茶多酚紅薯粉條的研制及其抗氧化活性評價

郭衛蕓，陳振毫，高雪麗，李光輝，王永輝，孫思勝，黃繼紅,2,

（1.許昌學院食品與藥學院，河南許昌 461000；2.河南大學農學院，河南開封 475001）

紅薯含有淀粉、膳食纖維、蛋白質、胡蘿卜素、維生素A、維生素C 以及鉀、鐵、銅、硒、鈣等10 余種微量元素，有很高的營養價值[1?2]。紅薯粉條是由紅薯淀粉經加工而成的凝膠類食品，具有刺激腸道蠕動、通便排毒等功效，可預防老年性便秘，在我國已經有1400 多年的歷史[3]。

茶多酚是茶葉中多酚類物質的總稱，主要包括兒茶素類、黃酮醇類、花青素類、酚酸類等，具有抗氧化、抑菌、抗過敏等藥理作用。Shumi 等[4]研究發現茶多酚可通過抑制變形鏈球菌胞外多糖的合成，從而有效抑制牙齒斑塊的產生；Lan 等[5]研究發現茶多酚呈持續釋放性，有利于傷口愈合初期快速抑菌作用的實現和長期抗氧化活性發揮。茶多酚對于高危人群，尤其是易患腸道疾病、帕金森以及心臟病等老年人群有明顯的益處。Mehta 等[6]研究發現茶多酚對改善腸道上皮通透性和抑制粘膜炎癥具有明顯效果，Guglielmetti 等[7]研究發現食用富含多酚的食品可以有效改善腸道微生物的生態系統；Mandel 等[8]研究發現茶多酚可作為治療帕金森疾病的潛在候選藥物；同時茶多酚還能夠有效減輕心血管應激反應和保護心肌[9?10]。近年來，茶多酚的應用研究方面也已取得一定進展。Djuardi 等[11]通過將茶多酚與大豆分離蛋白進行復合，發現大豆分離蛋白的乳化性、穩定性和抗氧化活性均得到顯著提升。Fan 等[12]研究發現在豬肉香腸中添加茶多酚對其綜合品質及貨架期的提升有積極影響。Feng 等[13]采用明膠和茶多酚制備的可食性抗菌膜能夠有效保持魚片的肌纖維結構和風味品質。

本研究主要以我國傳統食品紅薯粉條為載體，通過考察茶多酚在紅薯粉條加工過程中的添加時機和添加量對產品斷條率、糊湯率、感官品質及質構特性的影響以及分別在干燥常溫和鮮濕冷凍兩種貯藏條件下研究粉條中茶多酚的保留和自由基清除能力的變化情況，探討茶多酚和紅薯粉條的相互影響規律，從而為開發具有一定生理功能的粉條產品奠定基礎。

1 材料及方法

1.1 材料與儀器

紅薯淀粉（二級） 山東省圣琪生物有限公司；小麥粉（高筋） 一加一天然面粉有限公司；茶多酚 食品級，優寶嘉食品有限公司；福林酚試劑（1N） 合肥博美生物科技有限公司；無水碳酸鈉 分析純，天津市凱通化學試劑有限公司；正己烷（99.5%）、無水乙醇（分析純） 天津市津南區咸水沽工業園區；甲苯（99.5%）、乙酸（1 mol/L） 天津科密歐化學試劑有限公司；DPPH 源葉公司。

C21-RK2102 電磁爐 廣東美的生活電器制造有限公司；DK-8D 電熱恒溫水浴鍋 常州普天儀器制造有限公司；LT3002E 電子天平 常熟市天量儀器有限公司；FA2104B 電子分析天平 上海越平科學儀器有限公司；UV-7504 分光光度計 上海欣茂儀器有限公司；JW-2019HR 臺式冷凍離心機 安徽嘉文儀器裝備有限公司；101 型電熱鼓風干燥箱 北京科偉永興儀器有限公司；KQC-2B 超聲波提取機濟寧天華超聲電子儀器有限公司；TMS-Pro 物料分析儀 北京盈盛恒泰科技有限責任公司；BCD-301DHN 電冰箱 上海雙鹿上菱企業集團有限公司；饸饹機 市售。

1.2 實驗方法

1.2.1 茶多酚紅薯粉條的制備 糊化前添加茶多酚工藝：準確稱取75.0 g 無霉變、無雜質的紅薯淀粉，放在1000 mL 燒杯中；在200 mL 的燒杯中加入80 mL純凈水，將稱量好的茶多酚加入到燒杯中，邊加邊攪拌，使茶多酚充分溶解后加入到上述淀粉中，持續攪拌，使淀粉呈現稀漿狀態，然后在90 ℃水浴鍋中進行淀粉糊化，糊化過程中要不停地攪拌，時間為3.5 min；糊化完全后，在糊化后的淀粉中加入25.0 g 干淀粉，攪拌均勻，在面團40 ℃左右進行和面，和面時間為6 min，面團和至表面呈光滑狀態，放在饸饹機中進行擠壓漏粉，擠壓過程保持勻速，防止出現壓痕；擠壓之后迅速用刀具將粉條切割入水進行烹煮，水溫始終保持在90 ℃以上，煮至粉條呈現透明狀態，立即用漏勺撈出過涼水冷卻，最后掛在粉條架上進行干燥晾曬，24 h 后包裝。濕粉條樣品不經過晾曬，撈出后直接包裝并置于冰箱冷凍間凍結。

糊化后添加茶多酚工藝：準確稱取75.0 g 無霉變、無雜質的紅薯淀粉，放在1000 mL 燒杯中，加入80 mL 純凈水，邊加邊攪拌淀粉呈現稀漿狀態后在90 ℃水浴鍋中進行淀粉糊化，糊化過程中要不停攪拌，時間為3.5 min，至糊化完全。將一定量的茶多酚加入到25.0 g 干淀粉中混合均勻，并加入至糊化完全的淀粉中，后續過程與糊化前工藝相同。

1.2.2 茶多酚面條的制備 為了比較驗證在不同貯藏條件下紅薯粉條對茶多酚及其抗氧化性的保護效果，制備茶多酚面條作為實驗對照。準確稱取100 g面粉，加入0.15 g 茶多酚以及40 mL 純凈水后攪拌捏合成表面光滑且具有一定彈性的面團，置于饸饹機中進行擠壓，擠壓過程保持勻速，防止出現壓痕，所擠壓出的面條掛在面條架上進行干燥晾曬，24 h 后包裝。濕面條樣品直接包裝并置于冰箱冷凍間凍結。

1.2.3 茶多酚對紅薯粉條品質的影響 考察茶多酚添加量（0.05 g/100 g、0.10 g/100 g、0.15 g/100 g、0.20 g/100 g、0.25 g/100 g）和添加方式（淀粉糊化前和糊化后）對粉條斷條率、糊湯率（碘藍值）、感官評定和質構特性的影響，以優化茶多酚添加量與添加方式。

1.2.4 茶多酚在粉條中的穩定性及抗氧化活性 探究粉條對茶多酚分別在干燥后室溫和冷凍貯藏條件下含量保留率和自由基清除率的影響，同時選取面條作為對照，以考察粉條與面條兩種食品對茶多酚活性的保護效果差異。

干燥后室溫貯藏：粉條水分含量為13.42%，面條水分含量約為13%，貯藏時間為60 d，室溫下避光貯藏，觀察60 d 內不同體系中茶多酚含量與自由基清除率的變化趨勢，研究粉條體系對茶多酚的保護效果。

冷凍貯藏：鮮粉條貯藏溫度為?18 ℃，貯藏時間為60 d，觀察60 d 內不同體系中茶多酚含量與自由基清除率的變化趨勢，研究粉條對茶多酚的保護效果。

1.2.5 蒸煮指標的測定 斷條率：分別截取20 根10 cm長的紅薯粉條，在冷水中浸泡5 min，在燒杯里加入1000 mL 左右的蒸餾水，水沸后放入粉條，煮30 min后撈出，用吸水紙濾去水分，數其總斷條數，并按其所占粉條總數的百分比計為斷條率[14]。

碘藍值：將紅薯粉條煮30 min 后的湯汁，冷卻至20 ℃左右，紅薯粉條的碘藍值用在波長620 nm處用1 cm 比色皿測定溶液的吸光值來表示。取冷卻的煮湯湯汁5.0 mL 加入到10 mL 容量瓶中，加入1.0 mL 濃度為1 mol/L 的乙酸溶液，搖勻，再加入1.0 mL 濃度為0.1 moL/L 的碘試劑，加去離子水至刻度，搖勻，靜置5 min。以蒸餾水為空白，在620 nm 處測定樣品溶液的吸光度[15]。

1.2.6 感官評定 選擇5 名經過培訓的食品專業學生作為評定員，分別對不同粉條產品進行感官評分。感官評定標準見表1，并以5 名評定員的平均分作為結果分析依據。

表1 感官評分標準Table 1 Standard for sensory evaluation

1.2.7 TPA 質構特性測定 實驗步驟：取組織狀態良好、無壓痕、粗細均勻、長度適中的紅薯粉條15根，在電磁爐中加入1000 mL 的蒸餾水蒸煮10 min，取出過冷水后用保鮮膜進行包裹。測定前先用濾紙吸去其中的水分，每次測三根。將待測的粉條放在物料分析儀載物臺上面，采用50 mm 平形探頭來測定粉條的TPA 質構特性。選定測定指標：硬度、彈性、內聚性、咀嚼性[16]。

測定條件：測前速度30.0 mm/min，測定速度30.0 mm/min；起始力為0.1 N；探頭距離樣品表面高度為20.0 mm；壓縮率60%。

1.2.8 茶多酚含量保留率的測定 主要依據福林酚法測總酚含量，稱取1.0 g 粉碎的樣品（粉條或面條）于25 mL 具塞三角瓶中，加入10 mL 體積分數60%的乙醇溶液，攪拌均勻，超聲提取30 min，提取液以3000 r/min 離心8 min，用移液管吸取上清液1 mL加入10 mL 試管中，分別加入福林酚試劑1 mL，搖勻后再分別加入質量分數12% Na2CO3溶液2 mL，用水定容至10 mL，搖勻。室溫下避光反應0.5 h后，在765 nm 波長下測定初始吸光度，并以貯藏后粉條樣品吸光度占貯藏前吸光度的百分比計算得出茶多酚含量保留率[17]。

1.2.9 DPPH 自由基清除率 DPPH 溶液配制：稱取0.0394 g DPPH 用無水乙醇溶解，定容于500 mL 容量瓶,搖勻，配成0.2 mmol/L 的樣品液，作為儲備液保存于?30 ℃冰箱中，備用。

操作步驟：取樣品各0.5 mL 分別放于試管中，均加入0.2 mmol/L DPPH 溶液0.5 mL，充分混勻，室溫下反應30 min，于波長517 nm 處測定吸光值，空白對照組以0.5 mL 蒸餾水代替樣品，用公式（1）計算自由基清除率[18]。

式中，A1為樣品與DPPH 混合液吸光度；A2為樣品與無水乙醇混合液吸光度；Ao為DPPH 與蒸餾水混合液吸光度。

1.3 數據處理

采用SPSS16.8 對TPA 質構數據進行顯著性處理（P＜0.05），用Excel 對實驗數據進行匯總及標準差計算，采用origin2019b 軟件進行制圖。除特別說明以外，所有實驗均重復進行三次。

2 結果與分析

2.1 茶多酚對紅薯粉條品質的影響

2.1.1 斷條率 斷條率反映了粉條的機械特性，斷條率越低說明其抗剪切力大，耐煮性越好[14]。由圖1可以看出，在淀粉糊化前后加入茶多酚，粉條的斷條率均隨著茶多酚添加量的增加呈現出增長趨勢，這是由于茶多酚影響了淀粉老化過程中淀粉鏈重排時的致密性所致。糊化前后加入茶多酚，粉條的斷條率并不相同。在淀粉糊化后加入茶多酚，粉條的斷條率增大趨勢較糊化前加入更高，這種趨勢在茶多酚添加水平在0.1 g/100 g 以上時更為明顯，這可能是因為高溫糊化過程中，茶多酚與糊化淀粉之間的分子結合力較高，相較糊化后添加，在老化時更加有利于形成致密的結構，從而降低粉條的斷條率。

圖1 茶多酚添加量對粉條斷條率的影響Fig.1 Effect of amount of tea polyphenols on broken rate of starch noodle

2.1.2 碘藍值 碘藍值的高低主要表示糊湯率的大小，碘藍值越高，糊湯率越大[15]。由圖2 可知，糊化前后加入茶多酚所制得粉條的碘藍值均隨添加量的增加而增大，姚月華等[19]在研究茶多酚在面條中的應用時得到了類似的結論。原因主要是茶多酚的加入干擾了淀粉之間的結合程度，茶多酚加入量越大，干擾程度越高。而且，由于茶多酚的親水性較強，使粉條加熱溶脹時更容易溶出，從而明顯提升淀粉在高溫煮制過程中的溶出率，最終表現為碘藍值的增加。在本實驗所考察的所有添加水平下，糊化前添加茶多酚對粉條糊湯程度的影響均明顯低于糊化后添加。這是因為經過高溫糊化工藝，茶多酚與糊化淀粉的結合效果更好，在后續老化工藝中形成的粉條膠體質地更為緊密，從而有效降低粉條的糊湯率。

圖2 茶多酚添加量對粉條碘藍值的影響Fig.2 Effect of amount of tea polyphenols on iodine blue value of starch noodle

2.1.3 感官評定分析 由圖3 可知，糊化前加入茶多酚，粉條感官評分隨著茶多酚添加量的增大而呈現出先增大后減小的趨勢，在添加量為0.15 g/100 g 時出現最大值，因為茶多酚的加入，粉條的質地變得更加均勻，彈性更好，此時粉條的口感最好，但隨添加量繼續加大，粉條硬度變大，口感變差，感官評分開始降低，因此，添加量在0.15 g/100 g 時粉條效果較佳。糊化后加入茶多酚，粉條的感官評分趨勢與糊化前加入明顯不同，這個差別在較低添加量時最為明顯，當添加量在0.05 g/100 g 時粉條感官品質最差，而且整體評分均明顯低于糊化前添加的評分，說明糊化后添加茶多酚并不利于粉條感官品質的提高。當茶多酚添加量為0.15 g/100 g 時樣品感官評分達到最大值。因此，茶多酚在粉條中的較優添加量為0.15 g/100 g，且在糊化前加入所制粉條的整體感官效果更好。

圖3 茶多酚添加量對粉條感官品質的影響Fig.3 Effect of amount of tea polyphenols on sensory quality of starch noodle

2.1.4 TPA 質構分析 由表2 可知，糊化前加入茶多酚，隨著添加量的增加，粉條的硬度、彈性、內聚性和咀嚼性均呈現上升趨勢，這和胡建輝等[20]在面團中的研究有相似之處。但是添加量在0.05～0.20 g/100 g 范圍時，粉條的硬度無顯著性差異（P＞0.05），最高添加量粉條硬度與其他均有顯著性差異（P＜0.05）。不同添加量之間的彈性有顯著性差異（P＜0.05），可能是因為彈性受淀粉分子所形成網狀結構的交聯點數量和交聯點密度的影響，有效交聯點數目越多，凝膠彈性越大，而茶多酚可以改變淀粉彈性，增加保水性[21]；粉條內聚性之間沒有顯著性差異（P＞0.05），但是咀嚼性有顯著性差異（P＜0.05），這是因為咀嚼性和硬度之間有一定的正相關關系，在一定范圍內，咀嚼性會隨硬度的增大而增大。糊化后加入茶多酚，隨著添加量的增加，粉條的各項質構參數變化趨勢與糊化前加入具有一定的相似性。但硬度和咀嚼性均顯著高于糊化前加入的數值（P＜0.05），而彈性則相反，表明糊化前加入對粉條質構的負面影響較小。

表2 茶多酚添加量對粉條質構特性的影響Table 2 Effect of amount of tea polyphenols on texture characteristics of starch noodle

2.2 茶多酚在粉條中的貯藏穩定性及抗氧化活性

2.2.1 含量保留率 由圖4 可知，經過60 d 的儲藏，干燥條件貯藏下粉條體系中茶多酚含量保留率為60.73%，明顯高于對照組（面條）中茶多酚含量保留率（42.38%）；冷凍條件貯藏下粉條體系中茶多酚含量保留率為71.54%，同樣明顯優于對照組中茶多酚含量保留率（61.40%）。在貯藏時間30 d 之前，茶多酚在粉條體系和面條體系含量保留率均呈現快速下降的趨勢，貯藏時間30～60 d 內，茶多酚含量保留率下降速率明顯減慢，且最終都趨近于平衡狀態。干燥貯藏和冷凍貯藏下不同體系相比來看，茶多酚在粉條體系中的含量保留率偏高于面條體系中茶多酚含量保留率，說明粉條對茶多酚的保護作用強于面條；干燥貯藏和冷凍貯藏條件下相比，冷凍貯藏下的粉條與面條中茶多酚含量保留率明顯高于干燥條件下的粉條與面條中茶多酚含量保留率，說明冷凍貯藏的效果優于干燥貯藏的效果，姜興旭等[22]對茶葉中茶多酚含量的研究存在類似效果。綜上所述，在干燥和冷凍兩種貯藏條件下，粉條體系中茶多酚的最終含量保留率均高于面條體系，冷凍貯藏條件下不同體系中茶多酚最終含量保留率均高于干燥貯藏條件，說明粉條體系對茶多酚的保護作用更明顯，且冷凍貯藏對茶多酚的保藏效果更好。

圖4 不同貯藏條件下茶多酚含量保留率變化Fig.4 Changes of retention rate of tea polyphenol content in different storage conditions

2.2.2 DPPH 自由基清除率 由于粉條與對照組面條的加工工藝不同，因加工過程所引起的茶多酚抗氧化效果有不同程度地變化，因此，為了直觀說明茶多酚在貯藏過程中的變化情況，分析時均采用“降幅”來表示。由圖5 可知，經過60 d 的儲藏，干燥條件貯藏下粉條體系中茶多酚自由基清除率降幅為16.29%，明顯低于對照組中（面條體系）茶多酚自由基清除率降幅（22.87%）；冷凍條件貯藏下粉條體系中茶多酚自由基清除率降幅為10.38%，同樣明顯低于對照組中茶多酚自由基清除率降幅（15.19%）。干燥和冷凍兩種貯藏方式下，粉條中茶多酚的自由基清除率變化趨勢更緩慢，整體降幅更低，而面條體系中自由基清除率降幅均偏高，說明面條中的茶多酚的抗氧化能力在貯藏過程中下降更為明顯，這是因為面條的空間較為松散，內部三維網狀結構不夠致密，對氧氣的隔絕效果不佳。冷凍貯藏條件下的粉條與面條中茶多酚自由基清除率變化趨勢較干燥貯藏下更小。

圖5 不同貯藏條件下茶多酚DPPH 自由基清除率變化Fig.5 Changes of DPPH radical scavenging rate of tea polyphenols in different storage conditions

3 結論

通過研究發現，茶多酚在粉條中的最適添加量為0.15 g/100 g，且糊化前添加茶多酚所得紅薯粉條品質普遍優于糊化后添加。以面條為對照，經60 d貯藏后發現：干燥常溫貯藏條件下粉條中茶多酚的保留率為60.73%，而面條的保留率為42.38%，粉條中茶多酚自由基清除率降幅為16.29%，而面條降幅為22.87%；鮮濕冷凍貯藏條件下粉條中茶多酚的保留率為71.54%，而面條的保留率為61.40%，粉條中茶多酚自由基清除率降幅為10.38%，而面條為15.19%。結果表明在本實驗因素水平考察范圍內，粉條對茶多酚的貯藏保護效果明顯優于面條，且這種保護作用在冷凍貯藏條件下效果更加明顯。