,周 峰1,*

(1.中国农业大学食品科学 与营养工程学院,植物源功能食品北京市重点实验室, 北京 100083;2.甘肃省民勤县林业局,甘肃 武威 733300;3.甘肃省民勤县红枣研究所,甘肃 武威 733300)

摘 要:选择两种干燥方法(自然晾晒和除蜡热烘)处理的枸杞为研究对象,对其色泽、主要营养成分和功能成分进行检测和分析。结果表明:两种干燥方法处理的枸杞在色泽、粗脂肪、类胡萝卜素和氨基酸含量方面有显著差异。自然晾晒干燥处理的枸杞色泽更 为鲜亮,粗脂肪含量损失较除蜡热烘干燥大,其类胡萝卜素和氨基酸组成含量损失较小。结果发现,自然晾晒枸杞在主要营养及功能成分保持方面优于除蜡热烘枸杞。虽然自然晾晒干燥过程比除蜡热烘干燥过程需要更长的时间,但自然晾晒干燥对枸杞的色泽、营养及功能成分影响更小。

关键词:枸杞;干燥;营养成分;功能成分;影响

枸杞(Lycium barbarum L.)是茄目茄科枸杞属植物,属于卫生部公布的药食同源品种,在我国和其他的亚洲国家有2 000多年种植和使用历史[1-2]。枸杞主要营养和功能成分有多糖、类胡萝卜素、黄酮、维生素、氨基酸和生物碱等[3-10],其在中医方面主要用于治疗虚劳精亏、腰膝酸痛、眩晕耳鸣、内热消渴、血虚萎黄和目晕不明等[6-7,11],同时,药理学研究表明,枸杞具有抗氧化、提高免疫力、抗衰老、抗肿瘤、抗疲劳、保肝和降血脂等作用[1,4-9,11-13]

枸杞鲜果易发生霉变腐烂,不宜长期贮存,市售产品多是干果形式,然而不同干燥方法会对枸杞功能成分造成影响[14-16]。自然晾晒干燥和除蜡热烘干燥是干燥枸杞鲜果的两种常用方法[14-15,17],因此,本研究选择以上两种干燥方法处理的产自甘肃民勤县的枸杞干果,测定其主要营养成分及功能成分进行分析,以期为今后的枸杞生产和加工提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

自然晾晒和除蜡热烘的枸杞由甘肃省民勤县林业局提供,-20 ℃保存备用。

葡萄糖标准品 北京欣经科生物科技有限公司;β-胡萝卜素标准品(纯度>90%)、甜菜碱标准品(纯度>98%) 成都曼思特生物科技有限公司;没食子酸标准品(纯度>95%)、福林-酚试剂 美国Sigma公司;超纯水 杭州娃哈哈集团有限公司;甲醇、乙醇等化学试剂(均为分析纯) 国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

AY220电子分析天平、LC-10ATUP型高效液相色谱仪日本岛津公司;SB200DTN超声波提取器 宁波新芝公司;凯氏定氮仪、SpectraMax®M2e多功能酶标仪美国分子公司;L-8900全自动氨基酸分析仪 日立高新技术公司。

1.3 方法

1.3.1 水分含量测定

枸杞水分含量按GB 5009.3—2010《食品安全国家标准 食品中水分的测定》[18]中直接干燥法测定。

1.3.2 蛋白质含量测定

枸杞蛋白质含量按GB 5009.5—2010《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》中凯氏定氮法测定[19]

1.3.3 粗脂肪含量测定

枸杞粗脂肪含量按GB/T 5009.6—2003《食品中脂肪的测定》和SN/T 0878—2000《进出口枸杞子检验规程》中索氏抽提法测定[20-21]

1.3.4 总糖含量测定

枸杞总糖含量使用蒽酮比色法进行测定[22]。具体操作如下:称取约0.5 g枸杞样品(精确到0.000 1 g),加一定量的水打浆后用去离子水定容至1 L,4 ℃条件下静置1 h;过滤,取上清液备用。取样液1 mL和蒽酮试剂5 mL,振荡混匀后于沸水浴中反应10 min,冷却至室温后于620 nm波长处测定吸光度,重复3 次,取平均值。以葡萄糖为标准品,制备质量浓度分别为50、100、150、200、250、300 mg/L的溶液,按上述操作测定不同葡萄糖质量浓度时的吸光度,并制作标准曲线。

将样品的吸光度代入标准曲线可算得提取液中总糖质量浓度,再按照公式(1)计算枸杞中的总糖含量。

式中:ρ为提取液中总糖质量浓度/(mg/L);m为样品质量/g;V为样品提取液体积/mL。

1.3.5 多糖含量测定

枸杞多糖含量按蒽酮比色法[22]和GB/T 18672—2014《枸杞》[23]中的方法结合进行测定。

样品溶液的制备:称取枸杞样品约0.5 g(精确到0.000 1 g),置于圆底烧瓶中,加80%乙醇溶液200 mL,回流提取1 h,趁热过滤,烧瓶用80%热乙醇溶液洗涤3~4 次,残渣用80%乙醇洗涤8~10 次,每次约10 mL,残渣用热水洗至原烧瓶中,加水100 mL,加热回流1 h,趁热过滤,残渣用热水洗涤8~10 次,每次10 mL,洗涤合并滤液,冷却后移入250 mL容量瓶中,用水定容。

标准曲线的绘制及试样的测定同1.3.4节。枸杞多糖含量按GB/T 18672—2014的方法计算。

1.3.6 抗坏血酸含量测定

枸杞抗坏血酸含量按GB/T 5009.86—2003《蔬菜、水果及其制品中总抗坏血酸的测定》中2,4-二硝基苯肼法进行测定[24]

1.3.7 类胡萝卜素含量测定

枸杞类胡萝卜素含量使用分光光度法进行测定[25]

标准曲线制作:精密称取β-胡萝卜素标准品4 mg,用少量二氯甲烷溶解后,石油醚-丙酮(体积比4∶1)定容于50 mL棕色容量瓶中,分别量取0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5 mL置于10 mL棕色容量瓶,用石油醚-丙酮(体积比4∶1)定容,在448 nm波长处测定其吸光度,制作标准曲线。

样品测定:称取枸杞粉末1 g(精确到0.000 1 g),按料液比1∶15(m/V)加15 mL石油醚-丙酮(体积比4∶1),室温条件下超声提取3 次,每次20 min,过滤合并滤液,滤渣洗涤数次至滤液没有颜色为止,定容至250 mL棕色容量瓶中,在448 nm波长处测定其吸光度,并按照标准曲线方程算出相应的类胡萝卜素含量。在整个实验过程中尽量保持避光。

1.3.8 甜菜碱含量测定

枸杞甜菜碱含量使用高效液相色谱(h i g h performance liquid chromatography,HPLC)法进行测定,在张自萍等[26]建立的方法基础上进行改进。精确称取2 g(精确到0.000 1 g),加入50 mL甲醇。在75 ℃加热回流1 h,趁热过滤,30 mL甲醇分次洗涤残渣,合并滤液和洗涤液,40 ℃减压浓缩。超纯水定容为10 mL,即为枸杞甜菜碱待测液。色谱分析时,待测液过0.22 μm水系微孔滤膜。

甜菜碱HPLC检测条件:检测器为二极管阵列检测器,柱子为Inertsil ODS-SP(4.6 mm×250 mm,5 μm),流动相为水,流速为0.5 mL/min,柱温为30 ℃,进样量为5 μL,检测波长为190 nm。

准确称取甜菜碱标准品10.0 mg,用超纯水定容于5 mL容量瓶中,制备成2.0 mg/mL的溶液,再稀释成0.062 5、0.125 0、0.250 0、0.500 0、1.000 0 mg/mL的甜菜碱标准品溶液。色谱分析时,标准品溶液过0.22 μm水系微孔滤膜。各吸取5 μL进样,按以上色谱条件进行分析,并作出对应的标准曲线。待测样品按照检测条件进样,并按照标准曲线计算去其相应的甜菜碱含量。

1.3.9 总酚含量测定

枸杞总多酚含量使用福林-酚法进行测定[27-28]。称取1 g枸杞样品(精确到0.000 1 g),加入25 mL无水乙醇,45 ℃超声30 min,12 000×g离心10 min,收集上清液,残渣再加入25 mL无水乙醇超声提取、离心,合并上清液。取1 mg/mL没食子酸溶液稀释成0.1 mg/mL,再稀释成0.015、0.030、0.045、0.060、0.075 mg/mL,待测,用于制作标准曲线。

标准品稀释液和样品提取液分别加入500 μL福林-酚溶液(原液稀释10 倍)和400 μL 7.5%的Na2CO3溶液,置于37 ℃培养箱反应,1 h后在765 nm波长处测定其吸光度。样品总酚含量以mg没食子酸当量(GAE)/100 g表示。

1.3.10 总黄酮含量测定

枸杞总黄酮含量按着福林-酚法和黄酮沉淀法结合进行测定[28]

总黄酮沉淀:取500 μL枸杞总酚提取液,加入500 μL盐酸溶液和250 μL 37%甲醛溶液,放于暗处静置24 h。取1 mL于离心管中,在12 000×g条件下离心10 min(除去白色沉淀),上清液备用。

上清液按照1.3.9节的检测方法测定其总酚含量。样品总黄酮含量等于样品总酚含量减去样品总黄酮沉淀以后测定的总酚含量。样品总黄酮含量以mg GAE/100 g表示。

1.3.11 氨基酸组成分析

枸杞氨基酸组成分析按GB/T 5009.124—2003《食品中氨基酸的测定》进行测定[29]

1.4 数据统计分析

实验平行3 次,结果以±s表示。实验结果使用SPSS 20.0软件进行分析,单因素方差分析方法进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 标准曲线

葡萄糖标准曲线线性方程为y=0.0 0 1 4 x+0.000 05,R²=0.999 2。β-胡萝卜素标准曲线线性方程为y=0.035 8x+0.001 5,R²=0.991 2。甜菜碱标准曲线线性方程为y=2×106x+849 55,R²=0.999 8。没食子酸标准曲线线性方程为y=3.856 7x+0.043 9,R²=0.993 6。

2.2 不同干燥方法对枸杞色泽的影响

不同干燥方法会影响枸杞的外观色泽[30]。除蜡热烘处理的枸杞色泽较为暗淡,部分区域发黄,呈暗红色;而自然晾晒干燥的枸杞外观色泽较为鲜亮,呈鲜红色。自然晾晒干燥在时间上虽不如除蜡热烘干燥快捷,但其在干燥过程中对枸杞的色泽影响较小,更好地保持了枸杞鲜红色的外观。

2.3 不同干燥方法对枸杞主要营养成分的影响

不同干燥方法对枸杞营养成分影响各不相同[14-16,31],两种干燥方法处理的枸杞中主要营养成分含量变化如表1所示。枸杞营养成分中总糖和蛋白质含量所占比重较高,脂肪含量较低。两种干燥方法均未引起枸杞中蛋白质及总糖含量的显著性变化,而对于粗脂肪含量,自然晾晒干燥的枸杞内脂肪含量显著低于除蜡热烘干燥处理后的枸杞。

表1 两种干燥处理的枸杞基本营养成分(以干质量计)
Table1 Nutritional composition of Chinese wolfberry subjected to two different drying methods (on a dry weight basis) %

注:同列不同肩标字母表示差异显著(P<0.05)。下同。

2.4 不同干燥方法对枸杞功能成分的影响

表2 两种干燥处理的枸杞活性成分(以干质量计)
Table2 Bioactive components of Chinese wolfberry subjected to two different drying methods (on a dry weight basis)

不同干燥方法同样会影响枸杞的功能成分含量[14-15]。两种干燥方法对枸杞功能成分的影响如表2所示。自然晾晒类胡萝卜素含量显著高于除蜡热烘干燥(P<0.05),而两种干燥方法处理的枸杞在多糖、甜菜碱、抗坏血酸、总酚和总黄酮含量方面没有显著性差异。单纯从数值角度出发,自然晾晒干燥处理的枸杞内甜菜碱、抗坏血酸、总酚和总黄酮含量要高于除蜡热烘干燥处理的枸杞,干燥损失较少。

李朋亮等[15]的研究结果显示,除蜡干燥可增加枸杞中总黄酮含量。然而,本研究发现两种不同干燥方式处理的枸杞其总黄酮含量没有显著差异,并且与自然晾晒处理的枸杞相比,除蜡热烘干燥使枸杞内总黄酮含量趋于降低。

2.5 不同干燥方法对枸杞氨基酸组成的影响

表3 两种干燥处理的枸杞氨基酸组成分析(以干质量计)
Table3 Amino acid composition of Chinese wolfberry subjected to two different drying methods (on a dry weight basis) %

不同干燥方法对枸杞氨基酸组成的影响如表3所示。枸杞内重要氨基酸成分为脯氨酸、天冬氨酸和谷氨酸等,除蜡热烘干燥枸杞内氨基酸总量(7.04%)低于自然凉晒处理的枸杞(9.66%)。其中,除蜡热烘干燥枸杞内18 种氨基酸含量均低于自然晾晒干燥枸杞,而天冬氨酸和精氨酸含量变化最大。氨基酸构成比例上,除蜡热烘枸杞与自然晾干枸杞相比,天冬氨酸和精氨酸所占比例降低,脯氨酸所占比例上升。

枸杞内含有丰富的氨基酸构成,在除蜡热烘干燥处理中,枸杞需浸泡于食用碱中以除去枸杞表面的天然石蜡,从而加快后续干燥过程,而自然晾晒处理无此浸泡过程,因而推测除蜡热烘干燥枸杞内蛋白质及氨基酸含量的降低可能是由枸杞浸泡过程引起的。

3 结 论

自然晾晒干燥处理的枸杞较除蜡热烘干燥枸杞更能保持其原有的鲜红色泽,两种干燥方法对枸杞的营养成分及功能成分含量影响主要体现在粗脂肪、类胡萝卜素和氨基酸含量和组成方面。自然晾晒干燥过程中,枸杞粗脂肪含量的损失比除蜡热烘干燥过程更大,而除蜡热烘干燥枸杞内类胡萝卜素和氨基酸含量(主要变化为天冬氨酸和精氨酸)的损失比自然晾晒枸杞要大。其他营养成分及功能成分方面,两种干燥处理的枸杞间虽无显著差异,但自然晾晒干燥处理的枸杞营养损失小于除蜡热烘干燥处理的枸杞。

不同干燥方法对枸杞内营养及功能成分有不同的影响。虽然自然晾晒干燥过程比除蜡热烘干燥过程需要更长的时间,但自然晾晒干燥对枸杞的色泽、营养及功能成分影响更小。本研究的开展可为枸杞干燥处理的选择提供技术支持与数据支撑。枸杞除蜡烘干方法需进一步优化从而提高枸杞的质量,减少能量损失,提高农民的收入。

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Nutritional and Functional Components of Chinese Wolfberry Dried by Different Drying Methods

EBEYDULLA Rahman1, WANG Xuan1, ZHAO Liang1, XU Duoyuan2, SUN Huiqin3, JI Baoping1, ZHOU Feng1,*
(1. Beijing Key Laboratory of Functional Food from Plant Resources, College of Food Science and Nutritional Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China; 2. Forestry Bureau of Gansu Province Minqin County, Wuwei 733300, China; 3. Jujube Research Center of Gansu Province Minqin County, Wuwei 733300, China)

Abstract:The color, major nutrient cont ents, amino acid composition, and bioactive composition of Chinese wolfberry dried by two different drying methods, i.e., natural air drying and hot-air drying after removal of the wax layer were analyzed. The results indicated that there was a signif i cant difference in color crude fat and carotenoid contents and amino acid composition between both dried samples. Natural air-dried Chinese wolfberry had a brighter color, a greater loss in crude fat content and a smaller loss in carotenoid and amino acid contents compared with the other drying method. Furthermore, the former showed better retention of the major nutrients and functional components. Although requiring a longer time, natural air drying had less impacts on the color, nutritional and functional components of Chinese wolfberry.

Key words:Chinese wolfberry; drying; nutritiona l components; bioactive components; inf l uence

DOI:10.7506/spkx1002-6630-201709022

中图分类号:TS255.2;TS255.36

文献标志码:A

文章编号:1002-6630(2017)09-0138-05

引文格式:

艾百拉·热合曼, 王璇, 赵亮, 等. 干燥方法对枸杞营养和功能成分的影响[J]. 食品科学, 2017, 38(9): 138-142. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201709022. http://www.spkx.net.cn

EBEYDULLA Rahman, WANG Xuan, ZHAO Liang, et al. Nutritional and functional components of Chinese wolfberry dried by different drying methods[J]. Food Science, 2017, 38(9): 138-142. (in Chinese with English abstract)

DOI:10.7506/ spkx1002-6630-201709022. http://www.spkx.net.cn

收稿日期:2016-05-03

基金项目:民勤红枣、民勤枸杞有效成分和营养成分检测分析项目(201505510610433)

作者简介:艾百拉•热合曼(1985—),男,博士研究生,研究方向为功能食品。E-mail:abaydullaabdurahman@cau.edu.cn

*通信作者:周峰(1980—),男,副教授,博士,研究方向为功能食品。E-mail:zf@cau.edu.cn