不同功率微波加熱對提取液中葉綠素含量的影響

朱雁青，郭峰 .廣東省商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)校，廣東 廣州 50360；.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)，遼寧 沈陽 0866

微波技術(shù)作為一種快捷、方便、高效的加熱技術(shù)，具有加熱均勻、溫度梯度小、選擇性加熱、無滯后效應(yīng)、能量利用效率高等特點，在日常生活和加工提取等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用[1]。目前，微波加工綠葉菜和輔助提取葉綠素已有報道[2-4]，但缺乏葉綠素在微波加熱下變化的機理研究。由于加工和提取過程中微波加熱持續(xù)時間短，對葉綠素的降解和含量損失往往被忽略。所以，研究通過微波加熱處理葉綠素丙酮提取液，分析葉綠素含量和視覺顏色的變化，研究不同功率微波加熱對提取葉綠素的影響，為葉綠素的加工和提取提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮菠菜于廣州當?shù)爻匈徺I，購買后選取無病害葉片，去莖、去葉脈，剪碎后清洗，瀝干備用。丙酮試劑為國藥集團化學(xué)試劑有限公司生產(chǎn)。試驗所用儀器設(shè)備如下所示。

1.2 葉綠素提取

選取新鮮無病害的菠菜，摘取大小一致的葉片，經(jīng)過清洗后瀝干，剪去粗葉脈。稱取25 g 葉片，沸水浴加熱20s 鈍化葉綠素酶，然后加入少量丙酮于均質(zhì)機中打漿均質(zhì)。提取液靜置30 min 后4000 r/min 離心15 分鐘，取上清液。上清液加入丙酮定容1L，得到葉綠素提取液，放置備用。

1.3 加熱處理

取50mL 葉綠素提取液置于燒杯中，放入微波爐（Model NN-GF352M，Panasonic，Japan）中加熱，微波功率分別設(shè)置200W、400W、600W、800W、1000W，加熱時間為1min、2min、3min、4min、5min，沸水浴作為對照。加熱后置于無光下冷卻。冷卻后用丙酮溶液定容50mL，用于測定葉綠素含量、色度等。

1.4 葉綠素含量測定

參考Venning J A[5]的方法，取加熱處理后樣品上清液，用酶標儀測定分別在645 nm 和663 nm 處測定吸光度值。每組處理重復(fù)3 次，計算平均值，Chl a 表示葉綠素a，Chl b 表示葉綠素b。計算公式如式（1）（2）。

V 表示提取液體積（mL）；M 表示樣品加熱前質(zhì)量（g）；A645、A663表示相應(yīng)波長下吸光度值。

1.5 色度的測定

采用柯尼卡美能達CR-400 色差計測定綠色值a，黃色值b 和亮度值L，為了評價加工后的顏色變化，-a、-a/b、L用來分析提取液綠色變化，每組處理測定3 次，結(jié)果取平均值。

1.6 數(shù)據(jù)處理

用平均值±標準差表示數(shù)據(jù)，采用SPSS 20.0 軟件進行顯著性分析，Origin9.0 軟件作圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同功率微波加熱對提取液中葉綠素a 含量的影響

微波加熱技術(shù)原理是通過微波作用使被加熱物質(zhì)內(nèi)的極性分子偶極化，振蕩摩擦生成大量熱量。與傳統(tǒng)的燙漂和蒸煮等加熱方式相比，微波加熱具有升溫快、加熱迅速的特點。不同功率下微波加熱對提取液中葉綠素a 含量的變化如圖1。由圖1 所示可知，在微波和沸水?。▽φ眨┑募訜嵯?，在丙酮提取液中葉綠素a 的含量均隨著加熱時間的延長呈逐漸下降的趨勢。沸水?。▽φ眨┘訜嵯氯~綠素a 含量在1min 時便迅速下降至0.680mg/g，至5min 時達到0.673mg/g，對照組葉綠素a 含量整體顯著低于5 種功率微波加熱（P ＜0.05），這表明與沸水浴相比，微波加熱下提取葉綠素可顯著減少葉綠素a 的降解。5 種微波功率加熱5min，400W 功率下葉綠素a 的降解幅度最小，由0.838mg/g 降至0.746mg/g；其次為200W 的0.719mg/g。600W、800W 功率條件下葉綠素a 含量整體沒有顯著差異（P ＜0.05）。1000W 功率下葉綠素a 在前期降解幅度較大，后期則與600W、800W 功率沒有顯著差異（P ＜0.05）。

圖1 微波加熱條件下葉綠素a 含量與加熱時間的關(guān)系圖

2.2 不同功率微波加熱對提取液中葉綠素b 含量的影響

不同功率下微波加熱對提取液中葉綠素b 含量的變化如圖2。由圖2 所示可知，在微波和沸水浴（對照）的加熱下，在丙酮提取液中葉綠素b 的含量均隨著加熱時間的延長趨勢不同。200W 微波功率和沸水浴（對照）的加熱使葉綠素b 含量成逐漸上升趨勢，且200W 微波功率葉綠素b 含量顯著高于對照（P ＜0.05）。400W 至1000W 微波功率葉綠素b 含量呈現(xiàn)先上升后下降趨勢。其中，400W 微波功率下葉綠素b 含量在3min 開始顯著下降，至5min 時降至0.317mg/g；600W、800W、1000W 微波功率葉綠素b 含量則由1min時的0.433mg/g、0.446mg/g、0.397mg/g 分別降至5min 時的0.349mg/g、0.347mg/g、0.339mg/g，且加熱后期沒有顯著差異（P＜0.05）。由此可推測微波加熱丙酮提取液時葉綠素b 的降解受微波功率的影響，開始時含量都會有一定程度的提升，隨著加熱時間延長葉綠素b 開始降解，微波功率越高，開始降解的時間越早，后期含量下降幅度相似，最后降至穩(wěn)定值。

圖2 微波加熱條件下葉綠素b 含量與加熱時間的關(guān)系圖

2.3 不同功率微波加熱下提取液顏色參數(shù)與葉綠素含量的相關(guān)性分析

CIELab 色彩空間是一種表色體系，用于確定某一顏色的數(shù)值信息，其中L 表示亮度，b 表示黃藍數(shù)值，a 表示紅綠數(shù)值，-a 表示測量體的綠色程度，-a/b 表示測量體由綠轉(zhuǎn)黃的程度。不同功率微波加熱下提取液顏色參數(shù)與葉綠素含量的相關(guān)性分析見表1 所列。

表1 不同功率微波加熱下提取液顏色參數(shù)與葉綠素含量的相關(guān)性分析表

由表1 知，葉綠素a 與葉綠素b 含量具有極顯著的相關(guān)性（P ＜0.01），相關(guān)系數(shù)為0.737，葉綠素a 與亮度L 顯著負相關(guān)（P ＜0.05），相關(guān)系數(shù)為-0.401，與-a，b，-a/b 則無顯著相關(guān)性。葉綠素b 含量則與-a/b 顯著負相關(guān)（P＜0.05），而葉綠素b 顏色呈黃綠色，表明提取液顏色由綠轉(zhuǎn)黃的程度變化與葉綠素b 的降解程度有關(guān)。提取液綠色值與葉綠素a、b 均不相關(guān)，這可能是由于本試驗中提取液葉綠素含量的降低幅度并不足以顯著影響顏色的變化。張麗華[5]的研究表明，葉綠素降解和綠色損失有時并不呈線性相關(guān)。Venning 等[6]認為，葉綠素降解率45%時，樣品表面才會有明顯的顏色變化。

3 結(jié)論

綜上所述，微波加熱下提取葉綠素可顯著減少因加熱導(dǎo)致葉綠素a 的降解，400W 功率下葉綠素a 的降解幅度最小，1000W 功率下葉綠素a 在前期降解幅度較大，后期則與600W、800W 功率沒有顯著差異（P ＜0.05）。葉綠素b 的降解受微波功率的影響，微波功率越高，開始降解的時間越早，后期則含量下降幅度相似。葉綠素b 的降解程度顯著影響提取液顏色由綠轉(zhuǎn)黃的程度變化（P ＜0.05），但提取液綠色值與葉綠素a、b 含量均不相關(guān)（P ＜0.05）。