汪小娉,宋江峰,李大婧,3,劉春泉,3,*
(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院,江蘇 南京 210095;2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,江蘇 南京 210014;3.國(guó)家蔬菜加工技術(shù)研發(fā)分中心,江蘇 南京 210014)
真空微波干燥對(duì)南瓜片主要類胡蘿卜素的影響
汪小娉1,2,宋江峰2,李大婧2,3,劉春泉1,2,3,*
(1.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院,江蘇 南京 210095;2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,江蘇 南京 210014;3.國(guó)家蔬菜加工技術(shù)研發(fā)分中心,江蘇 南京 210014)
利用C30柱及高效液相色譜-二極管陣列檢測(cè)-大氣壓化學(xué)電離串聯(lián)質(zhì)譜方法,對(duì)南瓜片中主要類胡蘿卜素進(jìn)行了定性、定量檢測(cè),研究了真空微波干燥條件對(duì)南瓜片中類胡蘿卜素組成及含量的影響。結(jié)果表明:真空微波干燥南瓜片總類胡蘿卜素含量顯著高于熱風(fēng)干燥(P<0.05)。微波強(qiáng)度對(duì)南瓜片中類胡蘿卜素的影響最大,其次是真空度和切片厚度。隨著微波強(qiáng)度的增加,南瓜片總類胡蘿卜素含量顯著減少(P<0.05),增大真空度和切片厚度在一定程度上提高了干樣總類胡蘿卜素的含量。與此同時(shí)南瓜片中類胡蘿卜素主要組分α-、β-胡蘿卜素和葉黃素含量隨微波強(qiáng)度增加而減少,隨真空度和切片厚度增加而增加;而β-胡蘿卜素各順式異構(gòu)體隨真空度增加而減少,但隨切片厚度增加含量變化不明顯。由此可見(jiàn),增大真空度和切片厚度有利于提高類胡蘿卜素保留率,而高微波強(qiáng)度使類胡蘿卜素含量下降。
南瓜片;真空微波干燥;類胡蘿卜素
南瓜(Cucurbita moschata)在我國(guó)廣泛種植,除含氨基酸、維生素、碳水化合物、果膠和微量元素等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)外,還含有豐富的類胡蘿卜素,尤以α-胡蘿卜素和β-胡蘿卜素為主,具有抗氧化、抗癌、防治心血管疾病和免疫系統(tǒng)障礙等功效[1-3]。我國(guó)南瓜主要用于鮮食,加工量小,常因不能及時(shí)銷售或加工而腐爛。干燥是最常見(jiàn)的果蔬保存方法,利用干燥的方法對(duì)采摘后的果蔬深加工,可延長(zhǎng)其保存時(shí)間并增加產(chǎn)品的附加值[4]。但是,南瓜干燥過(guò)程中類胡蘿卜素?fù)p失是一個(gè)普遍現(xiàn)象,由此引起的色澤劣變、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值下降,極大程度地影響了干燥產(chǎn)品的質(zhì)量[5]。鄒宇曉等[6]研究了熱風(fēng)干燥和熱泵干燥對(duì)南瓜干品質(zhì)的影響,結(jié)果均表明干燥后南瓜干色澤變暗,類胡蘿卜素?fù)p失率高達(dá)50%以上。Nawirska等[5]也報(bào)道南瓜經(jīng)微波干燥、真空干燥和熱風(fēng)干燥后總類胡蘿卜素含量大幅度降低。
真空微波干燥是微波與真空干燥的相互結(jié)合,對(duì)改善果蔬產(chǎn)品品質(zhì)具有明顯優(yōu)勢(shì)。一方面微波為真空干燥提供均勻的熱源,另一方面真空環(huán)境又使得物料能在較低溫度下完成干燥,能較好地保留產(chǎn)品原有的色香味及生物活性功能成分,與其他干燥方式相比具有快速、低溫、高效、安全等優(yōu)點(diǎn)[7]。丁媛媛等[8]等研究表明甘薯片真空微波干燥后β-胡蘿卜素含量遠(yuǎn)高于熱風(fēng)干燥。Cui Zhengwei等[9]研究發(fā)現(xiàn)胡蘿卜片和韭菜真空微波干燥后類胡蘿卜素和葉綠素的保留率高達(dá)95.7%和97%。Durance等[10]比較了真空微波干燥和熱風(fēng)干燥對(duì)胡蘿卜品質(zhì)的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)真空微波干燥后胡蘿卜的色澤、VC和α-胡蘿卜素含量明顯優(yōu)于熱風(fēng)干燥。而對(duì)不同真空微波干燥條件下南瓜中類胡蘿卜素組成及含量變化的相關(guān)研究尚不多見(jiàn),基于此,本實(shí)驗(yàn)研究真空微波干燥條件下的3 個(gè)干燥參數(shù)(微波強(qiáng)度、真空度和物料切片厚度)對(duì)南瓜片中主要類胡蘿卜素組成及含量的影響,以期為南瓜真空微波干燥過(guò)程中最大限度地保留類胡蘿卜素提供理論依據(jù)。
1.1 材料與試劑
供試新鮮“蜜本”南瓜購(gòu)于農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)。選取大小均勻、無(wú)病蟲(chóng)害、無(wú)損傷的成熟南瓜為實(shí)驗(yàn)材料,經(jīng)測(cè)定新鮮南瓜的含水率為(87.30±1.16)%。葉黃素、β-隱黃質(zhì)、β-胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)品 美國(guó)Sigma公司;甲基叔丁基醚(methyl tert-butyl ether,MTBE)、甲醇(均為色譜純) 美國(guó)Javascript公司;正己烷、石油醚、丙酮、無(wú)水硫酸鈉、氫氧化鉀(均為國(guó)產(chǎn)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
XWJD6SW-2型微波真空殺菌干燥設(shè)備 南京孝馬機(jī)電設(shè)備廠;FD-1A-50型冷凍干燥機(jī) 北京博醫(yī)康實(shí)驗(yàn)儀器有限公司;數(shù)顯101A-2型電熱鼓風(fēng)干燥箱 上海浦東榮豐科學(xué)儀器有限公司;1200高效液相色譜儀(主要包括在線真空脫氣機(jī)、四元梯度洗脫泵、柱溫箱、二極管陣列檢測(cè)器(diode array detector,DAD))、6530精確質(zhì)量數(shù)四極桿-飛行時(shí)間質(zhì)譜(quadrupole-time of flight,Q-TOF)儀美國(guó)安捷倫科技有限公司;BS224S電子分析天平北京賽多利斯科學(xué)儀器公司;SHZ-D(Ⅲ)循環(huán)水式真空泵 上海東璽制冷儀器設(shè)備有限公司;RE52CS旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、B-226恒溫水浴鍋 上海亞榮生化儀器廠;D10氮?dú)獯祾邇x 杭州奧盛儀器有限公司;FW100高速萬(wàn)能粉碎機(jī) 天津市泰斯特儀器有限公司。
1.3 方法
1.3.1 南瓜片干燥處理方式
將新鮮的南瓜清洗、去皮、去籽和瓤,切片、沸水燙漂滅酶40 s后,取出瀝干。
真空微波干燥:取100 g預(yù)處理后的南瓜片單層均勻平鋪于微波盤(pán)上,分別在不同微波強(qiáng)度(4、5、6、7、8 W/g)、真空度(50、60、70、80、90 kPa)和切片厚度(2、4、6、8、10 mm)條件下真空微波干燥6 min,再經(jīng)真空冷凍干燥至安全含水量(約5%)。
真空冷凍干燥:取100 g預(yù)處理后的南瓜片置于-18 ℃的冰箱中冷凍12 h后單層平鋪于盤(pán)上,立即置于真空冷凍干燥機(jī)(冷阱溫度-56 ℃、真空度9 kPa)中冷凍干燥48 h至安全水分含量(約5%)。
熱風(fēng)干燥:設(shè)定干燥溫度60 ℃,將預(yù)處理后的100 g南瓜片平鋪在物料盤(pán)上置于烘箱中干燥95 min至安全水分含量約為5%。
1.3.2 南瓜中類胡蘿卜素提取與分析
1.3.2.1 南瓜中類胡蘿卜素提取
準(zhǔn)確稱取0.5 g經(jīng)高速粉碎過(guò)40 目篩后的干燥南瓜粉于磨口錐形瓶中,加入30 mL丙酮-石油醚(2∶1,V/V)混合提取液,靜置3~4 h,加入2 mL 10% KOH-甲醇溶液,搖勻后置于暗處25 ℃皂化12 h。將皂化液轉(zhuǎn)入分液漏斗,加30 mL正己烷,振蕩搖勻,再加入38 mL 10%硫酸鈉溶液,收集上層溶液。重復(fù)處理2 次,混合上層溶液,旋轉(zhuǎn)蒸發(fā),氮?dú)獯蹈桑谜和槿芙?,待高效液相色譜-二極管陣列檢測(cè)-串聯(lián)質(zhì)譜(high performance liquid chromatography atmospheric-diode array detection-mass spectrometry,HPLC-DAD-MS/MS)分析。
1.3.2.2 C30-HPLC-DAD-MS/MS條件
HPLC條件:色譜柱為YMC-C30(4.6 mm× 2 5 0 m m,5 μ m)色譜柱;柱溫:2 5 ℃;檢測(cè)器DAD,波長(zhǎng)450 nm,流動(dòng)相:A:V(水)∶V(MTBE)∶V(甲醇)=5∶25∶75;B:V(水)∶V(MTBE)∶V(甲醇)=5∶85∶10;進(jìn)樣量20 μL;線性梯度洗脫,流速為0.6 mL/min,梯度洗脫程序:0~4.5 min 95%~80% A;4.5~12.5 min 80%~50% A;12.5~18 min 50%~25% A;18~24 min 25%~5% A;24~30 min 5% A;30~35 min 5%~95% A。
MS條件:色譜柱流出組分進(jìn)入質(zhì)譜儀的流速為10 μL/min;離子源:APCI+;m/z掃描范圍:80~1 000;毛細(xì)管電壓:2 500 V;干燥氣體:5 L;霧化氣體:20 psi;氣化溫度:350 ℃;蒸汽溫度:400 ℃;電暈電流:4 μA。
1.3.2.3 類胡蘿卜素組分定性定量分析
對(duì)于有標(biāo)樣的組分,對(duì)照標(biāo)樣,利用保留時(shí)間的一致性進(jìn)行鑒定,基于外標(biāo)法構(gòu)建的回歸方程對(duì)樣品類胡蘿卜素各組分含量進(jìn)行量化分析。對(duì)于沒(méi)有標(biāo)樣的組分,利用DAD在波長(zhǎng)200~600 nm范圍和MS的掃描結(jié)果對(duì)照相關(guān)文獻(xiàn)資料進(jìn)行鑒定。
根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道的替換計(jì)算方法[11],對(duì)無(wú)標(biāo)準(zhǔn)品組分進(jìn)行定量時(shí),葉黃素洗脫前出現(xiàn)的類胡蘿卜素組分和葉黃素異構(gòu)體采用葉黃素標(biāo)準(zhǔn)曲線定量,α-隱黃質(zhì)采用β-隱黃質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)曲線定量,β-胡蘿卜素順式異構(gòu)體及環(huán)氧化產(chǎn)物、α-胡蘿卜素及其順式異構(gòu)體采用β-胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)曲線定量。
1.3.3 類胡蘿卜素含量計(jì)算
總類胡蘿卜素含量為鑒定的主要類胡蘿卜素含量的總和,計(jì)算見(jiàn)下式:
式中:C0為真空冷凍干燥后南瓜片中類胡蘿卜素含量/(μg/g);C為真空微波干燥后南瓜片中類胡蘿卜素含量/(μg/g);均以干質(zhì)量計(jì)。因真空冷凍干燥對(duì)類胡蘿卜素影響甚微,故本實(shí)驗(yàn)中忽略不計(jì)。
1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)利用SAS軟件進(jìn)行單因素方差分析及組間差異的Duncan’s多重比較。
2.1 南瓜片中主要類胡蘿卜素組成
本研究利用C30-HPLC-DAD-MS/MS方法分析檢測(cè)了真空冷凍、熱風(fēng)、真空微波3 種干燥方式下南瓜片中類胡蘿卜素組成,結(jié)果見(jiàn)圖1。通過(guò)類胡蘿卜素組分的保留時(shí)間、色譜行為、光譜特征及質(zhì)荷比,共鑒定出14 種主要類胡蘿卜素,其中,真空冷凍干燥共鑒定出12 種,熱風(fēng)干燥和真空微波干燥均為14 種,包括新黃質(zhì)、新色素、紫黃質(zhì)、葉黃素、9-順式-葉黃素、5,6-環(huán)氧-β-胡蘿卜素、α-隱黃質(zhì)、β-隱黃質(zhì)、15-順式-β-胡蘿卜素、13-順式-β-胡蘿卜素、α-胡蘿卜素、9-順式-α-胡蘿卜素、β-胡蘿卜素及9-β-胡蘿卜素,這與有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道[11-13]不一致,未檢測(cè)到玉米黃質(zhì)和花藥黃質(zhì),但發(fā)現(xiàn)了新色素、9-順式-葉黃素、15-順式-β-胡蘿卜素和9-順式-α-胡蘿卜素,可能由于不同品種南瓜中類胡蘿卜素的種類和含量不同所致[13-14],也可能與測(cè)定方法不同有關(guān),如提取溶劑的使用[15],檢測(cè)方法[2]等。3種干燥方式下含量最高的類胡蘿卜素均為α-胡蘿卜素、β-胡蘿卜素和葉黃素,與真空冷凍干燥相比,熱風(fēng)干燥和真空微波干燥產(chǎn)生了9-順式-葉黃素和5,6-環(huán)氧-β-胡蘿卜素,且α-、β-胡蘿卜素和葉黃素含量均有降低的趨勢(shì),這可能與熱干燥條件下南瓜中類胡蘿卜素發(fā)生降解和異構(gòu)化有關(guān)[5]。
圖1 南瓜片中類胡蘿卜素HPLCFig. 1 HPLC of carotenoids in pumpkin slices
2.2 干燥方式對(duì)南瓜片總類胡蘿卜素含量的影響
由圖2可知,與真空冷凍干燥相比,熱風(fēng)干燥和真空微波干燥(微波強(qiáng)度5 W/g,真空度90 kPa,干燥時(shí)間6 min)后南瓜片中總類胡蘿卜素含量均顯著減少(P<0.05),真空微波干燥后南瓜片中總類胡蘿卜素的含量顯著(P<0.05)高于熱風(fēng)干燥,達(dá)700 μg/g。Durance等[10]的研究也顯示真空微波干燥胡蘿卜片時(shí)α-和β-胡蘿卜素總損失率(3.2%)低于熱風(fēng)干燥(19.2%),其原因一方面是由于真空微波干燥較熱風(fēng)干燥加熱速率快,干燥時(shí)間短,延緩了南瓜片中類胡蘿卜素的熱損失,另一方面,真空缺氧環(huán)境使得物料在較低溫度下進(jìn)行干燥,能有效防止類胡蘿卜素的氧化降解[16-17]。
圖2 不同干燥方式條件下南瓜片中總類胡蘿卜素含量Fig. 2 Total carotenoid content in pumpkin slices dried by different drying methods
2.3 真空微波干燥條件對(duì)南瓜片總類胡蘿卜素保留率的影響
2.3.1 微波強(qiáng)度
圖3 真空微波干燥條件對(duì)南瓜片總類胡蘿卜素保留率的影響Fig. 3 Effect of vacuum microwave drying on the retention of carotenoids in pumpkin slices
由圖3A可知,在真空度和切片厚度一定的情況下(固定真空度為90 kPa、切片厚度為10 mm),隨著微波強(qiáng)度增加,南瓜片中總類胡蘿卜素保留率呈下降趨勢(shì),不同微波強(qiáng)度之間差異顯著(P<0.05)。微波強(qiáng)度為4 W/g時(shí),與真空冷凍干燥相比,南瓜片中總類胡蘿卜素僅損失9.46%,當(dāng)微波強(qiáng)度為8 W/g時(shí)其損失較大(27.24%)。這是由于微波的穿透力極強(qiáng),南瓜片表面和內(nèi)部同時(shí)受熱,導(dǎo)致物料溫度極高,且物料內(nèi)部溫度要略高于表面溫度[18],因此類胡蘿卜素在高溫受熱的情況下很容易降解或異構(gòu)化,且微波強(qiáng)度越大,物料溫度越高,類胡蘿卜素?fù)p失越多。
2.3.2 真空度
由圖3B可知,在微波強(qiáng)度和切片厚度一定的情況下(固定微波強(qiáng)度為5 W/g、切片厚度為10 mm),隨著真空度(50~90 kPa)逐漸增加,南瓜片中總類胡蘿卜素保留率雖有所提高,但差異不顯著(P>0.05),當(dāng)真空度為90 kPa時(shí),南瓜片中總類胡蘿卜素保留率為84.23%,顯著高于微波干燥(P<0.05)。表明真空度對(duì)提高南瓜片中總類胡蘿卜素含量有一定作用,其原因在于一定真空度可使干燥室內(nèi)飽和蒸汽壓降低,即降低了物料內(nèi)部水分蒸發(fā)所需的沸點(diǎn),干燥過(guò)程中物料整體溫度降低[19],因此避免了高溫干燥下類胡蘿卜素的降解,同時(shí)真空度增大伴隨含氧量減少,在一定程度上也減少了干燥過(guò)程中類胡蘿卜素的氧化降解[9]。
2.3.3 切片厚度
由圖3C可知,在微波強(qiáng)度和真空度一定的情況下(固定微波強(qiáng)度為5 W/g、真空度為90 kPa),切片厚度對(duì)真空微波干燥過(guò)程中南瓜中總類胡蘿卜素保留率有一定影響,隨著切片厚度增加,南瓜片中總類胡蘿卜素保留率總體呈上升的趨勢(shì),其中切片厚度為2 mm時(shí)南瓜片中總類胡蘿卜素保留率最低,為80.09%,切片厚度分別4、6、8 mm與10 mm時(shí),南瓜片中總類胡蘿卜素保留率分別為82.28%、84.31%、85.15%和86.73%,相對(duì)于2 mm時(shí)分別提高了2.19%,4.22%、5.06%和6.64%。這是因?yàn)槟瞎掀^薄時(shí),微波能很容易穿透物料,內(nèi)外同時(shí)加熱導(dǎo)致南瓜片內(nèi)外溫度都比較高[20],因此類胡蘿卜素?fù)p失更多;南瓜片厚度越大,微波能深入到南瓜片內(nèi)部所受的阻力越大,獲得的微波能越小,內(nèi)部溫度越低,類胡蘿卜素?fù)p失越少。
2.4 真空微波干燥南瓜片中各類胡蘿卜素組分含量的變化
不同干燥條件對(duì)南瓜片中類胡蘿卜素組分的影響如表1所示,各真空微波干燥條件下南瓜片中含量最高的類胡蘿卜素主要為α-胡蘿卜素、β-胡蘿卜素和葉黃素,其次為α-、β-胡蘿卜素的順式異構(gòu)體,而新黃質(zhì)、新色素、紫黃質(zhì)、α-、β-隱黃質(zhì)等均較低。真空微波干燥過(guò)程中,隨著微波強(qiáng)度的增加,葉黃素和α-、β-胡蘿卜素的含量顯著減少(P<0.05),其中8 W/g時(shí)β-胡蘿卜素的含量較4 W/g減少最多,達(dá)97 μg/g,表明β-胡蘿卜素對(duì)微波強(qiáng)度最為敏感;此外,13-順式-和15-順式-β-胡蘿卜素含量顯著增加(P<0.05),當(dāng)微波強(qiáng)度為8W/g時(shí)其含量分別為16.98 μg/g和23.08 μg/g,9-順式-α-和9-順式-β-胡蘿卜素含量整體呈先減少后增加的趨勢(shì),但9-順式-β-胡蘿卜素含量遠(yuǎn)低于13-順式-β-胡蘿卜素,類似的結(jié)果在Hiranvarachat等[21]的研究中也有報(bào)道,其原因可能是全反式-β-胡蘿卜素轉(zhuǎn)化成13-順式-β-胡蘿卜素的反應(yīng)速率更快,所需的活化能更低[22]。
隨著真空度增加,南瓜片中葉黃素、β-胡蘿卜素和9-順式-α-胡蘿卜素含量變化不顯著(P>0.05),13-順式-、15-順式-和9-順式-β-胡蘿卜素含量顯著減少(P<0.05),這可能是由于β-胡蘿卜素順式異構(gòu)體向全反式-β-胡蘿卜素轉(zhuǎn)化的速率比全反式-β-胡蘿卜素異構(gòu)化的速率更快,Zepka等[23]在研究腰果梨汁中β-胡蘿卜素降解動(dòng)力學(xué)過(guò)程中,計(jì)算了β-胡蘿卜素降解反應(yīng)的活化能,發(fā)現(xiàn)順式到全反式的逆異構(gòu)化反應(yīng)的活化能((78.2±10.05) kJ/mol)略低于全反式到順式反應(yīng)的活化能((82.8±8.4) kJ/mol)。而α-胡蘿卜素含量隨真空度增加而增加,其中真空度為50 kPa時(shí)α-胡蘿卜素含量最低為347.55 μg/g,真空度為80 kPa和90 kPa時(shí)α-胡蘿卜素含量分別為367.6 μg/g和373.07 μg/g,相比50 kPa顯著增加了5.77%和7.34%(P<0.05),表明增大真空度能減少類胡蘿卜素的損失,Bechoff等[24]研究也發(fā)現(xiàn)甘薯片干制品貯藏過(guò)程中隨氧含量的減少,β-胡蘿卜素的降解速率逐漸減小,說(shuō)明類胡蘿卜素的降解和氧含量密切相關(guān)。
南瓜片中α-、β-胡蘿卜素和葉黃素含量隨著切片厚度增加基本呈上升趨勢(shì),而13-順式-、15-順式-、9-順式-β-胡蘿卜素和9-順式-α-胡蘿卜素含量變化不明顯。
表1 不同干燥條件對(duì)南瓜片中類胡蘿卜素組分含量的影響Table 1 Effect of different drying conditions on the composition of carotenoids in pumpkin slicesμg/g
利用C30-HPLC-DAD-MS/MS分析方法共鑒定出3 種干燥條件下南瓜片中14 種類胡蘿卜素,其中最主要的6 種分別是α-胡蘿卜素、β-胡蘿卜素、葉黃素及α-、β-胡蘿卜素的順式異構(gòu)體;真空微波干燥總類胡蘿卜素的含量(690.85 μg/g)顯著高于熱風(fēng)干燥(508.84 μg/g)(P<0.05),低于真空冷凍干燥(775.8 μg/g)。各真空微波干燥條件對(duì)南瓜片類胡蘿卜素含量均有一定影響,其中微波強(qiáng)度的影響最大,其次是真空度和切片厚度,且隨著微波強(qiáng)度增加,南瓜片中總類胡蘿卜素含量顯著減少(P<0.05),8 W/g時(shí)達(dá)最低(564.03 μg/g),而增大真空度和切片厚度一定程度上提高了總類胡蘿卜素含量;隨微波強(qiáng)度增加,α-、β-胡蘿卜素和葉黃素含量顯著減少(P<0.05),其中β-胡蘿卜素變化最明顯。隨真空度增加,葉黃素、β-胡蘿卜素和9-順式-α-胡蘿卜素含量變化不顯著(P>0.05),13-順式-、15-順式-和9-順式-β-胡蘿卜素含量顯著減少(P<0.05),α-胡蘿卜素含量增加。而隨著切片厚度增加,α-、β-胡蘿卜素和葉黃素含量基本呈上升趨勢(shì),13-順式-、15-順式-、9-順式-β-胡蘿卜素和9-順式-α-胡蘿卜素含量變化不明顯。
[1] KONOPACKA D, SEROCZY?SKA A, KORZENIEWSKA A, et al. Studies on the usefulness of Cucurbita maxima for the production of ready-to-eat dried vegetable snacks with a high carotenoid content[J]. LWT-Food Science and Technology, 2010, 43(2): 302-309. DOI:10.1016/j.lwt.2009.07.003.
[2] de CARVALHO L M J, GOMES P B, de OLIVEIRA GODOY R L, et al. Total carotenoid content, α-carotene and β-carotene of landrace pumpkins (Cucurbita moschata Duch): a preliminary study[J]. Food Research International, 2012, 47(2): 337-340. DOI:10.1016/ j.foodres.2011.07.040.
[3] SHI John, YI Chun, YE Xinqian, et al. Effects of supercritical CO2fluid parameters on chemical composition and yield of carotenoids extracted from pumpkin[J]. LWT-Food Science and Technology, 2010, 43(1): 39-44. DOI:10.1016/j.lwt.2009.07.003.
[4] DEVAHASTIN S, NIAMNUY C. Invited review: modelling quality changes of fruits and vegetables during drying: a review[J]. International Journal of Food Science & Technology, 2010, 45(9): 1755-1767. DOI:10.1111/j.1365-2621.2010.02352.x.
[5] NAWIRSKA A, FIGIELA, KUCHARSKA A Z, et al. Drying kinetics and quality parameters of pumpkin slices dehydrated using different methods[J]. Journal of Food Engineering, 2009, 94(1): 14-20. DOI:10.1016/j.jfoodeng.2009.02.025.
[6] 鄒宇曉, 徐玉娟, 廖森泰, 等. 南瓜的干制工藝研究[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué), 2007, 3 (3): 59-61. DOI:10.3969/j.issn.1004-874X.2007.03.022.
[7] BAI-NGEW S, THERDTHAI N, DHAMVITHEE P. Characterization of microwave vacuum-dried durian chips[J]. Journal of Food Engineering, 2011, 104(1): 114-122. DOI:10.1016/ j.jfoodeng.2010.12.003.
[8] 丁媛媛, 畢金峰, 木泰華, 等. 不同干燥方式對(duì)甘薯產(chǎn)品品質(zhì)的影響[J].食品科學(xué), 2011, 32(16): 108-112.
[9] CUI Zhengwei, XU Shiying, SUN Dawen. Effect of microwavevacuum drying on the carotenoids retention of carrot slices and chlorophyll retention of chinese chive leaves[J]. Drying Technology, 2004, 22(3): 563-575. DOI:10.1081/DRT-120030001.
[10] DURANCE T D, SCAMAN C H, LIN T M. Characterization of vacuum microwave,air and freeze dried carrot slices[J]. Food Research International, 1998, 31(2): 111-117. DOI:10.1016/S0963-9969(98)00070-2.
[11] MUNTEAN E. Quantification of carotenoids from pumpkin juice by HPLC-DAD[J]. Agroalimentary Processesand Technologies, 2005, 11(1): 123-128.
[12] SHI Xianquan, WU Hao, SHI John, et al. Effect of modifier on the composition and antioxidant activity of carotenoid extracts from pumpkin (Cucurbita maxima) by supercritical CO2[J]. LWT-Food Science and Technology, 2013, 51(2): 433-440. DOI:10.1016/j.lwt.2012.11.003.
[13] KURZ C, CARLE R, SCHIEBER A. HPLC-DAD-MSncharacterization of carotenoids from apricots and pumpkins for the evaluation of fruit product authenticity[J]. Food Chemistry, 2008, 110(2): 522-530. DOI:10.1016/j.foodchem.2008.02.022.
[14] JASWIR I, SHAHIDAN N, OTHMAN R, et al. Effects of season and storage period on accumulation of individual carotenoids in pumpkin flesh (Cucurbita moschata)[J]. Journal of Oleo Science, 2014, 63(8): 761-767. DOI:10.5650/jos.ess13186.
[15] 付莉, 王歆姬. 南瓜皮類胡蘿卜素的提取工藝研究[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào), 2012, 28(36): 295-299. DOI:10.3969/j.issn.1000-6850.2012.36.053.
[16] 孫明奇, 胡建中, 潘思軼. 柑橘皮類胡蘿卜素提取物穩(wěn)定性研究[J]. 食品科學(xué), 2007, 28(10): 46-49. DOI:10.3321/ j.issn:1002-6630.2007.10.005.
[17] YAN Weiqing, ZHANG Min, HUANG Luelue, et al. Influence of microwave drying method on the characteristics of the sweet potato dices[J]. Journal of Food Processing and Preservation, 2013, 37(5): 662-669. DOI:10.1111/j.1745-4549.2012.00707.x.
[18] OZKAN I A, AKBUDAK B, AKBUDAK N. Microwave drying characteristics of spinach[J]. Journal of Food Engineering, 2007, 78(2): 577-583. DOI:10.1016/j.jfoodeng.2005.10.026.
[19] 莊培榮. 龍眼肉微波真空干燥技術(shù)的研究[D]. 福州: 福建農(nóng)林大學(xué), 2011: 14-15.
[20] WANG Jun, XIONG Yongsen, YU Yong. Microwave drying characteristics of potato and the effect of different microwave powers on the dried quality of potato[J]. European Food Research and Technology, 2004, 219(5): 500-506. DOI:10.1007/s00217-004-0979-1.
[21] HIRANVARACHAT B, SUVARNAKUTA P, DEVAHASTIN S. Isomerisation kinetics and antioxidant activities of β-carotene in carrots undergoing different drying techniques and conditions[J]. Food Chemistry, 2008, 107(4): 1538-1546. DOI:10.1016/ j.foodchem.2007.10.026.
[22] 李杰. β-胡蘿卜素異構(gòu)化反應(yīng)的研究[D]. 杭州: 浙江大學(xué), 2006: 30-31.
[23] ZEPKA L Q, BORSARELLI C D, da SILVA M A A P, et al. Thermal degradation kinetics of carotenoids in a cashew apple juice model and its impact on the system color[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2009, 57(17): 7841-7845. DOI:10.1021/jf900558a.
[24] BECHOFF A, DHUIQUE-MAYER C, DORNIER M, et al. Relationship between the kinetics of β-carotene degradation and formation of norisoprenoids in the storage of dried sweet potato chips[J]. Food Chemistry, 2010, 121(2): 348-357. DOI:10.1016/ j.foodchem.2009.12.035.
Effect of Vacuum Microwave Drying on the Main Carotenoids of Pumpkin
WANG Xiaoping1,2, SONG Jiangfeng2, LI Dajing2,3, LIU Chunquan1,2,3,*
(1. College of Food and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China; 2. Institute of Farm Product Processing, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing 210014, China; 3. National Research and Development Center for Vegetable Processing, Nanjing 210014, China)
The effect of vacuum microwave drying conditions on the main carotenoids in pumpkin slices were investigated by high performance liquid chromatography atmospheric with a C30column and diode array detection coupled with atmospheric pressure chemical ionization-tandem mass spectrometry (C30-HPLC-DAD-(APCI) MS/MS) technique. The results showed that the total carotenoid content of vacuum microwave dried pumpkin was significantly (P < 0.05) higher than that of the hot air dried one. Microwave intensity had the most evident influence on the carotenoids in pumpkin, followed by vacuum degree and the thickness of pumpkin slices. By increasing microwave intensity, total carotenoid content was significantly decreased, whereas it was increased by increasing either vacuum degree or slice thickness. Meanwhile, the contents of α-, β- carotene and lutein decreased with the increase in microwave intensity, but increased with the increase in vacuum degree or slice thickness. The contents of all β-carotene cis-isomers decreased with the increase in vacuum degree, but they did not change significantly with the increase in slice thickness. These results collectively indicate that increasing vacuum degree or slice thickness is beneficial to retain carotenoids, but too high microwave intensity results in decreased content of carotenoids.
pumpkin slices; vacuum microwave drying; carotenoids
10.7506/spkx1002-6630-201621016
TS255.3
A
1002-6630(2016)21-0091-06
汪小娉, 宋江峰, 李大婧, 等. 真空微波干燥對(duì)南瓜片主要類胡蘿卜素的影響[J]. 食品科學(xué), 2016, 37(21): 91-96.
DOI:10.7506/spkx1002-6630-201621016. http://www.spkx.net.cn
WANG Xiaoping, SONG Jiangfeng, LI Dajing, et al. Effect of vacuum microwave drying on the main carotenoids of pumpkin[J]. Food Science, 2016, 37(21): 91-96. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-201621016. http://www.spkx.net.cn
2015-11-15
江蘇省產(chǎn)學(xué)研合作項(xiàng)目(BY2015073-02)
汪小娉(1991—),女,碩士研究生,研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏。E-mail:2014108035@njau.edu.cn
*通信作者:劉春泉(1959—),男,研究員,碩士,研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品精深加工及產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)。E-mail:liuchunquan2009@163.com