煮制加工对绿豆中黄酮含量的影响

张桂芳，于金池，王颖，张东杰，*

（1.黑龙江八一农垦大学国家杂粮工程技术研究中心，黑龙江大庆163319；2.黑龙江八一农垦大学食品学院，黑龙江大庆163319）

煮制加工对绿豆中黄酮含量的影响

张桂芳1，于金池2，王颖1，张东杰2，*

（1.黑龙江八一农垦大学国家杂粮工程技术研究中心，黑龙江大庆163319；2.黑龙江八一农垦大学食品学院，黑龙江大庆163319）

煮制过程是绿豆饮料加工的重要步骤，试验分别考察了料液比、煮制温度、煮制时间和pH值对绿豆煮制液中黄酮含量的影响，在单因素试验基础上通过正交试验对影响黄酮含量的因素进行了优化研究。试验结果表明：煮制温度和pH值对煮制液黄酮含量影响显著。最佳的煮制工艺参数为：pH值为7.5，煮制温度80℃，煮制时间1.6 h，料液比为1∶10（g/mL）。在此条件下，煮制液中黄酮含量为1.90mg/mL。

绿豆；煮制；黄酮

绿豆在我国是主要的经济作物之一，其种植面积和产量均居世界前列[1]。绿豆皮中富含生物碱、黄酮、蒽醌类化合物等具有生物活性的化学成分[2]，其籽粒中含蛋白质20%～24%、脂肪0.5%～1.5%、碳水化合物55%～65%及各种矿物质和维生素[3]。近年来，黄酮的生物活性日益受到国内外营养与食品专家的青睐与重视。研究证实，绿豆中含有黄酮类化合物，这种生物活性物质有一定程度的抑菌抗病毒作用[4]。黄酮也是一种很强的抗氧剂，这种抗氧化作用可以有效清除体内的氧自由基，其能力是维生素E的10倍以上，并且可以阻止细胞的退化、衰老，也可阻止癌症的发生[5]。所以研究这类物质所具有的抗氧化性、抗癌，清除自由基等生理功能外，研究它们在食物贮藏加工中的变化也是非常重要的[6]。在不同的加工过程中，其中的黄酮类化合物从相对含量到存在形式都会发生不同的变化。例如绿豆在加工之前，一般需经过如剥皮、水洗、预煮等预处理过程，后续研究表明，这一过程对黄酮类物质相对含量的影响较大[7]。本试验主要对绿豆煮制过程中黄酮含量的变化进行研究，该研究将为下一步绿豆饮料的开发提供数据依据。

1 材料、仪器和试剂

1.1 材料

绿豆：黑龙江省泰来县种子公司提供，品种为小明绿。

1.2 主要仪器

6系列紫外可见分光光度计：北京普析通用仪器有限责任公司；Adventurer TM电子分析天平：奥豪斯仪器（上海）有限公司；FW100型高速万能粉碎机：天津市泰斯特仪器有限公司；DK-S24型恒温水浴锅、DZG-6050（D）真空干燥箱：上海森信实验仪器有限公司；Vortex-Genie2型涡旋振荡器：上海纳兹仪器有限公司。

1.3 主要试剂

芦丁标准品（Sigma G7384，CAS号：149-91-7，MDL号：MFCD00002510）；无水乙醇、亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠（均为国产分析纯）。

2 试验过程与方法

2.1 工艺流程

绿豆→筛选除杂质→称取定量绿豆→煮制→收集煮制液→过滤→70%乙醇溶液定容于50.0mL容量瓶中→测定吸光度值

2.2 芦丁标准液的配制

准确称取芦丁标准品50.0mg，用适量70%乙醇水溶液加热溶解，冷却后转移到100.0mL容量瓶中，用70%乙醇水溶液定容（每毫升溶液中含无水芦丁0.50mg），制得芦丁标准溶液。

2.3 标准曲线的绘制

分别吸取芦丁标准液0.0、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0mL于7个25mL容量瓶中，加水至6.0mL，再加入5%的亚硝酸钠溶液1mL，摇匀静置6min后，加10%的硝酸铝溶液1mL，摇匀静置6min后，加4%的氢氧化钠溶液10mL，再加水至刻度，摇匀，放置15min。此时每毫升溶液中含芦丁分别为0.00、0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、0.12mg。以溶剂作空白，测定吸光度，绘制吸光度值和浓度标准曲线，计算线性方程。

2.4 芦丁标准品最大吸收波长的确定

取待测液芦丁标准液3.0mL，按照2.2方法测定吸光值，以等量的溶剂作空白，在370 nm～550 nm处进行吸光度扫描，确定芦丁的最大吸收波长。

2.5 黄酮类物质含量的测定

准确量取绿豆质量W（g），煮制后获得煮制液将其稀释10倍，以便测定的吸光度值在0.2～0.8范围，其他方法同上进行测量吸光度，并从标准曲线中计算相应含量，公式如下：

式中：X为根据芦丁标准液线性方程得到绿豆的黄酮类物质煮制液浓度，mg/mL；V0为原绿豆黄酮类煮制液定容后体积，即50.0mL；V1为量取煮制液样品测定时定容后的体积，即25.0mL；V2为量取煮制液样品测定时体积，mL；W为绿豆质量，g

2.6 正交试验设计

以单因素试验中绿豆煮制液的黄酮含量的吸光度值作为考核指标，确定正交试验中料液比、煮制温度、煮制时间和pH值的取值范围。本试验设置3个水平，采用L9（34）正交试验设计进行操作，以此确定绿豆煮制工艺的最佳工艺参数。

3 结果与分析

3.1 最大吸收波长的确定

取3.0mL标准液显色定容后于370 nm～550 nm进行吸光度扫描，在同样条件下对绿豆煮制液进行吸光度扫描，结果见图1。

图1 芦丁标准液分光光谱图Fig.1 Standard rutin spectral graph

由图1可知，确定390 nm处为黄酮类物质的最大吸收波长，选取在390 nm处测定吸光波长。

3.2 芦丁标准曲线的制备

测定的不同浓度芦丁标准品溶液的吸光度如图2所示。

用最小二乘法作线性回归，得其线性回归方程式y=10.615x+0.010 1，相关系数R2=0.999 4，说明芦丁显色溶液在0～0.12mg/mL范围内很好地符合朗伯—比尔定律。

3.3 料液比对黄酮含量的影响结果

不同料液比对黄酮含量的影响结果如图3所示。

图2 芦丁标准曲线Fig.2 Rutin standard curve

图3 料液比对黄酮含量的影响结果Fig.3 Effect of the ratio of material to liquid on the content of flavonoids

从图3中可以看出，当料液比达到1∶20（g/mL）时，煮制效果最好。因为增加溶剂用量，有利于黄酮由原料向溶剂扩散，增高溶液中黄酮含量。当溶剂用量增大到一定限度时，原料表面与溶液之间的浓度差不再是影响黄酮含量的主要因素，溶剂溶解的其他杂质也增多导致黄酮含量反而有所下降。

3.4 煮制温度对黄酮含量的影响结果

不同煮制温度对黄酮含量的影响结果如图4所示。

图4 煮制温度对黄酮含量的影响Fig.4 Effect of cooking temperature on the content of flavonoids

从图4中可以看出，温度越高，黄酮含量越高。温度达到90℃时，煮制液呈明显的褐色并且黄酮含量下降。这种现象的原因是黄酮类化合物在高温下容易被氧化，温度过高，其中的有效成分易被破坏，同时杂质的溶出也增加导致对进一步分离不利。所以当煮制温度为80℃，煮制效果最好。

3.5 煮制时间对黄酮含量的影响结果

不同煮制时间对黄酮含量的影响结果如图5所示。

图5 煮制时间对黄酮含量的影响Fig.5 Effect of cooking time on the content of flavonoids

从图5中可以看出，煮制时间在1.2 h时煮制效果最好。绿豆煮制时间过长，黄酮含量反而有所下降，可能是因为有较多杂质浸出导致影响黄酮含量。

3.6 pH值对黄酮含量的影响结果

pH值对绿豆中的黄酮含量影响结果如图6所示。

图6 pH值对黄酮含量的影响Fig.6 Effect of pH value on the content of flavonoids

从图6中可以看出，随着pH值的增加，绿豆煮制液中黄酮类化合物的含量先提高后降低。当pH值达到7.5时，黄酮类化合物的含量最高，超过7.5时开始下降。从煮制液的颜色上看，pH值超过7.5后，煮制液的颜色偏于绿色。原因可能是pH值增高后，使一些醇溶性杂质和色素等成分溶出量增加，这些成分与黄酮类化合物竞争同水分子结合从而导致黄酮含量的下降。

3.7 正交试验结果与分析

为了进一步确定绿豆的最佳煮制工艺，选择单因素试验中对煮制量影响较大的4个因素，采用正交试验方法进行试验。正交试验设计及结果见表1、表2。

根据正交试验数据可以看出，4个因素对黄酮含量的影响从大到小的顺序为A＞B＞C＞D，即pH＞煮制温度＞煮制时间＞料液比，各因素方差分析的结果如表3所示。

表1 正交试验表Table1 Orthogonal experiment table

表2 L9（34）正交试验设计及结果分析Table2 Design and result analysis of L9（34）orthogonal experiment

方差分析的结果可以看出因素A和因素B差异显著（P＜0.05），C因素和D因素差异不显著。由K值得出最优组合：A2B2C2D2，即pH值7.5，煮制温度为80℃，煮制时间为1.2 h，料液比为1∶20（g/mL），按照最佳工艺参数制备的绿豆汁黄酮含量为1.87mg/g。表2中A2B2C3D1，即pH值7.5，煮制温度为80℃，煮制时间为1.6 h，料液比为1∶10（g/mL），条件下制备的绿豆汁黄酮含量为1.90mg/g。因此确定最优条件为pH值7.5，煮制温度为80℃，煮制时间为1.6 h，料液比为1∶10（g/mL）。

表3 方差分析表Table3 Variance analysis table

4 结论

本试验研究了绿豆在不同煮制条件下的黄酮含量情况，确定了最佳煮制工艺参数为：pH值为7.5，煮制温度80℃，煮制时间1.6 h，料液比为1∶10（g/mL），在此条件下制备的绿豆汁黄酮含量可以达到1.90mg/g。该研究将为下一步绿豆饮料的开发提供数据依据。

[1]龚倩云.绿豆在食品工业中应用的研究进展[J].农产品加工,2009 (3):57-58

[2]陈婷婷,徐娟,赵珺,等.绿豆皮中黄酮类化合物提取工艺[J].生物加工过程,2008(1):60-64

[3]胡静丽,陈健初.杨梅叶黄酮类化合物最佳煮制工艺研究[J].食品科学,2003,24(1):96-99

[4]张俊荣,陈庆全.家用解毒药物[M].广东:广东高等教育出版社, 1988:77-78

[5]龚盛昭.黄酮类化合物保健食品大有开发价值[J].广州食品工业科技,2000,18(1):63-65

[6]刘祥义.超声波煮制元宝枫叶总黄酮方法研究[J].云南化工,2003, 30(1):27-28

[7]王铮敏.超声波在植物有效成分煮制中的应用[J].三明高等专科学校学报,2002,19(4):45

Effect of Cooking Process on the Content of Flavonoids in Mung Bean

ZHANG Gui-fang1，YU Jin-chi2，WANG Ying1，ZHANG Dong-jie2，*
（1.National Coarse Cereals Engineering Research Center of Heilongjiang Bayi Agriculture University，Daqing 163319，Heilongjiang，China；2.Food College ofHeilongjiang Bayi Agriculture University，Daqing163319，Heilongjiang，China）

The cooking process is an important step in the processing of mung bean beverage.The effects of material liquid ratio，boiling temperature，cooking time and pH value on the flavonoids content of mung bean were studied.On the basis of single factor tests，factors that affect the content of flavonoids were optimized by orthogonal test.The results showed that the boiling temperature and pH were the two most important factors affecting the content of flavonoids.The optimum technology parameters as follow：pH value was 7.5，cooking temperature was80℃，cooking time was1.6 h，and solid-liquid ratio was 1∶10（g/mL）.Under this condition，the highest content of flavonoids was 1.90mg/mL.

mung beans；cooking process；flavonoids

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.04.009

2016-05-02

科技部国家星火计划项目《杂粮主食生产全产业链技术集成应用与示范》（2015GA670008）；黑龙江省农垦总局开发项目《农副产品精深加工及高效利用和贮运技术创新研发与示范》（HNK13KF-01-01）；大庆市创新能力建设项目《杂粮及其深加工分析测试技术平台建设》（sjh-2013-65）；黑龙江省垦区科研项目《系列杂粮饮料产品的研制与产业化》（HNK135-05-02-8）

张桂芳（1980—），女（汉），助理研究员，博士研究生，研究方向：农产品加工。

*通信作者：张东杰（1966—），男（朝鲜），教授，博士研究生导师，研究方向：食品安全及农产品加工与贮藏。