杜麗娟,冀曉龍,許芳溢,楊世龍,王 敏*
(西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,陜西 楊凌 712100)
低溫真空膨化與自然干制對(duì)紅棗抗氧化活性的影響
杜麗娟,冀曉龍,許芳溢,楊世龍,王 敏*
(西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,陜西 楊凌 712100)
目的:研究低溫真空膨化和自然干制對(duì)紅棗抗氧化成分及活性的影響,為生產(chǎn)加工優(yōu)質(zhì)棗產(chǎn)品和低溫真空膨化技術(shù)在紅棗加工方面應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。方法:以矮化密植棗樹所得棗果為材料,采用Folin-Ciocalteu與NaNO2-Al(NO3)3法測(cè)定總酚、總黃酮含量;通過DPPH自由基清除率、ABTS+·清除能力、總還原力和抗亞油酸過氧化能力等指標(biāo)表征棗果抗氧化能力;采用高效液相色譜法對(duì)酚類化合物進(jìn)行定性定量分析。結(jié)果:紅棗經(jīng)膨化后總酚含量顯著增加,而總黃酮未發(fā)生明顯變化,自然干制使總酚、總黃酮含量顯著降低。膨化棗DPPH自由基清除能力和總還原力顯著優(yōu)于鮮棗和自然干制棗,自然干制處理使紅棗ABTS+?清除能力和β-胡蘿卜-亞油酸抗氧化活性顯著低于膨化棗與鮮棗。膨化棗中總酚、總黃酮和抗氧化能力顯著高于自然干制棗。干制處理使棗果中酚類化合物組成發(fā)生明顯變化,膨化棗中沒食子酸、對(duì)羥基苯甲酸、咖啡酸、對(duì)香豆酸、阿魏酸、蘆丁、肉桂酸和槲皮素的含量最高。相關(guān)性研究表明鮮棗與干制棗中抗氧化活性與總酚、總黃酮顯著相關(guān)。結(jié)論:低溫真空膨化棗含有豐富的酚類化合物與最高抗氧化能力,且加工時(shí)間短,口感酥脆香甜。綜上所述,低溫真空膨化技術(shù)可作為一種可用于規(guī)?;芍茥椀默F(xiàn)代化加工技術(shù)。
棗;低溫真空膨化;高效液相色譜;抗氧化能力;酚類物質(zhì)
棗(Zizyphus jujube Mill.)屬于鼠李科棗屬植物,是我國(guó)的特色果品之一,其栽培歷史悠久,種植面積廣泛[1]。棗不僅營(yíng)養(yǎng)豐富,味美香甜,同時(shí)又是補(bǔ)中益氣、養(yǎng)血安神、緩和藥性的常用中藥,是天然藥食同源的果品[2]。棗含有較豐富的糖、氨基酸、礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分,且富含酚類化合物,能有效保護(hù)組織免受自由基引起的氧化損傷,可清除自由基、抗老化、抑制脂質(zhì)過氧化、防止心血管疾病和抑制癌細(xì)胞等[3]。
鮮棗季節(jié)性強(qiáng),貯藏期短,極易腐爛,造成極大的資源浪費(fèi)。為了延長(zhǎng)鮮果貨架期,常采用自然晾曬方式干制果品。在自然曬干過程中,由于陽(yáng)光直射,造成果品褐變、形狀皺縮、功能性物質(zhì)大量損失等[4],而且晾曬過程中其干燥參數(shù)不可控制,極易受天氣狀況影響而導(dǎo)致棗霉變、腐爛,給棗農(nóng)帶來(lái)極大的經(jīng)濟(jì)損失。因此,合理的干燥方式對(duì)棗保藏和銷售極其重要,因其可改變食物結(jié)構(gòu),賦予新風(fēng)味,干燥產(chǎn)品體積小、質(zhì)量輕,便于儲(chǔ)運(yùn)。根據(jù)Gao Qinghan等[5]的研究結(jié)果表明:微波和冷凍干燥是棗果的最佳干燥技術(shù),分別有較高的酚類化合物與總酚含量。但在紅棗實(shí)際加工中,微波技術(shù)由于高成本和操作等問題未能實(shí)現(xiàn)棗規(guī)?;a(chǎn),冷凍干燥棗果所需時(shí)間長(zhǎng)且成本高昂。此外,棗含糖量極高,冷凍干燥產(chǎn)品存在易吸潮、貨架期短等不足之處,基于以上原因,還未真正投入到棗連續(xù)化成產(chǎn)過程中。
本實(shí)驗(yàn)采用低溫真空膨化技術(shù)干制紅棗,是一種快速而且成本較為低廉的新型果蔬干燥技術(shù)。該技術(shù)能夠生產(chǎn)出類似冷凍干燥的產(chǎn)品,并有復(fù)水性高,復(fù)水速度快、色香味保存好等優(yōu)點(diǎn)[6]。蘋果、馬鈴薯等部分果蔬食品在國(guó)外已實(shí)現(xiàn)連續(xù)化、規(guī)?;a(chǎn)。在我國(guó)有關(guān)低溫真空膨化果蔬脆片的研究大多集中在工藝優(yōu)化方面,而對(duì)膨化處理對(duì)棗中抗氧化物質(zhì)的影響卻鮮見報(bào)道。為此,本實(shí)驗(yàn)以矮化密植棗樹所得梨棗為材料,以鮮棗為對(duì)照,比較膨化干制和傳統(tǒng)自然干制對(duì)棗中總酚、總黃酮、酚類物質(zhì)組成及抗氧化能力的影響,旨在為低溫真空膨化技術(shù)在棗干制方面的應(yīng)用提供依據(jù),為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的膨化產(chǎn)品提供新思路。
1.1 材料與試劑
成熟梨棗采摘于陜西榆林米脂縣銀州鎮(zhèn)孟岔村山地棗示范基地矮化密植棗園,采摘后預(yù)冷并運(yùn)至0~4 ℃冷庫(kù)中儲(chǔ)藏。
蘆丁、槲皮素、兒茶素、表兒茶素、沒食子酸、原兒茶酸、對(duì)羥基苯甲酸、綠原酸、香草酸、咖啡酸、對(duì)香豆酸、阿魏酸、鞣花酸、肉桂酸、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)、2,2-聯(lián)氮-雙(3-乙基-苯并噻唑啉-6-磺酸)(2,2-azinobis-(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonate),ABTS)、福林酚試劑 美國(guó)Sigma公司;吐溫-40 德國(guó)默克公司;無(wú)水甲醇、無(wú)水乙醇、鹽酸、Al(NO3)3、NaOH、NaNO2、Na2CO3等均為分析純 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。
1.2 儀器與設(shè)備
HH-4水浴鍋 國(guó)華電器有限公司;JD400-3電子分析天平 沈陽(yáng)龍騰電子有限公司;ESB-300實(shí)驗(yàn)室均質(zhì)機(jī) 上海易勒機(jī)電設(shè)備有限公司;KDC-40低速離心機(jī)、HC-2516高速離心機(jī) 科大創(chuàng)新股份有限公司;RE-52AA旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 上海亞榮生化儀器廠;KQ-700DE型數(shù)控超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司;UV-1240分光光度計(jì) 日本島津公司;高效液相色譜儀 美國(guó)Waters公司。
1.3 方法
1.3.1 紅棗的干制處理
1.3.1.1 膨化處理
參照畢金峰[7]的方法加以改進(jìn),具體步驟如下:挑選大小均一的紅棗,清除表面雜質(zhì),手工去核,切成厚度約為5 mm空心棗圓片,浸沒在0.2%檸檬酸溶液中30 min,瀝干后使用預(yù)干機(jī)使水分含量達(dá)到約為30%。均濕數(shù)小時(shí),均一平鋪于膨化罐的鋼絲托盤上,密封膨化罐。在開啟真空泵之前,通過管道通入熱蒸汽使罐溫達(dá)到約90 ℃,通過空氣壓縮機(jī)使罐內(nèi)的壓力達(dá)到0.2 MPa,20 min后開啟泄壓閥,原料瞬間膨化并抽真空,迅速將蒸汽管道中通入冷卻水使其溫度降至80 ℃,抽空2.5 h(-0.098 MPa),然后通入冷卻水將溫度降至20~25 ℃持續(xù)5~10 min,打開通氣閥門,恢復(fù)常壓后開罐取出樣品,包裝。
1.3.1.2 曬干處理
根據(jù)Gao Qinghan等[5]并稍做修改,將新鮮棗隨機(jī)分成若干份,稱重后置于白色托盤中,白天置于室外曝于陽(yáng)光下,晚上放置于室內(nèi),直至水分含量約為22%。
1.3.2 抗氧化物質(zhì)的提取
將樣品破碎,分別稱取適量鮮棗和干制棗,按照1∶50(m/V)加入80%甲醇溶液,均質(zhì)后超聲提取30 min,提取液 3 500 r/min離心15 min,收集上清液,重復(fù)提取3 次,合并上清液。45 ℃旋轉(zhuǎn)蒸干,純甲醇溶解殘余并定容到10 mL,得樣品提取液,分裝于離心管中,-18 ℃保存?zhèn)溆?,用于測(cè)定總酚、總黃酮和抗氧化活性。
1.3.3 總酚含量的測(cè)定
總酚含量的測(cè)定按Guo Xudan等[8]方法,取125 μL稀釋后的抗氧化提取液與500 μL蒸餾水混合后加入125 μL Folin-Ciocalteu試劑。充分混勻在室溫下放置6 min,然后加入1.25 mL 7%碳酸鈉溶液及1 mL蒸餾水,渦旋混勻置于暗處反應(yīng)90 min,于760 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。樣品總酚含量以每克樣品干基(dry weight,DW)中含有相當(dāng)沒食子酸(gallic acid,GAE)的毫克數(shù)(mg GAE/g DW)表示。
1.3.4 總黃酮含量的測(cè)定
總黃酮的測(cè)定參照于金剛等[9]方法。取一定量的樣品提取液與200 μL 5% NaNO2溶液混勻,避光反應(yīng)6 min,然后加入200 μL 10% Al(NO3)3溶液混合后靜置6 min,再加入2 mL 4% NaOH溶液,最后加入蒸餾水使反應(yīng)液體積為5 mL,混勻后置于室溫下避光反應(yīng)15 min,于510 nm 波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品,樣品總黃酮含量以每克樣品干基中所含蘆丁的當(dāng)量毫克數(shù)表示(mg 蘆丁當(dāng)量/g DW)。
1.3.5 抗氧化活性的測(cè)定
1.3.5.1 DPPH自由基清除能力的測(cè)定
參照Wu Chunsen等[10]方法,取1 mL稀釋樣品液與1 mL DPPH甲醇溶液混合搖勻,室溫避光反應(yīng)30 min后,于517 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。以Trolox為標(biāo)準(zhǔn)品,樣品的DPPH自由基清除能力以100 g樣品干基中所含Trolox的當(dāng)量毫摩爾數(shù)表示(mmol Trolox當(dāng)量/100 g DW)。
1.3.5.2 ABTS+?清除能力的測(cè)定
參照Gao Qinghan等[11]的方法進(jìn)行測(cè)定,將25 mL 5 mol/L ABTS溶液與1.5 g二氧化錳混合均勻,在室溫下放置30 min,以制備ABTS+?儲(chǔ)備液。用pH 7.4的磷酸緩沖液將ABTS+?溶液調(diào)至在734 nm波長(zhǎng)處吸光度(A734nm)為0.7的工作液。取200 μL稀釋提取液與3.0 mL ABTS+?溶液迅速混勻后測(cè)定A734nm值。以Trolox為標(biāo)準(zhǔn)品,樣品的ABTS+?清除能力以100 g樣品干基中所含Trolox的當(dāng)量毫摩爾數(shù)表示(mmol Trolox當(dāng)量/100 g DW)。
1.3.5.3 總還原力的測(cè)定
參照徐元元等[12]方法進(jìn)行測(cè)定,取1 mL稀釋后的提取液與2 mL 0.2 mol/L磷酸緩沖液(pH 6.6)和2 mL 1%鐵氰化鉀混合,于50 ℃水浴反應(yīng)20 min,快速冷卻,再加入2 mL 10% 三氯乙酸終止反應(yīng),振蕩1 min,混勻。取2 mL反應(yīng)液,加入0.4 mL 0.1% FeCl3,在加入2 mL蒸餾水,暗處反應(yīng)30 min于700 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。以VC為標(biāo)準(zhǔn)品,樣品總還原力以100 g樣品干基中所含VC的當(dāng)量毫克數(shù)表示(mg VC當(dāng)量/100 g DW)。
1.3.5.4 β-胡蘿卜素-亞油酸體系
參照Shahidi等[13]的方法測(cè)定,將2.0 mg β-胡蘿卜素、45 mg亞油酸、350 mg吐溫-40用氯仿溶解定容至10 mL,形成β-胡蘿卜素-亞油酸乳化體系,避光保存。取2 mL上述溶液于圓底燒瓶中,45 ℃旋轉(zhuǎn)蒸干,然后用富氧水定容至100 mL。將100 μL提取液與4 mL上述反應(yīng)介質(zhì)液混合,50 ℃水浴反應(yīng)60 min,在470 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度??瞻捉M為無(wú)β-胡蘿卜素溶液,對(duì)照組為用80%甲醇代替提取液。重復(fù)測(cè)定3 次,結(jié)果用抗氧化系數(shù)(antioxidant activity coeffi cient,AAC)表示。
式中:As60為樣品反應(yīng)體系60 min時(shí)的吸光度;Ac60為對(duì)照反應(yīng)體系60 min時(shí)的吸光度;Ac0為對(duì)照反應(yīng)體系0 min時(shí)的吸光度。
1.3.6 酚類物質(zhì)分析
HPLC法分析樣品的制備:方法同于抗氧化物質(zhì)提取,測(cè)試前用0.45 μm針頭式過濾器過濾。
色譜條件[5]:Waters Symmetry C18柱(4.6 mm× 150 mm,5 μm),紫外檢測(cè)波長(zhǎng):280 nm;柱溫:30 ℃,進(jìn)樣量:10 μL,流速:0.8 mL/min,流動(dòng)相A:甲醇,流動(dòng)相B:超純水(用磷酸調(diào)節(jié)pH值為2.6)。梯度洗脫程序:0 min,15% A;15~25 min,25% A;65 min,75% A;70 min,15% A。
1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析
數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用DPS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)所有樣品進(jìn)行3次重復(fù),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用±s表示。
2.1 不同干制方式對(duì)紅棗中總酚和總黃酮含量的影響
圖1 干制方式對(duì)紅棗中總酚含量的影響Fig.1 Effect of drying methods on the content of total phenolics in dried jujubes
由圖1可知,膨化處理后棗果中總酚含量不僅沒有下降,反而顯著增加(P<0.05)。自然曬干使紅棗中總酚含量顯著減少(P<0.05),損失將近45%。
圖2 干制方式對(duì)紅棗中總黃酮含量的影響Fig.2 Effect of drying methods on the content of total flavonoids in dried jujubes
由圖2可知,干制處理對(duì)紅棗中總黃酮的影響與總酚有相似的趨勢(shì),膨化棗與鮮棗總黃酮之間無(wú)顯著差異(P>0.05),自然曬干引起總黃酮顯著下降(P<0.05),其損失率為37%。兩種不同干制方式之間存在顯著差異(P<0.05),膨化棗中總酚、總黃酮含量比自然曬干棗高38%和55%。結(jié)果表明膨化處理使紅棗中總酚含量顯著增加,對(duì)總黃酮含量無(wú)顯著性影響(P>0.05),而自然干制處理導(dǎo)致總酚、總黃酮大量損失。
2.2 抗氧化能力的比較
2.2.1 不同干制方式對(duì)紅棗DPPH自由基清除能力的影響
圖3 干制方式對(duì)紅棗DPPH自由基清除能力的影響Fig.3 Effect of drying methods on DPPH radical scavenging capacity of dried jujubes
由圖3可知,鮮棗與干制棗DPPH自由基清除能力在12.23~30.61 mmol Trolox當(dāng)量/100 g DW之間。紅棗經(jīng)膨化后清除自由基能力顯著增加(P<0.05),與鮮棗相比,增加了23%。而自然干制使紅棗清除自由基能力顯著降低(P<0.05)??梢?,膨化干制棗的DPPH自由基清除能力顯著高于鮮棗與自然干制棗(P<0.05)。
2.2.2 不同干制方式對(duì)紅棗ABTS+?清除能力的影響
圖4 干制方式對(duì)紅棗ABTS+·清除能力的影響Fig.4 Effect of drying methods on ABTS radical scavenging capacity of dried jujubes
由圖4可知,膨化棗提取物清除能力最強(qiáng),高達(dá)7.79 mmol Trolox當(dāng)量/100g DW,鮮棗次之,自然干制棗最弱。在ABTS+?清除能力中膨化棗與鮮棗之間無(wú)顯著差異(P>0.05),而自然干制使棗果ABTS+?清除能力顯著下降(P<0.05),其降低了54%。研究結(jié)果表明,膨化棗與鮮棗有相近的ABTS+?清除能力,而膨化棗ABTS+?清除能力比自然干制棗高56%。
2.2.3 不同干制方式對(duì)紅棗總還原力的影響
圖5 干制方式對(duì)紅棗總還原能力的影響Fig.5 Effect of drying methods on reducing power of dried jujubes
由圖5可知,鮮棗和干制棗的總還原力在235.52~509.98 mg VC當(dāng)量/100 g DW范圍內(nèi)變化。低溫真空膨化處理導(dǎo)致總還原力顯著增強(qiáng)(P<0.05),而自然干制使總還原力顯著降低(P<0.05),相比于鮮棗總還原力下降47%。膨化棗的總還原力較鮮棗與自然干制棗分別高14%和54%。
2.2.4 不同干制方式對(duì)紅棗β-胡蘿卜素-亞油酸抗氧化活性的影響
圖6 干制方式對(duì)紅棗抗氧化活性的影響Fig.6 Effect of drying methods on AAC value of dried jujubes
如圖6所示,紅棗經(jīng)膨化后AAC與鮮棗無(wú)顯著性差異(P>0.05),而自然干制導(dǎo)致其含量顯著降低(P<0.05)。本結(jié)果表明,膨化干制棗的β-胡蘿卜素-亞油酸抗氧化活性較鮮棗和自然干制棗均高出17%。
2.3 不同干制方式紅棗中抗氧化物質(zhì)的組成分析
HPLC方法根據(jù)各標(biāo)準(zhǔn)品的保留時(shí)間和峰面積可以定性及定量分析得到酚類物質(zhì)種類、含量,因而相對(duì)于分光光度法而言能提供更精準(zhǔn)深入的信息[14]。所檢測(cè)的14 種酚類物質(zhì)的混合標(biāo)準(zhǔn)品色譜圖如圖7所示。鮮棗和干制紅棗提取物的多酚類物質(zhì)如表1所示,鮮棗與干制紅棗中酚類物質(zhì)含量和組成有很大差別,干制方式的不同也會(huì)導(dǎo)致酚類化合物組成、含量不同。
圖7 多酚標(biāo)準(zhǔn)品(A)和新鮮紅棗的多酚化合物(B)HPLC色譜圖Fig.7 HPLC profiles of phenolic standards (A) and fresh jujubes (B)
鮮棗中檢測(cè)到4 種黃酮類化合物,其中表兒茶素、兒茶素和蘆丁是鮮棗中主要的黃酮類物質(zhì),其含量占已檢測(cè)到多酚總量的57%、13%和16%。鮮棗中表兒茶素、兒茶素含量可高達(dá)49.26 μg/g DW和10.84 μg/g DW,膨化處理顯著減低了表兒茶素、兒茶素的含量(P<0.05),而兩者都未在曬干棗中檢測(cè)到。但低溫真空膨化干燥對(duì)蘆丁、槲皮素則有不同的影響,膨化棗中蘆丁與槲皮素的含量顯著高于鮮棗果(P<0.05),其蘆丁含量是曬干棗的4倍,而槲皮素在曬干棗中未檢測(cè)到。
表1 不同干制方式下紅棗中多酚化合物組成及含量(x ±s,n=3)Table 1 Contents of phenolic compounds in fresh fruits and dried fruits obtained from two drying methods (x ±s,n=3) ?g/g DW
鮮棗和干制棗中已檢測(cè)到9 種酚酸,包括羥基苯甲酸(沒食子酸、原兒茶酸、對(duì)羥基苯甲酸),羥基肉桂酸(咖啡酸、對(duì)香豆酸、肉桂酸和阿魏酸),鞣花酸和綠原酸。阿魏酸在鮮棗中含量相對(duì)較低,經(jīng)膨化處理后其含量顯著增加(P<0.05),與鮮棗相比,它的含量提高了574%,而在曬干中未檢測(cè)到。曬干處理顯著降低棗果中原兒茶酸的含量且損失了90%。對(duì)香豆酸僅在干制棗中檢測(cè)到,其在膨化棗中的含量是曬干棗的9 倍。沒食子酸、對(duì)羥基苯甲酸、咖啡酸和肉桂酸僅在膨化棗中檢測(cè)到,含量在0.50~9.51 μg/g DW之間。
2.4 相關(guān)性分析
表2 總酚、總黃酮含量與抗氧化能力之間的線性相關(guān)性Table 2 Linear correlations between antioxidant properties and either total phenolics or flavonoid contents
由表2可知,樣品總酚、總黃酮含量均與抗氧化活性呈現(xiàn)顯著性相關(guān),總酚與DPPH自由基的清除能力、還原力高度相關(guān),相關(guān)系數(shù)均為0.99,總黃酮與其相關(guān)系數(shù)分別為0.96和0.98??傸S酮與ABTS+?的清除能力、β-胡蘿卜素-亞油酸體系抗氧化能力顯著相關(guān),相關(guān)系數(shù)可達(dá)0.99。說明樣品中總黃酮與總酚是棗果抗氧化能力的主要成分。
酚類物質(zhì)是棗中重要的功效成分,是天然的抗氧化物質(zhì)。與自然界中公認(rèn)的富含多酚水果例如蘋果(74.0 mg GAE/100 g FW)、紅葡萄(80.3 mg GAE/100 g FW)、柿子(112.1 mg GAE/100 g FW)、櫻桃(114.6 mg GAE/100 g FW)、番石榴(194.1 mg GAE/100 g FW)、番荔枝 (405.4 mg GAE/100 g FW)相比較,紅棗含有更高的多酚含量(275.6~541.8 mg GAE/100 g FW)[11,15]。多酚具有抗氧化、抗腫瘤、抗動(dòng)脈粥樣硬化以及防止冠心病等多種生理功能,主要與其清除自由基能力有關(guān),可通過單電子轉(zhuǎn)移和對(duì)金屬離子的絡(luò)合方式清除自由基,還能夠結(jié)合過氧自由基阻止氧化過程中連鎖反應(yīng)的傳播[16-17]。本實(shí)驗(yàn)研究得出紅棗經(jīng)膨化干制后,總酚含量顯著增加而總黃酮含量略微增加,而曬干棗含有最低的總酚、總黃酮含量。膨化處理被認(rèn)為是一種有效提取抗氧化物質(zhì)的前處理方式[18]。這是因?yàn)闂椩谂蚧^程中壓力突然下降導(dǎo)致水分蒸發(fā),形成多孔結(jié)構(gòu),有利于提取溶劑的滲透從而導(dǎo)致多酚物質(zhì)提取率升高。An等[19]報(bào)道膨化紅參的提取率(41.1~48.2 g/100 g)高于非膨化紅參(29.7~45.7 g/100 g)。此外,膨化過程中的高溫使鮮棗中多酚氧化酶失活從而避免酚類物質(zhì)在干制過程中的降解。在自然干制過程中,鮮棗中一些降解酶如多酚氧化酶未立即滅活,因此會(huì)在棗完全曬干之前降解多酚化合物,而且自然干制的氣候因素會(huì)導(dǎo)致多酚物質(zhì)不均一降解[20]。
抗氧化活性研究表明,膨化棗具有最強(qiáng)的清除DPPH自由基、ABTS+?的能力、總還原力和抑制β-胡蘿卜素-亞油酸褪色能力,且與鮮棗和自然干制棗之間存在明顯差異。這與膨化棗含有較高的總酚和總黃酮有關(guān),相關(guān)性研究也表明總酚和總黃酮與4種抗氧化能力呈現(xiàn)顯著相關(guān)。膨化棗有最高的抗氧化能力與非酶褐變有關(guān)如美拉德反應(yīng),此反應(yīng)產(chǎn)物有很強(qiáng)的抗氧化能力[21]。此外,沒食子酸、對(duì)羥基苯甲酸、咖啡酸和肉桂酸強(qiáng)抗氧化物質(zhì)僅在膨化棗中檢測(cè)到,其高的抗氧化能力可能與這些酚類化合物有關(guān)。然而,曬干棗中總酚和總黃酮含量最少,這就相應(yīng)的導(dǎo)致抗氧化能力相對(duì)弱。研究表明一些慢性疾病,像腦功能障礙、癌癥、心臟病和免疫力下降均與由代謝產(chǎn)生的自由基導(dǎo)致細(xì)胞損傷有關(guān),抗氧化劑能夠在自由基攻擊細(xì)胞和生物靶目標(biāo)之前穩(wěn)固和滅活自由基[22]。因此在這些疾病預(yù)防方面有重要功效[23]。鮮棗中活性物質(zhì)有眾多生理功效,而膨化棗食用更加方便,且保持較高的抗氧化活性。
用液相檢測(cè)到鮮棗中富含表兒茶素、兒茶素和蘆丁,三者含量占多酚化合物含量的12%~59%。其中表兒茶素和兒茶素之和占到71%,這與于金剛等[9]報(bào)道的結(jié)果一致。膨化處理使棗中兒茶素和表兒茶素?fù)p失率高達(dá)81%和89%。但在曬干棗中卻未檢測(cè)到。兒茶素和表兒茶素屬于黃烷3-醇類物質(zhì),普通加工處理如發(fā)酵、烘烤和焙烤都會(huì)導(dǎo)致其含量的降低[24]。膨化干燥使槲皮素含量顯著增加,其原因可能是熱處理能夠使槲皮素糖苷降解從而導(dǎo)致槲皮素含量的升高。槲皮素對(duì)人體有一定的保健功能性,研究表明槲皮素具有抗突變、抗增殖、抗炎和心血管保護(hù)等生理功能[25]。蘆丁對(duì)由毛細(xì)血管退化引起的高血壓及出血性疾病有著輔助治療作用,并且可以降低患動(dòng)脈粥樣硬化的風(fēng)險(xiǎn)[26],膨化棗中蘆丁含量可高達(dá)14.55 μg/g DW,顯著高于曬干棗和鮮棗。酚酸具有很重要的保健功能,其結(jié)果表明膨化棗含有種類豐富的酚酸,其可能與膨化處理有助于結(jié)合態(tài)酚酸的釋放有關(guān),因棗中大多數(shù)酚酸以糖苷鍵合態(tài)和甲醇不溶性的形式存在[27]。適當(dāng)?shù)臒崽幚泶龠M(jìn)結(jié)合態(tài)酚酸釋放,從而提高酚類化合物的利用率。
總而言之,紅棗經(jīng)膨化后總酚含量顯著升高,總黃酮含量保持穩(wěn)定,抗氧化能力增強(qiáng),多酚的組成及含量發(fā)生明顯變化,與鮮棗和自然干制棗相比,膨化棗含有豐富的酚類化合物。且食用方便,口感酥脆香甜,低溫真空膨化技術(shù)是優(yōu)良的干制棗技術(shù)而且可規(guī)?;a(chǎn)加工棗。
[1] 魯周民, 劉坤, 閆忠心, 等. 棗果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分及保健作用研究進(jìn)展[J].園藝學(xué)報(bào), 2010, 37(12): 2017-2024.
[2] 樊保國(guó). 棗果的功能因子與保健食品的研究進(jìn)展[J]. 食品科學(xué), 2005, 26(9): 587-591.
[3] 王畢妮. 紅棗多酚的種類及抗氧化活性研究[D]. 楊凌: 西北農(nóng)林科技大學(xué), 2011.
[4] SLATNAR A, KLANCAR U, STAMPAR, et al. Effect of drying of figs (Ficus carica L.) on the contents of sugars, organic acids, and phenolic compounds[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2011, 59(21): 11696-11702.
[5] GAO Qinghan, WU Chunsen, WANG Min, et al. Effect of Drying of Jujubes (Ziziphus jujuba Mill.) on the contents of sugars, organic acids, α-tocopherol, β-carotene, and phenolic compounds[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2012, 60(38): 9642-9648.
[6] 畢金峰, 魏益民. 果蔬變溫壓差膨化干燥技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2008, 24(6): 308-312.
[7] 畢金峰. 果蔬低溫高壓膨化干燥關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 北京: 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院, 2005.
[8] GUO Xudan, WU Chunsen, MA Yujie, et al. Comparison of milling fractions of tartary buckwheat for their phenolics and antioxidant properties[J]. Food Research International, 2012, 49(1): 53-59.
[9] 于金剛, 王敏, 李援農(nóng), 等. 不同滴灌制度對(duì)梨棗抗氧化活性的影響[J].食品科學(xué), 2011, 32(1): 39-44.
[10] WU Chunsen, GAO Qinghan, GUO Xudan, et al. Effect of ripening stage on physicochemical properties and antioxidant profiles of a promising table fruit “pear-jujube” (Zizyphus jujuba Mill.) [J]. Scientia Horticulturae, 2012, 148: 177-184.
[11] GAO Qinghan, WU Pute, LIU Jiaren, et al. Physico-chemical properties and antioxidant capacity of different jujube (Ziziphus jujuba Mill.) cultivars grown in loess plateau of China[J]. Scientia Horticulturae, 2011, 130(1): 67-72.
[12] 徐元元, 國(guó)旭丹, 賀麗霞, 等. 常見6種雜糧與2種主糧的抗氧化活性比較研究[J]. 食品科學(xué), 2012, 33(7): 20-25.
[13] SHAHIDI F, DESILVA C, AMAROWICZ R. Antioxidant activity of extracts of defatted seeds of niger (Guizot ia abyssinica) [J]. Journal of the American Oil Chemists’ Society, 2003, 80(5): 443-450.
[14] ALVAREZ JUBETE L, WIJINGAARD H, ARENDT E K, et al. Polyphenol composition and in vitro antioxidant activity of amaranth, quinoa buckwheat and wheat as affected by sprouting and baking[J]. Food Chemistry, 2010, 119(2): 770-778.
[15] FU Li, XU Botao, XU Xiangrong, et al. Antioxidant capacities and total phenolic contents of 62 fruits[J]. Food Chemistry, 2011, 129(2): 345-350.
[16] LI Jinwei, DING Shaodong, DING Xiaolin. Comparison of antioxidant capacities of extracts fro m fi ve cultivars of Chinese jujube[J]. Process Biochemistry, 2005, 40(11): 3607-3613.
[17] ROBB INS R J. Phenolic acids in foods: an overview of analytical methodology[J]. Jo urnal of Agricultural and Food Chemistry, 2003, 51(10): 2866-2887.
[18] KUROSUMI A, SASAKI C, KUMADA K, et al. Novel extraction method of antioxidant compounds from Sasa palmata (Bean) Nakai using steam explosion[J]. Process Biochemistry, 2007, 42(10): 1449-1453.
[19] AN Y E, AHN S C, YANG D C, et al. Chemical conversion of ginsenosides in puffed red ginseng[J]. LWT - Food Science and Technology, 2011, 44(2): 370-374.
[20] LIM Y Y, MURTIJAYA J. Antioxidant properties of Phyllanthus amarus extracts as affected by different drying met hods[J]. LWT -Food Science and Technology, 2007, 40(9): 1664-1669.
[21] MANZOCCO L, CALLIGARIS S, MASTROCOLA D, et al. Review of non-enzymatic browning and antioxidant capacity in processed foods[J]. Trends in Food Science & Technolo gy, 2000, 11(9): 340-346.
[22] ATOUI A K, MANSOURI A, BOSKOU G, et al. Tea and herbal infusions: their antiox idant activity and phenolic profile[J]. Food Chemistry, 2005, 89(1): 27-36.
[23] LU Yinrong, YEAP FOO L. Antioxidant activities of polyphenols from sage (Salvia offi cinalis)[J]. Food Chemistry, 20 01, 75(2): 197-202.
[24] PAYNE M J, HURST W J, MILLER K, et al. Impact of fermentation, drying, roasting, and Dutch processing on epicatechin and catechin content of cacao beans and cocoa ingredients[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2010, 58(19): 10518-10527.
[25] LIM C G, KOFFAS A G, MATTNEO S. Bioavailability and recent advances in the bioactivity of flavonoid an d stilbene compounds[J]. Current Organic Chemistry, 2010, 16(14): 1727-1751.
[26] FABJAN N, RODE J, KOSIR I J, et al. Tartary buckwheat (Fagopyrum tataricum Gaertn.) as a source of di etary rutin and quercitrin[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2003, 22(21): 6452-6455.
[27] WANG Binni, LIU Haifeng, ZHENG Jianbin, et al. Di stribution of phenolic acids in different tissues of jujube and their antioxidant activity[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2011, 59(4): 1288-1292.
Effect of Explosion Puffing and Sun-Drying on Antioxidants in Chinese Jujubes
DU Li-juan, JI Xiao-long, XU Fang-yi, YANG Shi-long, WANG Min*
(College of Food Science and Engineering, Northwest A&F University, Yangling 712100, China)
Objective: To investigate the effects of explosion puffing and sun-drying on the composition of phenolic compounds and their antioxidant activity in Chinese jujubes. Methods: The total phenolics and flavonoids contents were measured by Folin-Ciocalteu and NaNO2-Al(NO3)3assays. Antioxidant properties were evaluated by DPPH and ABTS free radical scavenging, reducing power and β-carotene-linoleic acid emulsion assays. Phenolic compounds were qualitatively and quantitatively analyzed by high-performance liquid chromatography (HPLC). Results: The contents of total phenolics were significantly increased by explosion puffing, while no obvious change in the content of total flavonoids was observed in puffed jujubes. In contrast, these components revealed a marked decrease in sun-dried jujubes. The DPPH free radical scavenging capacity and reducing power of puffed jujubes were significantly superior to those of the fresh and sun-dried counterparts. The ABTS free radical scavenging and antioxidant activity coefficient (AAC) as determined using β-carotenelinoleic acid of sun-dried jujubes were significantly lower than those of the fresh and puffed ones, and no significant difference between fresh and puffed jujubes was observed. The total phenolics, flavonoids contents and antioxidant activity of puffed jujubes were markedly higher that those of sun-dried samples. The composition of phenolic compounds in Chinese jujubes were obviously changed after drying treatments. The contents of gallic acid, p-hydroxybenzoic acid, caffeic acid, p-coumaric acid, ferulic acid, rutin, cinnamic acid and quercetin revealed the highest levels in puffed jujubes. The antioxidant activity of the jujube was significantly correlated with the contents of total phenolics and flavonoids. Conclusion: Puffed jujubes contain the most abundant phenolic compounds and possess the highest a ntioxidant activity. The processingtime is short. Moreover, the products are fragrant, sweet and crisp. Therefore, explosion puffing as a feasible and innovative technology can be developed as a drying method for Chinese jujubes.
jujubes; explosion puffing; high-performance liquid chromatography; antioxidant activity; phenolics
TS255
A
1002-6630(2014)13-0081-06
10.7506/spkx1002-6630-201413015
2013-08-01
“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2007BAD88B05)
杜麗娟(1989—),女,碩士研究生,研究方向?yàn)槭称房茖W(xué)。E-mail:bibojuanjuan@163.com
*通信作者:王敏(1967—),女,教授,博士,研究方向?yàn)槭称窢I(yíng)養(yǎng)與安全及西部藥食兼用植物資源開發(fā)利用。
E-mail:wangmin20050606@163.com