不同干燥方式對紅棗營養(yǎng)品質及抗氧化活性的影響

王慶衛(wèi)，劉啟玲，崔勝文

1. 鄭州工業(yè)應用技術學院（新鄭 451100）；2. 漯河食品職業(yè)學院（漯河 462300）

紅棗（Ziziphus jujubaMill.）是鼠李科棗屬植物棗樹的成熟果實，栽培歷史悠久，是中國特產果品。棗以其高營養(yǎng)和功能價值而聞名，其中維生素C、多酚、有機酸含量豐富[1]，具有很高的食用價值與藥用價值[2]，因為棗果收獲期短，采摘后不易保存，極易腐爛，因此將新鮮棗果干制便成了重要的保存方式。中國是世界上紅棗產量最高的國家，中國總產量95%以上的鮮棗被制成干棗[3]，以防止微生物繁殖，延長棗果的貯藏時間，以便后續(xù)的加工。

熱風干燥是最常用于紅棗干燥的傳統(tǒng)干燥方式，雖然操作較為簡單，設備成本較低，但干燥時間較長，品質劣變較為嚴重。近些年，許多新興的干燥方式應用到紅棗干燥上，其中真空冷凍干燥是國際上公認的保持干燥品質的優(yōu)良干燥方式，研究表明冷凍干燥棗果相比熱風干燥具有更高的品質[4]，雖干燥產品品質較好，但干燥效率較低，成本極高，難以應用于大量實際生產[5]，故將真空冷凍干燥作為一種對照干燥方法。相比傳統(tǒng)的熱風干燥方式，有研究表明中短波紅外干燥能夠顯著提高紅棗的干燥效率與品質[6]，Chen等[7]運用中短波紅外干燥紅棗，干燥時間顯著減少，干燥效率明顯提高，棗果品質明顯優(yōu)于熱風干燥。

紅棗干燥多以新型干燥方式與熱風干燥進行干燥特性對比[8-9]，但較少報道熱風干燥、中短波紅外干燥、真空冷凍干燥3種干燥方式下紅棗棗果的營養(yǎng)品質及抗氧化活性高低，試驗比較不同干燥方式下紅棗總酚類物質、有機酸、三萜酸、維生素C含量及抗氧化活性，為紅棗的干燥生產提供技術依據和參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

以河北阜平大棗（初始干基含水率237.25%）為試驗材料，采自河北省阜平縣，挑選成熟全紅期均勻硬果，其短徑約4.2×10-2m、長徑約8.1×10-2m，及時預冷儲存于溫度0±1 ℃，相對濕度85%～90%冷庫中貯藏。

乙醇、甲醇、磷酸二氫鉀、沒食子酸、槲皮素（天津市科密歐化學試劑有限公司）；咖啡酸、兒茶素、阿魏酸、綠原酸、蘆丁、丁香酸、表兒茶素、對香豆酸、維生素C、白樺脂酸、熊果酸、齊墩果酸（上海源葉生物科技有限公司）；DPPH、Trolox、福林酚試劑（Sigma公司）。

1.2 儀器與設備

DHG-9070A型電熱恒溫鼓風干燥箱（上海精宏實驗設備有限公司）；TC型中短波紅外干燥設備（秦州圣泰科紅外科技有限公司）；LGJ-25C型冷凍干燥機（北京四環(huán)科學儀器廠有限公司）；Waters 600E型高壓液相色譜儀器（美國Waters公司）；UV-mini 1240型紫外-可見分光光度計（日本島津公司）。

1.3 方法

1.3.1 干燥條件的選擇

從庫中取出采摘的紅棗，洗凈后擦干，挑選1 000 g大小均勻的棗果，切成厚度0.6 cm的薄片，擺放至特制的網盤中放入熱風干燥及中短波紅外設備中，真空冷凍干燥需放置于-80 ℃冰箱中冷凍12 h后放于冷凍干燥機中，相應干燥條件見表1，紅棗干燥終點選為其水分比MR=0.3[10]左右。

1.3.2 酚類含量測定

紅棗中總酚、總黃酮的提取及測定參考文獻[11]的方法處理，以沒食子酸與槲皮素為標準品，將紅棗提取物稀釋至合適倍數后進行測定。

單體酚含量的測定：利用高效液相色譜（HPLC）法測定紅棗中酚類物質的含量，單體酚類物質的提取方法與總酚提取方法一致，色譜條件參考文獻[12]。

1.3.3 有機酸含量測定

樣品提?。悍Q取2.5 g棗果果肉，研磨后將其置于燒杯中加入100 mL超純水，超聲提取30 min，使用6 000 r/min的低溫離心機離心15 min，收集離心后的上清液，提取步驟重復3次，合并上清液將其旋蒸至干，超純水定容至15 mL，過0.45 μm水系濾膜。

色譜柱，Symmetry C18色譜柱（4.6 mm×250 mm，3 μm）；流動相使用磷酸二氫銨溶液（pH 2.6），采用等濃度梯度的方式設定流速1 mL/min；進樣量20 μL，柱溫30 ℃。

二是適當放開項目承擔單位在項目預算執(zhí)行調整方面的權限。政策調整前，項目單位只在勞務費、專家咨詢費和管理費以外的其他8項單項支出科目中，當預算支出科目不超出核定預算的10%、或雖然超出10%但金額不低于5萬元的預算執(zhí)行調整具有自主權。政策調整后，在項目總預算不變的前提下,項目承擔單位可以自主調整直接費用中的材料費等5項開支科目的預算執(zhí)行，并且沒有調整額度的限制。同時，《通知》還賦予項目承擔單位在設備費等6項費用上擁有調減用于課題其他方面支出的權限。

1.3.4 三萜酸含量測定

三萜酸的提取。準確稱取1 g棗果果肉，研磨后加入30 mL 85%的乙醇溶液中，超聲提取45 min后以5 000 r/min離心20 min，取上清液，提取步驟重復3次，合并上清液后旋轉蒸發(fā)至干，用超純水定容至25 mL，過0.45 μm濾膜。

總三萜含量的測定。參考文獻[13]，并略有改動。三萜酸單體含量利用高效液相色譜（HPLC）法定量分析，色譜柱，Symmetry C18色譜柱（4.6 mm×250 mm×5 μm）；流動相A為甲醇，流動相B為pH 3.0磷酸水溶液，A∶B=90∶10；流速0.6 mL/min，溫度25 ℃，檢測波長210 nm，進樣量5 μL。

1.3.5 維生素C測定

依據GB 5009.86—2016《食品中抗壞血酸的測定》方法測定棗果中抗壞血酸含量。

1.3.6 抗氧化能力測定

取5 g棗果果肉，研磨后用20 mL 80%甲醇溶液超聲提取30 min，以5 000 r/min離心20 min收集上清液，重復提取3次，合并上清液并用80%甲醇定容至100 mL，用于抗氧化能力測定。

紅棗棗果抗氧化能力的測定采用自由基清除（DPPH）法及鐵離子還原（FRAP）法，DPPH自由基清除能力測定使用Trolox作為標準對照品，結果以mmol TE/100 g表示；FRAP鐵還原能力的測定使用維生素C作為標準對照品，結果以mg AAE/100 g表示[14]。

1.4 數據分析

根據不同的測定要求，每個試驗重復3次，測定結果以均值±標準偏差（±s）表示，試驗數據用SPSS 19.0軟件進行統(tǒng)計處理和差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同干燥條件下棗果的酚類物質含量比較

大量研究表明，紅棗中的酚類物質十分豐富，因其具有良好的抗氧化性能而受到廣泛關注，試驗比較鮮棗果及7種不同干燥條件下干燥棗果的8種酚類物質的含量。由表2可知，兒茶素、阿魏酸、綠原酸為紅棗中的主要酚類物質，經過不同方式干燥，紅棗棗果的酚類物質含量皆低于鮮棗果，在相同干燥方式、不同干燥溫度下，較低的干燥溫度有利于紅棗酚類物質的保留，棗果經冷凍干燥，阿魏酸含量最高（21.3 mg/100 g DW），經中短波紅外干燥，3種主要的酚類物質含量明顯高于熱風干燥，兒茶素含量達13.9～18.6 mg/100 g DW，阿魏酸含量達18.1～23.4 mg/100 g DW，綠原酸含量達18.4～27.6 mg/100 g DW，熱風干燥的紅棗中的酚類物質含量較低，對香豆酸在熱風干燥條件下含量顯著降低，甚至在較高溫度干燥條件下未檢測出，原因為較長的干燥時間酚類物質的損耗，中短波紅外干燥紅棗相比熱風干燥具有更高的酚類物質保留，這也與前人的研究結果一致[7]，其主要原因為干燥時間短，酚類物質與氧氣接觸時間短，酚類物質的損耗較少。對于紅棗中的3種主要酚類物質（兒茶素、阿魏酸、綠原酸）而言，冷凍干燥相比熱風干燥能夠更好地保留酚類物質，這也與前人研究結果一致[1]，值得一提的是中短波紅外干燥紅棗的主要酚類物質含量接近冷凍干燥甚至更高，原因可能為中短波紅外干燥促進某些酚類物質的轉化。

表2 不同干燥條件下棗果的酚類物質含量比較

2.2 不同干燥條件下棗果的有機酸含量比較

有機酸是棗果的重要風味營養(yǎng)物質，可以促進消化腺的活動，改善食欲，有機酸的含量影響著水果的營養(yǎng)與風味，分析加工過程中含量的變化對其合理利用具有重要的意義，較少文獻報道紅棗在不同干燥條件下有機酸含量的變化，不同干燥條件下紅棗的4種有機酸含量變化如表3所示。檸檬酸、蘋果酸為紅棗中的主要有機酸，這也與Gao等[15]的研究結果一致，棗果在不同干燥條件干燥后蘋果酸的含量為鮮果的63.2%～96.8%，檸檬酸含量為鮮果的63.3%～95.3%。冷凍干燥相比其他2種干燥方式干燥的棗果具有更高的有機酸含量，這表明冷凍干燥是一種良好的保留有機酸的干燥方式，棗果經熱風干燥與中短波紅外干燥，有機酸含量有所下降，相同干燥溫度下棗果經中短波紅外干燥，檸檬酸含量顯著高于熱風干燥，這表明與熱風干燥相比中短波紅外干燥紅棗果有利于檸檬酸的保留。

表3 不同干燥條件紅棗有機酸組分變化

2.3 不同干燥條件下棗果的三萜酸含量比較

試驗探究紅棗中主要的3種三萜酸（白樺脂酸、熊果酸、齊墩果酸）在不同干燥條件下的變化規(guī)律，如圖1所示。結果表明，不同條件下干燥的白樺脂酸含量為82.5～128.6 mg/kg DW；熊果酸含量為114.7～170.2 mg/kg DW，齊墩果酸含量為18.6～29.5 mg/kg DW。經對比分析可得，棗果經冷凍干燥其3種三萜酸含量略有升高，棗果經熱風干燥和中短波紅外干燥三萜酸含量皆顯著增加，相同干燥溫度下經中短波紅外干燥鮮棗果三萜酸含量相較于熱風干燥顯著增加（白樺脂酸含量增加12.6%～20.8%；熊果酸含量增加16.3%～33.9%；齊墩果酸含量增加26.3%～38.5%），60 ℃下干燥的棗果相比50 ℃下干燥的紅棗果三萜酸含量顯著升高，主要原因可能為新鮮棗果中三萜酸與其他物質相結合，在一定溫度范圍內干燥溫度的提升促進相關酶的活性，加速其解離過程，干燥產品具有較高的三萜酸含量[16]。

2.4 VC、環(huán)磷酸腺苷、總酚、總黃酮含量及抗氧化活性測定

維生素C保留率是評價水果加工的關鍵指標，長時間的高溫會造成維生素C的大量損失[17]。由表5可知，鮮棗果經冷凍干燥相比熱風干燥和中短波紅外干燥具有最高的維生素C含量（317.7 mg/100 g DW），無論是熱風干燥還是中短波紅外干燥紅棗維生素C含量皆隨干燥溫度的升高而降低，熱風干燥后棗果維生素C含量僅為鮮果的32.4%～51.2%，相同干燥溫度下中短波紅外干燥棗果的維生素C含量顯著高于熱風干燥，原因為中短波紅外干燥增加了干燥效率，降低維生素C降解。除冷凍干燥外，低溫中短波紅外干燥是保留維生素C最好的干燥方式。

總酚、總黃酮含量也是評價棗果質量的一個重要指標。如表5所示，棗果經冷凍干燥棗果具有最高的總酚含量（530.8 mg/100 g DW），在相同干燥溫度下中短波紅外干燥的紅棗果總酚含量相較熱風干燥顯著增加（50 ℃時增加33.8%，60 ℃時增加32.9%，70 ℃時增加25.8%），在同一干燥方式、不同干燥溫度下總酚含量隨著干燥溫度的升高呈現先降低后升高的變化趨勢，2種干燥方式下（熱風干燥、中短波紅外干燥）干燥棗果的總酚含量皆在50 ℃的干燥條件下最高（熱風干燥為339.8 mg/100 g DW，中短波紅外干燥為454.6 mg/100 g DW），這也與前人研究結果一致[7]，較低的干燥溫度更有助于酚類物質的保留[18]。冷凍干燥相比其他2種干燥方式干燥的棗果具有最高的總黃酮含量（151.5 mg/100 g DW），中短波紅外干燥紅棗的總黃酮含量也顯著高于熱風干燥，這也與總酚含量的變化趨勢相同，主要原因為中短波紅外干燥顯著縮短干燥時間，減少酚類與氧化酶及氧氣的接觸時間，總酚、總黃酮保留率較高。

不同干燥方式及干燥條件下紅棗的DPPH自由基清除能力如表5所示，7種干燥方式下紅棗果皆顯示出較高的抗氧化活性，相對于鮮棗果而言，冷凍干燥具有最高的DPPH自由基清除能力（3.5 mmol TE/100 g DW），在同一干燥方式、不同干燥溫度下DPPH清除自由基能力隨著干燥溫度升高呈現降低趨勢，50 ℃干燥條件下干燥的棗果DPPH清除自由基能力較好（熱風干燥為3.1 mmol TE/100 g DW，中短波紅外干燥為3.6 mmol TE/100 g DW），DPPH清除自由基能力的變化趨勢與總酚含量變化一致，這也與Xie等[19]的研究結果一致。

不同干燥方式及干燥條件下紅棗的鐵還原能力（FRAP）如表5所示，冷凍干燥的棗果其鐵還原能力最強（532.5 mg AAE/100 g DW），在同一干燥方式、不同干燥溫度下鐵還原能力變化趨勢與DPPH自由基清除能力變化趨勢一致，也說明較低干燥溫度下干燥棗果的抗氧化能力最強，50 ℃干燥條件下中短波紅外干燥棗果的鐵還原能力（486.3 mg AAE/100 g DW）顯著高于熱風干燥（454.2 mg AAE/100 g DW），表明中短波紅外干燥棗果也具有較強的抗氧化能力。

表4 不同干燥條件紅棗三萜酸含量變化

表5 不同干燥條件下紅棗的營養(yǎng)成分及抗氧化活性

3 結論

在不同干燥方式（熱風干燥、中短波紅外干燥、冷凍干燥）及不同干燥溫度（50，60和70 ℃）下干燥紅棗，對干燥后棗果的酚類、維生素C、有機酸、三萜酸含量及抗氧化活性進行比較分析，結果顯示，經7種不同干燥條件干燥的棗果共檢測出8種酚類物質、4種有機酸、3種三萜酸，其中兒茶素、阿魏酸、綠原酸為主要的酚類物質；檸檬酸和蘋果酸為主要的有機酸；白樺脂酸和熊果酸為主要的三萜酸。棗果在冷凍干燥后除三萜酸外各營養(yǎng)物質（酚類、維生素C、有機酸）含量最高，抗氧化活性最強，但冷凍干燥耗能較大，相比傳統(tǒng)的熱風干燥紅棗經中短波紅外干燥后棗果的總酚、維生素C、有機酸、三萜酸含量較高，抗氧化活性較強，總酚含量達到375.5～454.6 mg/100 g DW，為鮮棗的67.5%～81.7%，維生素C含量為158.3～242.1 mg/100 g DW，為鮮棗的44.5%～68.1%，故中短波紅外干燥是一種繼冷凍干燥后的一種優(yōu)良的干燥方式，可用于指導實際生產。