加工方式對板栗殼主要成分及提取液自由基清除能力的影響

邢 穎，王 艷

運城學院 生命科學系，山西 運城 044000

板栗(CastaneamollissimaBlume)屬殼斗科，在我國種植廣泛，已有3 000余年栽培歷史，素有“干果之王”的美譽，在國外被稱為“人參果”[1-2]。板栗殼為板栗的外果皮，約占板栗總質(zhì)量的10%[3]，具有一定的藥理作用，如抗菌、抗炎、抗凝血及治療慢性支氣管炎等[4]。研究表明，板栗殼含有多酚類物質(zhì)、黃酮及原花青素等活性成分，其中多酚類物質(zhì)具有潛在的抗癌和抗氧化作用，可用于營養(yǎng)保健品或功能性食品[5-6]；黃酮類物質(zhì)具有較好的抑菌效果[7]；原花青素具有抗癌、改善心血管疾病及抗病毒等生物活性[8]。市場上的板栗產(chǎn)品多以果實為原材料加工開發(fā)，板栗殼一般用作燃料或被直接丟棄，充分合理利用這些廢棄物不僅可減少對環(huán)境的影響，也可獲得較好的經(jīng)濟效益[9-10]。

板栗的加工方式主要有水煮、烤制及炒制，研究表明不同加工方式對食品的營養(yǎng)及功能成分有不同程度的影響[11]。Barro等[12]通過對煮制及烤制板栗中維生素C的含量及抗氧化活性的研究發(fā)現(xiàn)，不同品種板栗中維生素C的含量在煮制后下降25%～54%，在烤制后下降2%～77%，同時，其抗氧化活性也顯著下降。Gon?alves等[13]對比了烤制和煮制對板栗中氨基酸含量和礦物質(zhì)成分的影響，結(jié)果表明加工后的板栗中總氨基酸含量相比于生板栗有明顯升高。Li等[14]研究了不同加工方式對板栗果實中主要成分的影響，結(jié)果表明與生板栗果實相比，加工之后的板栗果實中可溶性蛋白質(zhì)、黃酮及酚類等物質(zhì)含量顯著降低，主成分分析表明烘烤和炒制的板栗中主要成分變化類似，而煮制板栗中主要成分的變化不同。

作為板栗加工過程中的副產(chǎn)物，板栗殼具有化學成分種類多、含量高的特點。對于板栗殼的研究主要集中在黃酮、多酚、多糖、原花青素及色素等的提取方面，而有關(guān)加工方式對板栗殼主要成分的影響未見報道。筆者以板栗殼為研究對象，以生板栗殼為參照，對比不同加工方式(水煮、烤制、炒制)對板栗殼的主要成分(黃酮、多酚、原花青素、水溶性蛋白質(zhì))及提取液自由基清除作用的影響，為板栗殼的加工利用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

新鮮板栗：購于河北遷西，挑選新鮮、無蟲眼的板栗，于4 ℃冰箱中保存；沒食子酸(純度≥95%)、蘆丁(純度≥95%)：國藥集團化學試劑有限公司；福林酚試劑：北京索萊寶科技有限公司；硝酸鋁、亞硝酸鈉、碳酸鈉、硫酸亞鐵、水楊酸、DPPH、原花青素標準品(UV≥98%)、香草醛(純度≥99%)、氯化鈉、乙醇、甲醇、濃鹽酸、雙氧水等：西隴化工有限公司；所有試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

KQ-300GDV型數(shù)控超聲波清洗器：昆山市超聲儀器有限公司；UV5500PC紫外可見分光光度計：上海元析儀器有限公司；DHG-9070A電熱烘干箱、DZF-6050型粉碎機：上海一恒科學儀器有限公司；FAl604電子天平：上海舜宇恒平科技有限公司；TDL6M型離心機：湖南湘立科學儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 板栗的處理方法

稱取約2 000 g板栗平均分為4份，將板栗清洗干凈，用刀子在板栗殼頂部切口(長1 cm)，將1份板栗直接手工剝殼，收集板栗殼為對照；水煮：取1份板栗在沸水中煮制20 min，冷卻手工剝殼，收集備用；烤制：取1份板栗在烤箱中200 ℃烤25 min，冷卻手工剝殼，收集備用；炒制：取1份板栗于250 ℃炒15 min，冷卻手工剝殼，收集備用[15]。將未加工及經(jīng)過3種方式處理后的板栗殼于室溫下陰干(20～25 ℃，濕度35%)，用粉碎機粉碎，分別裝袋密封后置于干燥陰涼處保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 水分含量的測定

采用直接干燥法[16]測定4份板栗殼樣品的水分含量(以濕基含水量表示)，每次測定重復3次，取平均值。

1.3.3 水溶性蛋白質(zhì)的提取與測定

取1.400 g樣品，加入蒸餾水15 mL，33 ℃水浴加熱47 min，然后以4 000 r/min離心15 min得上清液；殘渣按上述方法重復提取一次，合并上清液，調(diào)pH值至 4.5，靜置2 h，再以4 000 r/min離心15 min，取沉淀；采用考馬斯亮藍法測定板栗殼中水溶性蛋白質(zhì)的含量(mg/g)[17]。

1.3.4 板栗殼提取液的制備及主要成分的測定

分別稱取4種板栗殼樣品粉末1.000 g于三角瓶中，加入20 mL 40%的乙醇；在300 W、50 ℃超聲波提取20 min，過濾得濾液；殘渣于相同條件下重復提取，合并兩次濾液，用蒸餾水定容至100 mL容量瓶中[18]，備用。

1.3.4.1 黃酮含量的測定

采用亞硝酸鈉-硝酸鋁比色法[19]測定板栗殼提取液的黃酮含量。準確移取板栗殼提取液1.00 mL置于10 mL容量瓶中，加入0.30 mL 5%亞硝酸鈉溶液，搖勻、靜置6 min；再加入0.30 mL 10%硝酸鋁溶液，搖勻、靜置6 min；再加入4.00 mL 4%氫氧化鈉溶液，用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻、靜置10～15 min；以不加樣液為空白對照，于510 nm處測吸光度。用不同濃度的蘆丁作標準曲線，板栗殼中黃酮含量(mg/g)以每克板栗殼中的蘆丁當量表示。

1.3.4.2 多酚含量的測定

采用福林酚法[18]測定板栗殼提取液中的多酚含量。準確吸取板栗殼提取液1.00 mL于25 mL試管中，用蒸餾水稀釋至10 mL，加入0.5 mL福林酚試劑，混勻后加入10 mL 7.5%碳酸鈉溶液，混勻后放入25 ℃水浴鍋中避光水浴60 min，然后加蒸餾水定容至25 mL，以不加樣液為空白對照，于750 nm處測定吸光度。用不同濃度的沒食子酸作標準曲線，板栗殼中多酚含量(mg/g)以每克板栗殼中的沒食子酸當量表示。

1.3.4.3 原花青素含量的測定

采用香草醛-鹽酸法[20]測定板栗殼提取液中的原花青素含量。準確吸取板栗殼提取液1.0 mL于25 mL試管中，加入無水甲醇至10 mL，再加入6 mL 4%的香草醛-甲醇溶液、3 mL濃鹽酸，充分搖勻，在35 ℃水浴中反應30 min，于500 nm處測吸光度。用不同濃度的原花青素標準品作標準曲線，板栗殼中原花青素含量(mg/g)以每克板栗殼中的原花青素質(zhì)量表示。

1.3.5 自由基清除能力的測定

1.3.5.1 DPPH自由基清除能力的測定

稱取0.003 9 g DPPH試劑，用少量乙醇溶解，然后轉(zhuǎn)移至100 mL棕色容量瓶中，用乙醇定容至刻度，配成的DPPH溶液濃度為0.1 mmol/L；分別移取未加工板栗殼、煮板栗殼、炒板栗殼、烤板栗殼提取液1.0 mL于試管中，加入配好的DPPH溶液2.0 mL，搖勻使其充分混合；取1.0 mL 40%乙醇溶液與2.0 mL DPPH溶液混合后作為空白，在常溫下避光反應60 min。于517 nm處測定各溶液的吸光度，用40%的乙醇溶液校零[21]。DPPH自由基清除率按式(1)計算。

DPPH自由基清除率=(A0-A)/A0×100%，

(1)

式中：A0為空白對照的吸光度；A為樣品的吸光度。

1.3.5.2 羥基自由基清除能力的測定

分別移取未加工和處理后的板栗殼提取液3.0 mL于試管中，依次加入0.5 mL 2 mmol/L FeSO4溶液、2 mL 6 mmol/L水楊酸溶液，搖勻后加入0.5 mL 0.01% H2O2，充分混合后，于37 ℃恒溫水浴鍋中反應0.5 h，取出冷卻至常溫后在510 nm處測定吸光度[22]。羥基自由基清除能力按式(2)計算。

(2)

式中：A0為未加樣液的吸光度；Ai為加入樣液的吸光度；Ai0為試劑空白的吸光度。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有試驗平行進行3次，結(jié)果以平均值±標準差表示，采用IBM SPSS Statistics 19 統(tǒng)計分析軟件處理數(shù)據(jù)，采用ANOVA進行顯著性分析(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 加工方式對板栗殼主要成分含量的影響

食品體系在不同的熱加工條件下會發(fā)生一系列變化，如產(chǎn)生活性醛類、形成N-葡基胺和發(fā)生Amadori重排、美拉德反應、脂質(zhì)過氧化及焦糖化反應等，這些反應既能賦予食品良好的風味及色澤，也會導致一些有害物質(zhì)的形成[23]。由表1可見，未加工板栗殼中水溶性蛋白質(zhì)含量為40.58 mg/g。徐娟等[24]在對不同品種板栗貯藏前后主要營養(yǎng)成分變化的研究時發(fā)現(xiàn)，板栗果實中水溶性蛋白質(zhì)的含量為51.53～57.93 mg/g，相比而言，板栗殼中的水溶性蛋白質(zhì)含量低于果實。加工后，板栗殼中的水溶性蛋白質(zhì)含量均有所下降，其中水煮板栗殼中蛋白質(zhì)含量最低，為29.76 mg/g，這可能與板栗在煮制過程中水溶性蛋白質(zhì)溶解有關(guān)。

與未加工的板栗殼相比，經(jīng)過水煮、烤制及炒制后的板栗殼中的黃酮、多酚含量均有所升高，Navarre等[25]在對馬鈴薯的研究中也有類似發(fā)現(xiàn)，采用微波、烘烤、水煮及油炸之后的馬鈴薯中總酚及酚酸含量顯著升高。未加工板栗殼中黃酮含量為14.04 mg/g，而經(jīng)過水煮、烤制及炒制之后的板栗殼中黃酮含量分別為15.59、22.00、28.58 mg/g。烤制板栗殼中的多酚含量最高，為17.05 mg/g，未加工的板栗殼含量最低，為9.21 mg/g，水煮和炒制板栗殼的多酚含量相比未加工板栗殼分別提高了33.33%和67.64%。與未加工板栗殼相比，經(jīng)過水煮、烤制及炒制之后板栗殼中的原花青素含量均有所下降，未加工板栗殼中的原花青素含量為28.70 mg/g，經(jīng)過水煮、烤制及炒制后原花青素含量分別降至22.89、20.81、27.04 mg/g。研究表明，低溫對原花青素的穩(wěn)定性沒有太大影響，但當溫度到達60 ℃以上時，原花青素的穩(wěn)定性會降低，在熱處理過程中容易降解，原花青素的降解主要是由氧化、共價鍵裂解或因熱處理引起的高強度氧化反應所致[23]。

表1 不同加工方式板栗殼的主要成分含量Table 1 Content of major components of chestnut shells treated by different processing methods mg/g

注：同列不同小寫字母表示組間有顯著性差異(P<0.05)，表2同。

2.2 加工方式對板栗殼提取液自由基清除能力的影響

由表2可知，不同加工方式板栗殼提取液對DPPH自由基及羥基自由基均有一定的清除能力。未加工板栗殼提取液的DPPH自由基清除率最低，炒制板栗殼提取液的DPPH自由基清除能力最高，水煮和炒制的板栗殼提取液DPPH自由基清除能力之間差異不顯著。炒制板栗殼提取液的羥基自由基清除能力最高，而水煮、烤制及未加工板栗殼提取液的羥基自由基清除率之間差異不顯著。

表2 不同加工方式板栗殼提取液的自由基清除能力Table 2 Free radical scavenging capacity of extracts from chestnut shells treated by different processing methods %

3 結(jié)論

與未加工的板栗殼相比，不同加工條件的板栗殼中主要成分變化顯著(P<0.05)。未加工板栗殼中水溶性蛋白質(zhì)、黃酮、多酚及原花青素含量分別為40.58、14.04、9.21、28.70 mg/g，經(jīng)過水煮、烤制及炒制之后板栗殼中的水溶性蛋白質(zhì)含量及原花青素含量均有所下降，而黃酮含量和多酚含量均有所升高。板栗殼提取液對于DPPH自由基及羥基自由基均有一定的清除能力，其中未加工板栗殼提取液的DPPH自由基清除率最低，為55.69%，烤制板栗殼提取液的羥基自由基清除能力最低。隨著板栗深加工技術(shù)的不斷成熟，對板栗殼的研究也越來越多，本研究為板栗殼的應用提供了理論基礎。