張麗麗,吳姍姍,黃延盛,車虹昌,嚴靜,杜冰*,胡流云*
(1.無限極(營口)有限公司,遼寧 營口 115000;2.華南農業大學食品學院,廣東 廣州 510642)
枸杞為茄科枸杞屬雙子葉灌木植物[1],是我國傳統藥食兩用植物,具有益腎養肝、潤肺明目、補血等功效[2]。 現代藥理學研究證明枸杞具有多種生物活性,如降血糖[3]、降血脂[4]、抗氧化[5]、免疫調節[6]等。枸杞含有大量的氨基酸、維生素、纖維素、礦物質、微量元素、多糖等生物活性物質[7],其中枸杞多糖是從枸杞中提取得到的一種水溶性多糖,是枸杞主要活性物質[8]。 青海省是我國第二大枸杞生產地[9],是我國品質最好、產量最佳的主產區之一。 青海屬于高原大陸性氣候,枸杞主要種植在柴達木盆地[10],高海拔、強紫外線的特點使青海枸杞粒大飽滿、肉質鮮厚,故選青海枸杞作為研究對象。
枸杞鮮果皮薄,且水分含量大,易發生霉變腐爛,不宜長期貯存,故市售產品多是干果形式。 干果的形式雖然水分含量較低,與新鮮枸杞相比不易腐敗變質,但若儲藏不當,則會導致變質,影響商品的商業價值。 儲藏環境對藥材質量的影響顯著,不同溫度條件儲存,中藥材多糖含量有所不同。 為了加強枸杞的深加工和深度開發利用,研究枸杞干果在儲存期間品質和多糖含量的變化十分重要,目前關于枸杞的研究主要集中在其活性物質的提取和功能以及不同生長發育期活性物質的積累,而對于枸杞在不同儲藏條件下品質的變化研究較少。 故本試驗以青海枸杞為原料,觀察并測定了4、25、40 ℃3 種不同溫度儲存下枸杞的復水比、含水量、多糖含量、外觀性狀以及微觀結構的變化,以期為建立枸杞科學貯藏方法提供依據。
枸杞:青海地區市售;葡萄糖標準品、苯酚、濃硫酸、乙醇(均為分析純):美國Sigma-Aldrich 公司。
BS110S 精密電子天平:北京賽多利斯天平有限公司;DHG-9070 A 電熱恒溫鼓風干燥箱:上海精宏實驗設備有限公司;R210D 恒溫水浴鍋:上海豫康有限公司;UV-1200 型紫外可見分光光度計:上海美普達儀器有限公司;TDL-5-A 離心機:上海安亭科學儀器廠;DHS16 系列水分測定儀:上海方瑞儀器有限公司;Phenom 臺式掃描電鏡:美國FEI 公司。
1.2.1 含水量與復水性測定
采用水分測定儀測定枸杞的水分含量; 采用Doymaz 等[11]的方法對復水比進行測定,稱取干燥后的枸杞樣品,45 ℃水浴復水60 min,抽真空30 s,稱重。 復水比的計算公式如下。
式中:mt為枸杞復水后的質量,g;m0為枸杞復水前的質量,g。
1.2.2 多糖含量測定
采用苯酚-硫酸法[12],精密吸取對照品溶液2.0mL,置20 mL 具塞試管內, 加5%苯酚1.0 mL 和濃硫酸試劑5.0 mL,加塞,立即搖勻,室溫(25 ℃)放置1 min 后,置于沸水浴15 min,冰水浴3 min 后取出,室溫(25 ℃)放置10 min 后,用紫外分光光度計測定吸光度。
1.2.2.1 標準曲線制備
精密稱取105 ℃干燥恒重的葡萄糖50 mg,置50 mL 容量瓶中,然后吸取此液5 mL 置50 mL 容量瓶中,加水稀釋至刻度,即得濃度為0.100 0 mg/mL的葡萄糖溶液。分別取0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL 的葡萄糖標準溶液,各試管補水至2 mL,分別加入5%苯酚1 mL,搖勻,然后快速加入5.0 mL 的濃硫酸,搖勻后室溫(25 ℃)放置10 min,再于40 ℃下保溫20 min。 以相應試劑為空白,用紫外-可見分光光度在490 nm 的波長處測定吸光度, 以吸光度為縱坐標,濃度為橫坐標,得到標準曲線方程:y=14.207x+0.029 9,R2=0.999 1,說明線性關系良好。
1.2.2.2 供試品溶液制備及測定
準確稱取5.00 g 枸杞, 按照料液比1∶40(g/mL)加入200 mL 水,置于100 ℃水浴鍋中回流提取3 h,趁熱抽濾得到枸杞多糖溶液,加入4 倍體積的無水乙醇,搖勻,冷藏過夜后3 000 r/min 離心5 min,棄去上清液,沉淀加80%乙醇洗滌2 次,離心,棄去上清液,沉淀加熱水溶解,轉移至容量瓶中,加水至刻度即得供試品溶液。
取供試品溶液1mL 于10mL 具塞試管中,加1mL水,按照1.2.2.1 標準曲線制備的方法,測定吸光度,從標準曲線上讀出供試品溶液中無水葡萄糖的量,并計算即得提取液多糖濃度。
各取不同溫度下儲存的枸杞在同樣位置及光照條件下拍攝外觀圖片。 并將各組枸杞制成3 mm×3 mm×2 mm 小塊,固定于樣品臺,噴金后觀察其表面的微觀結構,放大倍數為500、2 000 倍。
使用Excel 2010 進行數據統計,利用Sigmaplot 12.5 軟件進行繪圖。
枸杞貯藏期間復水比變化見圖1。
圖1 枸杞貯藏期間復水比變化Fig.1 Change of rehydration ratio of wolfberry during storage
由圖1 可知, 青海枸杞復水比在2.00~3.50 范圍內, 初始復水比為3.23,15 ℃儲存3 個月下降至2.60,之后變化較平穩。25 ℃儲存復水比也呈下降趨勢,儲存9 個月后下降至2.60。40 ℃儲存條件下,0~15 d 下降速度較快,15 d 時復水比已下降至2.56,之后變化較為平穩。復水性是評價產品干燥后外觀形態恢復至原來狀態的重要指標之一[13],樣品干燥過程中形成的結構越疏松,復水時水分越容易進入[14],樣品的持水性及細胞結構會對復水率產生較大的影響[15]。復水比越大表明越接近鮮枸杞的含水率,越接近鮮枸杞的口感,故復水比越大越好[16]。 本研究中,在儲存初期枸杞在不同溫度下的復水比都呈現下降趨勢,40 ℃儲存條件下枸杞的復水比總體較低,可能是儲存過程中,原料表面時內部的塌陷作用加上高溫加熱環境造成皺變、萎縮變形[17],導致復水性能變差。而在15 ℃和25 ℃儲存條件下,溫度較低,枸杞內水分遷移速度較慢,其結構具有充分的時間來釋放由水分遷移而造成的結構壓力,故有利于枸杞的復水過程。 因此低溫下復水性能相對于高溫較好[18]。
不同儲存溫度對枸杞含水量的變化見圖2。
圖2 枸杞貯藏期間含水量變化Fig.2 Changes in water content of wolfberry during storage
由圖2 可知, 青海枸杞初始含水量為24.73%。15 ℃儲存條件下,含水量先呈下降后上升的趨勢,儲存6 個月時上升至26.39%,可能是因為物料具有吸濕性,導致含水量上升;之后再下降,最終儲存12個月含水量為20.70%。 25 ℃儲存下枸杞的含水量隨儲存時間的延長呈先上升后下降再上升的趨勢,最終含水量低于初始含水量。40 ℃儲存下枸杞的含水量呈先下降后上升再下降再上升的趨勢,儲存60 d時含水量最高為25.19%。青海枸杞在不同溫度下的含水量均呈波動變化的趨勢。 含水量的增加可能是由于微生物的大量繁殖,生命活動反應加劇,枸杞內的某些物質被分解而產生了水分,導致含水量會出現增加[19]。
枸杞儲存期間多糖含量變化如圖3 所示。
圖3 枸杞貯藏期間多糖含量變化Fig.3 Changes in polysaccharide content of wolfberry during storage
枸杞多糖是一種水溶性多糖,以木糖、葡萄糖、鼠李糖、阿拉伯糖、半乳糖、甘露糖與半乳糖醛酸組成的雜多糖或蛋白質組成的復合多糖為主[20]。 由圖3可知, 青海枸杞初始多糖含量為1.18%,15 ℃儲存下多糖含量呈先增加后下降的趨勢,9 個月上升至最大值為3.46%,12 個月降至3.18%。 25 ℃儲存條件下呈現先增加后減小的趨勢,儲存6 個月上升至6.51%。 40 ℃儲存條件下總體呈增大趨勢,120 d 后多糖含量上升為5.83%。 整體上看在不同溫度的儲存過程中, 枸杞多糖的含量呈現逐漸升高的趨勢。可能原因是原料中的纖維素等進一步降解為可溶性多糖及纖維寡糖等物質,纖維素等降解導致的多糖更加容易提取獲得,從而使得多糖的得率逐漸提高。 在0~90 d 內,40 ℃儲存的枸杞多糖含量低于其他溫度,可能是長期較高溫度導致了雜多糖的降解分解成單糖,從而發生美拉德反應,且溫度越高多糖速度降解的越快,從而使得多糖的得率降低[21]。
不同儲存溫度對枸杞外觀和微觀結構的影響如圖4 所示。
圖4 不同貯藏溫度對枸杞外觀和微觀結構的影響Fig.4 The effect of different storage temperatures on the appearance and microstructure of wolfberry
由圖4 所示,不同儲存溫度能改變枸杞的外觀和微觀結構,從而改變枸杞的品質。 青海枸杞15 ℃和25 ℃儲存6 個月顏色仍能保持,但隨著儲存時間的增加會出現顏色暗紅發黑, 并伴隨著黏度增大;40 ℃條件下45 d 顏色已變暗紅,120 d 后大部分枸杞已呈黑紅色且發黏現象嚴重。 儲存溫度越高,原料形態變化越大。 隨著儲存時間及儲存溫度的增加,枸杞內部會發生美拉德反應,導致褐色色素的產生。 類胡蘿卜素的含量與枸杞色澤也有一定的相關性[22-24],溫度升高時類胡蘿卜素會發生氧化降解反應,導致顏色變化。 所含的揮發油、脂肪油、糖類等因受熱或受潮而在其表面會出現油狀物質,這也就造成了枸杞返軟、發黏、顏色變深以及有油敗氣味,這種現象稱為“走油”[25]。枸杞子的“走油”是儲存過程中易發生的變質現象。 由電鏡下的微觀結構可知,枸杞蠟質層均呈疏松排列的平行束狀,束與束之間有明顯的間隙,表面粗糙,有明顯的凹陷,蠟質層受到破壞[26]。隨著儲存時間和儲存溫度的增加,束狀結構排列越緊密,枸杞的表面褶皺增多。
在儲存初期,枸杞在不同溫度下復水比都呈現下降趨勢,40 ℃儲存條件下枸杞的復水比總體較低;青海枸杞在不同溫度下的含水量都呈現波動變化的趨勢;枸杞多糖含量在儲存期整體呈現逐漸升高的趨勢;溫度對原料形態的影響較大,在40 ℃儲存后期,枸杞已出現走油發黑等現象;隨著儲存時間的增長,枸杞褶皺增多,表面排列的平行線結構越緊密。 本試驗通過測定不同儲存溫度下枸杞復水比、含水量、多糖含量、外觀性狀以及微觀結構的變化,以期為枸杞的科學儲存提供數據參考。