不同加工方法对花生总黄酮含量的影响

张少颖

(山西师范大学食品工程系,临汾 041004)

不同加工方法对花生总黄酮含量的影响

张少颖

(山西师范大学食品工程系,临汾 041004)

为研究不同加工方法对花生总黄酮含量的影响,以东北花生、山东花生、临汾花生为原料,采用水煮、油炸、微波三种方法处理不同产地的花生。试验结果表明,在水煮、微波、油炸处理过程中,每种处理方法对三种产地的花生总黄酮含量影响的变化规律基本一致。水煮过程中,随着水煮温度的升高和水煮时间的延长,花生总黄酮含量先是增加,随后降低。在水煮温度接近 80℃,水煮时间 20 min时,水煮处理的花生总黄酮含量增加最多。微波处理过程中,随着微波功率的增加和处理时间的延长,花生总黄酮含量一直呈下降趋势。油炸过程中,随着油炸温度的升高和油炸时间的延长,花生黄酮含量呈显著线性下降趋势。其中,微波处理的花生总黄酮含量下降最多。

花生 水煮 油炸 微波 总黄酮

花生属豆科一年生草本食物,是世界范围内广泛栽培的油料与经济作物,也是中国重要的出口农产品之一。2007年,我国花生的总产量达到 1309万 t,占世界花生总产量的 37.6%,位居世界第一[1]。花生不仅含油脂、蛋白、膳食纤维等营养素,同时含有黄酮类化合物等功能性成分[2]。黄酮类化合物因其具有抗病毒、抗炎、抗菌、雌性激素作用等[3-4],受到国内外研究者的广泛重视。目前人们多集中在花生壳中黄酮类化合物的分离提取及生物活性方面的研究[5-8],对花生加工过程中各类功能性营养成分的变化研究报道较少,Yvonne Chukwumah等[9]研究了花生在水煮和焙烤中异黄酮和鹰嘴豆素等化学成分的变化,而关于花生总黄酮含量的在加工过程中的变化还未见报道。本试验研究花生经水煮、油炸和微波处理后总黄酮的含量变化,旨在为花生加工利用过程中功能性成分的保存提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料和试剂

东北花生:品种小白沙,产地辽宁沈阳;山东花生:品种鲁花 11号,产地山东青岛;临汾花生:品种大红袍,产地山西临汾;食用植物油:市购;无水乙醇、亚硝酸钠:洛阳市化学试剂厂;硝酸铝:北京化工厂;氢氧化钠:天津市化学试剂厂;芦丁:国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

7200分光光度计:上海尤尼柯仪器有限公司;LSY电热恒温水浴锅:北京医疗设备厂;WD900Y1 SL23-2智能大屏幕烧烤微波炉:顺德格兰仕电器实业有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 原料的预处理

将三种试验用花生除杂、筛选去除霉变颗粒,低温保藏备用。

1.3.2 水煮对花生中总黄酮含量的影响试验

水煮温度试验:处理时间为 20 min,设定温度分别为 100、90、80、70、60 ℃。

水煮时间试验:水煮温度为 75℃,设定时间分别为 5、10、15、20、25、30 min。

1.3.3 微波处理对花生总黄酮含量的影响试验

微波功率 (最大 900 W)试验:微波处理时间为2.5 min,设定微波分别为最大火力的 100%、80%、50%、30%、10%。

微波时间试验:微波火力为 50%,设定处理时间分别为 1、2、3、4、5 min。

1.3.4 油炸对花生总黄酮含量的影响试验

油炸温度试验:油炸时间为 3 min,设定温度分别为 150、125、100、75、50 ℃。

油炸时间试验:油炸温度为 90℃,设定时间分别为 1、2、3、4、5 min

1.3.5 样品总黄酮含量的测定[10]

1.3.5.1 标准曲线的绘制及回归方程的建立

称取芦丁药品 0.0615 g,用 70%的乙醇溶液溶解,定容至 250 mL,得到单位体积溶质质量浓度为0.246 mg/mL的芦丁标准液。准确吸取芦丁标准液0、2.0、4.0、6.0、8.0、10.0 mL于 50 mL容量瓶中 ,依次加入 5%的亚硝酸钠溶液 1.5 mL,摇匀放置6 min后,加入 10%的硝酸铝溶液 1.5 mL,摇匀,放置 6 min后再加入 5%的氢氧化钠溶液 20 mL,用 70%的乙醇溶液定容 50mL,摇匀,放置 15 min后用 1 cm比色皿,用 70%的乙醇溶液做空白对照,于最大吸收波长处测定吸光度 A510,重复 3次,取其平均值,以芦丁标准液的质量浓度(每 50mL溶液所含的芦丁质量)为纵坐标,吸光度值为横坐标绘制标准曲线 (图 1),得到芦丁质量浓度 Y(mg/50 mL)与吸光度 A510的回归方程 Y=3.126 6A510-0.087 3(R2=0.999)。

图 1 芦丁溶液标准曲线

1.3.5.2 花生总黄酮含量的测定

取未处理、水煮、油炸、微波处理过的三种产地的花生,研磨成粉末,分别准确称取各种处理花生粉末 1 g,用 70%的乙醇溶液 20 mL室温下浸提 2 h后,过滤,滤液分别加入 5%的 NaNO2溶液 1.5 mL,摇匀,放置 6 min后,加入 10%的 Al(NO3)3溶液1.5 mL,摇匀,放置 6 min后再加入 5%的 NaOH溶液20 mL,摇匀,放置 15 min,然后用 70%的乙醇溶液定容至 50 mL。为保证吸光度值在标准曲线最佳线性工作范围内,将定容后的溶液用 70%乙醇稀释一倍,摇匀,用 70%的乙醇溶液做空白对照,测其吸光度A510,重复 3次,取其平均值。总黄酮含量的计算公式为:

花生总黄酮的质量比 =(3.126 6A510-0.087 3)×2

式中:花生总黄酮的质量比表示每克花生所含总黄酮的质量/mg/g;A510表示在 510 nm下测得的吸光度;2表示溶液稀释一倍后测吸光度值。

1.3.6 数据处理

采用Microsoft Exel 2003软件进行绘图和数学模型拟合。

2 结果与分析

2.1 不同产地未处理花生的总黄酮含量比较

由图 2可知,三种产地花生中总黄酮含量不等,临汾花生总黄酮单位质量比最高,为 2.208 mg/g,山东花生单位质量比为 1.736 mg/g,东北花生的黄酮含量最低。东北花生的总黄酮含量比临汾花生低35.6%,比山东花生低 18.1%。植物中总黄酮的含量不仅与品种有关,还受产地的自然环境条件的影响[11]。临汾冬寒夏热,气温日较差大,降水量常年在450～690 mm之间,可能半干旱半湿润的自然气候因素有利于总黄酮的积累。沈阳属温带半湿润大陆性气候,温差较大,全年降水量 600～800 mm;青岛属暖温带湿润季风气候,冬暖夏凉,年降水量 650～850 mm,这两个地区的气候条件可能不利于黄酮的生化合成。

图 2 不同产地花生的总黄酮含量柱状图

2.2 水煮处理对花生总黄酮含量的影响

2.2.1 不同水煮温度对花生总黄酮含量的影响

图 3表明,当水煮温度低于 80℃时,随着水煮温度的升高,花生中的总黄酮含量总体呈现上升趋势(东北花生略有不同,在 70℃总黄酮含量最高)。当温度高于 80℃时,随着温度的升高,总黄酮含量逐渐下降,当水煮温度达到 100℃时,临汾花生降至1.000 mg/g,而另外两种花生的总黄酮含量降至0.800 mg/g以下。三种花生的总黄酮含量与温度的四次方极为相关 (R2=1),变化趋势皆先逐渐升高,然后迅速下降。水煮是在水分充足条件下的热传导和传递水分的过程,在低于 80℃温度下水煮,可能会在刚开始水煮时激活或诱导黄酮生化合成中的一些酶系[12],从而促进黄酮类化合物的生成。随着水煮温度的进一步上升,不仅黄酮合成相关的酶被钝化,黄酮化合物也在高温下被逐渐降解[13],因此,总黄酮含量下降。

图 3 不同水煮温度对花生总黄酮含量的影响

2.2.2 不同水煮时间对花生总黄酮含量的影响

从图 4可以看出,三种花生总黄酮含量随水煮时间的变化趋势一致,当水煮时间在 10～20 min范围内,花生总黄酮的含量随着水煮时间的延长而增加。当水煮时间达到 20 min时,花生总黄酮含量最高 ,分别为 2.399、2.340、2.168 mg/g。超过 20 min后,总黄酮的含量随着水煮时间的延长而迅速下降。水煮时花生总黄酮含量的变化趋势同水煮时间的三次方显著相关 (R2=0.995 0)。究其机理,可能刚开始水煮时,花生中的黄酮合成酶系开始进行生化合成黄酮,故含量增加。随着水煮时间的延长,相关酶系受热钝化,黄酮合成受阻,同时部分黄酮过度受热发生降解,导致总黄酮含量降低。

图 4 不同水煮时间对花生总黄酮含量的影响

2.3 微波处理对花生总黄酮含量的影响

2.3.1 微波功率对花生总黄酮含量的影响

图 5表明,三种花生的黄酮含量与微波处理功率呈线性负相关 (R2=0.983 4),随着处理功率的增加,总黄酮的含量呈线性快速下降,当功率达到100%时,三种花生总黄酮含量皆下降到 0.350 mg/g以下。微波加热不同于常规 (如传导、对流、辐射等)的传热方式[14]。常规的传热方式先加热周围的环境或固体表面,使固体的表面得到热量,然后再通过热传导的方式将热量传到固体内部。而微波加热的是一些能够吸收微波的含有极性分子 (如花生内部水分子)的介质材料。分子随着不断变化的高频电场的方向重新排列,产生类似于摩擦的作用,实现分子水平的“搅拌”,从而产生大量的热量。在这种加热方式下,花生中的黄酮类化合物受热剧烈而降解,黄酮合成相关酶系也会迅速钝化。因此,随着微波功率的增加,三种花生的总黄酮含量不断下降。

图 5 不同温波功率对花生总黄酮含量的影响

2.3.2 不同微波处理时间对花生总黄酮含量的影响

由图 6可见,在 50%的微波功率下,随着处理时间的延长,花生总黄酮含量逐渐下降。三种花生的黄酮含量与处理时间的二次型多项式呈负相关。这表明在微波独特的剧烈热作用下,花生中的黄酮物质可能已经全部被破坏。处理时间 5 min时出现负值,表明长时间的微波处理,可能导致新的物质产生。

图 6 不同温波处理时间对花生黄酮含量的影响

2.4 油炸处理对花生总黄酮含量的影响

2.4.1 不同油炸温度对花生总黄酮含量的影响

油炸是一个熟化和干燥的过程,当花生置于热油中,花生表面的温度很快升高达到油温,水分汽化,表面出现一层干燥层,然后水分汽化层便向花生内部迁移,花生内部的温度慢慢趋向油温[15]。由图7可见,油炸温度由 50℃升至 150℃,三种花生中黄酮的质量比从 0.65 mg/g呈线性降至0.45 mg/g左右。50℃油炸的花生为红棕色,在150℃条件下,花生被油炸成棕褐色,花生中黄酮类化合物在高温油炸下迅速遭到破坏。

图 7 不同油炸温度对花生总黄酮含量的影响

2.4.2 不同油炸时间对花生总黄酮含量的影响

由图 8可知,在同 90℃油炸温度下,随着油炸时间的延长,花生中黄酮类化合物连续受高温作用,逐渐被破坏,花生总黄酮的含量呈线性下降。当油炸时间达到 5 min时,花生呈棕褐色,临汾花生、山东花生和东北花生的总黄酮含量分别降至 1 min时的60.2%、57.1%和 52.7%。

图 8 不同油炸时间对花生总黄酮含量的影响

3 讨论

从营养角度而言,水煮加工对花生总黄酮的保存最为有利,其次时油炸,微波处理对花生总黄酮的破坏最大。从加工角度考虑,水煮宜选取的工艺参数为 70～90℃,时间 20 min左右;微波宜选取的50%左右的功率,处理时间约 1 min;油炸宜选取50℃左右,1 min(可采用真空低温油炸)。

三种不同产地花生总黄酮的含量在水煮、微波处理、油炸过程中表现出的变化趋势相似,说明三种花生在受到各种加工处理条件时,内部可能发生相似的生化反应和化学反应,具体机理还需进一步研究。

4 结论

4.1 水煮、微波和油炸三种处理方法都对花生熟制过程中总黄酮含量产生影响。水煮过程中,在温度低于80℃或时间低于 20 min时,花生总黄酮含量呈现上升趋势。在 80℃或水煮 20 min时,黄酮的含量基本达到最高。超过 80℃或 20 min时,花生总黄酮含量开始下降。而微波处理和油炸过程中,花生总黄酮含量一致呈现下降趋势。

4.2 三种不同产地花生总黄酮含量尽管有差别,但是在水煮、微波、油炸处理过程中皆表现出基本相似的变化趋势。水煮时,总黄酮含量变化同温度的四次方显著相关,同水煮时间的三次方也呈显著相关。三种花生总黄酮含量同微波处理时间的二次方负相关,而同微波功率、油炸温度、油炸时间等皆表现出较高的线性负相关。

[1]杨静.我国花生产业的发展现状及建议[J].中国食物与营养,2009,(1):17-19

[2]姚云游,乔玉兰.花生功能成分及营养价值的研究进展[J].中国油脂,2005,30(9):31-33

[3]吴立军.中药化学 [M].北京:中国医药科技出版社,2001:103-105

[4]Stefan Martens,Axel Mith˚fer.Flavones and flavone syn2 thase[J].Phytochemistry,2005,66(20):2399-2407

[5]薛力,于丹.花生粕中黄酮提取工艺条件的研究[J].世界农业,2007,21(9):63-64

[6]许晖,孙兰萍,张斌.响应面法优化花生壳黄酮提取工艺的研究[J].中国粮油学报,2009,24(1):107-111

[7]Stephen T Talcott,Christopher E Duncan,David Del Pozo-Insfran,et al.Polyphenolic and antioxidant changes during storage of normal,mid,and high oleic acid peanuts[J].Food Chemistry,2005,89(1):77-84

[8]Tameshia S Ballard,Parameswarakumar Mallikarjunan,Kequan Zhou,et al.Optimizing the extraction of phenolic antioxidants from peanut skins using response surfacemethod2 ology[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry,2009,57(8):3064-3072

[9]yvonne chukwumah,lloyd walker,bernhard vogler,et al.Changes in the phytochemical composition and profile of raw,boiled,and roasted peanuts[J].Journal ofAgricultural and Food Chemistry,2007,55(22):9266-9273

[10]王军,王敏,季璐.苦荞麦麸皮总黄酮提取工艺及其数学模型研究[J].农业工程学报,2006,22(7):223-225

[11]徐文燕,高微微,何春年.环境因子对植物黄酮类化合物生物合成的影响 [J].世界科学技术 -中医药现代化,2006,8(6):68-72

[12]方从兵,宛晓春,江昌俊.黄酮类化合物生物合成的研究进展[J].安徽农业大学学报,2005,32(4):498-504

[13]张瑞,邢军.孔雀草中黄酮类色素最佳提取工艺条件及光、热稳定性的研究 [J].食品研究与开发,2008,29(11):38-41

[14]杨瑾.微波加热与传统加热方式的异同[J].工程机械与维修,2006,13(4):89-90

[15]杨铭铎,邓云,石长波,等.油炸过程与油炸食品品质的动态关系研究[J].中国粮油学报 2006,21(5):93-97.

Influence ofDifferent ProcessingMethods on Total Flavonoids Content in Peanut

Zhang Shaoying
(Department of Food Engineering,ShanxiNormalUniversity,Linfen 041004)

In order to study the influence of different processingmethods on the total flavonoids content in pea2 nut,peanut from Northeast,Shandong,and Linfen were processed with poaching,frying and microwave.Results:The three peanut samples from different producing area give a similar response in total flavonoids content to different processing.In the processing of poaching,the total flavonoids content increases first and then decreases,and the peak of total flavonoids content appears at approaching 80℃and poaching for 20 min.In the processing of micro2 wave,the total flavonoids content declineswith rising ofpower and prolongingofmicrowave time.In the processing of frying,with the rising temperature and prolonging time of frying,the total flavonoids content descends.The process2 ing ofmicrowave results in the most drop of total flavonoids content in peanut.

peanut,poaching,frying,microwave,total flavonoids

TS205

A

1003-0174(2010)08-0104-05

教育部“食品科学与工程专业指导性专业规范研制(925)”子课题“主干课程食品安全性教学现状调研与规划”

2009-08-05

张少颖,女,1977年出生,博士,食品加工与安全贮藏