不同干燥處理對黑果枸杞果實(shí)原花青素含量的影響

楊 陽，藍(lán)登明，張斌武，謝 菲，桂 翔，劉俊良

（1.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué),內(nèi)蒙古 呼和浩特010000；2.阿拉善盟林木種苗站,內(nèi)蒙古 巴彥浩特 750300）

黑果枸杞（Lycium ruthenicum Murr.）屬茄科（Solanaceae），枸杞屬（Lycium L.）為多年生落葉灌木，是西北地區(qū)具有水土保持和防風(fēng)固沙功能的鄉(xiāng)土樹種。漿果成熟后呈紫色，其中富含原花青素。原花青素屬于植物的次級代謝產(chǎn)物，一般在植物的種子、葉子、果實(shí)、花、皮、殼等處[1-5]。該色素屬于天然花色苷類，是植物中的一類天然多酚類化合物，能被人體吸收利用，可消除人體自由基，對易被氧化的成分起到保護(hù)作用[6]，有抗衰老、抗腫瘤、抗癌變、預(yù)防心腦血管疾病、明目等功效[7-11]，是天然的水溶性抗氧化劑。

黑果枸杞果實(shí)含水量高，易腐爛，不易保存和運(yùn)輸，干燥處理是黑果枸杞加工貯藏利用的重要方式。目前，黑果枸杞干燥多使用自然曬干[12]，操作簡單且成本低，但是易受天氣因素、場地條件限制；干燥用時(shí)長，果實(shí)直接暴露于外界環(huán)境，衛(wèi)生條件差，有發(fā)霉變質(zhì)和受蟲蛀的問題存在，干果品質(zhì)得不到保證。有研究提到黑果枸杞鮮果經(jīng)干燥處理時(shí)果實(shí)形狀和營養(yǎng)成分會隨之水分流失發(fā)生變化[13-14]。干燥后果實(shí)外部形狀是否發(fā)生變化，原花青素含量增高還是降低，選用何種干燥方法對果實(shí)性狀及原花青素含量的影響較小是亟待解決的科學(xué)問題。因此，對鮮果進(jìn)行不同干燥處理，觀察外部性狀變化及測定原花青素含量，分析對比后選出黑果枸杞適用的干燥方法，可為黑果枸杞加工貯藏利用方法提供科學(xué)的依據(jù)及資料。

1 材料與方法

1.1 材料

材料采集地點(diǎn)位于內(nèi)蒙古自治區(qū)額濟(jì)納旗。選取青海、新疆、甘肅、額濟(jì)納旗四個(gè)種源，經(jīng)人工播種繁殖，采用相同撫育管理措施的黑果枸杞3年生植株為樣本采集樹，以成熟度相同的果實(shí)作為實(shí)驗(yàn)材料，各種源地生態(tài)條件見表1。

表1 不同種源地主要?dú)庀笠蜃覶able 1 Major climatic factors of different provenance plant

每個(gè)種源在果熟期（2016年8月25日）隨機(jī)選取10株，對植株基本生長狀況進(jìn)行調(diào)查，結(jié)果如表2：

表2 不同種源地植株基本生長情況Table 2 The basic conditions of different provenance plant

2016年8月28日，每個(gè)種源黑果枸杞隨機(jī)選取10株，在植株的上、中、下3個(gè)部位進(jìn)行樣品采集，采集時(shí)注意保留完整的果柄，每個(gè)種源采集50粒，干燥處理后隨機(jī)選取觀察外部形態(tài)及原花青素含量測定材料，實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器及藥品

實(shí)驗(yàn)儀器：測量直尺、游標(biāo)卡尺（上海申量工業(yè)有限責(zé)任公司）、HH-S數(shù)顯恒溫水浴鍋（江蘇正基儀器有限責(zé)任公司）、漩渦混合器XH-B（上海汗諾儀器有限公司）、751可見分光光度計(jì)（上海元析儀器有限公司）、JA2013N萬分之一電子天平（上海元析儀器有限公司）、DHG-9140A數(shù)控電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海齊欣科學(xué)儀器有限公司）、移液槍。

實(shí)驗(yàn)藥品為濃硫酸（98%體積分?jǐn)?shù)，成都市新都區(qū)木蘭鎮(zhèn)工業(yè)開發(fā)區(qū)）、無水乙醇（99.7%體積分?jǐn)?shù)，天津市致遠(yuǎn)化學(xué)試劑有限公司）、香草醛（99.5%體積分?jǐn)?shù)，上海源葉生物科技有限公司）、兒茶素（純度〉98%，上海源葉生物科技有限公司）。

1.3 試驗(yàn)方法

選取曬干、陰干、恒溫鼓風(fēng)干燥三種干燥處理方法，取鮮果為對照組，每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)。其中，曬干處理：將15 g鮮果樣品置于陽光充足且通風(fēng)處，每日9:00至18:00在室外晾曬，其余時(shí)間置于室內(nèi)通風(fēng)處存放，干燥至恒重；陰干處理：將15 g鮮果樣品置于通風(fēng)避光處，干燥至恒重；恒溫鼓風(fēng)干燥處理：選取同樣重量鮮果樣品置于鼓風(fēng)干燥箱中，設(shè)置40℃、60℃、80℃、100℃ 4個(gè)溫度梯度，烘干至恒重。

選取不同種源、不同處理的果實(shí)，分別測定原花青素含量。

鮮果中原花青素提取及測定參考陳晨[9]、孫蕓[15]、孫楠[16]和任小娜[17]等人的方法，結(jié)合預(yù)實(shí)驗(yàn)對試驗(yàn)方法進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)以下試驗(yàn)方案：

（1）標(biāo)準(zhǔn)溶液制備：稱取兒茶素標(biāo)準(zhǔn)品10mg，用60%乙醇水溶液定容至10mL，配制濃度為1mg/mL兒茶素標(biāo)準(zhǔn)液。

（2）標(biāo)準(zhǔn)曲線制備：分別取標(biāo)準(zhǔn)溶液0mL、0.05mL、0.1mL、0.15mL、0.2mL、0.25mL，然后用體積分?jǐn)?shù)60%乙醇定容至25mL配制成濃度分別為0mg/mL、0.02mg/mL、0.04mg/mL、0.06mg/mL、0.08mg/mL、0.1mg/ml的兒茶素標(biāo)樣，各取1mL（60%乙醇作為空白），依次加入2.5mL 1%的香草醛-乙醇溶液和2.5 ml濃H2S04，置于漩渦混合器充分混勻后，在500nm波長下測其吸光值（OD），以濃度為橫坐標(biāo)，OD值為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。得到標(biāo)準(zhǔn)曲線回歸方程：y=4.462x+0.066（R2=0.999）。

（3）樣品溶液制備及測定：稱取0.015±0.02g樣品（不含種子），加入60%乙醇進(jìn)行研磨，定容至25 mL棕色容量瓶中，搖勻，50℃水浴30 min，冷卻，取上層清液，得到樣品提取液。

（4）樣品測定：取樣品溶液1mL，加1%香草醛-乙醇溶液2.5 mL和濃H2S042.5mL，充分混勻后在500 nm波長下測其吸光值。每個(gè)樣品試樣重復(fù)測定3次，取平均值。依據(jù)吸光值利用標(biāo)準(zhǔn)曲線得出黑果枸杞原花青素含量。

干果原花青素含量測定時(shí)，樣品重=含水率×鮮果樣品。

數(shù)據(jù)處理采用SPSS 20.0進(jìn)行原花青素含量方差分析，采用Excel 2013進(jìn)行圖表制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同干燥處理下黑果枸杞干果性狀對比

黑果枸杞鮮果經(jīng)過干燥處理后，外部性狀均發(fā)生變化，其中陰干處理后黑果枸杞為紫黑色，和鮮果差異不大，手感較柔軟，易研磨，陰干處理可較好的保持果實(shí)的色澤；曬干處理后，果實(shí)顏色變淡，近乎深褐色，果實(shí)手感偏硬，較易研磨；烘干處理后，40℃和60℃的果實(shí)顏色和曬干處理顏色相似，相較鮮果和陰干處理果實(shí)顏色淡，中空，脆易碎；80℃和100℃處理后，果實(shí)顏色呈紅褐色，水分大量流失，果實(shí)較硬，需敲碎后進(jìn)行研磨；在不同溫度的鼓風(fēng)干燥處理實(shí)驗(yàn)中可以看出隨著溫度的升高，果實(shí)顏色變化程度越大，果實(shí)性狀發(fā)生變化。

2.2 不同干燥處理對黑果枸杞干燥速度的影響

研究表明，不同的干燥方法對黑果枸杞鮮果的干燥速度具有一定的差異性，其中恒溫鼓風(fēng)干燥100℃下，用時(shí)最短，為4 h。陰干處理用時(shí)最長，為12-15 d。按照干燥用時(shí)來排序，為陰干〉曬干〉恒溫鼓風(fēng)干燥40℃〉恒溫鼓風(fēng)干燥60℃〉恒溫鼓風(fēng)干燥80℃〉恒溫鼓風(fēng)干燥100℃。不同干燥處理后，含水量隨干燥溫度的升高呈下降趨勢。

表3 不同干燥方法所需時(shí)間及樣品水分Table 3 The time spent in different drying methods and moisture content of sample

2.3 干燥處理中不同種源原花青素含量的變化

4個(gè)種源的黑果枸杞鮮果經(jīng)過曬干（室溫30～35℃）、陰干（室溫 25～30℃）、40℃、60℃、80℃、100℃的干燥處理后，原花青素含量均和鮮果有顯著差異，并有隨干燥溫度升高而減少的變化趨勢。曬干處理和40℃鼓風(fēng)干燥處理間兩者溫度相近，處理后果實(shí)原花青素含量差異不顯著；60℃和80℃兩個(gè)干燥溫度下，原花青素含量無顯著差異；100℃下4個(gè)種源原花青素含量均急劇下降，幾乎全部流失（圖1）。

圖1 不同干燥處理原花青素含量測定結(jié)果Figure 1 The content of procyanidins of different exsiccation

3 結(jié)論與討論

通過對4個(gè)種源黑果枸杞果實(shí)干燥后外部性狀和原花青素含量測定發(fā)現(xiàn)：不同干燥處理后果實(shí)形狀有差異，其中陰干處理果實(shí)顏色同鮮果基本相同，呈紫黑色，手感較柔軟，不易碎，外部性狀變化最小。4個(gè)種源黑果枸杞鮮果干燥處理后原花青素含量呈現(xiàn)出下降趨勢；其中陰干處理降低程度最小，鼓風(fēng)干燥處理中原花青素含量隨干燥溫度升高而下降。不同干燥處理所用時(shí)長分別為：陰干用時(shí)最長，為 12～15 d；曬干用時(shí) 5～6 d；鼓風(fēng)干燥中，40 ℃下用時(shí)最長，為12 h，60℃和80℃下用時(shí)相近，分別為 8 h、6 h；100 ℃下用時(shí)最短，為 4 h。

不同干燥中黑果枸杞含水率基本維持不變，陰干處理耗時(shí)最長，但原花青素含量下降最少，不需要專用設(shè)備，實(shí)用性強(qiáng)。烘干和曬干處理后果實(shí)原花青素流失嚴(yán)重，影響黑果枸杞品質(zhì)。綜上所述在三個(gè)干燥處理方法中優(yōu)先選擇陰干法，同時(shí)避免環(huán)境溫度過高和陽光直射。

原花青素屬于多酚類物質(zhì)，一方面在一定程度受到光和熱的影響，隨溫度升高，分子運(yùn)動速度增快，發(fā)生滲透、溶解和擴(kuò)散；另一方面，原花青素為熱不穩(wěn)定物質(zhì)，溫度升高會破壞原花青素，其穩(wěn)定性減弱，使得吸光值呈下降趨勢[18]。從此兩點(diǎn)看，原花青素在光照和高溫下，隨著水分的減少，浸出速度也隨之加快，使得果實(shí)顏色變淺；同時(shí)在高溫光照條件下，枸杞糖發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，水分減少的同時(shí)糖分分解，使得果實(shí)變硬、不易研磨，與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合。鄭燕升[19]、洪新[20]、張琦[21]均主張光和溫度會對原花青素產(chǎn)生影響，光照使原花青素發(fā)生光解變質(zhì)并使其穩(wěn)定性降低，其中50℃、60℃為不同研究者發(fā)現(xiàn)的不同物質(zhì)中原花青素含量降低的臨界溫度，針對原花青素不耐熱的自身特性的現(xiàn)有研究均與本文研究結(jié)論相吻合，說明果實(shí)干燥處理中光照強(qiáng)度和溫度高低是重要的影響因素，后續(xù)可針對黑果枸杞干燥處理中的光照強(qiáng)度、溫度做研究，確定出對原花青素含量影響更小的干燥處理方法，形成黑果枸杞干燥工藝，運(yùn)用到生產(chǎn)中。

除此之外，原花青素在植物體內(nèi)起到抗氧化、抗熱等作用，隨溫度升高，原花青素用于植物自身抗逆境，導(dǎo)致原花青素含量降低。隨著黑果枸杞人工種植面積的擴(kuò)大，可將黑果枸杞添加到食品、藥品及化妝品中，具備工業(yè)化生產(chǎn)的條件和可能性，在各種加工環(huán)節(jié)中，干燥技術(shù)趨于工業(yè)化是黑果枸杞產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢。在此發(fā)展過程中，涉及到成本、可操作性、對品質(zhì)的影響等問題，需要將不同的干燥技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，規(guī)避缺點(diǎn)，形成一套完整的黑果枸杞干燥流程，在此基礎(chǔ)上，黑果枸杞干燥技術(shù)還有待進(jìn)一步研究發(fā)展。