吴 琼，刘 奕，吴庆园，蒋和体*
（西南大学食品科学学院，重庆 400716）
摘 要：以葛根为原料，研究热风干燥、冷冻干燥、真空干燥对葛根全粉的基本成分、抗氧化性能和香气成分的影响。结果表明：不同干燥方式下葛根全粉的淀粉、粗蛋白、粗脂肪等基本成分含量差异显著（P＜0.05），冷冻干燥葛根全粉中总黄酮和总酚含量分别为2.46 g/100 g和1.37 g/100 g，显著高于其他2 种干燥方式（P＜0.05）；冷冻干燥所得葛根全粉的自由基清除力、还原力和金属离子螯合能力最高，而热风干燥所得产品的抗氧化能力最低。运用固相微萃取-气相色谱-质谱联用对鲜葛根和3 种干燥方式葛根全粉的香气物质进行分析，鲜葛根、热风干燥、真空干燥和冷冻干燥全粉各自鉴定出43、68、66 种和64 种挥发性香气成分。真空干燥和冷冻干燥对于鲜葛根中的香气成分有更好的保留和增加效果，并且减少了部分对风味有反作用的物质。
关键词：葛根全粉；干燥方式；抗氧化性能；香气成分
葛根（P u era ria lo b ata）为蝶形花豆科葛属植物的根，又名鹿霍、黄斤、鸡齐，是中国南方一些省区的一种常食蔬菜 [1-2]。该属植物全世界约有35 种，我国约有10种，在除新疆、西藏外的多个省区均有分布 [3]。葛根营养丰富，除含有丰富的淀粉、膳食纤维、糖类和人体必需的钙、铁、铜、硒等矿物质，还含有丰富的黄酮类化合物，如葛根素、葛根素木糖苷、黄豆苷、黄豆苷元、β-谷缁醇等，这些黄酮类化合物具有显著的抗氧化能力 [4]。现代医学研究表明，葛根及其制品具有防癌抗癌、清除体内自由基、防治心脑血管病、美容等多种药食两用功能 [5-6]。《本草纲目》、《神农本草经》中记载，葛根具有解肌退热、生津、透疹、升阳止泻的功效，临床多用于外感发热头痛、项背强痛、消渴、麻疹不透、热痢、泄泻、高血压等症状 [7]。
目前国内外对葛根研究主要集中在葛根素提取 [8]、葛根黄酮研究 [9]、葛根淀粉 [10]以及葛根发酵制品 [11]等几个方面，而葛根全粉是以新鲜葛根为原料，经过挑选、清洗、去皮、切片、护色、干燥、粉碎等工艺过程，得到的葛根全部干物质的粉末状产品 [12]。全粉类食品目前的干燥方法包括热风干燥、真空干燥、冷冻干燥、微波干燥和喷雾干燥等，而这其中又以热风干燥、真空干燥和冷冻干燥应用最为广泛。但目前关于加工工艺和干燥方式对葛根全粉的品质影响研究较少，上官佳等 [13]对于不同加工工艺葛根全粉的成分和特性进行了研究，结果表明冷冻干燥工艺制备葛根全粉营养成分保留较好，而对于不同干燥方式对葛根全粉抗氧化性能以及香气成分的影响研究还鲜见报道，而卢可可等 [14]研究显示干燥方式对香菇多酚组成和抗氧化性能有显著影响，陈瑞娟等 [15]研究不同干燥方式对胡萝卜全粉香气成分的影响，结果表明冷冻干燥能最大程度保留鲜胡萝卜的香气成分，因此本实验在前期确定的工艺基础上，旨在探讨不同干燥方式对葛根全粉的基本营养成分、抗氧化性能以及香气成分的影响，以期为葛根全粉的工业化生产提供一定的参考。
1.1 材料与试剂
葛根（品种为富葛） 重庆荷西农业开发有限公司。
柠檬酸、氯化钠、异抗坏血酸钠、结晶酚、2-硝基苯磺酸、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）、水杨酸、铁氰化钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、氯化钠（均为分析纯） 重庆川东化学试剂厂；葛根素（分析纯） 四川维克奇生物科技有限公司；没食子酸（分析纯） 上海源叶生物科技有限公司；福林-酚试剂（分析纯） 北京索莱宝科技有限公司；抗坏血酸、硫酸亚铁、双氧水、无水乙醇、氢氧化钠、盐酸、无水葡萄糖、碳酸钠（均为分析纯） 成都市科龙化工试剂厂。
1.2 仪器与设备
ALPAAI-4 CSC冷冻干燥器 美国Christ公司；DHG-9 240 A电热鼓风恒温干燥箱、HWS-2 6电热恒温水浴锅 上海齐欣科学仪器有限公司；DZF-60 20型真空干燥箱 上海精宏实验设备有限公司；FA2 00 4分析天平 上海舜宇恒平科学仪器有限公司；7 2 0 0可见分光光度计 尤尼柯（上海）仪器有限公司；UV-2 4 5 0紫外-可见分光光度计、QP 2 0 1 0 p lu s气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）联用仪 日本岛津公司；100 µm聚二甲基硅氧烷（polydimethylsiloxane，PDMS）萃取头 美国Supelco公司；手动顶空固相微萃取（headspace solidphase microextraction，HS-SPME）进样器 美国珀金-埃尔默公司。
1.3 方法
1.3.1 葛根全粉制备工艺
热风干燥工艺：鲜葛根→清洗→去皮→切片→护色→蒸制→热风干燥（80 ℃、7 h）→粉碎→过筛（100 目）→成品。
真空干燥工艺：鲜葛根→清洗→去皮→切片→护色→蒸制→真空干燥（0.09 Pa、80 ℃、7 h）→粉碎→过筛（100 目）→成品。
冷冻干燥工艺：鲜葛根→清洗→去皮→切片→护色→蒸制→真空冷冻干燥（-4 ℃、18 h）→粉碎→过筛（100 目）→成品。
1.3.2 葛根全粉基本成分测定
水分含量的测定：参照GB 5009.3—2010《食品中水分的测定》 [16]直接干燥法；灰分含量的测定：参照GB 5009.4—2010《食品中灰分的测定》高温灼烧法；粗蛋白含量的测定：参照GB 5009.5—2010《食品中蛋白质的测定》凯氏定氮法；粗脂肪含量的测定：参照GB/T 5009.6—2003《食品中脂肪的测定》索氏抽提法 [17]；淀粉含量的测定：参照GB/T 5009.9—2008《食品中淀粉的测定》 [18]酸水解-直接滴定法；还原糖含量的测定：DNS比色法 [19]。
1.3.3 葛根全粉抗氧化成分的测定
1.3.3.1 总黄酮含量的测定
参考王靖 [20]测定葛根中总黄酮的方法，以葛根素为标准物计算总黄酮含量。测定结果以干基计。
1.3.3.2 总酚含量的测定
参考福林-酚法 [17]，以没食子酸为标准物计算总酚含量。测定结果以干基计。
1.3.4 葛根全粉抗氧化能力的测定
取2 g葛根全粉，加入80 mL体积分数70%乙醇溶液，于80 ℃恒温水浴锅中避光浸提30 min，提取液在3 000 r/min离心10 min，取上清液作为葛根抗氧化物质提取液，置于冰箱备用 [21]。葛根全粉抗氧化能力根据DPPH自由基清除率、羟自由基（·OH）清除能力、总还原能力、螯合Fe 3+能力这4 个方面来定性定量分析。
1.3.4.1 DPPH自由基清除率测定
用乙醇配制0.2 mmol/L DPPH溶液，避光保存备用。取3.0 mL葛根抗氧化物质提取液与3.0 mL DPPH溶液摇匀，避光放置30 min，于波长517 nm处测定吸光度A X。同时将3.0 mL乙醇与3.0 mL DPPH溶液混合后避光放置30 min，于波长517 nm处测定吸光度A 0，同时以乙醇作为空白 [22]。按公式（1）计算DPPH自由基清除率。
1.3.4.2 ·OH清除能力测定
在试管中加入9.0 mmol/L FeSO 4、9.0 mmol/L水杨酸-乙醇溶液各2.0 mL，再加入2.0 mL葛根抗氧化物质提取液，以及2.0 mL 8.8 mmol/L H 2O 2溶液，混匀，避光置于37 ℃水浴10 min，于波长510 nm处测定吸光度A X。试管中以蒸馏水替代H 2O 2测定吸光度A X0，以蒸馏水替代抗氧化物质提取液测定吸光度A 0，同时以蒸馏水做空白调零 [2 3]。按公式（2）计算·OH清除率。
1.3.4.3 总还原能力测定
配制0.2 mol/L pH 6.6的磷酸缓冲液（phosphate buffer saline，PBS），在试管中加入PBS、抗氧化物质提取液、质量分数1%铁氰化钾溶液各2 mL，混匀于50 ℃水浴20 min，冷却至室温，加入2 mL质量分数10%三氯乙酸溶液，混匀，使反应终止。取反应液5 mL于试管中，加入蒸馏水4 mL，质量分数0.1% FeCl 3溶液0.5 mL，混匀并置于暗室反应30 min，于波长700 nm处测定吸光度 [24]。
1.3.4.4 螯合Fe 3+能力
取2 5 0 m L锥形瓶，加入葛根抗氧化物质提取液2 mL，30 mL蒸馏水，并加入5 滴质量分数2%磺基水杨酸溶液，混匀。用0.01 mol/L FeCl 3标液滴定至溶液呈微红色，即为滴定终点。消耗的FeCl 3标液体积与螯合Fe 3+能力呈正比，消耗体积越多，抗氧化能力越强 [25]。
1.3.5 香气成分分析
取葛根样品5 g于20 mL萃取瓶中，插入经老化的萃取头，60 ℃恒温水浴条件下顶空萃取30 mim后GC-MS联用仪进样，解吸时间为5 min。
GC条件：DB-5 MS色谱柱（3 0 m×0.2 5 mm，0.25 µm）；升温程序：4 0 ℃保持3 min，以10 ℃/min升至90 ℃，保持3 min，以5 ℃/min升至140 ℃，保持1 min，以1 5 ℃/min升至2 30 ℃；载气（He）总流量9.00 mL/min；进样口温度250 ℃；溶剂延迟1 min；采用不分流方式进样。
MS条件：电子电离源；电子能量70 eV；离子源温度230 ℃；全扫描模式；质量扫描范围m/z 35～500；扫描速率769 u/s。
1.4 数据统计
所有实验进行3 次重复，所得数据采用SPSS 19.0软件进行单因素方差分析，显著水平为P值小于0.05，结果以3 次重复实验所得数据的
±s表示。制图使用Office 2010软件。
2.1 干燥方式对葛根全粉基本成分的影响
表1 不同干燥方式葛根全粉的基本化学成分
Table 1 Chemical composition of whole flour from Pueraria lobata roots produced by different drying methods %
注：同列不同肩标小写字母表示差异显著（P＜0.05）。表2同。
干燥方式水分含量淀粉含量还原糖含量粗蛋白含量粗脂肪含量灰分含量热风干燥7.70±0.24 a58.29±0.16 c4.33±0.08 a6.08±0.13 c1.36±0.06 b3.72±0.02 c真空干燥6.90±0.20 b60.68±0.16 a3.98±0.08 b6.59±0.05 b1.57±0.02 a3.77±0.01 b冷冻干燥5.63±0.28 c59.18±0.17 b3.27±0.04 c6.89±0.11 a0.74±0.03 c3.83±0.04 a
如表1所示，薯类全粉贮藏安全水分含量要求低于14%，而葛根全粉在热风干燥、真空干燥、冷冻干燥3 种干燥方式下，其水分含量均低于8%，达到了安全贮藏条件，其中冷冻干燥方式下葛根全粉水分含量仅为5.63%。不同干燥方式下葛根全粉的淀粉含量相近，而冷冻干燥对于粗脂肪和还原糖含量的损失较热风干燥和真空干燥多。真空干燥和热风干燥的灰分较冷冻干燥要低，分析原因可能是这2 种干燥过程中较高的温度让某些物质分解或发生其他变化，使得最后在高温灼烧时残留物含量减少，灰分含量降低。总体而言，真空干燥对于各营养成分的保存都较好；冷冻干燥由于处于低温条件，对葛根全粉的蛋白质保护较好，但脂肪损失较多；热风干燥条件下的还原糖含量最高，但对于蛋白质和淀粉则损失较多。
2.2 干燥方式对葛根全粉抗氧化物质的影响
以没食子酸为标准物的总酚含量标准曲线为Y=33.482 x+0.023 5，R 2为0.999 0；以葛根素为标准物的总黄酮含量标准曲线为Y=71.67 7 x+0.0 31 4，R 2为0.999 6；Y为标准溶液质量浓度/（mg/mL），x为吸光度，测定结果如表2所示。
表2 干燥方式对葛根全粉的抗氧化物质含量的影响
Table 2 Effect of drying methods on antioxidant contents of whole flour from Pueraria lobata roots g/100 g
干燥方式总黄酮含量 总酚含量热风干燥1.64±0.01 c0.97±0.01 c真空干燥1.80±0.02 b1.28±0.02 b冷冻干燥2.46±0.03 a1.37±0.02 a
由表2可知，葛根全粉的各抗氧化成分含量在不同干燥方式处理条件下有显著区别，冷冻干燥方式下葛根全粉的总黄酮含量和总酚含量最高，分别为2.46 g/100 g和1.37 g/100 g，远高于热风干燥，这可能由于冷冻干燥是非热处理，利于抗氧化成分的保留，这与常飞等 [26]对不同干燥方式葛根总黄酮的研究相符。真空干燥和热风干燥方式下总黄酮含量分别为1.80 g/100 g和1.64 g/100 g，真空干燥虽然也处于真空状态下，但这种方式和热风干燥一样温度较高，这可能会导致如黄酮类和酚类等抗氧化物质的分解。酚类物质在葛根全粉中含量较黄酮类物质含量低，特别是热风干燥处理条件下，总酚含量仅为0.97 g/100 g，虽然热风干燥条件下葛根细胞结构被破坏，利于总酚的释放与提取，但也加速酚类物质的分解。总体来说，葛根全粉中总黄酮和总酚含量顺序为冷冻干燥＞真空干燥＞热风干燥。
2.3 干燥方式对葛根全粉抗氧化能力的影响
图1 不同干燥方式对葛根全粉自由基清除能力（A）、还原能力（B）和螯合Fe
3+能力（C）的影响
Fig. 1 Free radical scavenging capacity (A), reducing power (B), and ferri ion chelating ability (C) of whole flour from Pueraria lobata roots prepared by different drying methods
DPPH自由基是一种稳定的自由基，其醇溶液在波长517 nm处有一吸收峰，在反应系统中加入的自由基清除剂可以和DPPH自由基的单电子配对而使在波长517 nm处吸光度降低，因此被广泛地用于评价样品的体外抗氧化能力。·OH被认为是毒性最强的活性氧自由基，辐射损伤等物理、化学因子都会促进它的形成，是造成生物有机体过氧化损伤的主要因素。从图1A可以看出，3 种干燥方式处理的葛根全粉对DPPH自由基和·OH均有较好的清除作用，清除效果较为明显。其中冷冻干燥方式的清除效果最强，对DPPH自由基和·OH的清除率分别达到78.27%和62.75%。
抗氧化剂的抗氧化活性与还原性之间存在联系，抗氧化剂通过自身的还原作用给出电子，从而清除自由基，还原力越大，抗氧化性越强。由图1B可以看出，在实验范围内，3 种干燥方式葛根全粉的还原能力存在显著差异，其中冷冻干燥的还原力最强，达到1.354，真空干燥和热风干燥的还原力分别为1.305和0.730；说明冷冻干燥和真空干燥方式的葛根全粉具有较强的还原性。该结果与不同干燥方式处理的样品总酚、总黄酮含量变化趋势一致。
有些过渡金属离子如铁离子，它们通过Fenton反应，能够催化加速O 2 -·与H 2O 2反应生成毒性更强的·OH和OH -，在脂质氧化过程中起催化作用，使过氧化物产生自由基，引起脂质、蛋白质、脱氧核糖和细胞等化合物或组织氧化损伤，因此鳌合铁离子能力能够反映重要的抗氧化信息，是评价抗氧化剂抗氧化性能常用的方法。由图1C可知，3 种葛根全粉对铁离子的鳌合力存在显著差异，冷冻干燥处理条件下螯合能力最高，能够鳌合2.30 mL标准FeCl 3溶液，热风干燥和真空干燥分别能螯合0.43 mL和0.65 mL标准Fe Cl 3溶液。冷冻干燥处理的葛根粉有利于金属离子的鳌合，阻断了Fe 3+的催化反应，因此同时具有较强清除·OH的能力。
2.4 3 种干燥方式对葛根全粉香气成分的影响
对鲜葛根和不同干燥方式的葛根全粉香气成分进行分析，通过计算机谱库（NIST 05/NIST 05s）进行初步检索，保留相似度不小于80%的化合物，并结合相关资料进行定性分析，采用峰面积归一化法计算各香气成分在不同样品中的相对含量，结果见表3。
表3 不同干燥方式对葛根全粉香气成分的影响
Table 3 Effects of different drying methods on the relative contents of aromatic components in whole flour from Pueraria lobata roots
序号化合物分子式 相对分相似相对含量/%子质量度/%鲜葛根热风干燥真空干燥冷冻干燥1正己醇C 6H 14O 102.17 92 52.82 0.13 0.30—2 1-辛烯-3-醇C 8H 16O 128.21 90 1.72 2.58 2.98 3.19 3乙醇C 2H 6O 46.07 93—2.10 4.53 1.50 4顺-3-己烯醇C 6H 12O 100.16 94 7.66——5 2-壬基醇C 9H 20O 144.25 87—5.79——6 4-萜烯醇C 10H 18O 154.25 95—2.19 2.35 1.14 7芳樟醇C 10H 18O 154.25 96 0.15 1.30 1.63 1.79 8 2,3-丁二醇C 4H 10O 290.12 97—1.18 1.84 0.75 9丙二醇C 3H 8O 276.09 96——3.38 0.38 10异植物醇C 20H 40O 296.53 86—2.51 1.02—11 1-戊醇C 5H 12O 88.15 86 0.19 1.18—1.46
续表3
相对分相似相对含量/%序号化合物分子式 子质量度/%鲜葛根热风干燥真空干燥冷冻干燥12异戊醇C 5H 12O 88.15 95 0.81—1.20—13正庚醇C 7H 16O 116.20 90 0.16 0.18—0.25 14苯乙醇C 8H 10O 122.16 96 0.20 0.37——15 2-乙基己醇C 8H 18O 130.23 87 0.47——16α-松油醇C 10H 18O 154.25 82—0.23 0.13 0.02 17异山梨醇C 6H 10O 4146.14 82 0.30 0.17 0.20—18十一醇C 11H 24O 172.31 88 0.32—0.09 0.16 19 1-十六烷醇C 16H 34O 242.44 84 0.24——0.27 20正辛醇C 8H 18O 130.23 96 0.29 0.04—0.09 21 2-甲基-2,4-戊二醇C 6H 14O 2118.17 81 0.04 0.13 0.13 0.03 22 5-甲基-2-（1-甲基乙基）环己醇C 10H 20O 156.27 83 0.01 0.04 0.02—醇类小计 65.38 20.12 19.80 11.03 23丙酮酸乙酯C 5H 8O 3116.12 80——7.36 5.75 24乙酸乙酯C 4H 8O 288.11 94—9.07 0.33—25乳酸乙酯C 5H 10O 3118.13 94—1.72 3.26 0.75 26乙酸芳樟酯C 12H 20O 2196.29 84 0.01 0.13 3.20—27癸酸乙酯C 12H 24O 2200.32 81—0.02 0.27 0.34 28己酸己酯C 12H 24O 2200.32 81—0.06 0.04 0.52 29γ-己内酯C 6H 10O 2114.14 93—0.15—0.23 30甲酸芳樟酯C 11H 18O 2182.26 91——0.18 0.15 31十八酸乙酯C 20H 40O 2312.53 80——0.27 32十一酸乙酯C 13H 26O 2214.34 87——0.26 33乙酸松油酯C 12H 20O 2196.29 89—0.07 0.07 0.06 34乙酸薄荷酯 C 12H 22O 2198.30 84—0.22 0.06 0.10 35乙酸异戊酯C 7H 14O 2130.18 91—0.14——36乙酸己酯C 8H 16O 2144.21 97 0.21—0.17 0.07 37丁酸辛酯C 12H 24O 2200.32 83 0.12 0.13—0.13酯类小计 0.34 11.71 14.94 8.63 38正己醛C 6H 12O 100.16 95 23.33 27.95 28.76 35.23 39 2-甲基丁醛C 5H 10O 86.13 90——4.44 1.86 40壬醛C 9H 18O 142.24 95 1.57 2.39 1.02 1.24 41反-2-辛烯醛 C 8H 14O 126.20 91 0.14 2.05 0.94 2.09 42反-2-癸烯醛C 10H 18O 154.25 84—3.10——43庚醛C 7H 14O 114.19 97—0.98 0.15 1.48 44正辛醛C 8H 16O 128.21 96 0.15 1.05 0.45 0.78 45癸醛C 10H 20O 156.27 95 0.36 0.72 0.22 0.29 46异戊醛C 5H 10O 86.13 82——1.32—47反-2-庚烯醛C 7H 12O 112.17 84 0.10——1.17 48 2-己烯醛C 6H 10O 98.14 89—0.63 0.60—49苯甲醛C 7H 6O 106.12 96——0.55 0.61 50 2-壬烯醛C 9H 16O 140.22 93 0.30 0.40 0.22 0.24 51苯乙醛C 8H 8O 120.15 92—0.39 0.35 0.35 52反-2,4-庚二烯醛C 7H 10O 110.15 94—0.33 0.29 0.35 53反-2,4-壬二烯醛C 9H 14O 138.21 89 0.02 0.26 0.16 0.14 54月桂醛C 12H 24O 184.32 85 0.03 0.21 0.13 0.13 55反-2-戊烯醛C 5H 8O 84.12 86 0.16—0.33 0.56 56柠檬醛C 10H 16O 152.23 81——0.12 0.07 57椰子醛C 9H 16O 2156.22 92 0.03 0.04 0.03 0.05 58十一醛C 11H 22O 170.29 89 0.04 0.08 0.01 0.02醛类小计 26.23 40.58 40.09 46.66 59 3-羟基-2-丁酮C 4H 8O 288.11 96—1.65 4.60 6.02 60 2-正戊基呋喃C 9H 14O 138.21 85 0.30 2.74 1.05 4.24 61 2-乙酰基呋喃C 6H 6O 2110.11 86—1.29 2.05 1.52 62 3,5-辛二烯-2-酮C 8H 12O 124.18 92—1.76 1.10 1.01 63 2,3-辛二酮C 8H 14O 2142.20 89—1.36—1.52
续表3
注：—.未检出。
相对分相似相对含量/%序号化合物分子式 子质量度/%鲜葛根热风干燥真空干燥冷冻干燥64 3-庚烯-2-酮C 7H 12O 112.17 84——1.05 1.44 65 3-辛烯-2-酮C 8H 14O 126.20 90—1.84——66 4-甲基-2-戊酮C 6H 12O 100.16 84 0.82 0.88—0.04 67 6-甲基紫罗兰酮C 14H 22O 206.32 80—0.26 0.60—68 4-羟基-2,5-二甲基-3（2H）呋喃酮C 6H 8O 3128.13 91——0.39—69 2-戊酮C 5H 10O 86.13 80 0.13 0.34—0.18酮类小计 1.25 12.12 10.84 15.97 70乙酸C 2H 4O 260.05 94——1.86—71 2-氨基-5-甲基苯甲酸C 8H 9NO 2151.16 86—1.36——72己酸C 6H 12O 2116.16 89—1.20——73 2-甲基丁酸C 5H 10O 2102.13 89 0.50 0.13—0.77 74乙醛酸C 2H 2O 374.04 86 0.86—0.07 0.25 75正戊酸C 5H 10O 2102.13 92 0.19 0.11—0.33酸类小计1.55 2.80 1.93 1.35 76（+）-柠檬烯C 10H 16136.23 93—2.14 2.05 3.25 77七甲基壬烷C 16H 34226.44 98 0.04 1.05 0.71 0.67 78对异丙基甲苯C 10H 14134.22 95—1.00 1.44—79松油烯C 10H 16136.23 84—0.80 1.34—80月桂烷C 12H 26170.33 96—0.24 0.21 0.25 81正十五烷C 15H 32212.41 89 0.02 0.52 0.41 0.47 82萜品油烯C 10H 16136.23 85—0.37——83异癸烷C 10H 22142.28 84—0.24 0.24 0.57 84茴香脑C 10H 12O 148.20 86 0.04 0.04 0.06 0.14 85 1,4-二甲基-4-乙酰基-1-环己烯C 10H 16O 152.23 81 0.18 0.11 0.13—86α-蒎烯C 15H 24204.35 90—0.21 0.30 0.12 87 3,3-二甲基辛烷C 10H 22142.28 91 0.01 0.21 0.59 0.52 88瓦伦西亚橘烯C 15H 24204.35 84—0.13 0.11 0.11 89 4-甲基十二烷C 13H 28184.36 88 0.01—0.12 0.11 90 B-榄香烯C 15H 24204.36 87 0.02 0.03 0.02—烃类小计 0.32 7.09 7.73 6.21总计 95.07 94.42 95.33 89.85
由表3可知，运用HS-SPME-GC-MS法检测出鲜葛根和3 种干燥方式葛根全粉的香气物质共有90 种，其中包括醇类22种、醛类21 种、烃类15 种、酯类15 种、酮类11 种、酸类6 种。鲜葛根、热风干燥、真空干燥和冷冻干燥全粉各自鉴定出43、68、66 种和64 种挥发性香气成分。
从表3可以看出，鲜葛根的主要香气成分是醇类化合物，种类达15 种，总相对含量达65.38%，其中正己醇相对含量最高（52.82%），它具有嫩枝叶气息。而顺-3-己烯醇（7.66%）则呈现出强烈的青草香气和新茶叶气息。此外，呈现青草气及苹果香气的正己醛在鲜葛根香气中相对含量为23.33%，这3 种相对含量较高的香气物质共同构成了新鲜葛根特有的清新自然的青草气息。而在不同干燥的葛根全粉中，这3 种香气成分均发生了较大变化，其中正己醇的相对含量在热风干燥和真空干燥全粉中分别仅占0.13%和0.30%，在冷冻干燥全粉中则未检出。而顺-3-己烯醇在3 种全粉中均未检出。但正己醛的相对含量均有增加，特别是冷冻干燥葛根全粉中正己醛相对含量为35.23%，使得尖锐的青草气息相对弱化，而清新的果香相对增强。
3 种不同干燥方式葛根全粉的醇类呈香物质主要包括1-辛烯-3-醇、芳樟醇以及1-戊醇和α-松油醇等。其中1-辛烯-3-醇和芳樟醇分别呈现出柔和的蘑菇香气和铃兰香气，这2 种芳香成分在鲜葛根中相对含量分别为1.72%和0.15%，而不同干燥工艺使得这2 种醇类相对含量增加，冷冻干燥方式增加最多，相对含量分别达3.19%和1.79%。1-戊醇具有杂醇油的气味，对香气的呈现有不利的影响，新鲜葛根中1-戊醇相对含量为0.19%，热风干燥和冷冻干燥全粉中其相对含量均有上升，而真空干燥全粉则未检出。α-松油醇具有少许的樟脑气味，对风味会产生反作用，新鲜葛根中并未检测出α-松油醇，而3 种全粉中均有α-松油醇产生，热风干燥处理相对含量最高（0.23%），而冷冻干燥全粉中α-松油醇相对含量仅为0.02%，对葛根全粉的香气影响最小。
热风干燥、真空干燥、冷冻干燥葛根全粉中醛类香气物质较鲜葛根分别增加了54.70%、52.84%和77.89%。反-2-辛烯醛、正辛醛等呈现出黄瓜和柑橘样香气的成分相对含量均有增加。2-甲基丁醛具有独特的可可和咖啡香气，其在鲜葛根和热风干燥全粉中均未检出，而在真空干燥和冷冻干燥全粉中检出相对含量分别为4.44%和1.86%，这可能是蒸煮过程中缬氨酸和葡萄糖发生降解反应所产生，而干燥时的真空环境对其有较好的保留作用 [27]。
酮类一般被认为呈脂香和焦香香气，并且随着碳链增长呈现出增强的花香气息。鲜葛根的酮类香气物质相对含量仅为1.25%，而热风干燥、真空干燥、冷冻干燥全粉的酮类香气物质相对含量分别达到12.12%、10.84%和15.97%。可能的原因如下：一方面，与蒸煮和干制过程中发生Maillard反应有关。Maillard反应时间和温度直接影响呋喃酮等风味成分的含量和种类，2-正戊基呋喃和2-乙酰基呋喃是食品热加工中Maillard反应的典型产物 [28]。另一方面，一定的真空度促成了物料中香气前体物质的转化，促进了风味物质的生成，具有强烈的奶油、脂肪香气的3-羟基-2-丁酮在真空干燥和冷冻干燥中的相对含量分别达到4.60%和6.02%，而在热风干燥中相对含量仅为1.65%。
鲜葛根中检测出的酯类挥发性香气成分相对含量仅为0.34%。真空干燥全粉的酯类呈香物质主要是丙酮酸乙酯（7.36%）、乳酸乙酯（3.26%）和乙酸芳樟酯（3.20%），这3 种酯类均呈现出新鲜甜润的花果香气。而热风干燥全粉的酯类香气成分主要是具有微带酒香气息的乙酸乙酯（9.07%）以及清灵水果香气的乳酸乙酯（1.72%）。冷冻干燥的主要酯类呈香物质仅保留了丙酮酸乙酯（5.75%），但同时也新生成了十八酸乙酯（0.27%）和十一酸乙酯（0.26%），使全粉增加了椰子和坚果香气。这些酯类香气成分主要是由Maillard反应、脂肪热氧化以及热降解的二次反应产物，如真空干燥全粉中所检测到的乙酸异戊酯具有香蕉气味，是亮氨酸经Strecker降解反应产生的 [29]；此外还有研究指出不挥发性直链酯、缬氨酸和异亮氨酸在高温及酶的作用下可生成易挥发的直链酯 [30]。
本实验研究了不同干燥方式对葛根全粉的基本成分、抗氧化能力以及香气成分的影响。不同干燥方式条件下，葛根全粉的淀粉、粗蛋白、粗脂肪等基本成分含量差异显著，真空干燥对葛根的各项营养物质均有较好的保存，除还原糖外，各项指标都明显优于热风干燥后的产品。总黄酮和总酚是葛根中主要的抗氧化物质，冷冻干燥方式下葛根全粉的总黄酮和总酚含量最高，其自由基清除力、还原力和金属离子螯合能力也最好，而热风干燥所得产品的抗氧化能力最低。运用HS-SPME-GCMS法检测出鲜葛根和3 种干燥方式葛根全粉的香气物质共有90 种，鲜葛根、热风干燥、真空干燥和冷冻干燥全粉各自鉴定出43、68、66 种和64 种挥发性香气成分。鲜葛根主体香气成分为正己醇、顺-3-己烯醇和正己醛，酯类相对含量仅为0.34%。3 种干燥方式葛根全粉香气物质中醇类大量减少，主体香气成分为醛酮类和酯类，比起热风干燥，真空干燥和冷冻干燥对于鲜葛根中的香气成分有更好的保留和增加效果，并且减少了部分对风味有反作用的物质。
整体而言，冷冻干燥处理的葛根全粉抗氧化能力最高，真空干燥则能够较完整的保存葛根的营养价值，且对于葛根的香气也有较好的保留和增加。因此综合考虑，真空干燥可作为目前葛根产品生产上值得推广的干燥方式。我国有丰富的葛根资源和广阔的潜在消费市场，葛根全粉的加工还存在较大的改进空间，后期实验还需进一步研究比较其他加工和干燥方式，对比分析以便为葛根全粉开辟更为合适的加工与干燥方式。
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Effect of Different Drying Methods on the Antioxidant Properties and Aromatic Composition of Whole Flour from Pueraria lobata Roots
WU Qiong, LIU Yi, WU Qingyuan, JIANG Heti*
(College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400716, China)
Abstract：The influences of hot air drying, freeze drying and vacuum drying on the basic components, antioxidant properties and aromatic composition of whole flour from Pueraria lobata roots were studied. The results indicated that the contents of starch, protein, fat and other basic components in flours produced by different drying methods were significantly different (P ＜ 0.05). The contents of total flavonoids and total phenolics in the flour prepared by freeze drying were 2.46 and 1.37 g/100 g, respectively, which were significantly higher than those obtained by the other drying methods (P ＜ 0.05). The free radical scavenging activity, reducing power and metal ion chelating ability of the flour prepared by freeze drying were found to be the highest. On the other hand, the antioxidant capacity of hot air dried flour was the lowest. Analysis by solid-phase micro extraction (SPME) and gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS) showed that a total of 43, 68, 66 and 64 volatile aromatic components were identified in fresh Pueraria lobata roots, and hot air dried, vacuum dried and freeze dried flours, respectively. This study found that vacuum drying and freeze drying provided better retention and even enhancement of the aroma components in fresh Pueraria lobata roots, while reducing some components contributing negatively to the flavor.
Key words：whole flour from Pueraria lobata roots; drying method; antioxidant properties; aromatic composition
DOI：10.7506/spkx1002-6630-201706032
中图分类号：TS201.4
文献标志码：A
文章编号：1002-6630（2017）06-0202-07
引文格式：
吴琼, 刘奕, 吴庆园, 等. 不同干燥方式对葛根全粉抗氧化性能和香气成分的影响[J]. 食品科学, 2017, 38(6): 202-208.
DOI:10.7506/spkx1002-6630-201706032. http://www.spkx.net.cn
WU Qiong, LIU Yi, WU Qingyuan, et al. Effect of different drying methods on the antioxidant properties and aromatic composition of whole flour from Pueraria lobata roots[J]. Food Science, 2017, 38(6): 202-208. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201706032. http://www.spkx.net.cn
收稿日期：2016-04-18
作者简介：吴琼（1992—），女，硕士研究生，研究方向为食品生物技术。E-mail：wuqiong0212@qq.com
*通信作者：蒋和体（1963—），男，教授，博士，研究方向为农产品加工。E-mail：jheti@126.com