不同貯藏條件對草莓粉抗氧化物質(zhì)穩(wěn)定性的影響

弓志青　于漫漫　張璐　王文亮

摘要：以噴霧干燥草莓粉為研究對象，將其在一定溫度和水分活度下貯藏。結(jié)果顯示，在4、25℃和37℃溫度條件下，0.11、0.22、0.33和0.44四種水分活度下貯藏6個月后，草莓粉總酚分別損失了34.16%～ 44.41%、47.41%～67.46%和50.0%～74.56%；其花色苷降解符合一級動力學(xué)曲線，在三種貯藏溫度下，水分活度為0.11時，降解速率分別為0.0019、0.0028 d-1和0.0038 d-1，半衰期為365、247 d和182 d。表明，草莓粉的貯藏溫度應(yīng)低于25℃，水分活度低于0.33。

關(guān)鍵詞：草莓粉；貯藏；抗氧化物質(zhì)

中圖分類號：S668.409+.2 文獻(xiàn)標(biāo)識號：A 文章編號：1001-4942（2017）04-0120-04

Effects of Different Storage Conditions on Antioxidant

Stability of Strawberry Powder

Gong Zhiqing， Yu Manman， Zhang Lu， Wang Wenliang

（Institute of Agro-Products， Shandong Academy of Agricultural Sciences/

Key Laboratory of Agro-Products Processing Technology of Shandong Province， Jinan 250100， China）

Abstract The spray-dried strawberry powder were stored under different temperatures and water activities （Aw）. The total polyphenol of strawberry powder lost by 34.16%～44.41%， 47.41%～67.46% and 50.0%～74.56% respectively after stored under three temperatures （4， 25， 37℃） and four water activities （0.11， 0.22， 0.33 and 0.44） for 6 months. The degradation of anthocyanin conformed to the first-order kinetic equation. The degradation rate was 0.0019， 0.0028 d-1 and 0.0038 d-1， and the half-life period was 365， 247 and 182 days respectively under 4， 25， 37℃ and Aw of 0.11. The results suggested that the strawberry powder should be stored at less than 25℃ and 0.33 of Aw.

Keywords Strawberry powder； Storage； Antioxidant

草莓（Fragaia×ananassa Duch.）色澤鮮艷，酸甜爽口，含有豐富的生物活性物質(zhì)，包括原花青素、天竺葵-3-葡糖苷以及黃酮等[1， 2]，具有較強(qiáng)的抗氧化、抗癌功能[3，4]，其抗氧化能力是葡萄、蘋果、柑橘、哈密瓜等水果的2～11倍[5]，可清除體內(nèi)的自由基，具有很好的保健功能。草莓含水量較高，質(zhì)地柔軟，不耐貯藏和運輸。采用噴霧干燥將草莓加工成草莓粉，可以最大限度地保持其營養(yǎng)成分、色澤和風(fēng)味，易貯藏，可作為配料直接使用。

草莓粉在貯藏過程中易發(fā)生褐變、結(jié)塊等現(xiàn)象，使產(chǎn)品營養(yǎng)降低、性狀發(fā)生改變甚至失去使用價值，其中溫度、濕度和光照是影響其品質(zhì)變化的重要因素。本試驗通過將噴霧干燥草莓粉貯藏在不同溫度（4、25℃和37℃）和不同水分活度（0.11、0.22、0.33和0.44）下6個月，測定其總酚、花色苷含量，探討草莓粉貯藏的最佳溫度、水分活度，為提高草莓粉貯藏穩(wěn)定性提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

噴霧干燥草莓粉加工：將速凍草莓（品種：美13）解凍，用膠體磨打漿，根據(jù)其固形物含量，加入30%麥芽糊精、1%乳清分離蛋白和10%海藻糖，均質(zhì)，進(jìn)行噴霧干燥，進(jìn)風(fēng)溫度160℃，進(jìn)料速度0.27 L/h，干燥后的草莓粉裝入鋁箔袋封口備用。

將氯化鋰、乙酸鉀、氯化鎂、碳酸鉀（水分活度分別為0.11、0.22、0.33和0.44）制成飽和溶液放入康威皿內(nèi)，內(nèi)置30 g草莓粉，密封，重復(fù)2次，在4、25、37℃培養(yǎng)箱避光貯藏6個月。

1.2 試驗方法

1.2.1 總酚含量的測定 采用Folin-Ciocalteu[6]法繪制沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線。分別吸取制備好的樣品溶液0.1 mL，加入福林試劑5 mL，靜置4～8 min，然后加7.5% Na2CO3 4 mL，避光反應(yīng)1 h后，測定A765nm。在相同條件下測定不同質(zhì)量濃度的沒食子酸吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果以沒食子酸當(dāng)量表示（沒食子酸mg/g干重）。

1.2.2 花色苷含量的測定 花色苷含量的測定采用pH值示差分光光度法[7]。樣品稀釋至合適濃度，取0.9 mL提取液，分別與pH值1.0的KCl-HCl溶液2.1 mL和pH值4.5的醋酸鈉溶液2.1 mL混勻，分別測定其在510 nm和700 nm處的吸光度值?；ㄉ蘸恳詍g/gDW表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同貯藏條件對草莓粉總酚含量的影響

圖1為噴霧干燥草莓粉貯藏在溫度為4、25℃和37℃，水分活度為0.11、0.22、0.33和0.44條件下的總酚含量變化。可以看出，草莓粉多酚受溫濕度及貯藏時間的影響較大，溫度越高，貯藏時間越長，水分活度越高，總酚損失越多。噴霧干燥后草莓粉總酚含量為2.98 mg/gDW，在4、25℃和37℃貯藏6個月后，總酚分別損失了34.16%～ 44.41%、47.41%～67.46%和50.0%～74.56%。Fang等[8]報道楊梅粉貯藏在5℃下6個月，水分活度在0.11～0.33范圍內(nèi)總酚損失了6%～7%，比本試驗中草莓粉多酚的降解速度慢，這與不同原料中酚類物質(zhì)組分有關(guān)。

溫度、水分、氧氣是影響酚類變化的環(huán)境因素，酚類的變化主要是自動氧化，溫度能提高酚類氧化速度，水分能為化學(xué)轉(zhuǎn)化提供介質(zhì)，氧氣使物質(zhì)氧化。草莓中的酚類物質(zhì)是草莓抗氧化性的物質(zhì)基礎(chǔ)，酚類化合物的化學(xué)性質(zhì)相當(dāng)活潑，很容易氧化形成醌，而醌具有強(qiáng)烈的親電子性，極易與親核基團(tuán)反應(yīng)，從而促進(jìn)其他分子氧化及其自身快速聚合。

2.2 草莓粉花色苷降解動力學(xué)曲線

草莓中花色苷以天竺葵-3-葡糖苷、花葵素-3-蕓香苷、花葵素-丙二酰葡糖苷、花青素-2-葡糖苷含量較多[9， 10]，花色苷的羥基化程度高，穩(wěn)定性低，其降解符合一級反應(yīng)動力學(xué)模型[11-13]，除此之外，其降解的主要因素為pH值、溫度和氧濃度，一些次要因素通常為降解酶、抗壞血酸、二氧化硫、金屬離子和糖[14]，此外，共色素形成作用也會影響花色苷的降解。

花色苷降解的一級反應(yīng)動力學(xué)方程如下[11]：

式中：C0為花色苷最初濃度，C為花色苷不同處理時間（t）后的濃度，k為降解速率，t1/2為花色苷降解一半所需的時間。

不同溫度下（Aw=0.11）草莓粉花色苷降解動力學(xué)模型見圖2及表1。在4、25℃和37℃條件下其降解速率分別為0.0019、0.0028 d-1和0.0038 d-1，半衰期為365、247 d和182 d，不同貯藏條件下其線性關(guān)系也較好，R2都大于0.95。試驗中也發(fā)現(xiàn)，草莓粉在37℃下貯藏6個月時，其色澤變淡，感官接受程度較差。

據(jù)Ersus等[15]報道，噴霧干燥黑胡蘿卜提取物25℃下貯藏64 d，花色苷降低了33%，4℃下降低了11%。本試驗中，草莓粉在4℃和25℃下分別貯藏60 d，花色苷分別降低了23.4%和14.5%。桑葚汁及其濃縮汁在5、20、30、40℃下貯藏8個月，其抗氧化物質(zhì)損失范圍分別為4.87%～16.01%和4.47%～33.57%[16]。

2.3 不同貯藏條件下噴霧干燥草莓粉的外觀變化

圖3為草莓粉在不同溫度（4、25、37℃）和水分活度（0.11～0.44）下貯藏3個月的視覺觀察（數(shù)碼相機(jī)照片）變化圖?？梢钥闯?，草莓粉在4℃和25℃貯藏3個月后，水分活度為0.44的草莓粉出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象，色澤變暗；貯藏在37℃，水分活度為0.33、0.44的草莓粉甚至出現(xiàn)更大的結(jié)塊，結(jié)塊強(qiáng)度很硬，色澤明顯變暗，失去商品性，而其余貯藏條件下的草莓粉未出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象，流動性好，色澤較好?？梢钥闯觯Y(jié)塊受溫濕度影響較大，溫度越高、濕度越大，越容易出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象。本試驗中，37℃下，水分活度為0.11、0.22草莓粉也未出現(xiàn)結(jié)塊現(xiàn)象，但考慮到貯藏過程中很難達(dá)到這個條件，因此將草莓粉的貯藏條件限定在溫度低于25℃與水分活度低于0.33。草莓粉在貯藏時應(yīng)減少物料的初始含水率，采用阻隔性好的包裝、降低貯藏溫度、采用充氣包裝減少擠壓等措施有效防止貯藏過程中結(jié)塊和品質(zhì)劣變。

3 討論與結(jié)論

草莓粉由于小分子糖，包括果糖、葡萄糖及蔗糖含量較高，易吸潮結(jié)塊，對品質(zhì)影響較大，因此對加工和包裝環(huán)境中溫濕度要求較高，否則易造成草莓粉吸潮、結(jié)塊，進(jìn)而引起品質(zhì)劣變，營養(yǎng)成分降低，影響產(chǎn)品使用。溫度越高，空氣濕度越大，草莓粉中酚類物質(zhì)、花色苷越容易發(fā)生降解。

結(jié)合噴霧干燥草莓粉在不同貯藏條件下總酚、花色苷降解規(guī)律以及感官分析的結(jié)果，得出草莓粉最佳貯藏條件為：貯藏溫度低于25℃與水分活度低于0.33相結(jié)合，可以使其在貯藏期間保持較高的抗氧化活性和貯藏穩(wěn)定性。草莓粉貯藏在高于25℃及水分活度大于0.33的環(huán)境中，含水率增加，導(dǎo)致其粉玻璃化轉(zhuǎn)變溫度降低，而貯藏溫度又高于其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時，理化性質(zhì)發(fā)生變化，出現(xiàn)結(jié)塊、褐變的現(xiàn)象，隨著貯藏時間延長，粉的結(jié)塊及褐變程度越高。

參 考 文 獻(xiàn)：

[1] Kadivec M，Bornsek， M，Polak T， et al.Phenolic content of strawberry spreads during processing and storage[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry， 2013， 61：9220-9229.

[2] Oszmiajski J，Wojdyio A. Comparative study of phenolic content and antioxidant activity of strawberry puree， clear， and cloudy juices[J]. European Food Research and Technology， 2009， 228：623-631.

[3] Zhang Y， Navindra P， Seeram， et al. Isolation and identification of strawberry phenolics with antioxidant and human cancer cell antiproliferative properties [J].Journal of Agricultural and Food Chemistry，2008，56（3）：670-675.

[4] Aaby K， Wrolstad R E， Ekeberg D， et al. Polyphenol composition and antioxidant activity in strawberry purees： impact of achene level and storage [J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry， 2007， 55（13）： 5156-5166.

[5] Wang H， Cao G， Prior R L. Total antioxidant capacity of fruits[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry，1996， 44：701-705.

[6] 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.茶葉中茶多酚和兒茶素類含量的檢測方法（GB/T 8313—2008）[S].2008-5-4.

[7] Chiriboga C，F(xiàn)rancis F J. Anthocyanin recovery system from cranberry pomace [J]. Proceedings of the American Society for Horticultural Science，1970，95：233-236.

[8] Fang Z，Bhandari B. Effect of spray drying and storage on the stability of bayberry polyphenols[J]. Food Chemistry，2011，129：1139-1147.

[9] 羅赟，陳宗玲，宋衛(wèi)堂，等. 草莓果實花色苷成分組成鑒定及分析[J].中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2014，19（5）： 86-94.

[10]Cerezo A B， Cuevas E， Winterhalter P， et al.Isolation， identification， and antioxidant activity of anthocyanin compounds in Camarosa strawberry[J]. Food Chemistry，2010，123：574-582.

[11]Kirca A， Ozkan M， Cemeroglu B.Stability of black carrot anthocyanins in various fruit juices and nectars [J].Food Chemistry， 2006， 97（4）： 598-605.

[12]Wang W D，Xu S Y.Degradation kinetics of anthocyanins in blackberry juice and concentrate[J]. Journal of Food Engineering， 2007， 82（3）： 271-275.

[13]Ozkan M， Yemenicioglu A，Cemeroglu B. Degradation of various fruit juice anthocyanins by hydrogen peroxide[J]. Food Research International， 2005， 38（8/9）： 1015-1021.

[14]Rubinskiene M， Viskelis P， Jasutiene I.Impact of various factors on the composition and stability of black currant anthocyanins[J]. Food Research International， 2005， 38（8/9）： 867-871.

[15]Ersus S，Yurdagel U. Microencapsulation of anthocyanin pigments of black carrot （Daucus carota L.） by spray dryer[J]. Journal of Food Engineering， 2007，80：805-812.

[16]Boranbayeva T， Karadeniz F， Yllmaz E. Effect of storage on anthocyanin degradation in black mulberry juice and concentrates[J]. Food and Bioprocess Technology， 2014， 7（7）： 1894-1902.