不同干燥方式对香菜品质及自由基清除能力的影响

刘艳红，范美迪，孙瑞雪，张云云，刘生杰,2*

(1.阜阳师范大学 信息工程学院，安徽 阜阳 236000；2.阜阳师范大学生物与食品工程学院,安徽 阜阳 236000)

香菜，又名芫荽、胡荽、香荽等，为伞形科芫荽属的一年生草本植物。香菜的嫩茎和鲜叶有特殊的香味，常被用作菜肴的点缀、提味之品。香菜中含有蛋白质、多糖、多酚、黄酮类、维生素、矿物质丰富的营养活性成分，具有抑菌、抗氧化、抗焦虑、抗癌等较好的食用和药用价值[1-3]。

脱水蔬菜具有新鲜蔬菜的色、香、味、质，而且还有便于储运、储藏时间长等优点。脱水蔬菜作为一种食品种类受到许多人的青睐。在许多国家和地区，脱水蔬菜已成为一种拥有较大市场的方便食品。它不仅在快速食用领域大量使用，也是外出旅游以及边境防务、地质工作等部门解决吃菜难的有效方法[4]。蔬菜常见的干燥方式有自然风干、热风干燥、真空冷冻干燥、热泵干燥等，但每种方式都有耗时久、效率低、成本高等不足之处[5]。

微波干燥是一种效率很高的干燥方式，微波具有强穿透性和高选择性的特点，只作用于极性分子，可以对物体整体进行加热，避免加热不均匀的情况。微波干燥具有节能、灵敏、效率高、无余热、无污染、便于控制等优点[6]。张凡[7]利用微波-热风联合的方式干燥生姜片，发现利用热风与微波联合干燥所得的生姜片的感官指标和理化指标均高于单独的热风、微波干燥。刘小丹等[8]将微波-热风的联合干燥方法应用于红枣的干燥研究，比较不同的干燥方式对红枣的维生素C含量、总黄酮含量和复水比等的影响，确定了联合干燥的最佳条件，为脱水香菜的生产提供了可靠且有效的技术。本文主要研究比较了热风和微波两种干燥技术单独使用时和联合使用时对香菜品质的影响[9]，从而为香菜干燥提供一种低成本、高效率的方法和依据。

1 实验材料与方法

1.1 实验材料

香菜、小苏打(食品级)：购于阜阳市颍州区大润发超市。

抗坏血酸、2，6-二氯靛酚钠、考马斯亮蓝G-250、BSA牛血清蛋白、无水葡萄糖、五水合硫酸铜、亚甲基蓝、酒石酸钾钠、氢氧化钠、乙酸锌、亚铁氰化钾、无水乙醇、盐酸、芦丁标准品(生化试剂BR)、偏磷酸、草酸、冰乙酸、白陶土(化学纯CR)：国药集团化学试剂有限公司；羟自由基测定试剂盒(比色法)：南京建成生物工程研究所。以上试剂如未作特殊说明，则均为分析纯AR。

1.2 实验仪器与设备

1.3 实验方法

1.3.1 样品预处理

将新鲜的香菜除去损伤叶片及其他部位，用清水冲洗、浸泡去除泥沙，使用0.1%的碳酸氢钠溶液煮沸烫漂处理，15 s后立即捞出，用清水浸泡15 s，捞出沥干水分，备用。

分别设置5个水分含量数值55%、60%、65%、70%、75%作为热风-微波干燥和微波-热风干燥的水分含量转换点[10]，根据所得产品的色泽、香气和形态作为评价指标进行感官评价，由此确定热风-微波干燥和微波-热风干燥两种联合干燥方法的最佳水分含量转换点，见图1。不同水分含量转换点的感官评价指标见表1。

图1 不同联合干燥的最佳水分含量转换点Fig.1 Optimal water content conversion point for different combined drying

表1 不同水分含量转换点的感官评价指标Table 1 Sensory evaluation indexes of different water content conversion points

1.3.2 样品干燥

将处理好的香菜样品随机称量装盘，每份200.00 g，摊成薄层。以香菜含水量为评价指标，对4种干燥方式的工艺参数和操作要点进行设置，见表2。

表2 样品处理的主要参数和操作要点Table 2 Main parameters and key points of sample treatment

1.3.3 色度的测定

湿法回收技术是通过使用适当的酸碱溶剂将电极片或电极粉料溶解到液体里，再进行分离萃取、沉淀分离，获取相应的金属化合物。湿法回收工艺的重要部分是浸取过程，即用无机酸或有机酸作为浸取剂，双氧水等作为还原剂将电极固体金属以离子的形式转移到酸溶液中。

使用3nh通用色差计测定色值：L*、a*和b*分别代表试样的明度、红绿度和黄蓝度(+a*：偏红、-a*：偏绿；+b*：偏黄、-b*：偏蓝)[15]。ΔE：总色差，值越大说明色差越大。

1.3.4 复水比的测定

分别取不同干燥方式处理获得的样品5 g，称量其初始重量，然后放入已经在水浴锅中60 ℃恒温水浴的装有150 mL水的烧杯中，间隔15 min捞出样品，沥水并用滤纸擦干表面水分，然后称重。

香菜干制品的复水性能用复水比来度量[16]，按公式F=Gf/Gg计算。

式中：F为复水比；Gf为样品复水完成后沥干的质量，g；Gg为干制样品的质量，g。

1.3.5 还原糖含量的测定

根据GB 5009.7—2016《食品安全国家标准 食品中还原糖的测定》[17]中第一法——直接滴定法测定。

1.3.6 蛋白质含量的测定

根据考马斯亮蓝法[18]测定香菜干制品中的蛋白质含量。

1.3.7 维生素C含量的测定

根据GB/T 6195—1986《水果、蔬菜维生素C含量测定法(2，6-二氯靛酚滴定法)》[19]进行测定。

1.3.8 总黄酮含量的测定

根据DB43/T 476—2009《植物源性食品中总黄酮的测定》中的方法进行测定[20-21]。

1.3.9 羟自由基清除能力的测定

使用羟自由基测定试剂盒，利用紫外分光光度计，在波长550 nm处，严格按照说明书的操作步骤进行准确测定。

2 结果与分析

2.1 不同干燥方式处理对颜色的影响

表3 不同干燥方式处理的色差值Table 3 Color difference of coriander treated by different drying methods

由表3可知，与烫漂处理后、干燥处理前的香菜相比，香菜经热风干燥、微波干燥、热风-微波干燥和微波-热风干燥处理后，样品的 L*值均增大，a*值、b*值均减小，样品总色差ΔE分别为3.60，3.97，4.98，3.23。4种干燥处理方式中，干燥处理前后样品的色差最小的是微波-热风干燥，其次依次是热风干燥、微波干燥、热风-微波干燥。这可能是微波干燥时间短、加热快且均匀，干燥过程中香菜成分与氧气接触的时间短，促使香菜发生褐变的酶失活所致[22]。

2.2 不同干燥方式处理对复水比的影响

由图2可知，采用微波-热风干燥所得的干制品复水比最高，其次是热风-微波干燥和微波干燥，复水比最低的是热风干燥的香菜干制品。这可能是由于微波干燥使香菜内部结构发生了一定的变化，组织变得紧密，吸水能力降低，而热风干燥由于干燥的时间过长，破坏了香菜的细胞组织，降低了香菜的复原能力[23]。而微波-热风联合干燥的方式，不仅有效地减少了干燥的时间，也减少了微波对香菜结构的影响，所以微波与热风联合的干燥方式所得到的干制品复水性能最好。

图2 不同干燥方式处理对复水比的影响Fig.2 Effects of treatment with different drying methods on the rehydration ratio

2.3 不同干燥方式处理对还原糖含量的影响

由图3可知，4种干燥方式处理的香菜还原糖含量均低于烫漂样品，原因可能是在干燥的过程中发生了美拉德反应，消耗了大量的糖类物质[24]。不同干燥方式处理的香菜干制品中还原糖含量：微波-热风干燥>热风-微波干燥>热风干燥>微波干燥。原因可能是热风干燥时间长，氧化损失严重；微波干燥虽然干燥的时间短，但加热过程中温度不均匀导致产品品质不佳，且微波功率超过500 W时会产生放电现象，香菜也可能发生美拉德反应，消耗部分还原糖类物质[25-26]。而两种方式联合的干燥方式有效地改善了单一干燥方式的弊端。在两种联合干燥中，微波-热风联合干燥的样品还原糖含量高的原因可能是热风-微波干燥过程中还原糖的损失率增高,也可能是微波-热风干燥的样品中部分多糖水解产生了还原糖，从而使得还原糖含量较高[27]。

图3 不同干燥方式对还原糖含量的影响Fig.3 Effects of different drying methods on reducing sugar content

2.4 不同干燥方式处理对蛋白质含量的影响

由图4可知，4种不同的干燥方式对香菜蛋白质含量的影响存在比较明显的差异。首先，与烫漂样品相比，经过热风干燥、微波干燥、热风-微波干燥、微波-热风干燥处理后的香菜的蛋白质含量都降低，一方面是由于在预处理过程中有部分水溶性的蛋白质被溶出，另一方面可能是由于蛋白质受热后其结构发生变化，进而性质也发生变化，蛋白质溶解性降低。热风-微波干燥和微波-热风干燥处理后的香菜中蛋白质减少量相对于其他两种要小。单一热风干燥蛋白质含量损失较多的原因可能是热风干燥耗时太久，干燥时间持续越长，蛋白质受损较多[28]。因此，4种不同干燥方式中，两种联合干燥处理的样品蛋白质损失率最低，且热风-微波干燥处理的样品蛋白质保留率最高。

图4 不同干燥方式对蛋白质含量的影响Fig.4 Effect of different drying methods on protein content

2.5 不同干燥方式处理对维生素C含量的影响

由图5可知，与烫漂样品相比，经过热风干燥、微波干燥、热风-微波干燥、微波-热风干燥处理后的香菜的维生素C含量都降低，这可能是由于维生素C热稳定性差且易被氧化[29]。4种不同干燥方式所得的香菜干制品中维生素C保留量：微波干燥>热风-微波干燥>热风干燥>微波-热风干燥，其中微波干燥的香菜维生素C含量最高，普通热风干燥和微波-热风干燥的香菜维生素C含量较低。根据吕英忠等[30]的研究，微波加热之所以可以最大限度地提高维生素C的保存率，可能是微波加热时间短、加热速度快、加热无梯度性、处理温度较低、物料加热均匀，可以一定程度地使香菜中抗坏血酸氧化酶的活性失活，使得维生素C不易被氧化，对热敏性维生素C等物质的破坏性较小。而热风干燥是在高温、有氧、长时间的条件下进行的，该方式制备的香菜维生素C损失较多，保留量较低[31]。因此，4种不同干燥方式中，微波干燥处理对维生素的保留率最高。

图5 不同干燥方式处理对维生素C含量的影响Fig.5 Effect of treatment with different drying methods on vitamin C content

2.6 不同干燥方式处理对总黄酮含量的影响

由图6可知，微波-热风干燥样品的总黄酮含量损失最少，其保留量为54.81 mg/kg，高于其他3种干燥方式。这可能是因为微波和热风联合干燥缩短了干燥的时间，故对黄酮类物质的成分影响比较小。相比于热风干燥、微波干燥和热风-微波联合干燥，微波-热风联合干燥的总黄酮损失量较小，说明黄酮类物质在持续加热的环境中容易受热氧化分解，而微波能促进物料的细胞破壁，提高黄酮溶出率，所以微波干燥和热风-微波联合干燥的总黄酮保留率较高，至于单独微波处理的香菜中总黄酮含量较少，可能是黄酮稳定性较差，单一微波干燥较热风-微波联合干燥中微波干燥时间长，易造成黄酮氧化损失，其余3种干燥方式所制备的香菜黄酮含量较低，其原因可能为高温条件不利于黄酮的保存[32]，导致样品中黄酮类化合物损失比较严重，也可能是因为某些黄酮类物质成分对干燥温度的影响较为敏感，而对其他因素的影响敏感度却较低，也可能是由于干制的过程中酶和底物的分布受到了破坏，导致部分黄酮类物质被氧化或者发生聚合反应，致使总黄酮的含量降低[33]。因此，4种不同干燥方式中，微波-热风干燥处理对总黄酮的保留率最高。

图6 不同干燥方式处理对总黄酮含量的影响Fig.6 Effect of treatment with different drying methods on the content of total flavonoids

2.7 不同干燥方式处理对羟基自由基清除能力的影响

由图7可知，4种干燥方式中，微波-热风干燥处理的香菜样品对羟基自由基的清除率最高，达到了24.8 U/mg prot，其次是微波干燥处理的样品，达到21.7 U/mg prot，而热风干燥处理的样品的羟自由基清除率最低。根据王红等[34]研究的干燥方式对芡实功能性成分含量及抗氧化活性的影响可以推测，由于微波干燥均匀、快速，可缩短香菜与氧气充分接触的时间，有效避免各类氧化酶的氧化作用，故使香菜中总酚、 总黄酮类物质得到最大的积累。又根据迟晓君等[35]的研究，微波加热有利于细胞溶解和细胞内容物凝集，使得香菜中活性物质溶出较多，-OH自由基清除能力高。结合吕英忠等的研究，微波-热风干燥可以在破坏一些氧化酶后经过低于微波干燥的温度处理保留大量维生素C物质、酚类以及黄酮类活性物质，从而具有较高的羟自由基清除能力。因此，4种不同干燥方式中，微波-热风干燥处理的香菜对羟基自由基的清除能力最强。

图7 不同干燥方式处理对羟基自由基清除能力的影响Fig.7 Effect of treatment with different drying methods on hydroxyl radical scavenging ability

3 结论

在4种干燥方法中，微波-热风干燥处理的香菜干制品在色泽、还原糖含量、总黄酮含量、羟自由基清除率和复水比等方面都优于其他干燥方式。虽然干燥时间要比微波干燥长，但是可以有效减少微波干燥中容易发生的褐变。因此，在同时考虑生产成本和香菜干制品品质的情况下，微波-热风干燥是一种较优的联合干燥方式，在保证产品质量的情况下，还可以提高效率和节约能源。

但是，本实验没有研究不同干燥方式对干制品中具体的黄酮类物质成分的影响，也没有研究不同干燥方式对黄酮类物质的抑菌作用和生理功效的影响，后续还可以进一步对上述未研究到的问题进行系统的探索，以获得一种更高效率、更低成本和较高品质的香菜干燥加工工艺。