不同干燥方式对芦笋功能成分及体外抗氧化活性的影响

马文华，李苗苗，迟晓君，于 辉，岳凤丽

（1.山东农业工程学院食品科学与工程学院，山东 济南 250100；2.河南工业大学粮油食品学院，河南 郑州 450001）

芦笋（Asparagus.officinalis L.）又名石刁柏、龙须菜，是一种药食同源类蔬菜[1]，富含维生素、蛋白质、粗纤维和矿物质以及黄酮、多糖等生物活性成分，具有降血压、降血脂、防癌抗癌、提高人体免疫力等功能[2]。然而芦笋采后呼吸作用旺盛，嫩茎易纤维化，不耐贮藏，因此人们开发了各种芦笋采后保存和加工技术，如低温低压贮藏[3]、干燥[4]、高压加工和热处理[5]，研究芦笋采后加工技术对提高其资源利用率和附加值具有重要意义。

目前针对芦笋的研究主要集中在芦笋的保鲜[6]、不同部位的营养成分[7]、芦笋多糖的提取工艺[8]及其抗氧化、降血糖功能等研究上[9-10]，而对不同预处理及热风干燥、冷冻干燥和微波干燥对芦笋营养和品质的影响研究较少[11-12]。干燥可以降低果蔬的水分活度，抑制微生物的生长繁殖以及酶的活性，从而延长货架期，赋予加工形式的多样化[13]，且对果蔬的色泽、功能成分以及抗氧化性有一定的影响[14-16]。烫漂可使果蔬中酶失活并破坏细胞，从而在贮藏过程中保持产品质量稳定，还可消除细胞内的空气或改善细胞膜的通透性以改变组织结构从而加速干燥[17]。但它也有可能对产品质量产生一些负面影响，如质地和营养过度损失、颜色发生不良变化及氧化性能下降[18-19]。本文研究了烫漂处理和热风干燥、冷冻干燥、热风-微波干燥对绿芦笋色泽和总酚、VC、多糖和黄酮含量及其体外抗氧化活性的影响，探究有利于其活性成分保留的干燥方式，旨在为芦笋的深加工和综合利用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜绿芦笋，购自淄博大润发超市。

没食子酸，天津市鼎盛鑫化工有限公司；福林酚、过硫酸钾，上海麦克林生化科技有限公司；无水葡萄糖、L-抗坏血酸、硝酸铝，国药集团化学试剂有限公司；2,6-二氯靛酚钠（分析纯），天津市光复精细化工研究所；无水乙醇（分析纯），北京高纯科技有限公司；芦丁（纯度≥98%），北京索莱宝科技有限公司；ABTS 底物（纯度≥98.5%）、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH，纯度≥98%），合肥巴斯夫生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

鼓风干燥箱，DHG-9140A，上海一恒科学仪器有限公司；真空冷冻干燥机，LGJ-25，四环福瑞科仪科技发展有限公司；微波干燥机，KH-6HMTN，山东科弘微波能有限公司；紫外可见光光度计，TU-1810，北京普析通用仪器有限责任公司；台式高速冷冻离心机，TGL-20M，湘仪离心机仪器制造有限公司；手持色差仪，CR-400，柯尼卡美能达控股公司

1.3 试验方法

1.3.1 样品预处理

取500 g 芦笋两份，洗净沥干水分，一份沸水烫漂5 min，一份不烫漂，切成2～3 mm 薄片，分别采用不同方式进行干燥。

1.3.2 样品干燥

热风干燥：芦笋薄片于60 ℃热风干燥6 h，使其水分含量小于8%。

冷冻干燥：芦笋薄片于-40 ℃真空冷冻干燥20 h，使其水分含量小于8%。

热风-微波干燥：芦笋薄片于热风-微波干燥机中，热风温度60 ℃，微波功率1 200 W，转速7 m/min，干燥45 min，使其水分含量小于8%。

1.3.3 芦笋粉制备

干燥后的芦笋超微粉碎90 s，过60 目筛，制成芦笋粉。

1.3.4 水提物制备

取1.000 0 g 芦笋粉，加入40 mL 去离子水，80 ℃超声浸提2 h，在5 000 r/min 转速下离心10 min，取上清液定容至50 mL[20-21]。

1.3.5 醇提物的制备

取1.000 0 g 芦笋粉，加入70%乙醇40 mL ，80 ℃超声浸提2 h，5 000 r/min 离心10 min，取上清液用70%乙醇定容至50 mL。

1.4 分析方法

1.4.1 色泽

采用手持色差仪测定。

1.4.2 总酚含量

采用福林酚法[22-23]进行测定。取0.2 mL 水提液，加入10%福林酚1 mL 和20%碳酸钠溶液3 mL，混匀，75 ℃水浴5 min，于765 nm 测吸光值，以没食子酸为标准品绘制标准曲线，计算样液中总酚含量，根据公式（1）计算芦笋粉中总酚含量[17]。

式中，c 为样液中总酚含量，mg/mL；m 为芦笋粉干物质的量，g；V 为样液体积，mL；f 为稀释倍数。

1.4.3 VC 含量

根据GB 5009.159—2003 中的方法测定[19]。

1.4.4 多糖含量

取10 mL 水提液，加入三倍体积无水乙醇，4 ℃静置过夜，5 000 r/min 离心10 min 弃上清液，沉淀加去离子水加热复溶后定容至50 mL，适当稀释后用苯酚-硫酸法测定。以葡萄糖为标准品绘制标准曲线，根据公式（2）计算芦笋粉中多糖含量。

式中，c 为标准曲线上计算的样液中葡萄糖浓度，mg/mL；V 为样品定容体积，mL；m 为芦笋粉干物质的量，g；A 为稀释倍数；0.9 为葡萄糖换算成多糖的校正系数。

1.4.5 黄酮含量

参考SN/T 4592—2016 方法，略有修改[24]。取5 mL 醇提液，加入无水乙醇10 mL、100 g/L 硝酸铝1 mL、98 g/L乙酸钾1 mL，用去离子水定容至50 mL 摇匀，静置1 h，420 nm 测定吸光度，以芦丁为标准品绘制标准曲线，根据公式（3）计算芦笋粉中黄酮含量。

式中，m 为根据标准曲线计算的样品中芦丁质量，mg；W 为芦笋粉干物质的量，g；d 为稀释倍数。

1.4.6 体外抗氧化能力

（1）ABTS 自由基清除能力

参考迟晓君等[15]的方法。称取0.096 0gABTS和0.0335g过硫酸钾分别用去离子水溶解并定容到25 mL，1∶1 混合避光反应12 h 后用无水乙醇稀释制成ABTS 工作液，要求在30 ℃、734 nm 波长下吸光度为0.70±0.02。取提取液0.6 mL，加入ABTS 工作液8.4 mL，混匀避光反应10 min，于734 nm 测定吸光值Ai，无水乙醇为对照测吸光值A0。清除率（I）按公式（4）计算。

（2）DPPH 自由基清除能力

取提取液0.3 mL，加入无水乙醇4.2 mL、0.1 mmol/L DPPH 乙醇溶液3.0 mL，混匀，室温下避光反应60 min，测定517 nm 吸光值Ai，无水乙醇为对照样测吸光值A0，清除率按公式（4）计算。

1.5 数据处理

每组试验重复测定3 次，结果用“平均值±标准差”表示，数据采用SPSS 25 单因素ANOVA 进行显著性分析，P＜0.05 时样品间存在显著差异。

2 结果与分析

2.1 烫漂和干燥方式对芦笋色泽的影响

由表1 可知，冷冻干燥的芦笋粉L 值最高，为86.18，烫漂-热风-微波干燥的样品亮度最低。对冷冻和热风-微波干燥来说，烫漂能显著降低样品的L*值（P＜0.05），而对热风干燥的样品没有显著影响。a*值为负值，数值越小越偏向绿色。不烫漂热风干燥与冷冻干燥的样品a*值最小，绿色最佳，且两者无显著差异（P＞0.05）。烫漂对冷冻干燥后样品的a*值无显著影响，但另外两种干燥方式，烫漂后样品的a*值变大，说明烫漂不利于芦笋绿色保持。b*值越大，色泽越黄，不烫漂冷冻干燥的样品b*值最小，而烫漂-热风-微波干燥的样品最大，色泽呈黄绿色，可能是由于热风与微波耦合，较高的温度加剧美拉德反应[25]，绿色减弱，亮度降低。综上，冷冻干燥的芦笋粉色泽最好，烫漂不利于对芦笋粉色泽的保护。

表1 烫漂和干燥方式对芦笋粉色泽的影响Table 1 Effect of blanching and drying methods on the color of powder

2.2 烫漂和干燥方式对芦笋总酚含量的影响

图1 显示干燥后样品中总酚含量从高到底依次为热风-微波干燥、冷冻干燥和热风干燥，烫漂-热风-微波处理的样品含量最高，为2.58 mg/g，与Ye 等[26]的研究结果一致。烫漂使冷冻和热风干燥的样品总酚含量显著降低（P＜0.05），而热风-微波干燥的作用与此相反。Sakai等[27]认为，微波干燥速度快且均匀，加速多酚氧化酶的失活，能较好地保留总酚[18]。游离酚容易提取，但结合酚需要适当加工处理才能释放出来[28]。微波干燥有助于保留更多的总酚，因此其含量最高，而烫漂使部分可溶性成分流失。

图1 烫漂和干燥方式对芦笋粉中总酚含量的影响Fig.1 Effects of blanching and drying methods on total phenolic content of powder

2.3 烫漂和干燥方式对芦笋VC 含量的影响

图2 显示不烫漂冷冻干燥的样品VC 含量最高，为7.94 mg/g，显著高于热风干燥与热风-微波干燥样品的含量。烫漂显著降低了热风和冷冻干燥样品中VC 含量，但对微波干燥样品无显著影响。VC 不稳定易分解，加热会促进其氧化[29]，因此热风和热风-微波干燥样品中VC 含量低于冷冻干燥，烫漂过程中部分随水流失而含量降低。因此，不烫漂冷冻干燥有利于减少芦笋中VC 的损失。

图2 烫漂和干燥方式对芦笋粉中VC 含量的影响Fig.2 Effects of blanching and drying methods on VC content of powder

2.4 烫漂和干燥方式对芦笋多糖含量的影响

图3 显示，热风-微波干燥的芦笋粉多糖含量最高，不烫漂的为20.38 mg/g，显著高于烫漂的（17.91 mg/g）；其次是冷冻干燥，不烫漂和烫漂的无显著差异；热风干燥的最低，不烫漂的为10.48 mg/g，显著低于烫漂的（12.21 mg/g）。总体而言，烫漂后芦笋多糖得率降低，原因是烫漂过程中部分水溶性多糖溶出。高温长时间干燥会使多糖的活性被破坏[29]，所以热风干燥的芦笋多糖得率最低。真空冷冻干燥多糖不易破坏，但细胞易被冰晶破坏使胞内物质部分流失。Hemwimol 等[30]认为微波处理使样品中部分多糖链降解，更易溶解。且热风-微波干燥速度快且均匀，多糖损失少，因此，芦笋多糖得率更高。

图3 烫漂和干燥方式对芦笋粉中多糖含量的影响Fig.3 Effects of blanching and drying methods on polysaccharides content of powder

2.5 烫漂和干燥方式对芦笋黄酮含量的影响

图4 显示，热风-微波干燥的芦笋黄酮含量最高，烫漂使其由43.94 mg/g 提高到45.77 mg/g；烫漂使热风干燥的样品由33.21 mg/g 显著提高到37.65 mg/g；而冷冻干燥的样品烫漂与不烫漂的含量分别为34.58 mg/g 和35.96 mg/g。美拉德反应会生成类黄酮化合物[31]，热风-微波干燥时美拉德反应程度高。长时间干燥会导致芦笋内的黄酮类物质与空气发生氧化分解[32]。冷冻干燥时细胞易被冰晶破坏使胞内物质部分流失[29]。烫漂钝化酶类，改变细胞通透性，有利于黄酮类浸出，且黄酮不易溶于水，烫漂过程损失较少。而冷冻干燥的样品中烫漂处理使得黄酮含量下降，推测是因为烫漂导致冷冻过程中细胞破坏严重，胞内物质流失较多。

图4 烫漂和干燥方式对芦笋粉中黄酮含量的影响Fig.4 Effects of blanching and drying methods on flavonoid content of powder

2.6 烫漂和干燥方式对芦笋提取物体外抗氧化能力的影响

2.6.1 对芦笋提取物ABTS 自由基清除能力的影响

图5 所示，芦笋粉水提物中，热风-微波干燥的样品对ABTS 自由基清除率最高，不烫漂的为96.25%，显著高于（P＜0.05）烫漂的95.43%，而与烫漂后热风干燥的96.39%之间无显著差异，原因可能是微波使细胞成分分解，并产生具有增强抗氧化力的新化合物[33]。冷冻干燥的样品最低，烫漂的为93.46%，显著高于不烫漂的（92.43%），可能与多糖和总酚的含量均较低有关。

图5 烫漂和干燥方式对ABTS 自由基清除能力的影响Fig.5 Effects of blanching and drying methods on scavenging activity of ABTS free radical

芦笋粉醇提物的ABTS 自由基清除率在96%～97%之间，高于其水提物，说明醇提物中抗氧化物成分含量更高或活性更强。其中冷冻干燥的样品最高，烫漂对不同干燥方式醇提物的ABTS 自由基清除能力无显著影响。综上，热风-微波干燥的芦笋粉抗氧化能力更好。

2.6.2 对芦笋提取物DPPH 自由基清除能力的影响

图6 显示，水提物的DPPH 清除率最高的是热风-微波干燥的样品，烫漂的为62.55%，显著高于不烫漂的（55.85%），可能是由于热风联合微波使芦笋中的多酚氧化酶快速钝化，减少了抗氧化活性物质的氧化[34]。其次是冷冻干燥样品，烫漂的为45.08%，显著高于不烫漂的（26.92%）。烫漂使芦笋粉的DPPH 清除率提高，推测可能是由于烫漂改变了细胞通透性，有利于抗氧化物质的提取。热风干燥样品最低，且烫漂与不烫漂的样品无显著差异，可能与长时间干燥过程中总酚、黄酮等抗氧化活性成分部分降解，含量降低有关。

图6 烫漂和干燥方式对DPPH 自由基清除能力的影响Fig.6 Effects of blanching and drying methods on DPPH free radical scavenging ability

醇提物的DPPH 自由基清除率最高的是热风-微波干燥的47.87%，显著高于热风干燥，且烫漂对这两种干燥方式的结果没有显著影响，但对于冷冻干燥，烫漂处理为46.31%，与最高清除率无差异，显著高于不烫漂的（31.35%）。

3 结论

三种干燥方式中，热风-微波干燥的芦笋粉总酚、VC、黄酮和多糖等活性成分含量最高，对ABTS 和DPPH自由基清除率较高，抗氧化活性最强，且干燥用时最短。热风干燥芦笋的总酚、VC 和多糖含量较低，且干燥时间长，对ABTS 自由基清除能力高于真空冷冻干燥，对DPPH 自由基清除能力较差。冷冻干燥与热风干燥处理的芦笋总酚、VC 和黄酮含量相当，但多糖含量更高，对ABTS 自由基清除能力最低，但干燥后色泽最好。

烫漂提高了热风-微波干燥样品的总酚和黄酮含量，降低了其多糖含量，醇提物的ABTS 自由基清除能力和水提物的DPPH 自由基清除能力均提高。对冷冻干燥，烫漂降低了其总酚、VC 和黄酮含量，对多糖含量影响不显著，提高了ABTS 和DPPH 自由基清除能力。对热风干燥，烫漂提高了多糖和黄酮含量，降低了总酚和VC 含量，对ABTS 和DPPH 自由基清除能力影响不显著。然而不同干燥方式对芦笋中功能成分的结构影响及其功能活性的作用机理还需进一步研究。