不同干燥方式對秋葵多酚生物活性的影響

摘要：為探究不同干燥方式對秋葵多酚生物活性的影響，對新鮮和自然、熱風、微波、真空冷凍干燥處理后的秋葵進行多酚提取，并檢測其抗氧化和抑菌效果。結果表明，經干燥處理后的秋葵多酚得率與新鮮秋葵相比顯著降低（Plt;0.05），但真空凍干和微波干燥后的多酚得率明顯高于前兩種方式（Plt;0.05）。不同干燥處理會顯著影響秋葵多酚的抗氧化性，而真空凍干后提取的多酚DPPH、羥基自由基清除率及總還原力與新鮮秋葵無明顯差異（P＞0.05）；對于同種菌株（大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌），不同干燥處理后得到的秋葵多酚對其抑制效果不同，真空凍干后提取的多酚抑菌效果雖明顯低于新鮮秋葵，但顯著高于其他組（Plt;0.05）。為秋葵高效保留生物活性成分的干燥保藏方法及其進一步的開發和應用提供了理論依據。

關鍵詞：秋葵；多酚；干燥方式；抗氧化；抑菌

中圖分類號：TS207.3" " " 文獻標識碼：" A" " " 文章編號：2095-7734（2024）06-0030-06

秋葵是一種兼具食用與藥用價值的一年生草本植物，富含多種營養成分，包括蛋白質、果膠、纖維素、維生素以及微量元素等。[1]同時，研究表明秋葵中還含有大量生物活性物質，[2]如多酚、多糖等，具有抗氧化、抗輻射等功能，對心腦血管疾病、消化系統疾病等具有較好的防治效果。[3] [4]

隨著秋葵加工產業的發展，探索以秋葵為主要原料的精深加工技術能夠不斷提高其綜合利用價值并開拓廣闊的市場空間。然而，秋葵因富含水分、性喜溫暖且不耐霜凍，導致其采收供應期集中，即使在理想的保存條件下也僅有數天鮮貯期，并易出現表皮變黑、質地變軟等現象。[3] [4]因此，在秋葵加工過程中，干燥處理成為延長保質期與確保產品質量的關鍵環節。秋葵在干燥處理中可能會造成美拉德反應，導致秋葵出現褐變、苦味等不良現象；另外，還可能會造成生物活性成分流失，影響秋葵產品品質，所以，科學的干燥工藝是保證秋葵感官質量良好、活性成分穩定的重要因素之一。[5]基于此，將秋葵采用不同干燥方式處理后，通過超聲波輔助醇提技術提取多酚，探究秋葵多酚的抗氧化和抑菌變化情況，對開發生產以秋葵為原料的食品、藥品的過程，盡量保留其生物活性成分并發揮功能性具有一定的指導意義。

1 材料與方法

1.1 主要試劑和材料

" 秋葵（市售）；沒食子酸標準品（合肥博美生物科技有限責任公司）；牛肉膏、蛋白胨等（南京全隆生物技術有限公司）；無水乙醇（安徽安特食品股份有限公司，分析純）；福林酚試劑、三氯乙酸等（國藥集團化學試劑有限公司，分析純）。

1.2主要儀器和設備

" JA2003N電子分析天平、723N紫外可見分光光度計（青島聚創華業分析儀器有限公司）；NFD-1B-50真空冷凍干燥機（中斯立孚生物技術有限公司）；TG16G臺式離心機（湖南凱達科學儀器有限公司）；DX-30S高速粉碎機（廣州大祥電子機械設備有限公司）；DHG907A電熱鼓風干燥箱（鄭州特爾儀器設備有限公司）。

1.3 方法

1.3.1 干燥處理方式

新鮮秋葵洗凈并切成厚度一致的薄片。自然干燥：樣品置于自然狀態下風干72h；熱風干燥：樣品置于鼓風干燥箱中于50℃干燥10h；微波干燥：樣品于功率為280W條件下微波干燥20min；真空冷凍干燥：樣品于-18℃預凍24h后取出置于凍干機冷凍室，冷阱溫度-80℃，真空度9Pa，干燥24h。[1][3][4]粉碎干燥后的樣品，過60目篩得秋葵粉，陰涼密封保存。

1.3.2 秋葵多酚提取

精確稱取2g秋葵粉于具塞錐形瓶中，采用超聲波輔助乙醇技術提取其多酚：提取溶劑為濃度58%的乙醇溶液、料液比為1：25（g/mL）、提取時間為89min、提取溫度為51℃、超聲波功率為250W，提取結束后4000r/min離心10min，得秋葵多酚提取液。[5][6][7]采用Folin-Ciocalteu比色法[5][6]測定并計算秋葵多酚得率：Y（mg/g）=（Y：秋葵多酚得率；C：樣液濃度（mg/mL）；V：樣液體積（mL）；N：稀釋倍數；m：秋葵粉質量（g）。

1.3.3 抗氧化能力測定

1.3.3.1 DPPH自由基清除率

1mL樣液中加入DPPH溶液（0.1mmol/L）4mL，混勻后37℃避光水浴1h，517nm處測吸光值A1，等體積無水乙醇代替DPPH溶液測吸光值A2，等體積乙醇提取劑代替樣液測吸光值A0，以抗壞血酸溶液作陽性對照。[3][4]清除率計算公式：

清除率（%）=（1-）×100%。

1.3.3.2 超氧陰離子清除率

1mL樣液中加入pH8.2Tris-HCl緩沖液（50mmol/L）4.5mL和鄰苯三酚溶液（2.5mmol/L） 0.4mL，混勻，25℃反應5min，加入HCl溶液（8mol/L）0.1mL，325nm處測吸光值A1，等體積蒸餾水代替鄰苯三酚溶液測吸光值A2，等體積乙醇提取劑代替樣液測吸光值A0，以抗壞血酸溶液作陽性對照。[7][8]清除率計算公式同上。

1.3.3.3 羥基自由基清除率

取1mL樣液、1mLFeSO4溶液（9mmol/L）、1mL雙氧水（8.8mmol/L）、1mL鄰羥基苯甲酸溶液（9mmol/L），搖勻，37℃水浴30 min，510nm處測吸光值A1，等體積蒸餾水代替雙氧水測吸光值A2，等體積乙醇提取劑代替樣液測吸光值A0，以抗壞血酸溶液作陽性對照。[1] [6]清除率計算公式同上。

1.3.3.4 總還原力

" 取1mL樣液、2.5mL磷酸緩沖液（0.2mol/L）、2.5mL鐵氰化鉀溶液（1%），搖勻，55℃水浴20 min，冷卻后加入2.5mL三氯乙酸溶液（10%）并混勻，3000 r/min離心10min，取2.5mL上清液，加入2mL蒸餾水和0.5mL FeCl3溶液（0.1%），靜置5min，700nm處測吸光值。[6][7]

1.3.4 抑菌能力測定

采用劃線法將供試菌（大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌）接入LB培養基，37℃培育24h，再挑取單個菌落接入液體培養基，37℃搖床培養24h，調菌懸液濃度1×106CFU/mL。向無菌平皿注入滅菌培養基，待凝固后吸取0.5mL各菌懸液置于平皿，均勻涂布，等距放置牛津杯并注入稀釋樣液（2.0、2.5、3.5、5.0、7.5mg/mL），各濃度設3組平行，37℃培養24h并測抑菌圈直徑，無菌生理鹽水作空白對照。[9] [10]

2 結果與分析

2.1 標準曲線的繪制

" 采用Folin-Ciocalteu比色法得到標準曲線，如圖1，回歸方程：Y=0.1009x-0.0016，R2=0.9995，其中，x為沒食子酸標準溶液濃度（ug/mL），Y為吸光值。

2.2 不同干燥方式對秋葵多酚得率的影響

" 由圖2可知，新鮮秋葵多酚得率為10.405mg/g，經干燥處理后的多酚得率明顯降低（Plt;0.05）。在不同的干燥方式下，秋葵多酚得率也有顯著性差異，其中，真空冷凍干燥、微波干燥處理后提取的秋葵多酚得率分別為8.884mg/g、8.274mg/g，顯著高于熱風干燥、自然干燥（Plt;0.05）。這可能由于秋葵處于真空和低溫狀態時，降低了成分的失活量及易揮發性成分的損失，有效防止多酚類物質的氧化。熱風干燥后，秋葵多酚得率僅為6.295mg/g，這可能因為高溫加速了氧化，導致活性物質的減少。自然干燥受天氣條件的影響，如溫度、光照等可能會造成多酚等成分的損失。[5][11]

2.3 不同干燥方式對秋葵多酚抗氧化能力的影響

2.3.1 對秋葵多酚DPPH自由基清除能力的影響

由圖3可知，真空冷凍干燥、自然干燥、熱風干燥處理后提取的秋葵多酚對DPPH自由基清除率為70.32%、51.23%、45.52%，前者分別是后兩者的1.37倍、1.54倍，且差異顯著（Plt;0.05）。與陽性對照抗壞血酸對DPPH自由基的清除率92.20%相比，真空冷凍干燥達到其76.27%。同時，真空冷凍干燥與新鮮秋葵的多酚、微波干燥處理后得到的多酚對DPPH自由基的清除率72.50%、68.69%相比無顯著性差異（P＞0.05）。這可能是因為真空冷凍干燥、微波干燥使秋葵中的多酚氧化酶活性降低，從而減弱了活性物質的氧化，達到與新鮮秋葵相當的DPPH自由基清除效果。[3][4]

2.3.2 對秋葵多酚超氧陰離子清除能力的影響

由圖4可知，在不同的干燥方式中，真空冷凍干燥后提取的秋葵多酚超氧陰離子清除率最高，為15.23%，微波干燥次之，為12.46%，但均顯著低于新鮮秋葵多酚對超氧陰離子的清除率29.86%（Plt;0.05）。同時，與陽性對照相比，所有樣品均明顯低于抗壞血酸對超氧陰離子的清除率69.50%（Plt;0.05）。分析其原因，可能由于干燥處理后提取的秋葵多酚對超氧陰離子清除的貢獻小，故會顯著降低相應的超氧陰離子清除率，這與馬齒莧總酚含量與其超氧陰離子清除能力的相關性研究結果基本一致。[7]

2.3.3 對秋葵多酚羥基自由基清除能力的影響

" 由圖5可知，干燥處理后提取的秋葵多酚對羥基自由基的清除能力都有不同程度的降低，但真空冷凍干燥后和新鮮秋葵多酚對其清除率無顯著性差異（P＞0.05），分別達到72.11%、77.09%，自然干燥后提取的多酚清除率最低，僅為45.65%。與陽性對照相比，雖然所有樣品均明顯不及抗壞血酸對羥基自由基的清除率96.72%（Plt;0.05），但新鮮秋葵、真空冷凍干燥后的秋葵提取的多酚清除率分別達到抗壞血酸的79.70%、74.56%，具有較高的清除活力。真空冷凍干燥可以在更適宜的條件下保留秋葵中清除羥基自由基的成分和活性，使其釋放并表現出更強的清除能力，而其他干燥方式則明顯破壞了該抗氧化成分，無法達到較好的羥基自由基清除效果。

2.3.4 對秋葵多酚總還原力的影響

由圖6可知，除自然干燥后得到的秋葵提取的多酚總還原力0.722外，經熱風干燥、微波干燥、真空冷凍干燥方式處理的秋葵與新鮮秋葵多酚總還原力0.844相比無顯著性差異（P＞0.05），分別為0.773、0.795、0.822，雖然均明顯低于陽性對照抗壞血酸的總還原力0.952（Plt;0.05），但仍具有相對較好的還原能力。這與對DPPH自由基、超氧陰離子、羥基自由基的清除能力影響不同，原因可能是干燥處理對秋葵中還原三價鐵的多酚類物質影響較小，其活性由起始反應、金屬離子、光照等其他因素所致。[12] [13]

2.4 不同干燥方式對秋葵多酚抑菌性的影響

由表1可知，經不同干燥處理后提取的秋葵多酚對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌均有抑菌活性，且對金黃色葡萄球菌的抑菌活性強于大腸桿菌和枯草芽孢桿菌，在較低濃度下即出現抑菌效果。對于同種菌株，真空冷凍干燥后提取的秋葵多酚抑菌活性明顯強于其他三種類型的干燥處理方式（Plt;0.05），而熱風干燥后的抑菌活性低且與其他組差異性顯著（Plt;0.05）。真空冷凍干燥最大限度地保留了秋葵中的活性成分且具有更好的生物活性，因此其抑菌能力強。熱風干燥的高溫會破壞秋葵中的多種活性成分，特別是熱敏感的多酚類化合物，而且高溫可能會激發酶活性，加速秋葵中多酚類物質的降解和氧化，導致其活性顯著降低，抑菌作用減弱。[9] [10]

3 結論

（1）秋葵多酚得率

" 自然干燥、熱風干燥、微波干燥、真空冷凍干燥四種干燥方式處理后進行秋葵多酚的提取，真空冷凍、微波干燥后秋葵的多酚得率顯著高于另兩種干燥處理組（Plt;0.05），可見這兩種干燥方式能夠更大程度降低秋葵中多酚物質的減少。

（2）秋葵多酚抗氧化性

" 不同干燥方式的處理會顯著影響秋葵多酚的抗氧化性，真空冷凍干燥后提取的多酚對DPPH自由基清除力、羥基自由基清除力及總還原力與新鮮秋葵相比無明顯差異（P＞0.05），可見真空冷凍干燥后得到的秋葵多酚能夠較好地保留抗氧化性。

（3）秋葵多酚抑菌性

" 經不同干燥處理后得到的秋葵多酚對三種供試菌（大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌）均具有抑菌活性，對金黃色葡萄球菌的抑菌性強于另兩者。就同種菌株而言，不同干燥方式處理后得到的秋葵多酚對其抑制效果不同，其中，真空冷凍干燥后提取的多酚抑菌效果雖然明顯低于新鮮秋葵，但顯著高于其他三種干燥處理組（Plt;0.05），抑菌活性相對較好。

" 通過研究不同干燥方式對秋葵多酚得率、抗氧化性及抑菌性的影響，表明真空冷凍干燥較自然干燥、熱風干燥、微波干燥而言，能夠更好地維持秋葵中的多酚物質含量，同時，采用真空冷凍干燥處理后提取的秋葵多酚具有更高的抗氧化活性和抑菌活性。因此，真空冷凍干燥能夠作為一種延長保質期且高效保留生物活性成分的干燥保藏方式用于秋葵制品的生產加工中，并為開發以秋葵為原料的功能性食品和藥品提供一定的理論參考。

參考文獻：

[1]" 王喆，馬璐瑤，林海峰，等.干燥方式對秋葵多糖結構特征和抗氧化性的影響[J].中國食品學報，2022，22（02）：310-318.

[2]" 周珊珊.秋葵提取物緩解脂多糖誘導小鼠的炎癥反應及腸道菌群的介導作用[D].四川農業大學，2022.

[3]" 李倩，呂泳彬，于笛，等.不同干燥方式對黃秋葵質構特性、活性成分及抗氧化能力的影響[J].食品科技，2022，47（11）：79-84.

[4]" 詹歌，李凱凱，吳許憑，等.不同干燥方式對黃秋葵花抑菌及抗氧化性能的影響[J].安徽農業大學學報，2018，45（03）：395-399.

[5]" 程旺開，湯強，許月明，等.超聲波輔助乙醇提取黃秋葵果渣多酚的工藝優化[J].食品與機械，2016，32（04）：192-196.

[6]" 侯盼盼.橡子殼多酚的提取分離及功能性研究[D].西北農林科技大學，2018.

[7]" 張曉艷.馬齒莧活性物質的提取及其抗氧化性研究[D].蕪湖：安徽師范大學，2017.

[8]" FU Y， FENG K L，WEI S Y， et al. Comparison of structuralcharacteristics and bioactivities of polysaccharides fromloquat leaves prepared by different drying techniques[J]."International Journal of Biological Macromolecules， 2020，（145）：611-619.

[9]" 徐茂.地榆游離酚與結合酚的提取純化、抑菌活性及應用研究[D].南昌大學，2023.

[10] Myint Z K.甜菊多酚的體內外生物活性研究[D].江南大學，2022.

[11] 吳雅璐.不同干燥方法對花椒葉色澤、揮發性物質及抗氧化性的影響[D].山西師范大學，2019.

[12] 王瑩，王輝，王富，等.干燥方式對秋葵超微粉理化特性及抗氧化活性的影響[J].食品科學，2018，39（19）：114-119.

[13] 栗麗，王博，王玉川，等.不同干燥方式對降糖山楂條干燥特性及品質影響研究[J].食品與發酵工業，2023，49（12）：10-16.

Effect of Different Drying Methods on the Bioactivity of Polyphenols in Okra

WANG Wenting，WANG Xiufeng，YUAN Xiaorui，ZHAI Wenbin

（School of Biological and Food Engineering， Suzhou University， Suzhou 234000， Anhui， China; Anhui Xiangyuan Biotechnology Co.， LTD， Huaibei 235000， Anhui， China）

Abstract： In order to explore effects of different drying methods on the bioactivity of polyphenols in okra， polyphenols were extracted from fresh okra and okra treated with natural drying， hot air drying， microwave drying and vacuum freeze-drying. And their antioxidant and antibacterial effects were tested. The results showed that the polyphenol yield of dried okra was significantly lower than that of fresh okra （Plt;0.05）， but the polyphenol yield of vacuum freeze-drying and microwave drying was significantly higher than that of the other two methods （Plt;0.05）. Different drying methods significantly affected the antioxidant properties of okra polyphenols， but the DPPH， hydroxyl radical scavenging rate and total reducing power of the polyphenols extracted after vacuum freeze-drying were not significantly different from those of fresh okra （Pgt;0.05）. For the same strain（E. coli， Staphylococcus aureus， Bacillus subtilis）， the inhibitory effect of the polyphenols obtained after different drying treatments was different. The inhibitory effect of the polyphenols extracted after vacuum freeze-drying was significantly lower than that of fresh okra， but significantly higher than that of the other groups （Plt;0.05）. It provided theoretical basis for dry preservation method of okra with high retention of bioactive ingredients and its further development and application.

Keywords： okra; polyphenols; drying methods; antioxidation; bacteriostasis