红枣干制过程中酚类物质的变化及其与褐变的关系

武兴菲

（重庆工贸职业技术学院，重庆 408000）

红枣（Ziziphus jujuba Mill.）俗名干枣、大枣等，是鼠李科枣属植物枣树的成熟果实，分布广泛[1]。枣果富含多糖、多酚等营养成分，具有很高的营养和药用价值[2-5]。我国红枣资源丰富，产量占全世界95%以上，占据了几乎全部的国际贸易市场[6]。鲜枣果含水量和含糖量均较高，在自然环境下若遇阴雨天气采摘不及时极易腐烂变质，由于不能及时进行干制保藏，鲜果损失量极高，因此将枣果及时干制则显得尤为重要。

传统的热风干燥是红枣干制加工生产中最为常见的干燥方式，虽干制成本较低，操作简便，但其干制效率低下，干果品质较低。而中短波红外干燥是利用1~4 μm 红外线，基于水分吸收红外辐射的特性，使物料得以快速干燥，具有高效、卫生等特点，被广泛应用于枣果干制。相关研究表明，中短波红外干燥枣果其干燥效率、枣果品质明显提高[7-8]。

枣果中富含酚类物质，干制过程中这些酚类物质在多酚氧化酶的作用下被催化为黑色的醌及其聚合物，加速了褐变进程，导致枣果易发生酶促褐变及非酶褐变[9]。目前对于枣果中短波红外干制过程中酚类物质变化及其与褐变关系的相关研究较少，枣果中酚类物质如何参与酶促褐变的反应原理尚不清楚，故本试验选用新疆代表性枣果和田大枣为研究对象，探讨其在中短波红外干燥过程中酚类物质的变化及其与褐变的关系，以期为红枣干燥生产过程中品质的调控提供技术依据和参考。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

选取新疆和田大枣为试验原料，其平均水分含量为63.2%±0.2%，鲜果采摘完毕后及时预冷并贮藏于相对湿度90%、温度（0±1）℃的冰箱中备用，挑选大小均一、无病虫害、无残次枣果进行后续干燥及品质测定。

甲醇、磷酸二氢钠、盐酸、磷酸氢二钠、福林酚，购于国药集团化学试剂有限公司；没食子酸、表儿茶素、儿茶素、绿原酸、咖啡酸、芦丁、槲皮素、阿魏酸、丁香酸、肉桂酸、对香豆酸标准品，购于上海源叶生物科技有限公司。

1.1.2 仪器与设备

TC 型中短波红外干燥设备，购于秦州圣泰科红外科技有限公司；DHG-9123A 型电热恒温鼓风干燥箱，购于上海精宏实验设备有限公司；SK2200H 型超声波清洗器，购于上海科导超声仪器有限公司；ALC-210.3 型电子分析天平，购于赛多利斯艾科勒公司；TU-1810 紫外-可见分光光度计，购于北京普析通用仪器有限责任公司；SB-500DTY 型超声波扫频清洗机，购于宁波新芝生物科技股份有限公司；超高效液相色谱-离子淌度飞行时间质谱仪（Ultra performance liquid chromatography-ion mobility quadrupoletime of flight mass spectrometer，UPLC-IM-QTOF-MS），购于美国Waters 公司。

1.2 方法

1.2.1 干燥条件及样品处理

选取大小均一的果实洗净后擦干，取2 000 g 鲜果作为每次干燥试验用量，中短波红外干燥条件的选取参考文献[10]，即：中短波红外干燥温度50 ℃，功率为1 125 W，风机风速为4.5 m/s，红枣干制终点的水分含量在10%左右。分别在水分含量60%、50%、40%、30%、20%、10%时取样，测定各项指标，水分含量的测定方法采用称重法，枣果取样后迅速冷却并置于-80 ℃超低温冰箱中冷冻保存，便于后续开展品质分析试验。

1.2.2 褐变度测定

参照文献[11]并略有改动。取5 g 红枣按料液比1∶10（g/mL）加蒸馏水匀浆后，以 4 ℃、9 000 r/min 离心30 min，取上清液，测定其在420 nm 波长处的吸光度，以A420表示其褐变度。

1.2.3 总酚、总黄酮含量测定

红枣中总酚、总黄酮的提取及测定参照文献[4]的方法，没食子酸与槲皮素分别为标准品，枣果提取物稀释至合适倍数后进行测定。

酚类物质组成的测定参照文献[12]的方法处理，色谱柱采用 UPLC BEH C18柱（50 mm×2.1 mm，1.7 μm），流动相A 为体积分数0.1%甲酸，流动相B 为乙腈，梯度洗脱程序见表1，进样量为10 μL，柱温为45 ℃，流速为0.45 mL/min。

质谱条件：锥形电压为30 V，毛细管电压为2 500 V，离子源温度为100 ℃，去溶剂化温度为300 ℃，以氮气为脱溶剂气体，流速为300 L/h，电压斜坡循环为 0.3～2.0 V。

表1 梯度洗脱程序Table 1 Gradient elution procedure

1.2.4 酚类物质标准曲线

枣果中主要鉴定出11 种酚类物质（没食子酸、表儿茶素、儿茶素、绿原酸、咖啡酸、芦丁、槲皮素、阿魏酸、丁香酸、肉桂酸、对香豆酸），如表2 所示。通过标准品建立线性回归方程，由线性回归方程可知，体系线性关系良好，R2均大于0.99。

表2 和田大枣中11 种酚类物质标准品的线性回归方程Table 2 Linear regression equations for 11 phenols standards of Hotan jujube

1.2.5 枣果酶促褐变底物鉴定

多酚氧化酶的提取：准确称取10.0 g 红枣果肉后加入已预冷的20 mL 0.2 mol/L 磷酸盐缓冲液（pH 5.8），冰水浴下充分研磨，4 ℃条件下浸提2.9 h后，以9 000 r/min 冷冻离心15 min，取上清液，提取步骤重复两次，得到枣果多酚氧化酶提取液。

活力测定：将1 mL 0.1 mol/L 的不同标准品（没食子酸、表儿茶素、儿茶素、绿原酸、咖啡酸、芦丁、槲皮素、阿魏酸、丁香酸、肉桂酸、对香豆酸）加入到含有3 mL 0.2 mol/L pH 6.8 磷酸盐缓冲液的试管中，与1 mL 多酚氧化酶提取液均匀混合，测定其在420 nm处4 min 内的吸光度变化，时间间隔为30 s[13]，计算酶活力。以酚类物质与多酚氧化酶是否发生反应确定枣果干燥过程酶促褐变底物。

式中：Vr为磷酸盐缓冲液体积，mL；Vs为标准品溶液体积，mL；m 为样品质量，g；t 为测定时间，min；ΔA 为4 min 内吸光度变化值。

1.2.6 数据处理

每组试验重复3 次，利用Minitab 16.2.3 软件进行统计处理，采用邓肯氏检验法分析差异显著性，应用Origin 8.5 软件作图，数据均以X±S 表示，P＜0.05表示差异显著，P＜0.01 表示差异极显著。

2 结果与分析

2.1 中短波红外干燥过程中枣果总酚、总黄酮含量及褐变度的变化

由图1 可知，中短波红外干燥过程中枣果总酚、总黄酮含量总体呈现下降趋势，水分含量由40%降至30%过程中枣果总酚、总黄酮含量略有升高。鲜枣（水分含量63.2%）的总酚含量为56.4 mg/g DW，总黄酮含量为34.8 mg/g DW，干制终点（水分含量10%）枣果的总酚含量为鲜枣果的66.1%，总黄酮含量为鲜枣的56.1%。干燥过程中枣果的褐变度呈现不断上升趋势，这表明随着干制过程的进行，枣果的褐变程度越来越严重，在水分含量由40%降至30%这一阶段，其褐变度升高最快，这与其总酚、总黄酮含量升高有关，张利娟等[14]对无核白葡萄的干制试验中也得出了相似的结论。

图1 枣果在干制过程中总酚、总黄酮含量（A）和褐变度（B）的变化Fig.1 Changes in total phenols，total flavones contents(A)and browning degree(B)in jujube during drying

2.2 中短波红外干制过程中枣果中酚类物质含量的变化

干燥过程中枣果的酚类物质种类及含量变化见表3。由表3 可知：枣果在中短波红外干燥过程中共检测出11 种酚类物质，其中芦丁、绿原酸、儿茶素、表儿茶素在鲜果中含量最高，是和田大枣中最主要的酚类物质，这4 种主要的酚类物质含量随着干燥过程的进行整体呈下降趋势，但在枣果水分含量由40%向30%及以下变化时呈略微上升趋势，这与其褐变度在此阶段上升相符。鲜枣中芦丁、绿原酸、儿茶素、表儿茶素含量分别为 77.5、44.5、42.2、25.3 mg/kg DW，枣果经干制后芦丁含量降低了31.9%，绿原酸含量降低了36.0%，儿茶素含量降低了36.7%，表儿茶素含量降低了31.6%，其中儿茶素含量降低幅度最大；枣果中肉桂酸、对香豆酸含量随着干燥进程整体呈上升趋势，肉桂酸在鲜果中的含量为1.8 mg/kg DW，干制结束后其含量上升了2.8 倍，对香豆酸在鲜果中的含量为2.4 mg/kg DW，干制结束后其含量为鲜果的3.0倍，没食子酸在枣果水分含量为40%及以下时被检出，且其含量随着水分含量降低而增加，干制结束后其含量最高为1.9 mg/kg DW。

表3 枣果干制过程中单体酚类物质组成和含量Table 3 Composition and content of phenolic substances in jujube during drying 单位：mg/kg DW

2.3 枣果多酚氧化酶底物鉴定

不同植物组织中酚类物质组成及含量差异显著，且能够参与褐变中的酚类物质也不相同[12]。由表4 可知，枣果中多酚氧化酶对不同底物的催化活性排序为儿茶素＞表儿茶素＞绿原酸＞没食子酸＞咖啡酸＞阿魏酸，多酚氧化酶催化儿茶素酶活力最强，为36.29 U/mL，是催化阿魏酸褐变的酶活性的30.8 倍，这表明儿茶素为枣果干制过程中最主要的酶促褐变底物，枣果中多酚氧化酶对芦丁、槲皮素、丁香酸、肉桂酸和对香豆酸未显示出催化活性。

2.4 总酚、总黄酮及部分酚类物质含量与褐变度之间的相关性分析

枣果中总酚及部分酚类物质含量与褐变度的相关性分析结果如表5 所示。红枣干制过程中其褐变度与总酚、总黄酮的相关性最高（总酚相关系数为-0.955，总黄酮相关系数为-0.910），褐变度与咖啡酸的相关性最低（相关系数为0.368）。红枣中各物质含量与褐变度之间的相关性由高到低为：总酚＞总黄酮＞儿茶素＞绿原酸＞表儿茶素＞没食子酸＞阿魏酸＞咖啡酸。鲜枣在中短波红外干制过程中其褐变度与总酚、总黄酮均呈极显著负相关（P＜0.01），与儿茶素、表儿茶素、绿原酸均呈极显著正相关（P＜0.01），与没食子酸呈显著正相关（P＜0.05），与咖啡酸、阿魏酸相关性不显著。枣果在中短波红外干制过程中总酚、总黄酮与褐变度呈显著负相关，这说明了随着干制褐变的加重，总酚、总黄酮含量持续减少，总酚、总黄酮参与了枣果褐变的进程。

表4 多酚氧化酶对不同底物催化活性Table 4 Catalytic activity of polyphenol oxidase on different substrates 单位：U/mL

表5 总酚及部分酚类物质含量与褐变度之间的相关性分析结果Table 5 Correlation between the contents of total phenols and some individual phenolic compounds and browning degree

3 结论

本文选用和田大枣为研究对象，运用中短波红外干燥方式探究了其酚类物质在干制过程中含量变化及其与褐变的关系。结果表明：干制过程中枣果的总酚、总黄酮含量均呈下降趋势，水分含量在由40%向30%变化过程中枣果的总酚和总黄酮含量略有升高，且此时枣果的褐变度升高最快；枣果中共检测出11种酚类物质，其中芦丁、绿原酸、儿茶素、表儿茶素在枣果中含量最高，为和田大枣中最主要的酚类物质，且这4 种主要酚类物质含量在干制过程中主要呈下降趋势；枣果中多酚氧化酶对不同底物的催化活性排序为儿茶素＞表儿茶素＞绿原酸＞没食子酸＞咖啡酸＞阿魏酸，多酚氧化酶催化儿茶素的酶活力最强，为36.29 U/mL，表明儿茶素为枣果干制过程最主要的酶促褐变底物；枣果干燥过程中其褐变度与总酚、总黄酮的相关性最高，随着干制褐变的增加，总酚和总黄酮含量持续减少，说明总酚与总黄酮参与了枣果褐变的进程。