烫漂和烘干过程对槟榔中槟榔碱含量的影响

李汴生，顾伟樑，阮征

(华南理工大学 食品科学与工程学院，广东 广州，510640)

烫漂和烘干过程对槟榔中槟榔碱含量的影响

李汴生，顾伟樑，阮征

(华南理工大学 食品科学与工程学院，广东 广州，510640)

采用高效液相色谱法测定槟榔碱的含量，研究了烫漂和烘干过程对槟榔碱的影响。结果表明，在沸水烫漂时，槟榔中的槟榔碱含量在10～30 s内迅速下降，沸水烫漂40 s时槟榔碱的损失率达到最大值，接近40%，随后其损失速率减缓；不同烫漂温度研究发现随着温度的升高，槟榔中的槟榔碱含量逐渐降低，烫漂温度在70 ℃以上槟榔碱的损失十分显著。对比烫漂水中的槟榔碱含量发现，低温烫漂时槟榔碱的损失主要为水溶损失，当烫漂温度升高至80 ℃以上时，槟榔碱出现非水溶性损失。烘干过程中，烘干时间越长或烘干温度越高时，槟榔碱的含量越低。结合槟榔的干燥曲线可以发现，槟榔碱含量的减少跟槟榔水分的蒸发有关，槟榔水分蒸发越剧烈，槟榔碱含量越低。槟榔在50 ℃条件下烘至绝干时，槟榔碱损失率约为30%。因此可知，槟榔碱具有以下特点：在高温下易分解、易溶于水、能随着水蒸气的挥发而挥发。

液相色谱；槟榔碱；烫漂；烘干

槟榔为棕榈科热带植物，原产于马来西亚，早在1 500多年前我国已经在海南引种槟榔，历史悠久。槟榔是重要药用植物之一，种子、果皮、花等均可入药，在我国被列为四大南药之首。除了药用的用途之外，槟榔还被作为食物，在中国的海南、台湾以及一些东南亚地区，槟榔作为零食被人们所食用。除咖啡因、尼古丁和酒精外，槟榔被认为第四种最上瘾的兴奋剂。它的果核和果皮是主要的咀嚼成分，具有古老的东方传统文化[1]。

槟榔具有驱虫[2]、促消化[3-4]、抗菌[2, 5]、抗抑郁[6]、抗氧化[7-8]等功能，这些功能主要来源于槟榔中的多酚类物质和生物碱。槟榔中含有总生物碱0.3%～0.6%，其中最主要为槟榔碱，其余为槟榔次碱、去甲基槟榔次碱等[9]。生物碱是存在于自然界中的一类含氮的碱性有机化合物，广泛存在于中草药中，大部分生物碱的结构中有复杂的环，环内大多包含氮素，有显著的生物活性，在中草药中起到了重要的活性作用。槟榔碱是槟榔的主要活性组分，具有抗氧化活性，但它也是主要的有毒化合物。槟榔碱的主要毒性是促进口腔黏膜下纤维化(OSF)，对正常的人体细胞产生毒性的影响，诱导细胞凋亡[8]。

现今槟榔产品主要有鲜食槟榔、槟榔烟果以及槟榔饮料等。在我国海南、台湾两地，鲜食槟榔为主要槟榔产品，食用时在荖叶上涂石灰，包裹槟榔一同嚼食。而在湖南省槟榔产品主要为槟榔烟果，将槟榔鲜果经过烫漂、烘干、炮制、点卤等工艺制成。虽然国内外对槟榔的槟榔碱含量有所报道，但目前未见有系统地分析加工过程中槟榔碱含量变化的报道。为了更好地开发和合理地利用槟榔中的药用价值，本文运用高效液相色谱法测定槟榔碱的含量，比较了在不同烫漂和烘干条件下槟榔碱含量的变化，进而了解槟榔碱的特性。

1 材料与方法

1.1 实验材料、仪器与试剂

材料：槟榔鲜果(产地：海南)

仪器：液相色谱仪、Waters C18柱(5.0 μm，4.6 mm×250 mm)

试剂：乙腈(色谱纯)；KH2PO4(分析纯)；H3PO4(分析纯)；氢溴酸槟榔碱标准品(中国药品生物制品检定所)

1.2 实验方法

1.2.1 烫漂对槟榔碱含量的影响

选取形状、大小相似的新鲜槟榔切半处理，称重后分别置于等量的60～100 ℃水中加热一定时间，然后捞出沥干称重。

1.2.2 烘干对槟榔碱含量的影响

选取同一批槟榔鲜果中形状、大小相似的槟榔，切半后称重，分别在50～100 ℃下烘干一定时间，取出称重。

1.3 测定方法

1.3.1 固体样品前处理

将烫漂或烘干处理后的固体样品进行粉碎，用V(乙醚)∶V(乙醇)=90∶10混合溶剂浸泡2 h，过滤后在40 ℃水浴中浓缩，得到样品液。

1.3.2 色谱条件

色谱柱：Waters C18柱(5.0 μm，4.6 mm×250 mm)；流动相：0.02 mol/L KH2PO4(H3PO4调pH值至3)-乙腈(体积比99∶1)，检测波长：215 nm，柱温：20 ℃，流速：0.8 mL/min，进样量：20 μL。

1.3.3 样品的测定

按前述方法制备槟榔鲜果、槟榔干果样品母液，取1 mL样品母液于1.5 mL离心管中，以10 000 r/min的转速离心10 min，取上清液过0.22 μm滤膜后，按1.3.2色谱条件进行测定，测得峰面积后代入标准曲线计算样品中槟榔碱含量。

1.3.4 数据处理与分析

同一样品平行测定3次取其平均值，并计算其标准偏差。应用Excel 2010对数据进行处理与作图，应用SPSS Statistic 22对数据进行显著性差异分析。

2 结果与讨论

2.1 烫漂温度、时间对槟榔碱含量的影响

湖南传统槟榔制品在制作的过程中会经过烫漂处理，烫漂过程能起到使槟榔果灭酶的作用。万新[10]等对槟榔护绿保鲜进行研究，发现槟榔在高于80 ℃的水中热烫60 s时，槟榔的色泽开始发黄，而在本实验发现，槟榔在100 ℃的水中热烫30 s即会出现发黄褐变现象。不同的烫漂温度和时间不仅对槟榔的品质产生影响，也会对槟榔中的有效成分如槟榔碱的含量产生影响。本实验选择将槟榔果切半后烫漂，目的在于加快传热速度，让效果更显著；烫漂时间的选择基于护色效果；烫漂方式选取热水烫漂，槟榔样品取(100±5) g，热水用量为1 000 mL，烫漂后同时测定水中槟榔碱的含量，结合比较可得槟榔碱损失的原因。其中，在烫漂时间均为60 s时，不同温度对槟榔碱含量的影响如表1所示；在100 ℃的条件下，烫漂时间对槟榔碱含量的影响均如表2所示。

表1 不同烫漂温度下烫漂60 s时槟榔碱含量对比Table 1 Comparison of arecoline content during different temperature blanching 60 s

注：若有相同字母，表明差异不显著(p<0.05)；若字母都不相同，表明差异性显著(p<0.05)。

表2 100 ℃烫漂不同时间槟榔碱含量对比Table 2 Comparison of arecoline content during 100 ℃ blanching different time

注：若有相同字母，表明差异不显著(p<0.05)；若字母都不相同，表明差异性显著(p<0.05)。

槟榔果中的槟榔碱在烫漂的过程中会产生较大的损失。表1显示了烫漂温度对槟榔碱含量的影响，其中从50 ℃开始，随着烫漂温度的升高，槟榔碱的含量逐渐降低，在80～100 ℃时并无明显差异，说明烫漂温度越高，槟榔鲜果中槟榔碱的含量损失越严重，其中烫漂温度在80 ℃以上时，槟榔碱的损失最为剧烈。由表2可以看出，在100 ℃的沸水下烫漂，槟榔碱的含量在10～30 s内迅速下降，在随后的2 min内下降趋势变得平缓，槟榔碱总损失率超过40%。这说明烫漂时间会影响槟榔内槟榔碱含量的损失，在100 ℃的烫漂水中烫漂40 s时损失率接近最高点；而由于部分槟榔碱存在于槟榔内部，所以40 s后继续烫漂，对槟榔碱的含量并未造成显著的影响。结合表1和表2可以发现，在中低温条件下烫漂时，槟榔鲜果中槟榔碱的含量降低，同时烫漂水中槟榔碱的含量增高，并且二者总和是相近的，这说明在这个烫漂过程中，槟榔鲜果损失的槟榔碱绝大部分会从槟榔转移到水中，造成槟榔内槟榔碱含量的下降。当烫漂温度高于80 ℃时，烫漂水中的槟榔碱明显少于槟榔损失的槟榔碱总量，说明当烫漂温度较高时，槟榔碱的损失除了水溶性损失外，还存在少量的非水溶性损失。

2.2 烘干温度、时间对槟榔碱含量的影响

槟榔传统加工过程中一般采取45～55 ℃的低温烘干，待水分含量烘干至20%左右后再进行炮制、点卤等工艺。在烘干的过程中，烘干温度和时间对槟榔鲜果中槟榔碱的含量会产生很大的影响。刘蕊[11]等探究了烘干温度与时间对槟榔中槟榔碱含量的影响，结果表明槟榔胚乳中槟榔碱含量会随烘干温度升高而减少，随处理时间延长而减少。古桂花[12]等考察了在不同烘烤时间条件下，槟榔皮、核中槟榔碱含量的变化，得到相同的结果。本实验将槟榔果切半后进行烘干，一方面能加快烘干效率，另一方面也符合实际生产情况。通过结合不同温度下槟榔的烘干曲线(图1)，在不同烘干条件下将槟榔鲜果烘至绝干，从而探究烘干过程对槟榔碱的影响，如图2所示。

图1 不同烘干温度下槟榔水分含量的变化Fig.1 Changes in moisture content of areca catechu at different drying temperatures

图2 烘干时间对槟榔碱含量的影响Fig.2 Effect of drying factors on the content of arecoline

图2反映了不同烘干条件对槟榔碱含量的影响，其中槟榔鲜果在50～60 ℃烘干后所含的槟榔碱含量高于在70～100 ℃烘干的含量，槟榔碱的含量随着烘干温度的升高而降低，在90～100 ℃下烘干时槟榔碱损失最多。这说明在槟榔烘干的过程中，水分蒸发的过程伴随着槟榔碱的流失，烘干条件越剧烈，槟榔碱的损失越严重。从图2还可以看出，随着烘干时间的延长，槟榔碱的含量不断降低，在较低温度下烘干时，在0～12 h时平缓下降，12 h后趋于稳定；在较高温度下烘干时，槟榔碱含量在0～6 h内快速下降，6 h后缓慢下降直到趋于稳定。结合图1可以发现，槟榔碱含量的变化跟水分含量有一定的关系，槟榔在较低温度下烘干时，0～3 h处于表面水分蒸发及传温阶段，所以槟榔碱损失较少；4 h后槟榔内部水分开始逐渐蒸发，槟榔碱随着水蒸气一同挥发，导致槟榔碱含量的减少；当槟榔在较高温度下烘干时，0～4 h水分蒸发剧烈，槟榔碱含量也随之损失严重，4～6 h后槟榔的水分含量保持稳定，则槟榔碱含量的变化不明显。

在中草药提取技术中，小分子生物碱如麻黄碱、槟榔碱等均可应用水蒸气蒸馏法提取。水蒸气蒸馏法适用于那些具有挥发性的，在水蒸气蒸馏的过程中不被破坏，不与水发生反应且不与水互溶的成分的提取。此类成分的沸点一般在100 ℃以上，与水仅微溶甚至不溶，并在100 ℃左右具有一定的蒸气压。当此类物质与水一同加热时，其蒸气压和水的蒸气压总和为一个大气压时，溶液开始沸腾，水蒸气在蒸发的过程中会将挥发性物质一并带出。因此可以说明，槟榔碱在烘干过程的损失，跟水蒸气的蒸发有显著的关系。

3 结论

不同的烫漂和烘干条件对槟榔碱的含量有着不同程度的影响。烫漂过程中部分槟榔碱会转移到烫漂水中，烫漂温度越高，槟榔中的槟榔碱含量越低；烫漂的时间越长，槟榔碱的损失越严重；槟榔碱在烫漂过程中的损失大部分为水溶性损失，其含量在烫漂过程中会转移到水中。在烘干过程中，槟榔碱会随着水蒸气的挥发而挥发，烘干温度越高或时间越长，槟榔碱损失越剧烈，若想在烘干过程中尽可能地保留槟榔碱的含量，需采用低温的条件进行烘干。因此可知，槟榔碱具有以下特点：在高温下易分解、易溶于水、能随着水蒸气的挥发而挥发。

[1] WEI P, LIU Y J, WU N, et al.ArecacatechuL. (Arecaceae):A review of its traditional uses, botany, phytochemistry, pharmacology and toxicology [J]. Journal of Ethnopharmacology, 2015, 164: 340-356.

[2] BONIFACE P, VERMA S K, CHEEMA H S, et al. Evaluation of antimalarial and antimicrobial activities of extract and fractions fromArecacatechu[J]. International Journal of Infectious Diseases, 2014, 21: 228-229.

[3] 倪依东,王建华,王汝俊.槟榔水提液对胃肠运动的影响[J].中药药理与临床,2003(5):27-29.

NI Yi-dong, WANG Jian-huang, WANG Ru-jun, et al. Effect of aqueous extract ofarecacatechuon gastrointestinal motility [J]. Pharmacology and Clinics of Chinese Traditional Chinese Medicine, 2003(5): 27-29.

[4] LI C, HU B, LV T, et al. Exploration of the effect and mechanism of Areca seed on the gastric smooth muscle of guinea pig [J]. China Journal of Chinese Medicine, 2011, 26: 1 477-1 479.

[5] YENJIT P, ISSARAKRAISILA M, INTANA W, et al. Fungicidal activity of compounds extracted from the pericarp ofArecacatechuagainst colletotrichum gloeosporioides in vitro and in mango fruit [J]. Postharvest Biology and Technology, 2010, 55(2): 129-132.

[6] ROMI D, INDRANEEL S, SUMANP, et al. Immunosuppression, hepatotoxicity and depression of antioxidant status by arecoline in albino mice [J]. Toxicology, 2006, 227: 94-104.

[7] RAJAN A, VILAS V, PHILIP A. Catalytic and antioxidant properties of biogenic silver nanoparticles synthesized usingArecacatechunut [J]. Journal of Molecular Liquids, 2015, 207: 231-236.

[8] YOGITA V CHAVAN, REKHA S SINGHAL. Separation of polyphenols and arecoline from areca nut by solvent extraction, its antioxidant activity, and identification of polyphenols [J]. Society of Chemical Industry, 2013, 93(10): 2 580-2 589.

[9] 南京中医药大学.中药大辞典[M].上海：上海科学技术出版社,2006.

[10] 万新,万剑真,艾初湘.鲜食槟榔的护绿保鲜研究[J].食品与发酵工业,2003,29(5):41-44.

[11] 刘蕊,郑俊毫.烘干温度与时间对槟榔中槟榔碱含量的影响[J].现代农业科技,2014(7):291-292.

[12] 古桂花,胡虹,曾薇，等.槟榔不同工艺处理品中3种生物碱的含量比较[J].中国实验方剂学杂志,2013,19(4):44-47.

Effectofarecolinecontentinthearecacatechuduringblanchinganddryingprocess

LI Bian-sheng, GU Wei-liang, RUAN Zheng

(College of Food Sciences and Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China)

High performance liquid chromatography (HPLC) was used in determining the content of arecoline, and the effects on blanching and drying. The results showed that, when Areca catechu was blanched in boiling water, arecoline content rapidly falling at 10 to 30 s. When Areca catechu was blanched in boiling water after 40 s, the loss rate of arecoline reached at maximum degree of 40%. Then the loss rate was slow down. As blanching temperature increased, the content of arecoline gradually reduced. The loss of arecoline is significant at 70 ℃ blanching. Compared arecoline content in the blanching water, the major loss was water soluble arecoline at low-temperature. When the temperature rises above 80 ℃, water-insoluble loss started. In the process of drying, the longer the drying time or the higher the drying temperature, the lower the content of arecoline. Areca catechu drying curve showed that arecoline content reduction was associated with Areca catechu moisture evaporation. The more intense of evaporation, the lower the arecoline content. Drying Areca catechu under 50 ℃ till absolute dry, its loss rate was about 30%. Therefore, arecoline has the following characteristics at higher temperature: easy decomposing, easy dissolving in water, and can be volatilized with water vapor.

liquid chromatography; arecoline; blanching; drying

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.014198

博士，教授(阮征副教授为通讯作者,E-mail：zhruan@scut.edu.cn)。

广东省特色农业现代化产业发展重点实验室建设项目：“省级现代农业(农产品无损检测及精深加工)产业技术研发中心”

2017-03-02，改回日期：2017-04-13