干燥工藝對馬齒莧活性成分及風味物質的影響

董靜 邢錦城 洪立洲 劉沖 朱小梅 趙寶泉 溫祝桂 賀亭亭 趙小慧

摘要：研究自然干燥、熱風干燥、真空干燥、燙漂后干燥等4種工藝分別對馬齒莧干粉中總黃酮、總酚、多糖含量及揮發性風味成分的影響。結果表明，在活性成分方面，真空干燥法制得的總酚、總黃酮含量最高，燙漂后干燥法次之;經熱風干燥法處理的樣品多糖含量最高，略高于燙漂后干燥。氣相色譜-質譜聯用分析結果表明，不同加工工藝處理后的馬齒莧揮發性風味物質成分存在較大差異，4種工藝得到的馬齒莧粉的香味貢獻最大的成分各不相同，對4種制備工藝貢獻最大的物質分別為β-紫羅蘭酮、乙醛、β-紫羅蘭酮、二甲基硅烷二醇。綜合分析可知，采用真空干燥處理制得的馬齒莧干綜合品質較好，但考慮成分含量及加工成本，采用燙漂后干燥法更為合理。

關鍵詞：馬齒莧;干燥工藝;活性成分;風味物質;氣相色譜-質譜聯用分析

中圖分類號： TS201.1 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2021）16-0179-05

馬齒莧（Portulaca oleracea L.）是馬齒莧科馬齒莧屬一年生肉質草本植物，其富含多糖、多酚、生物堿和黃酮等生物活性物質，已成為人們廣泛食用和喜愛的功能性食品，具有清除體內自由基等功效[1-4]。隨著馬齒莧在醫療保健領域的廣泛應用，人們對其質量的要求也越來越高，而新鮮馬齒莧全株含水量較高，在貯藏過程中容易腐爛，使其營養成分下降，嚴重影響其價值及用途[5-6]。本研究探討4種不同的加工工藝對馬齒莧主要生物活性化合物含量的影響，同時采用氣相色譜-質譜聯用儀（GC-MS）對其揮發性風味物質進行分析，對比不同加工工藝對馬齒莧風味成分含量的影響，以期為馬齒莧的合理化加工提供科學依據，同時也為馬齒莧的開發利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

馬齒莧由江蘇沿海地區農業科學研究所提供，于2020年6月采自江蘇省鹽城市沿海灘涂，清洗后瀝干水分備用。

1.2 原料處理

試驗于2020年6月22日進行，地點位于江蘇沿海地區農業科學研究所檢驗檢測中心。馬齒莧采用自然干燥（ND）、熱風干燥（HD）、真空干燥（VD）、燙漂后干燥（BD）等4種干燥方法處理。每種方法分別使用約500 g的馬齒莧在不同條件下進行干燥。ND處理中，馬齒莧在自然條件下干燥，使用天平（FA2004N，上海精密科學儀器有限公司）每12 h稱1次干燥樣品，直至恒質量。HD處理中，馬齒莧在電熱恒溫鼓風干燥箱（DHC-9073S-Ⅲ，上海精密科學儀器有限公司）中以121 ℃殺青30 min，隨后以（80±2） ℃進行干燥，干燥后的樣品每1 h稱質量1次，直至恒質量。VD處理中，將馬齒莧置于真空干燥箱（DZF-6020，上海一恒科學儀器有限公司）中[溫度為（60±2） ℃，壓強為-0.01 MPa]干燥，干燥樣品每1 h稱質量1次，直至恒質量。BD處理中，將馬齒莧按料水質量比為1 ∶ 4放入沸水中進行燙漂2 min，把燙漂后的樣品立刻放入4 ℃水中冷卻，隨后置于自然條件下干燥，干燥后的樣品每12 h稱質量1次，直至恒質量。所有樣品處理好后均粉碎并過篩網（孔徑為250 μm ）。

1.3 測定方法

采用Folin-Ciocalteau法測定馬齒莧總酚含量[7];采用分光光度法測定馬齒莧總黃酮含量[7];采用苯酚-硫酸法測定馬齒莧多糖含量[7];馬齒莧揮發性風味成分采用氣相色譜-質譜聯用儀分析，由青島科創質量檢測有限公司代為檢測。

1.4 數據處理

采用Excel 2016和SPSS 19.0統計分析軟件對試驗數據進行處理。

2 結果與分析

2.1 不同處理方法下馬齒莧干最大含水量及所需時間

由表1可知，自然干燥最終所得馬齒莧干含水量均高于其他方法。自然干燥處理的干燥時間最長，其次是燙漂后干燥、真空干燥和熱風干燥。因此，真空干燥有可能取代目前廣泛使用的熱風干燥法。

2.2 不同干燥方式下馬齒莧干燥外觀

干燥后的馬齒莧外觀因干燥方法的不同而有所不同（圖1）。采用自然干燥方法處理的植株同燙漂后干燥法相似，均呈棕褐色皺縮狀，但自然干燥法處理后的馬齒莧植株葉片脫落較多。熱風干燥法處理導致馬齒莧植株變脆，皺縮并呈褐色，有濃郁香氣。真空干燥法處理的植株暴露在陽光下時，葉子呈灰綠色，幾乎沒有皺縮，莖呈紅色，因此這種方法最能保持新鮮植物的外表。

2.3 不同干燥方式對馬齒莧活性成分的影響

由圖2可知，自然干燥處理顯著降低了馬齒莧多糖、黃酮類化合物以及酚類化合物的含量，影響了其營養價值。熱風干燥法是目前應用最廣泛的干燥方法，與其他干燥方法相比，熱風干燥法能較好地保持馬齒莧的多糖含量。經熱風干燥處理的樣品中總黃酮含量顯著低于真空干燥處理。真空干燥處理下，馬齒莧總酚和總黃酮的含量顯著高于其他3種干燥處理，但燙漂后干燥處理在保持多糖含量方面略優于真空干燥處理。干燥后的樣品中有效成分含量如下：多糖含量表現為熱風干燥處理>燙漂后干燥處理>真空干燥處理>自然干燥處理;總黃酮含量表現為真空干燥處理>燙漂后干燥處理>熱風干燥處理>自然干燥處理;總酚含量表現為真空干燥處理>燙漂后干燥處理>熱風干燥處理>自然干燥處理。從總體上看，真空干燥法在保持植物活性成分方面優于其他干燥方法。

2.4 不同干燥方式對馬齒莧揮發性風味成分的影響

氣相色譜-質譜聯用分析結果（表2）表明，在不同加工工藝處理下，馬齒莧風味物質成分存在較大差異。自然干燥處理的馬齒莧主要風味物質有 β-紫羅蘭酮（21.64%）、苯甲醛（16.87%）、苯乙醛（15.30%）。熱風干燥處理的馬齒莧主要風味物質有乙醛（23.08%）、3-戊烯-2-酮（13.64%）。在真空干燥法處理的樣品中，風味物質主要有β-紫羅蘭酮（14.83%）、苯乙醛（8.47%）、苯甲醛（7.96%）、（3E，5E）-辛-3，5-二烯-2-酮（6.67%）。燙漂后干燥處理的樣品中，主要的風味物質是二甲基硅烷二醇（22.76%）、己醛（10.38%）、反-2-己烯醛（9.29%）、2，3-二甲基吡嗪（8.97%）。

3 討論與結論

干燥是食品加工和儲存的基礎，不同的干燥方法對馬齒莧的外觀品質有重要影響。本研究中，真空干燥法對馬齒莧的收縮作用最小，植株表面沒發生明顯的斷裂。相比之下，其他幾種方法處理的馬齒莧植株萎縮明顯，植物表面也有相當大的破裂。自然干燥僅靠水分蒸發，所需時間最長，干燥速率相對比較小。此外，自然干燥的葉片收縮的很厲害，因為葉片表面接觸氣流的面積更大，干燥效率比較高，容易導致干燥不均勻。

馬齒莧干中主要揮發性物質成分包括酮類、醛類、烯烴類、雜環類等，其中雜環類化合物主要以吡嗪類化合物為主。研究表明，吡嗪類化合物具有典型的燒烤香味特點[8]。不同的加工工藝對植物揮發性物質成分及含量影響顯著[9]，從目前的研究中可以看出，熱風干燥、真空干燥或燙漂后干燥方法處理的馬齒莧樣品產生了與自然干燥處理樣品不同的風味。從自然干燥法與真空干燥法得到的揮發性物質成分里看，β-紫羅蘭酮的香味貢獻最大，燙漂后干燥法處理后，其含量明顯降低，而經熱風干燥法處理后沒有檢測出，這可能與加工的溫度有關。β-紫羅蘭酮在室溫下具有特征香氣，是一種重要的香料，用于皂用香精，也是合成維生素A的原料[10]。除燙漂后干燥法外，在馬齒莧粉中還檢測出較高含量的苯甲醛，其在室溫下具有特殊的杏仁氣味，可廣泛應用于藥物、化妝品、香料等領域[11]。GB 2760—2014《食品安全國家標準 食品添加劑使用標準》規定苯甲醛是允許使用的食品用合成香料，可用于制備櫻桃、可可、香子蘭、杏仁等香精，苯甲醛同時是除草劑野燕枯、植物生長調節劑抗倒胺的中間體。袁橋娜等在傳統工藝加工后的菜籽油的揮發性風味物質中也發現了較低含量的苯甲醛，而在另外2種加工工藝制備的菜籽油中沒有檢測出[12]。

魏學軍等研究表明，經過各處理方式處理的杜仲總黃酮含量從高到低依次為微波干燥、烘干、曬干、陰干[13]。本研究中，馬齒莧黃酮類化合物含量在真空干燥處理后最高，而經熱風干燥法處理的樣品多糖含量最高。有研究發現，不同工藝干燥后的金線蓮總酚含量排序為微波干燥>真空干燥>熱風干燥>冷凍干燥>自然干燥[14]。本研究中，真空干燥法制得的總酚、總黃酮含量最高，均高于自然干燥法及熱風干燥法，原因可能有2個方面：（1）在高溫下，尤其是超過70 ℃，植物組織中酚類物質受熱降解速度很快;（2）由于空氣中多酚氧化酶的作用，也會導致酚類物質部分降解。真空干燥過程中酚類物質也會有損失，但由于真空干燥法加熱快、均勻，且真空條件下水汽化點低，從而在一定程度上減少了對酚類物質的損傷。

綜上所述，自然干燥和熱風干燥方法分別需要最長和最短的干燥時間，而真空干燥法比其他試驗干燥法能更好地保持馬齒莧的外觀。此外，熱風干燥法可以保持多糖的含量，而真空干燥法可以保持馬齒莧活性成分（總酚、多糖、黃酮類化合物）的豐度。真空干燥的時間與熱風干燥所需時間相比相對較長，如果真空干燥法能以更低的成本完成，可以在工業環境中代替熱風干燥法。

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