紅棗(ZiziphusjujubaMill)是鼠李科棗屬植物棗樹(shù)的成熟果實(shí),具有悠久的栽培歷史。紅棗資源豐富,栽培面積與產(chǎn)量均居世界之首。紅棗營(yíng)養含量豐富,食用價(jià)值與藥用價(jià)值較高,鮮棗果除少量用以鮮食外,絕大部分用以干制,以克服儲藏期短,容易腐爛等缺點(diǎn),干制是紅棗加工的基礎技術(shù),紅棗中富含多酚、可溶性糖、有機酸等營(yíng)養物質(zhì),干燥過(guò)程相關(guān)成分易損失而影響品質(zhì)。目前工業(yè)生產(chǎn)中紅棗干制主要運用三段式熱風(fēng)干燥技術(shù),但存在耗能較高,干燥效率較低,品質(zhì)不佳等問(wèn)題。近年來(lái)新型干燥技術(shù)發(fā)展迅速,微波干燥技術(shù)受到廣泛關(guān)注,紅棗經(jīng)微波干燥后,棗果溫度升高較快容易引起品質(zhì)劣變,有研究表明將傳統熱風(fēng)與微波聯(lián)合干燥運用到紅棗干制中,其棗果的干燥品質(zhì)較好,FangShuzeng等運用微波熱風(fēng)的組合干燥方式干制紅棗,其品質(zhì)較熱風(fēng)干燥明顯提高,品質(zhì)優(yōu)于熱風(fēng)干燥產(chǎn)品。
有研究表明,紅棗經(jīng)預處理后干燥效率明顯提高,干燥品質(zhì)顯著(zhù)改善,但將不同預處理方式應用到紅棗微波熱風(fēng)聯(lián)合干燥中探究其干燥過(guò)程相關(guān)品質(zhì)的變化研究較少。本研究將超聲波、熱水、堿性油酸乙酯乳液、冷凍4種預處理方式應用到微波-熱風(fēng)聯(lián)合干燥中,比較不同預處理方式下干燥紅棗的酚類(lèi)物質(zhì)、可溶性糖、有機酸、三萜酸、維生素C、總酚、總黃酮含量及抗氧化能力,以期為提高紅棗的干燥品質(zhì)提供理論依據。
1材料與方法
1.1材料與試劑
山西板棗(初始干基含水率224.32%):采自山西稷縣,挑選均勻堅硬果實(shí)作為干燥用果,采摘后及時(shí)運回實(shí)驗室,及時(shí)預冷儲存于低溫冰箱中備用[溫度(0±1)℃,相對濕度90%]。甲醇、磷酸、油酸乙酯、碳酸鉀、沒(méi)食子酸、槲皮素、維生素C:國藥集團化學(xué)試劑有限公司;兒茶素、表兒茶素、丁香酸、咖啡酸、阿魏酸、綠原酸、對香豆酸、蘆?。荷虾T慈~生物科技有限公司;白樺脂酸、熊果酸、齊墩果酸、山楂酸、蘋(píng)果酸、檸檬酸、琥珀酸、富馬酸、環(huán)磷酸腺苷(levetiracetam,cAMP)標準品:上海博蘊生物科技有限公司;DPPH試劑、Trolox、福林酚試劑:Sigma公司。以上試劑均為分析純。
1.2儀器與設備
SB-500DTY型超聲波掃頻清洗機:寧波新芝生物科技股份有限公司;HH-S6雙列六孔型電熱水浴鍋:北京科偉有限公司;DHG-9070A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱:上海精宏實(shí)驗設備有限公司;NJ07-3型微波設備:南京杰全微波設備有限公司;ALC-210.3型電子分析天平:賽多利斯艾科勒公司;UV-mini1240型紫外-可見(jiàn)分光光度計、LC-2010AHT型液相色譜儀:日本島津公司。
1.3方法
1.3.1預處理條件
從低溫冰箱中取出紅棗,挑選均勻果實(shí)洗凈并擦干,每個(gè)預處理組選取2000g棗果備用,超聲處理條件參考陳文敏等的方法:超聲頻率40kHz、超聲時(shí)間40min、功率350W;熱水處理條件參考AdeOmowaye等的方法:沸水浸泡90s;堿性油酸乙酯乳液處理組條件參考ZhuBaomeng等的方法:2%的油酸乙酯與5%的碳酸鉀溶液混合處理10min。冷凍處理組參考羅東升等的方法:將紅棗果放置于-18℃冰箱中預凍12h,后解凍至室溫(25℃),各預處理條件處理后充分洗凈并擦干,以待后續干燥試驗,各預處理條件皆為文獻報道的最佳預處理條件。
1.3.2干燥條件
參照羅東升等方法,設置干燥試驗條件為微波功率60W,熱風(fēng)溫度45℃,第一段間歇比為4(5s/15s)、水分轉換點(diǎn)為1g/g、第二段間歇比為6(5s/25s)。將紅棗干燥至水分比MR=0.3左右。
1.3.3酚類(lèi)含量測定
紅棗中總酚、總黃酮的提取及測定參考文獻的方法處理,以沒(méi)食子酸與槲皮素為標準品,將紅棗提取物稀釋至合適倍數后進(jìn)行測定。
單體酚含量的測定:利用高效液相色譜法(highperformanceliquidchromatography,HPLC)測定紅棗中酚類(lèi)物質(zhì)的含量,單體酚類(lèi)物質(zhì)的提取方法與總酚提取方法一致,色譜條件參考文獻并略有改動(dòng),色譜柱:SymmetryC18色譜柱(4.6mm×250mm,3μm),流動(dòng)相為A:乙腈,B:pH2.5的甲酸水溶液,A∶B=90∶10,流速為0.8mL/min,溫度:30℃,檢測波長(cháng):285nm,進(jìn)樣量:10μL。
1.3.4可溶性糖含量測定
1)可溶性糖的提?。喝∪ズ藯椆?g研磨勻漿,加入50mL蒸餾水超聲輔助提取30min,后用低溫離心機于9000r/min下離心10min取上清液,濾渣重復提取3次合并上清液,過(guò)0.45μm的水系濾膜后待測。2)可溶性糖含量的測定:利用高效液相色譜法(HPLC)測定紅棗中可溶性糖含量。
1.3.5有機酸含量測定
準確稱(chēng)取棗果果肉2.5g,充分研磨后將其置于三角瓶中加入100mL蒸餾水,超聲輔助提取30min,使用6000r/min的低溫離心機離心15min,收集離心后的上清液,提取步驟重復3次,最后合并上清液將其旋蒸至干,最后蒸餾水定容至15mL,過(guò)0.45μm濾膜,采用高效液相色譜法測定有機酸含量。色譜柱:SymmetryC18色譜柱(4.6mm×250mm,3μm);流動(dòng)相為A:甲醇,B:pH2.6的磷酸二氫鉀溶液,A∶B=97∶3,流速為0.5mL/min,溫度:30℃,進(jìn)樣量:20μL。
1.3.6三萜酸含量測定
1)三萜酸的提?。簻蚀_稱(chēng)取1g棗果果肉,研磨后加入30mL85%的乙醇溶液中,超聲輔助提取45min后以5000r/min離心20min,取上清液,提取步驟重復3次,合并上清液后旋轉蒸發(fā)至干,后用超純水定容至25mL,過(guò)0.45μm濾膜。2)總三萜含量的測定:參考文獻并略有改動(dòng)。三萜酸單體含量利用高效液相色譜法(HPLC)定量分析,色譜柱:SymmetryC18色譜柱(4.6mm×250mm×5μm);流動(dòng)相為A:甲醇,B:pH3.0的磷酸水溶液,A∶B=90∶10,流速為0.6mL/min,溫度:25℃,檢測波長(cháng):210nm,進(jìn)樣量:5μL。
1.3.7維生素C測定
依據GB5009.86-2016《食品安全國家標準食品中抗壞血酸的測定》2,6-二氯靛酚滴定法測定維生素C含量。
1.3.8抗氧化能力測定
取5g棗果果肉,研磨后用20mL80%甲醇溶液超聲輔助提取30min,5000r/min離心20min收集上清液,重復提取3次,合并上清液液并用80%甲醇定容至100mL,用于抗氧化能力測定。紅棗棗果抗氧化能力的測定采用自由基清除法(DPPH)及鐵離子還原法(ferric-reducing/antioxidantpowe,FRAP),具體方法參考文獻,DPPH自由基清除能力測定使用Trolox作為標準對照品,結果以mmol
TE/LDW表示,FRAP鐵還原能力的測定使用維生素C作為標準對照品,結果以mgAAE/10gDW表示。
1.4數據分析
每組試驗重復3次,利用Minitab16.2.3軟件進(jìn)行統計處理,利用鄧肯檢驗分析進(jìn)行差異顯著(zhù)性分析,數據均以x±s表示,p<0.05表示差異顯著(zhù)。
2結果與分析
2.1不同處理條件下酚類(lèi)物質(zhì)含量
不同預處理條件下干燥棗果的酚類(lèi)物質(zhì)含量如表1所示。
紅棗中酚類(lèi)物質(zhì)含量豐富,極富生物活性,對其營(yíng)養價(jià)值和保健功能具有重要意義,由表1可知:8種單體酚類(lèi)中,兒茶素、綠原酸含量較高,為主要的酚類(lèi)物質(zhì)。無(wú)論是經(jīng)過(guò)預處理還是未處理紅棗干燥后主要酚類(lèi)物質(zhì)含量顯著(zhù)低于鮮棗,紅棗經(jīng)超聲波處理后干燥兒茶素、綠原酸含量較高(兒茶素含量為37.2mg/100gDW,綠原酸含量為38.2mg/100gDW),主要原因為超聲處理使果皮蠟質(zhì)層產(chǎn)生了裂縫,水分更易從內部擴散出來(lái),減少了干燥時(shí)間,酚類(lèi)物質(zhì)與氧氣接觸時(shí)間較短,保留率較高,紅棗經(jīng)堿性油酸乙酯處理后干燥兩種主要的酚類(lèi)物質(zhì)含量最低(兒茶素含量為18.1mg/100gDW,綠原酸含量為22.6mg/100gDW),這可能是由于堿性油酸乙酯的作用使紅棗果皮蠟質(zhì)結構破壞最為嚴重,酚類(lèi)物質(zhì)與氧氣大量接觸降解速度變快,目前未有相關(guān)研究報道超聲處理與堿性油酸乙酯處理紅棗干燥后其主要酚類(lèi)物質(zhì)含量不同的原因,推測其可能的原因為堿性有機試劑處理棗果其果皮蠟質(zhì)層結構破壞嚴重,紅棗中酚類(lèi)物質(zhì)溶解破壞較為嚴重,而超聲處理較堿性油酸乙酯處理酚類(lèi)物質(zhì)保留率較高的原因可能為果皮蠟質(zhì)層結構破壞相對較輕,其酚類(lèi)物質(zhì)溶解破壞較少,兩者都能顯著(zhù)提高干燥效率減少干燥時(shí)間,兩者酚類(lèi)物質(zhì)保留率較高。紅棗果經(jīng)冷凍處理后丁香酸含量最高(8.1mg/100gDW),熱水處理后棗果的蘆丁含量最高(8.5mg/100gDW),這可能是由于特殊處理過(guò)程促進(jìn)了其它酚類(lèi)物質(zhì)的轉化。
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