干燥方式對辣木葉營養、功能成分及氨基酸組成的影響

郭剛軍，胡小靜，徐 榮，馬尚玄，龍繼明，李海泉,*

（1.云南省熱帶作物科學研究所，云南 景洪 666100；2.文山學院化學與工程學院，云南 文山 663000）

辣木（Moringa spp.）又稱鼓槌樹、奇樹，屬辣木亞目辣木科（Moringaceae）、辣木屬（Moringa Adans.）植物，多年生熱帶落葉喬木，原產于印度及非洲干旱、半干旱地區，是多用途速生樹種[1-3]。辣木蛋白是目前已發現最好的植物蛋白、VA、葉酸、泛酸、鈣、鐵、硒等多種營養素來源之一，故可稱之為營養大全[4-5]。辣木葉片中鈣的含量是牛乳的4 倍，蛋白質的含量是牛乳的3 倍，鐵的含量是菠菜的3 倍，鉀的含量是香蕉的3 倍，VC的含量是柑橘的7 倍，VA的含量是胡蘿卜的4 倍[6-7]。據推算，三湯匙（約25 g）的辣木葉粉末，就含有幼兒每日所需的270%的VA、42%的蛋白質、125%的鈣、70%的鐵及22%的VC[8]。辣木在國外有“奇跡樹”、“母親最好的朋友”和“天然藥柜”等美稱，其根、莖、葉、花和果均有不同的醫療功效，印度草醫學認為辣木可預防300 種疾病。現代醫學研究表明，辣木具有調節血壓、降膽固醇、降血糖、增強免疫力、抗氧化、抗菌消炎與抗癌等多種活性[9-12]。

辣木在2012年被中國綠色食品發展中心認定為“國家首推綠色食品”[8]，同年簽署的《中華人民共和國農業部和古巴共和國農業部農業合作規劃（2012年—2016年）》中明確提出“加強在辣木種植和加工領域的合作，共同探討利用辣木改善人們的營養水平”。近年來，我國辣木產業發展迅速，2014年，連片種植面積約為4萬 畝（2 668 hm2），主要分布在云南、海南、廣東、四川、福建和貴州等地。在國家農業部及各級政府部門的支持下，2016年我國辣木種植面積約10萬 畝（6 667 hm2），且大部分省市均有辣木產業發展規劃，僅云南省到2020年規劃超過百萬畝。隨著辣木種植面積的不斷擴大，產量的逐年增長，辣木產業對加工技術的需求愈加迫切。除了辣木嫩梢鮮食外，以辣木葉為原料的產品開發和加工利用首先都需要進行干燥。為了最大程度保留辣木葉的營養價值，選擇出優良的干燥方式尤為重要。目前鮮見有關干燥方法對辣木葉營養成分影響的研究，馬李一等[13]對云南元江產辣木葉中礦物質與部分維生素進行了研究，礦物質非熱敏性物質，干燥對其影響較小。本研究采用陰干、曬干、40 ℃熱風干燥、60 ℃熱風干燥、微波干燥、遠紅外干燥多種方式對云南西雙版納產辣木鮮葉進行干燥，系統研究干燥方式對其營養、功能成分與氨基酸組成的影響，以期確定出最佳的干燥方式與條件，為辣木葉更好地開發利用提供科學依據，有效保障辣木產業的健康、可持續發展。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮改良種多油辣木（periyakulam-1，PKM-1）葉采自云南省熱帶作物科學研究所中國-古巴辣木科技合作實驗基地。

17 種L-氨基酸混合標準樣品 美國Sigma-Aldrich公司；蘆丁（色譜純，純度＞98%） 上海如吉生物科技發展有限公司；VE、β-胡蘿卜素、VB1、VB2、VC、VB6、煙酸、葉酸、泛酸 上海源葉生物科技有限公司；淀粉酶 廣西南寧東恒華道生物科技有限公司；石油醚、一水合沒食子酸、硫酸銅、硫酸鉀、硫酸、硼酸、氫氧化鈉、鹽酸、蒽酮、茚三酮、福林-酚試劑、無水乙醇、亞硝酸鈉、硝酸鋁、碳酸鈉等均為國產分析純。

1.2 儀器與設備

萬能粉碎機 上海比朗儀器有限公司；電熱鼓風干燥箱 上海博迅實業有限公司醫療設備廠；微波爐 佛山市順德區格蘭仕微波爐電器有限公司；遠紅外干燥箱 上海善志儀器設備有限公司；SC-80I型色差計 北京京儀康光光學儀器有限公司；紫外-可見分光光度計、熒光分光光度計 上海儀電分析儀器有限公司；K9860型全自動凱氏定氮儀 濟南海能儀器有限公司；1100高效液相色譜儀 美國Agilent Technologies公司；L-8800型氨基酸自動分析 日本日立公司。

1.3 方法

1.3.1 辣木葉不同方式干燥實驗

辣木葉不同方式干燥實驗方法參照文獻[14-15]進行。

陰干：利用空氣自然流動的非機械干燥，優點是不消耗能量，操作簡便，生產成本低。本實驗將1 kg處理后的辣木鮮葉放在室內通風處，均勻攤開，干燥溫度為15～25 ℃，記錄干燥時間及感官變化。

曬干：利用太陽輻射的非機械干燥，優點是不消耗能量，操作簡便，生產成本低。本實驗將1 kg辣木鮮葉放在太陽光下均勻攤開照射，記錄干燥時間及感官變化。

40、60 ℃熱風干燥：利用高溫將熱量傳給水分含量高的物料，加速水分蒸發，提高干燥效率。本實驗將1 kg辣木鮮葉分別放入40、60 ℃的電熱風干燥箱中干燥，記錄干燥時間及感官變化。

微波干燥：不同于傳統干燥方式，其熱傳導方向與水分擴散方向相同。與傳統干燥方式相比，具有干燥速率快、節能、生產效率高、干燥均勻、清潔生產、易實現自動化控制和提高產品質量等優點。本實驗將辣木鮮葉1 kg放入微波爐中干燥，記錄干燥時間及感官變化。

遠紅外干燥：利用遠紅外線輻射傳熱，遠紅外線的發射波長在40～1 000 mm范圍內，當物料分子波長與遠紅外線發射的波長匹配時，會引起物料分子強烈振動，摩擦產熱達到干燥的目的。本實驗將1 kg辣木鮮葉放入60 ℃遠紅外干燥箱中干燥，記錄干燥時間及感官變化。

1.3.2 辣木葉色澤的測定

采用SC-80I全自動色差計在10°視場、D65光源（D65光源是標準光源中最常用的人工日光，其色溫為6 500 K，是該色差計的觀察條件）條件下，對不同方式干燥辣木葉粉色差值進行測定。實驗采用Hunter Lab色系統，此系統中，L值表示明度變量，a和b值表示色品坐標，?E表示總色差。L值大表示偏亮，L值小表示偏暗；a值大表示偏紅，a值小表示偏綠；b值大表示偏黃，b值小表示偏藍[16-17]。

1.3.3 辣木葉營養與功能成分測定

1.3.3.1 常規營養與功能成分質量分數的測定

水分、蛋白質、粗脂肪、多糖質量分數的測定參照文獻[18]，分別采用直接干燥法、凱氏定氮法、索氏抽提法和苯酚-硫酸法進行；黃酮質量分數的測定參照文獻[19-20]，采用三氯化鋁比色法進行；總酚質量分數的測定參照文獻[21-22]，采用福林-酚法進行。

1.3.3.2 維生素含量的測定

VE含量參照文獻[23]進行測定；β-胡蘿卜素含量按照GB/T 5009.83—2003《食品中胡蘿卜素的測定》進行測定；VB1、VB2、VC、VB6、葉酸含量參照文獻[24]進行測定；煙酸含量按照GB/T 5009.89—2003《食品中煙酸的測定》進行測定；泛酸含量按照GB/T 5413.17—2010《食品安全國家標準 嬰幼兒食品和乳品中泛酸的測定》進行測定。

1.3.3.3 氨基酸質量分數的測定

氨基酸質量分數的測定參照文獻[25-26]。

樣品前處理：稱取不同干燥方式辣木葉粉各3 份（每份約350 mg），分別置于20 mL水解管中，加10.00 mL酸解劑，抽真空，封口。將水解管放在（110±2）℃恒溫干燥箱中，水解22 h。冷卻、混勻、開管，過濾至25.0 mL容量瓶中用6.0 mol/L的NaOH溶液調pH值至中性，用去離子水定容。用0.45 μm濾膜過濾，取1 mL濾液與上機用鹽酸溶液等體積混合，供上機使用。

測定：用相應的混合氨基酸標準工作液按儀器說明書調整儀器操作參數和洗脫緩沖液的pH值，使各氨基酸分辨率大于等于85%，自動進樣20 μL制備好的試樣水解液分析測定（氨基酸自動分析儀測定流速：緩沖溶液為0.400 mL/min，茚三酮溶液為0.350 mL/min）。

結果計算：以峰面積測定結果，用外標法計算各氨基酸質量分數。

1.4 數據分析

數據采用SAS 9.2軟件處理，應用方差分析與鄧肯氏法進行顯著性分析，以P＜0.05為差異具有統計學意義。實驗結果以表示。

2 結果與分析

2.1 干燥方式對辣木葉干燥時間及感官品質的影響

將辣木鮮葉從含水量79.38%干燥至6.00%左右，研究干燥方式對辣木葉干燥時間、色澤與感官品質的影響，結果見表1。

表1 不同干燥方式辣木葉干燥時間、色澤與感官品質Table 1 Drying time, color parameters and sensory quality of Moringa oleifera leaves subjected to different drying methods

由表1可以看出，不同干燥方式對辣木葉的干燥時間、色澤與感官品質有較大差異。陰干辣木葉亮度最低，變黃也最為嚴重，感官品質最差，這可能是西雙版納空氣濕度大，且耗時時間較長導致辣木葉霉變的緣故。曬干辣木葉色澤品質也相對較差，無香味，且在干燥過程中受天氣影響較大。40 ℃熱風干燥、60 ℃熱風干燥、微波干燥與遠紅外干燥的辣木葉亮度、黃度與總色差無顯著性差異，色澤品質差異相對較小。但60 ℃熱風干燥辣木葉有淡淡香味，干燥中不結團，且相對40 ℃熱風干燥耗時較短。微波干燥雖然香味較濃，但干燥過程中出水較多，結團，且微波干燥設備造價較高。遠紅外干燥雖然也有淡淡香味，但遠紅外干燥設備成本相對較高。熱風干燥是較為傳統的干燥方法，其操作簡便，機器設備成本也相對較低，并且能很好地保持產品的感官品質。因此，從不同干燥方式對辣木葉干燥時間、色澤與感官品質的影響來看，60 ℃熱風干燥較為適合辣木鮮葉的干燥。

2.2 干燥方式對辣木葉常規營養與功能成分的影響

表2 不同干燥方式辣木葉常規營養與功能成分質量分數Table 2 Contents of major nutritional and functional components in Moringa oleifera leaves subjected to different drying methods%

由表2可以看出，不同干燥方式辣木葉中粗脂肪質量分數為4.62%～5.84%，黃酮質量分數3.10%～3.32%，多糖質量分數2.07%～2.69%，各樣品間均無顯著性差異（P＞0.05），相對比較穩定。蛋白質量分數為28.51%～30.76%，其中40 ℃熱風干燥與60 ℃熱風干燥對辣木葉蛋白質影響較小，質量分數較高，分別為30.35%與30.76%，與其他干燥方式存在顯著性差異（P＜0.05），陰干、曬干、微波干燥、遠紅外干燥4 種方式干燥的辣木葉蛋白質量分數無顯著性差異（P＞0.05）。總酚質量分數為10.60%～13.82%，其中60 ℃熱風干燥對辣木葉總酚影響較小，質量分數較高，為13.82%，與其他干燥方式存在顯著性差異（P＜0.05），其次是遠紅外干燥，質量分數為13.02%，陰干辣木葉總酚質量分數最低為10.60%。本研究結果與熊瑤[15]的相比，蛋白質量分數略高，粗脂肪、多糖質量分數較低，黃酮質量分數基本一致，熱風干燥較低，微波與遠紅外干燥較高。與馬李一等[13]的研究結果相比，在不同干燥方式的辣木葉樣品中，兩者均是40 ℃熱風干燥蛋白質量分數較高，但總體上本研究中的蛋白質、粗脂肪質量分數較高，這可能與辣木的品種、土壤、氣候、水質等種植條件有直接關系，種植環境不同，質量分數差異較大。總體來說，60 ℃熱風干燥對辣木葉常規營養與功能成分的影響較小，干燥效果較好。

2.3 干燥方式對辣木葉維生素的影響

表3 不同干燥方式辣木葉維生素含量Table 3 Contents of vitamins in Moringa oleifera leaves subjected to different drying methodsmg/100 g

由表3可以看出，60 ℃熱風干燥辣木葉中VE與β-胡蘿卜素含量最高，分別為113.00 mg/100 g與60.36 mg/100 g，與其他干燥方式存在顯著性差異（P＜0.05），微波干燥與遠紅外干燥樣品間無顯著性差異（P＞0.05），陰干樣品含量最低，分別為40.00 mg/100 g與21.03 mg/100 g。60 ℃熱風干燥辣木葉VB2含量最高，為1.90 mg/100 g，與其他干燥方式存在顯著性差異（P＜0.05），微波干燥樣品VB2含量最低，為0.95 mg/100 g，受熱破壞程度最大。60 ℃熱風干燥辣木葉VB6含量最高，為8.18 mg/100 g，與其他干燥方式存在顯著性差異（P＜0.05），陰干、曬干與遠紅外干燥3 種方式間無顯著性差異（P＞0.05），但含量較低。60 ℃熱風干燥辣木葉泛酸含量與微波干燥、遠紅外線干燥差異不顯著（P＞0.05），但高于其他干燥方式，陰干樣品含量最低，為47.10 mg/100 g。遠紅外干燥辣木葉VC含量最高，為66.40 mg/100 g，與其他干燥方式存在顯著性差異（P＜0.05），40 ℃熱風干燥樣品含量最低，為29.00 mg/100 g。40 ℃熱風干燥辣木葉煙酸含量最高，與其他干燥方式存在顯著性差異（P＜0.05），為4.43 mg/100 g，60 ℃熱風干燥樣品含量最低，為1.92 mg/100 g。本研究結果與熊瑤[15]的相比，VE含量略低，VC含量略高。與馬季一等[13]的研究結果相比，VE含量較高，VC含量較低，VB2含量較低。各種不同干燥方式對辣木葉中VE、β-胡蘿卜素、VB2、VC、VB6、煙酸與泛酸的含量影響較大，這是由于維生素是熱敏性物質的緣故。但總體來說，60 ℃熱風干燥對辣木葉中維生素含量的影響較小，干燥效果較好。

2.4 干燥方式對辣木葉氨基酸質量分數與組成的影響2.4.1 不同干燥方式辣木葉中氨基酸質量分數與組成分析

表4 不同干燥方式辣木葉氨基酸的質量分數與組成Table 4 Amino acid composition of Moringa oleifera leaves subjected to different drying methods%

氨基酸是構成蛋白質的基本組成單位，也是人體必需的重要營養元素[27]。由表4可以看出，干燥方式對辣木葉中的氨基酸有顯著的影響，其中60 ℃熱風干燥辣木葉總氨基酸質量分數最高，為30.56%，與其他干燥方式存在顯著性差異（P＜0.05），陰干樣品的總氨基酸質量分數最低，為26.83%。60 ℃與40 ℃熱風干燥辣木葉人體必需氨基酸質量分數無顯著性差異（P＞0.05），分別為12.35%與12.20%，與其他干燥方式存在顯著性差異（P＜0.05），微波干燥樣品的必需氨基酸質量分數最低，為11.60%。在各種氨基酸中，60 ℃熱風干燥的谷氨酸與天冬氨酸質量分數最高，分別為5.19%與3.56%，與其他干燥方式存在顯著性差異（P＜0.05），其次是微波干燥，分別為4.46%與3.39%，陰干樣品質量分數最低，分別為3.60%與2.79%。谷氨酸有健腦作用，并使食味鮮美；精氨酸是生血（血紅素和珠蛋白的生物合成）和促進鈣質吸收的物質基礎，還有降壓作用；天冬氨酸具有特殊鮮味[28]。在各種必需氨基酸中，40 ℃熱風干燥、曬干、遠紅外干燥與60 ℃熱風干燥樣品的亮氨酸質量分數無顯著性差異（P＞0.05），微波干燥樣品的質量分數最低，為2.37%。遠紅外干燥、40 ℃熱風干燥、曬干與陰干樣品的賴氨酸質量分數無顯著性差異（P＞0.05），微波干燥樣品的質量分數最低，為1.83%。亮氨酸具有調節中樞神經、大腦，調節肌肉、蛋白質代謝的作用，賴氨酸可以促進胃蛋白酶分泌、鈣的吸收及在人體內的積累[26]。總體來說，60 ℃熱風干燥對辣木葉中氨基酸的影響較小，干燥效果較好。

2.4.2 不同干燥方式辣木葉中必需氨基酸組成評價

營養價值較高的食物蛋白質，不僅要求所含的必需氨基酸種類齊全，而且必需氨基酸之間的比例也要適宜，最好能與人體需要相符合，這樣必需氨基酸吸收最完全，營養價值較高[29]。根據不同干燥方式辣木葉中各氨基酸質量分數，計算得出必需氨基酸的質量分數，并與世界衛生組織/聯合國糧食及農業組織（World Health Organization/Food and Agriculture Organization of the United Nations，WHO/FAO）模式譜進行了比較，結果見表5。

表5 不同干燥方式辣木葉中人體必需氨基酸占總氨基酸的質量分數與WHO/FAO模式譜比較Table 5 Proportions of essential amino acids in total amino acids in Moringa oleifera leaves subjected to different drying methods in comparison with WHO/FAO recommended reference values%

由表5可以看出，不同干燥方式辣木葉中的酪氨酸+苯丙氨酸質量分數最高，為10.31%～10.85%，是WHO/FAO建議值的1.72～1.81 倍，其中陰干辣木葉質量分數最高為10.85%，曬干較高，為10.65%，60 ℃熱風干燥最低，為10.31%；其次是亮氨酸，質量分數為8.08%～9.13%，是WHO/FAO建議值的1.15～1.30 倍，其中陰干辣木葉質量分數最高為9.13%，曬干樣品的較高，為9.10%，60 ℃熱風干燥最低，為8.08%；再次是賴氨酸，質量分數為6.02%～7.18%，是WHO/FAO建議值的1.09～1.31 倍，其中遠紅外干燥辣木葉質量分數最高，為7.18%，曬干樣品質量分數較高，為7.04%，60 ℃熱風干燥最低，為6.02%。陰干辣木葉總氨基酸質量分數最高，為44.26%，60 ℃熱風干燥最低，為41.06%，分別為WHO/FAO建議值的1.26 倍與1.17 倍。除蛋氨酸+胱氨酸等質量分數低于標準模式譜外，其他氨基酸的質量分數均高于標準模式譜。說明不同干燥方式辣木葉與推薦的人體必需氨基酸相比，必需氨基酸含量豐富且比較均衡，有很高的營養價值。

2.4.3 氨基酸比值系數法對不同干燥方式辣木葉中蛋白質營養價值的評價

各種食品蛋白質中氨基酸的組成比例都不相同，其營養價值的優劣主要取決于3 個方面：一是所含必需氨基酸的種類是否齊全；二是必需氨基酸數量的多少；三是各種必需氨基酸的組成比例。為了對各種食品中氨基酸的營養價值進行評價，WHO/FAO于1973年提出了氨基酸比值系數法來評價蛋白質營養價值，即根據氨基酸平衡理論，利用WHO/FAO的必需氨基酸模式計算樣品中必需氨基酸的氨基酸比值（ratio of amino acid，RAA）、氨基酸比值系數（ratio coefficient of amino acid，RC）和比值系數分（score of RC，SRC）[26]。在該評價體系中，RAA及RC的數值越接近1，表明該必需氨基酸越接近WHO/FAO的推薦值；SRC的數值越接近100，表明該食品中各種必需氨基酸的含量越均衡，其營養價值就越高[30]。不同干燥方式辣木葉氨基酸的RAA、RC及SRC的分析結果見表6。

表6 不同干燥方式辣木葉各種氨基酸的RAA、RC、SRC分析結果Table 6 RAA, RC and SRC values in Moringa oleifera leaves subjected to different drying methods

由表6可以看出，不同干燥辣木葉氨基酸的SRC為63.88～67.58，其中曬干辣木葉氨基酸的SRC最高，為67.58，60 ℃熱風干燥比值系數分最低為63.88。總體來說不同干燥方式辣木葉營養價值較高，在各種必需氨基酸中，第一限制氨基酸均為蛋氨酸+胱氨酸。

3 結 論

陰干、曬干、40 ℃熱風干燥、60 ℃熱風干燥、微波干燥與遠紅外干燥后辣木葉中的蛋白質、多酚、VE、β-胡蘿卜素、VB2、VC、VB6、煙酸與泛酸含量存在顯著性差異，粗脂肪、黃酮與多糖含量差異均不顯著。不同干燥方式辣木葉感官品質差別較大，60 ℃熱風干燥與遠紅外干燥感官品質較好。

干燥方式對辣木葉中氨基酸含量有較大影響，60 ℃熱風干燥后樣品的氨基酸總量最高，40 ℃熱風干燥氨基酸總量較高，陰干氨基酸總量最低。60 ℃與40 ℃熱風干燥后樣品必需氨基酸含量最高，陰干樣品必需氨基酸含量最低。曬干樣品氨基酸的SRC最高，60 ℃熱風干燥樣品SRC最低。在各種必需氨基酸中，第一限制氨基酸均為蛋氨酸+胱氨酸。

綜合比較6 種干燥方式，陰干與曬干干燥周期較長，色澤品質較差，且受天氣影響較大，營養成分低，且無香味。微波干燥與遠紅外干燥設備造價較高，營養成分與氨基酸含量相對較低。60 ℃熱風干燥速度較快，營養、功能成分與氨基酸含量較高。綜合多種因素考慮，60 ℃熱風干燥較適于辣木鮮葉的干燥。

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