美拉德反应对无花果营养成分及抗氧化活性影响

刘鹏莉，王晶，于金换，郭美丽，遇艳萍

烟台职业学院食品与生化工程系（烟台 264670）

无花果又称隐花果，主要分布在地中海沿岸地区[1]，在我国有近2 000年种植历史[2]。我国无花果年产量为4～5万 t[3]，具有很大的市场潜力。无花果含有碳水化合物、氨基酸、多酚等营养成分[1,4-5]。《本草纲目》记载“无花果味甘、平、无毒，主开胃，止泄痢，治五痔、咽喉痛”[6]。多项研究结果表明，无花果具有提高免疫力、降血压、抗氧化、抗肿瘤等多种功效[7-9]。目前市场上主要为无花果干制品及果脯等初级加工产品[10-11]，产品的品质较差[12]。

果蔬黑变加工技术是利用美拉德反应使果蔬颜色变黑，同时改变产品的风味、质地及活性成分[13-16]。随着人们对食品感观和功能要求不断提升，利用美拉德反应生产样式新颖且具有一定生理功能的无花果深加工产品，有助于提升消费者的认可，对于丰富无花果产业结构具有不可忽视的经济作用和社会意义。

试验利用美拉德反应加工制作黑变无花果，采用高温预处理降低无花果中水分，将预处理后的无花果在一定温度下加热，监测加热过程中无花果褐变度、pH、水分、还原糖含量和总酚含量变化情况，确定黑变无花果有效加工时间，同时对无花果抗氧化活性进行测定，明确黑变无花果的抗氧化功能，为利用美拉德反应开发具有抗氧化活性的无花果深加工产品提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 主要材料与试剂

新鲜成熟无花果（烟台市高新区东泊子市场）；福林酚试剂（分析纯，背景索莱宝科技有限公司）；DNS试剂（分析纯，上海蓝季科技发展有限公司）；DPPH（生物试剂，上海阿拉丁生化科技股份有限公司）。

1.2 主要仪器与设备

新世纪T6紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）；DHG-9070A烘箱（上海一恒科学仪器有限公司）；Orion868型pH测试仪（梅特勒-托利多仪器有限公司）。

1.3 试验方法

1.3.1 样品处理

随机选取5个无花果，切碎混匀，准确称取5 g无花果颗粒放入研钵，加去离子水研磨成匀浆，转移至100 mL容量瓶中，用去离子水定容至刻度，过滤得到样品溶液。

1.3.2 褐变度测定

褐变度的测定采用分光光度法[17]。以去离子水作空白对照，测定样品溶液在420 nm处的吸光度。为保证样品吸光度在有效区间之内，可将样品溶液适当稀释。

1.3.3 水分测定

按照GB 5009.3—2016[18]进行水分测定。

1.3.4 还原糖含量测定还原糖含量测定采用DNS比色法[19]。配制质量浓度为0.1，0.2，0.3，0.4和0.5 mg/mL葡萄糖标准工作溶液。准确移取1.0 mL葡萄糖标准工作液至试管，加入0.8 mL DNS试剂，混合均匀，沸水浴加热10 min。加热结束后立即冷却至室温，加入8.2 mL去离子水，混合均匀。以去离子水代替葡萄糖溶液作空白对照，在540 nm处测定吸光度。以葡萄糖溶液质量浓度为横坐标，以吸光度为纵坐标，绘制标准曲线，拟合回归方程。准确移取1.0 mL样品溶液放入试管中，加入0.8 mL DNS试剂混合均匀，沸水浴加热10 min。加热结束后立即冷却至室温，加入8.2 mL去离子水，混合均匀。以去离子水代替样品溶液作空白对照，在540 nm 处测定吸光度。根据标准曲线求出样液中还原糖含量，计算样品中还原糖含量。

1.3.5 总酚含量测定

总酚含量测定采用福林酚比色法[20]。配制质量浓度为2.0，10.0，20.0，30.0，40.0，50.0，60.0和70.0 μg/mL没食子酸标准工作液。准确移取0.5 mL没食子酸溶液至10 mL容量瓶中，加0.5 mL福林酚试剂和1.5 mL 10%碳酸钠溶液混合均匀，用去离子水定容。将混匀后的溶液转移至试管中，于75 ℃水浴加热10 min，室温放置2 h，测定760 nm处吸光度。用去离子水代替没食子酸溶液做空白对照。以没食子酸溶液质量浓度为横坐标，以吸光度为纵坐标，绘制标准曲线，拟合回归方程。准确移取0.5 mL样品溶液于10 mL容量瓶中，加0.5 mL福林酚试剂和1.5 mL 10%碳酸钠溶液混合均匀，用去离子水定容。将混匀后的溶液转移至试管中，于75 ℃水浴加热10 min，室温放置2 h，测定760 nm处吸光度。用去离子水代替样品溶液做空白对照。根据标准曲线求出样品溶液中总酚含量，计算样品中总酚含量。

1.3.6 抗氧化活性测定

抗氧化活性测定采用DPPH自由基清除率法[21]。取2 mL样品溶液，加入2 mL 0.2 mmol/L DPPH无水乙醇溶液，混合均匀后放入水浴锅中在37 ℃条件下避光反应1 h，测反应后样品在517 nm处的吸光度A。用无水乙醇代替DPPH无水乙醇溶液，测样品本身的吸光度As。用无水乙醇代替样品溶液，测对照吸光度A0。按式（1）计算DPPH清除率。

DPPH清除率=[A0-（A-As）]/A0×100% （1）

1.4 数据处理

采用Excel 2018对数据进行处理。

2 结果与分析

2.1 美拉德反应对无花果褐变度的影响

黑变加工过程中无花果颜色不断加深，由绿色变为褐色，逐渐加深为黑色（图1）。褐变度变化情况如图2所示。新鲜无花果样品溶液在420 nm波长处吸光度为0.011±0.002，经预处理后，无花果溶液420 nm波长处的吸光度上升为0.033±0.003。加热处理使无花果褐变度不断增大，加热9 d时，吸光度升至最高到1.145±0.110，继续延长加热时间，无花果溶液的吸光度开始下降。无花果发生褐变的原因是在加热处理过程发生美拉德反应生成了类黑精。随着加热时间的延长，类黑精不断积累，使无花果褐变度增大。随着加热时间不断延长，类黑精分子量增大，溶解性降低，可溶性类黑精减少，吸光度下降。在组氨酸与果糖建立的美拉德反应模型中发现相似的现象，模型溶液褐变度随加热时间延长先增升高后降低，加热后期有黑色不溶物从溶液析出[22]。

图1 不同加热时间下无花果颜色

图2 不同加热时间下无花果的褐变度

2.2 美拉德反应对无花果水分的影响

无花果水分变化情况如图3所示。新鲜无花果水分为82.262%±0.853%，经预处理，无花果水分下降为64.800%±20.470%。在无花果黑变加工过程中，水分不断减少。加热前3 d，无花果水分高于50%，无花果湿软不成形。加热9 d后，无花果水分下降至44.920%±2.404%，此时无花果柔软有弹性，表面不粘手，品质较好。加热12 d后，无花果水分下降至37.136%±0.782%，此时无花果较硬，柔韧性差。

图3 不同加热时间下无花果的水分

2.3 美拉德反应对无花果还原糖含量的影响

不同加热时间下无花果中还原糖含量如图4所示。新鲜无花果还原糖含量为114.902±9.932 mg/g，经预处理，还原糖含量增加至407.492±20.640 mg/g，这可能是由于多糖水解生成还原糖[23]。黑变加工过程中，还原糖参与美拉德反应，造成无花果还原糖含量降低，加热9天后，还原糖含量下降至355.264±49.013 mg/g。加热12 d，无花果含量略有升高，这可能是由于无花果水分丢失造成的。

图4 不同加热时间下无花果的还原糖含量

2.4 美拉德反应对黑变无花果总酚含量的影响

不同加热时间下无花果中总酚含量如图5所示。新鲜无花果总酚含量为188.095±51.359 μg/g，经预处理，总酚含量增加至582.653±120.304 μg/g。黑变加工过程中，无花果总酚含量随加热时间延长而增加，加热9 d后，总酚含量升高至4 126.871±184.051 mg/g。加热12 d，无花果总酚含量略有下降。安东[24]认为加热过程中总酚含量增加是由于大分子化合物受热发生分解，生成小分子物质，释放出更多的酚羟基。

图5 不同加热时间下无花果的总酚含量

2.5 美拉德反应对黑变无花果抗氧化活性的影响

不同加热时间下无花果对DPPH自由基的清除能力如图6所示。新鲜无花果清除DPPH自由基能力较差，清除率为8.00%±1.97%。经预处理，无花果溶液对DPPH自由基清除能力升高到9.73%±1.54%。加热处理使无花果清除DPPH自由基能力不断增加，加热9 d后，无花果DPPH自由基清除能力达到最大值87.11%±1.88%，继续延长加热时间，DPPH自由基清除率呈现下降趋势。无花果DPPH自由基清除能力升高是由于在加热过程中发生美拉德反应，生成具有抗氧化活性的中间产物。

图6 不同加热时间下无花果的DPPH清除率

3 结论

对加热过程中无花果营养成分及抗氧化活性进行测定，结果表明，加热处理使无花果褐变度增加，颜色由绿色变为黑色，水分和还原糖含量降低，总酚含量升高，DPPH自由基清除能力增强。加热9 d后，无花果颜色完全转变为黑色，果肉柔软有弹性，总酚含量累积达到最大，DPPH自由基清除能力最强。试验表明，加热处理使无花果发生与黑蒜相似的品质变化及活性变化，可以利用美拉德反应开发具有功能活性的无花果深加工产品。