不同功率微波加热对提取液中叶绿素含量的影响

朱雁青，郭峰 .广东省商业职业技术学校，广东 广州 50360；.沈阳农业大学，辽宁 沈阳 0866

微波技术作为一种快捷、方便、高效的加热技术，具有加热均匀、温度梯度小、选择性加热、无滞后效应、能量利用效率高等特点，在日常生活和加工提取等领域有着广泛的应用[1]。目前，微波加工绿叶菜和辅助提取叶绿素已有报道[2-4]，但缺乏叶绿素在微波加热下变化的机理研究。由于加工和提取过程中微波加热持续时间短，对叶绿素的降解和含量损失往往被忽略。所以，研究通过微波加热处理叶绿素丙酮提取液，分析叶绿素含量和视觉颜色的变化，研究不同功率微波加热对提取叶绿素的影响，为叶绿素的加工和提取提供数据支持。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜菠菜于广州当地超市购买，购买后选取无病害叶片，去茎、去叶脉，剪碎后清洗，沥干备用。丙酮试剂为国药集团化学试剂有限公司生产。试验所用仪器设备如下所示。

1.2 叶绿素提取

选取新鲜无病害的菠菜，摘取大小一致的叶片，经过清洗后沥干，剪去粗叶脉。称取25 g 叶片，沸水浴加热20s 钝化叶绿素酶，然后加入少量丙酮于均质机中打浆均质。提取液静置30 min 后4000 r/min 离心15 分钟，取上清液。上清液加入丙酮定容1L，得到叶绿素提取液，放置备用。

1.3 加热处理

取50mL 叶绿素提取液置于烧杯中，放入微波炉（Model NN-GF352M，Panasonic，Japan）中加热，微波功率分别设置200W、400W、600W、800W、1000W，加热时间为1min、2min、3min、4min、5min，沸水浴作为对照。加热后置于无光下冷却。冷却后用丙酮溶液定容50mL，用于测定叶绿素含量、色度等。

1.4 叶绿素含量测定

参考Venning J A[5]的方法，取加热处理后样品上清液，用酶标仪测定分别在645 nm 和663 nm 处测定吸光度值。每组处理重复3 次，计算平均值，Chl a 表示叶绿素a，Chl b 表示叶绿素b。计算公式如式（1）（2）。

V 表示提取液体积（mL）；M 表示样品加热前质量（g）；A645、A663表示相应波长下吸光度值。

1.5 色度的测定

采用柯尼卡美能达CR-400 色差计测定绿色值a，黄色值b 和亮度值L，为了评价加工后的颜色变化，-a、-a/b、L用来分析提取液绿色变化，每组处理测定3 次，结果取平均值。

1.6 数据处理

用平均值±标准差表示数据，采用SPSS 20.0 软件进行显著性分析，Origin9.0 软件作图。

2 结果与讨论

2.1 不同功率微波加热对提取液中叶绿素a 含量的影响

微波加热技术原理是通过微波作用使被加热物质内的极性分子偶极化，振荡摩擦生成大量热量。与传统的烫漂和蒸煮等加热方式相比，微波加热具有升温快、加热迅速的特点。不同功率下微波加热对提取液中叶绿素a 含量的变化如图1。由图1 所示可知，在微波和沸水浴（对照）的加热下，在丙酮提取液中叶绿素a 的含量均随着加热时间的延长呈逐渐下降的趋势。沸水浴（对照）加热下叶绿素a 含量在1min 时便迅速下降至0.680mg/g，至5min 时达到0.673mg/g，对照组叶绿素a 含量整体显著低于5 种功率微波加热（P ＜0.05），这表明与沸水浴相比，微波加热下提取叶绿素可显著减少叶绿素a 的降解。5 种微波功率加热5min，400W 功率下叶绿素a 的降解幅度最小，由0.838mg/g 降至0.746mg/g；其次为200W 的0.719mg/g。600W、800W 功率条件下叶绿素a 含量整体没有显著差异（P ＜0.05）。1000W 功率下叶绿素a 在前期降解幅度较大，后期则与600W、800W 功率没有显著差异（P ＜0.05）。

图1 微波加热条件下叶绿素a 含量与加热时间的关系图

2.2 不同功率微波加热对提取液中叶绿素b 含量的影响

不同功率下微波加热对提取液中叶绿素b 含量的变化如图2。由图2 所示可知，在微波和沸水浴（对照）的加热下，在丙酮提取液中叶绿素b 的含量均随着加热时间的延长趋势不同。200W 微波功率和沸水浴（对照）的加热使叶绿素b 含量成逐渐上升趋势，且200W 微波功率叶绿素b 含量显著高于对照（P ＜0.05）。400W 至1000W 微波功率叶绿素b 含量呈现先上升后下降趋势。其中，400W 微波功率下叶绿素b 含量在3min 开始显著下降，至5min 时降至0.317mg/g；600W、800W、1000W 微波功率叶绿素b 含量则由1min时的0.433mg/g、0.446mg/g、0.397mg/g 分别降至5min 时的0.349mg/g、0.347mg/g、0.339mg/g，且加热后期没有显著差异（P＜0.05）。由此可推测微波加热丙酮提取液时叶绿素b 的降解受微波功率的影响，开始时含量都会有一定程度的提升，随着加热时间延长叶绿素b 开始降解，微波功率越高，开始降解的时间越早，后期含量下降幅度相似，最后降至稳定值。

图2 微波加热条件下叶绿素b 含量与加热时间的关系图

2.3 不同功率微波加热下提取液颜色参数与叶绿素含量的相关性分析

CIELab 色彩空间是一种表色体系，用于确定某一颜色的数值信息，其中L 表示亮度，b 表示黄蓝数值，a 表示红绿数值，-a 表示测量体的绿色程度，-a/b 表示测量体由绿转黄的程度。不同功率微波加热下提取液颜色参数与叶绿素含量的相关性分析见表1 所列。

表1 不同功率微波加热下提取液颜色参数与叶绿素含量的相关性分析表

由表1 知，叶绿素a 与叶绿素b 含量具有极显著的相关性（P ＜0.01），相关系数为0.737，叶绿素a 与亮度L 显著负相关（P ＜0.05），相关系数为-0.401，与-a，b，-a/b 则无显著相关性。叶绿素b 含量则与-a/b 显著负相关（P＜0.05），而叶绿素b 颜色呈黄绿色，表明提取液颜色由绿转黄的程度变化与叶绿素b 的降解程度有关。提取液绿色值与叶绿素a、b 均不相关，这可能是由于本试验中提取液叶绿素含量的降低幅度并不足以显著影响颜色的变化。张丽华[5]的研究表明，叶绿素降解和绿色损失有时并不呈线性相关。Venning 等[6]认为，叶绿素降解率45%时，样品表面才会有明显的颜色变化。

3 结论

综上所述，微波加热下提取叶绿素可显著减少因加热导致叶绿素a 的降解，400W 功率下叶绿素a 的降解幅度最小，1000W 功率下叶绿素a 在前期降解幅度较大，后期则与600W、800W 功率没有显著差异（P ＜0.05）。叶绿素b 的降解受微波功率的影响，微波功率越高，开始降解的时间越早，后期则含量下降幅度相似。叶绿素b 的降解程度显著影响提取液颜色由绿转黄的程度变化（P ＜0.05），但提取液绿色值与叶绿素a、b 含量均不相关（P ＜0.05）。