煮制加工對綠豆中黃酮含量的影響

張桂芳，于金池，王穎，張東杰，*

（1.黑龍江八一農墾大學國家雜糧工程技術研究中心，黑龍江大慶163319；2.黑龍江八一農墾大學食品學院，黑龍江大慶163319）

煮制加工對綠豆中黃酮含量的影響

張桂芳1，于金池2，王穎1，張東杰2，*

（1.黑龍江八一農墾大學國家雜糧工程技術研究中心，黑龍江大慶163319；2.黑龍江八一農墾大學食品學院，黑龍江大慶163319）

煮制過程是綠豆飲料加工的重要步驟，試驗分別考察了料液比、煮制溫度、煮制時間和pH值對綠豆煮制液中黃酮含量的影響，在單因素試驗基礎上通過正交試驗對影響黃酮含量的因素進行了優化研究。試驗結果表明：煮制溫度和pH值對煮制液黃酮含量影響顯著。最佳的煮制工藝參數為：pH值為7.5，煮制溫度80℃，煮制時間1.6 h，料液比為1∶10（g/mL）。在此條件下，煮制液中黃酮含量為1.90mg/mL。

綠豆；煮制；黃酮

綠豆在我國是主要的經濟作物之一，其種植面積和產量均居世界前列[1]。綠豆皮中富含生物堿、黃酮、蒽醌類化合物等具有生物活性的化學成分[2]，其籽粒中含蛋白質20%～24%、脂肪0.5%～1.5%、碳水化合物55%～65%及各種礦物質和維生素[3]。近年來，黃酮的生物活性日益受到國內外營養與食品專家的青睞與重視。研究證實，綠豆中含有黃酮類化合物，這種生物活性物質有一定程度的抑菌抗病毒作用[4]。黃酮也是一種很強的抗氧劑，這種抗氧化作用可以有效清除體內的氧自由基，其能力是維生素E的10倍以上，并且可以阻止細胞的退化、衰老，也可阻止癌癥的發生[5]。所以研究這類物質所具有的抗氧化性、抗癌，清除自由基等生理功能外，研究它們在食物貯藏加工中的變化也是非常重要的[6]。在不同的加工過程中，其中的黃酮類化合物從相對含量到存在形式都會發生不同的變化。例如綠豆在加工之前，一般需經過如剝皮、水洗、預煮等預處理過程，后續研究表明，這一過程對黃酮類物質相對含量的影響較大[7]。本試驗主要對綠豆煮制過程中黃酮含量的變化進行研究，該研究將為下一步綠豆飲料的開發提供數據依據。

1 材料、儀器和試劑

1.1 材料

綠豆：黑龍江省泰來縣種子公司提供，品種為小明綠。

1.2 主要儀器

6系列紫外可見分光光度計：北京普析通用儀器有限責任公司；Adventurer TM電子分析天平：奧豪斯儀器（上海）有限公司；FW100型高速萬能粉碎機：天津市泰斯特儀器有限公司；DK-S24型恒溫水浴鍋、DZG-6050（D）真空干燥箱：上海森信實驗儀器有限公司；Vortex-Genie2型渦旋振蕩器：上海納茲儀器有限公司。

1.3 主要試劑

蘆丁標準品（Sigma G7384，CAS號：149-91-7，MDL號：MFCD00002510）；無水乙醇、亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉（均為國產分析純）。

2 試驗過程與方法

2.1 工藝流程

綠豆→篩選除雜質→稱取定量綠豆→煮制→收集煮制液→過濾→70%乙醇溶液定容于50.0mL容量瓶中→測定吸光度值

2.2 蘆丁標準液的配制

準確稱取蘆丁標準品50.0mg，用適量70%乙醇水溶液加熱溶解，冷卻后轉移到100.0mL容量瓶中，用70%乙醇水溶液定容（每毫升溶液中含無水蘆丁0.50mg），制得蘆丁標準溶液。

2.3 標準曲線的繪制

分別吸取蘆丁標準液0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0mL于7個25mL容量瓶中，加水至6.0mL，再加入5%的亞硝酸鈉溶液1mL，搖勻靜置6min后，加10%的硝酸鋁溶液1mL，搖勻靜置6min后，加4%的氫氧化鈉溶液10mL，再加水至刻度，搖勻，放置15min。此時每毫升溶液中含蘆丁分別為0.00、0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、0.12mg。以溶劑作空白，測定吸光度，繪制吸光度值和濃度標準曲線，計算線性方程。

2.4 蘆丁標準品最大吸收波長的確定

取待測液蘆丁標準液3.0mL，按照2.2方法測定吸光值，以等量的溶劑作空白，在370 nm～550 nm處進行吸光度掃描，確定蘆丁的最大吸收波長。

2.5 黃酮類物質含量的測定

準確量取綠豆質量W（g），煮制后獲得煮制液將其稀釋10倍，以便測定的吸光度值在0.2～0.8范圍，其他方法同上進行測量吸光度，并從標準曲線中計算相應含量，公式如下：

式中：X為根據蘆丁標準液線性方程得到綠豆的黃酮類物質煮制液濃度，mg/mL；V0為原綠豆黃酮類煮制液定容后體積，即50.0mL；V1為量取煮制液樣品測定時定容后的體積，即25.0mL；V2為量取煮制液樣品測定時體積，mL；W為綠豆質量，g

2.6 正交試驗設計

以單因素試驗中綠豆煮制液的黃酮含量的吸光度值作為考核指標，確定正交試驗中料液比、煮制溫度、煮制時間和pH值的取值范圍。本試驗設置3個水平，采用L9（34）正交試驗設計進行操作，以此確定綠豆煮制工藝的最佳工藝參數。

3 結果與分析

3.1 最大吸收波長的確定

取3.0mL標準液顯色定容后于370 nm～550 nm進行吸光度掃描，在同樣條件下對綠豆煮制液進行吸光度掃描，結果見圖1。

圖1 蘆丁標準液分光光譜圖Fig.1 Standard rutin spectral graph

由圖1可知，確定390 nm處為黃酮類物質的最大吸收波長，選取在390 nm處測定吸光波長。

3.2 蘆丁標準曲線的制備

測定的不同濃度蘆丁標準品溶液的吸光度如圖2所示。

用最小二乘法作線性回歸，得其線性回歸方程式y=10.615x+0.010 1，相關系數R2=0.999 4，說明蘆丁顯色溶液在0～0.12mg/mL范圍內很好地符合朗伯—比爾定律。

3.3 料液比對黃酮含量的影響結果

不同料液比對黃酮含量的影響結果如圖3所示。

圖2 蘆丁標準曲線Fig.2 Rutin standard curve

圖3 料液比對黃酮含量的影響結果Fig.3 Effect of the ratio of material to liquid on the content of flavonoids

從圖3中可以看出，當料液比達到1∶20（g/mL）時，煮制效果最好。因為增加溶劑用量，有利于黃酮由原料向溶劑擴散，增高溶液中黃酮含量。當溶劑用量增大到一定限度時，原料表面與溶液之間的濃度差不再是影響黃酮含量的主要因素，溶劑溶解的其他雜質也增多導致黃酮含量反而有所下降。

3.4 煮制溫度對黃酮含量的影響結果

不同煮制溫度對黃酮含量的影響結果如圖4所示。

圖4 煮制溫度對黃酮含量的影響Fig.4 Effect of cooking temperature on the content of flavonoids

從圖4中可以看出，溫度越高，黃酮含量越高。溫度達到90℃時，煮制液呈明顯的褐色并且黃酮含量下降。這種現象的原因是黃酮類化合物在高溫下容易被氧化，溫度過高，其中的有效成分易被破壞，同時雜質的溶出也增加導致對進一步分離不利。所以當煮制溫度為80℃，煮制效果最好。

3.5 煮制時間對黃酮含量的影響結果

不同煮制時間對黃酮含量的影響結果如圖5所示。

圖5 煮制時間對黃酮含量的影響Fig.5 Effect of cooking time on the content of flavonoids

從圖5中可以看出，煮制時間在1.2 h時煮制效果最好。綠豆煮制時間過長，黃酮含量反而有所下降，可能是因為有較多雜質浸出導致影響黃酮含量。

3.6 pH值對黃酮含量的影響結果

pH值對綠豆中的黃酮含量影響結果如圖6所示。

圖6 pH值對黃酮含量的影響Fig.6 Effect of pH value on the content of flavonoids

從圖6中可以看出，隨著pH值的增加，綠豆煮制液中黃酮類化合物的含量先提高后降低。當pH值達到7.5時，黃酮類化合物的含量最高，超過7.5時開始下降。從煮制液的顏色上看，pH值超過7.5后，煮制液的顏色偏于綠色。原因可能是pH值增高后，使一些醇溶性雜質和色素等成分溶出量增加，這些成分與黃酮類化合物競爭同水分子結合從而導致黃酮含量的下降。

3.7 正交試驗結果與分析

為了進一步確定綠豆的最佳煮制工藝，選擇單因素試驗中對煮制量影響較大的4個因素，采用正交試驗方法進行試驗。正交試驗設計及結果見表1、表2。

根據正交試驗數據可以看出，4個因素對黃酮含量的影響從大到小的順序為A＞B＞C＞D，即pH＞煮制溫度＞煮制時間＞料液比，各因素方差分析的結果如表3所示。

表1 正交試驗表Table1 Orthogonal experiment table

表2 L9（34）正交試驗設計及結果分析Table2 Design and result analysis of L9（34）orthogonal experiment

方差分析的結果可以看出因素A和因素B差異顯著（P＜0.05），C因素和D因素差異不顯著。由K值得出最優組合：A2B2C2D2，即pH值7.5，煮制溫度為80℃，煮制時間為1.2 h，料液比為1∶20（g/mL），按照最佳工藝參數制備的綠豆汁黃酮含量為1.87mg/g。表2中A2B2C3D1，即pH值7.5，煮制溫度為80℃，煮制時間為1.6 h，料液比為1∶10（g/mL），條件下制備的綠豆汁黃酮含量為1.90mg/g。因此確定最優條件為pH值7.5，煮制溫度為80℃，煮制時間為1.6 h，料液比為1∶10（g/mL）。

表3 方差分析表Table3 Variance analysis table

4 結論

本試驗研究了綠豆在不同煮制條件下的黃酮含量情況，確定了最佳煮制工藝參數為：pH值為7.5，煮制溫度80℃，煮制時間1.6 h，料液比為1∶10（g/mL），在此條件下制備的綠豆汁黃酮含量可以達到1.90mg/g。該研究將為下一步綠豆飲料的開發提供數據依據。

[1]龔倩云.綠豆在食品工業中應用的研究進展[J].農產品加工,2009 (3):57-58

[2]陳婷婷,徐娟,趙珺,等.綠豆皮中黃酮類化合物提取工藝[J].生物加工過程,2008(1):60-64

[3]胡靜麗,陳健初.楊梅葉黃酮類化合物最佳煮制工藝研究[J].食品科學,2003,24(1):96-99

[4]張俊榮,陳慶全.家用解毒藥物[M].廣東:廣東高等教育出版社, 1988:77-78

[5]龔盛昭.黃酮類化合物保健食品大有開發價值[J].廣州食品工業科技,2000,18(1):63-65

[6]劉祥義.超聲波煮制元寶楓葉總黃酮方法研究[J].云南化工,2003, 30(1):27-28

[7]王錚敏.超聲波在植物有效成分煮制中的應用[J].三明高等?？茖W校學報,2002,19(4):45

Effect of Cooking Process on the Content of Flavonoids in Mung Bean

ZHANG Gui-fang1，YU Jin-chi2，WANG Ying1，ZHANG Dong-jie2，*
（1.National Coarse Cereals Engineering Research Center of Heilongjiang Bayi Agriculture University，Daqing 163319，Heilongjiang，China；2.Food College ofHeilongjiang Bayi Agriculture University，Daqing163319，Heilongjiang，China）

The cooking process is an important step in the processing of mung bean beverage.The effects of material liquid ratio，boiling temperature，cooking time and pH value on the flavonoids content of mung bean were studied.On the basis of single factor tests，factors that affect the content of flavonoids were optimized by orthogonal test.The results showed that the boiling temperature and pH were the two most important factors affecting the content of flavonoids.The optimum technology parameters as follow：pH value was 7.5，cooking temperature was80℃，cooking time was1.6 h，and solid-liquid ratio was 1∶10（g/mL）.Under this condition，the highest content of flavonoids was 1.90mg/mL.

mung beans；cooking process；flavonoids

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.04.009

2016-05-02

科技部國家星火計劃項目《雜糧主食生產全產業鏈技術集成應用與示范》（2015GA670008）；黑龍江省農墾總局開發項目《農副產品精深加工及高效利用和貯運技術創新研發與示范》（HNK13KF-01-01）；大慶市創新能力建設項目《雜糧及其深加工分析測試技術平臺建設》（sjh-2013-65）；黑龍江省墾區科研項目《系列雜糧飲料產品的研制與產業化》（HNK135-05-02-8）

張桂芳（1980—），女（漢），助理研究員，博士研究生，研究方向：農產品加工。

*通信作者：張東杰（1966—），男（朝鮮），教授，博士研究生導師，研究方向：食品安全及農產品加工與貯藏。