干燥方式对秋葵超微粉理化特性及抗氧化活性的影响

王 莹，王 辉，王 富，杨绍兰*

（青岛农业大学园艺学院，山东 青岛 266109）

黄秋葵（Abelmoschus esculentus）别名秋葵、羊角豆，属锦葵科秋葵属一年生草本植物。其果实含有丰富的营养物质，如蛋白质、游离氨基酸、VC、VA、VE以及磷、铁、钾、钙、锌、锰等矿质元素，还含有果胶和多糖等组成的黏性物质[1-2]。目前鲜食秋葵多为幼嫩果荚[3]，但其货架期较短，在室温下仅能贮藏2～3 d，如未及时加工或销售，其果实极易失水并迅速萎蔫衰老，营养物质也随之流失，最终使果实纤维化而失去食用价值[4]。

近年来，深加工的果蔬食品越来越受到消费者的青睐。根据食物原料和产品要求的不同，加工方式也有所差异。其中，果蔬加工的干燥工艺主要有真空干燥、微波冷冻干燥、喷雾干燥、滚筒干燥、热泵干燥、热风干燥、真空冷冻干燥等[5]。张凤景等[6]发现滚筒干燥的方式对银杏酸的脱除效果最佳，脱除率高达78.61%，大大提高了产品的安全性。热风干燥为果蔬加工中较传统的干燥工艺，彭增华等[7]采用热风和微波干燥结合的方式加工鲜姜，获得了无硫的高品质干姜制品。真空冷冻干燥为真空和冷冻相结合的技术，张宏力等[8]发现真空冷冻干燥能较好地保持新鲜油桃片原有的形状，且复水后的产品品质与新鲜桃片基本相同。目前国内对黄秋葵的研究主要集中在外观品质、营养成分含量及种植条件方面，对其干制品的研究较少。市面上现有的黄秋葵干燥制品主要有黄秋葵粉调味料[9]、保健袋泡茶[10]和油炸黄秋葵脆条[11]等，其中，调味料、保健袋泡茶均不能作为即食产品[12]，而油炸加工不仅会减少秋葵中的营养成分，且其成品含油量高，油脂的氧化也不利于其长期保存。因此，探究合适的秋葵干燥制品的加工方式尤为重要。

秋葵含水量高，不耐贮藏，但其干制品贮藏期长，且可用于制作面条、焙烤食品等其他食品[13-16]。本实验拟通过热风干燥、真空冷冻干燥两种干燥方式对4 个品种的秋葵果实进行干燥处理，并将其干制品进行超微粉碎加工，通过比较干燥方式对秋葵超微粉理化特性及抗氧化活性的影响，确定秋葵超微粉制备所需的适宜干燥方式，为秋葵的深加工工艺提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

成熟黄秋葵采自山东莱阳实验基地，当天运抵实验室，选择成熟度一致且无病虫害、机械伤及腐烂的4 个品种（爱木1号（爱1）、老蓝、孟1、爱木5号（爱5））秋葵果实作为实验材料（图1）。（4.0±0.5）℃下预冷2 4 h后置于温度为（2.0±0.5）℃、相对湿度为90%～95%的冷库中备用。

图 1 4 个品种秋葵果实的外观Fig. 1 Appearance of okra fruit from four varieties

1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH） 北京索莱宝科技有限公司；三羟甲基氨基甲烷（Tris） 美国Sigma公司；邻苯三酚贵州遵义佳宏化工有限公司；水杨酸 山东新华隆信化工有限公司；石油醚 天津市富宇精细化工有限公司；甲醇 天津市广成化学试剂有限公司；VC 天津市恒兴化学试剂制造有限公司；以上试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

16512型真空冷冻干燥机 德国Christ公司；DHG-9016A电热恒温鼓风干燥箱、754型紫外分光光度计 上海精宏实验设备有限公司；FDV气引式粉碎机 北京兴时利和科技发展有限公司；标准检验筛 浙江省上虞市庐江仪器纱筛厂；AR2140电子天平 奥豪斯国际贸易（上海）有限公司；GL-12B冷冻离心机 上海安亭科学仪器厂。

1.3 方法

1.3.1 样品制备及干燥处理

称取洗净并护色的秋葵200 g，每种干燥处理设置3 个重复，具体处理方法如下。

热风干燥：将预处理好的秋葵置于70 ℃的鼓风干燥机中恒温干燥10 h；

真空冷冻干燥：将预处理好的秋葵于-30～-35 ℃ 条件下预冻5 h，然后置于真空冷冻干燥机中在真空度6.8～8.0 Pa，冷凝温度-80 ℃的条件下干燥22 h。

将秋葵干燥至水分质量分数5%后，立即用气引式粉碎机粉碎1～3 min，得到的秋葵超微粉过标准筛（100 目），真空包装袋包装，室温条件下避光保存备用。

1.3.2 指标检测

1.3.2.1 持水力测定

参考郑慧等[17]的方法并进行适当修改。准确称取1.00 g秋葵超微粉（m1）于100 mL烧杯中，加入50 mL蒸馏水，磁力搅拌30 min后，2 000 r/min离心3 min，弃上清液，称取样品终质量（m2），按公式（1）计算持水力。

1.3.2.2 溶解度测定

参考廖小军等[18]的方法。将秋葵超微粉用蒸馏水配制成3 g/100 mL秋葵粉溶液，30 ℃恒温水浴中保温5 min，装入离心管中摇匀，1 000 r/min离心10 min，测量离心管中沉淀物高度及溶液总高度，以沉淀高度与液体总高度比值表示溶解度，比值越小表示溶解度越大。

1.3.2.3 流动性测定

参考林弘通[19]的方法并进行适当修改。将10 g秋葵超微粉沿高度为8 cm的漏斗落下至水平放置的平板上，待粉完全落下后，测定秋葵超微粉堆积斜面与平板的夹角，记作休止角。休止角越小表明其流动性越大。

1.3.2.4 容重测定

参考钱颂迪[20]的方法。用量筒进行容重测定，把秋葵超微粉样品慢慢地加到量筒中，加入到1 mL时，称量样品质量，直接得出其容重。

1.3.2.5 VC含量测定

采用2,6-二氯酚靛酚滴定法[21]测定；取0.15 g秋葵干粉用体积分数2%草酸溶液溶解，并定容于25 mL容量瓶中，摇匀，静置10 min后过滤收集滤液，取5 mL滤液于锥形瓶中，用已标定好的2,6-二氯酚靛酚滴定至微红色，15 s内不褪色，记下染料用量，以体积分数2%草酸溶液做空白滴定。实验重复3 次。按公式（2）计算VC含量。

式中：V为提取液总体积/L；V1为滴定样品液的染料体积/mL；V0为空白组的染料体积/mL；ρ为染料标定值/（mg/mL）；VS为滴定样品体积/mL；m为称取的样品质量/g。

1.3.2.6 叶绿素含量测定

采用丙酮比色法[22]测定叶绿素含量；称取0.1 g秋葵超微粉，用体积分数80%丙酮溶液溶解并用脱脂棉过滤，定容于10 mL容量瓶中，得到叶绿素提取液。以体积分数80%丙酮溶液为空白，分别于663、645 nm波长处测得吸光度A663nm、A645nm，按式（3）计算叶绿素含量。

式中：V为提取液体积/L；m为样品质量/g。

1.3.2.7 抗氧化活性测定

称取2.0 g秋葵超微粉于250 mL锥形瓶中，加入50 mL甲醇，振荡24 h，过滤至100 mL容量瓶定容，于-18 ℃冰箱中保存待用[23-24]。DPPH自由基清除能力的测定参照隋佳霖[25]的方法并作适当修改，取2.0 mg/mL的样品甲醇溶液3 mL加入5 mL 6.34×105mol/L的DPPH乙醇溶液，混匀后在室温下静止30 min，以5 mL乙醇和3 mL甲醇的混合液为参比，测定517 nm波长处的吸光度；O2-·清除能力的测定采用邻苯三酚氧化法[26]。清除率按公式（4）计算。

式中：A0为空白对照液的吸光度（以甲醇代替样品液）；Ai为样品组的吸光度；Aj为样品溶液本身的吸光度（以无水乙醇代替显色剂）。

以样品质量浓度对DPPH自由基清除率作图，求出清除率为50%时所需样品质量浓度，即半抑制浓度（half maximal inhibitory concentration，IC50）。

1.4 数据统计与分析

采用DPS和Origin软件进行数据分析和作图。采用DPS中完全随机二因素有重复实验统计分析进行差异显著性分析，方法为新复极差法。

2 结果与分析

2.1 干燥方式对秋葵超微粉物理特性的影响

2.1.1 干燥方式对秋葵超微粉溶解性的影响

图 2 不同干燥方式制得的秋葵超微粉的溶解度Fig. 2 Inf l uence of different drying methods on the solubility of okra superf i ne powder

由图2可知，真空冷冻干燥处理的4 个品种秋葵果实制得的超微粉的溶解度均显著高于热风干燥处理。真空冷冻干燥处理孟1超微粉的溶解度显著高于其他3 个品种，老蓝次之，爱木1号和爱木5号之间无显著差异（P＞0.05）。而热风干燥处理爱木5号秋葵超微粉的溶解度最高，其他3 个品种间无显著差异（P＞0.05）。

图 3 不同干燥方式制得的秋葵超微粉的持水力Fig. 3 Inf l uence of different drying methods on the water capacity of okra superf i ne powder

2.1.2 干燥方式对秋葵超微粉持水力的影响由图3可知，真空冷冻干燥处理制得的秋葵超微粉的持水力显著低于热风干燥处理，且该处理方式制得的老蓝超微粉的持水力较高，其他3 个品种间无显著差异。而热风干燥处理制得的老蓝和孟1超微粉的持水力显著高于爱木1号和爱木5号，且二者之间无显著差异。

2.1.3 干燥方式对秋葵超微粉的容重和休止角的影响

图 4 不同干燥方式制得的秋葵超微粉的容重和休止角Fig. 4 Inf l uence of different drying methods on the volume weight and repose angle of okra superf i ne power

由图4可知，真空冷冻干燥处理制得的秋葵超微粉的容重较热风干燥小，而其休止角较大。真空冷冻干燥处理爱木1号和爱木5号超微粉的容重最小，而老蓝和孟1之间无显著差异；热风干燥处理的秋葵超微粉4 个品种之间无明显差异。真空冷冻干燥处理制得的秋葵超微粉的休止角由高到低依次为孟1、爱木1号、爱木5号、老蓝；热风干燥处理的孟1超微粉的休止角较高，其他3 个品种间无显著差异。

2.2 干燥方式对秋葵超微粉VC和叶绿素含量的影响

图 5 不同干燥方式制得的秋葵超微粉的VC和叶绿素含量Fig. 5 Inf l uence of different drying methods on the contents of VC and chlorophyll of okra superf i ne powder

由图5可知，真空冷冻干燥制得的秋葵超微粉的VC含量和叶绿素含量均显著高于热风干燥制得的。真空冷冻干燥处理制得的秋葵超微粉的VC含量由高到低依次为孟1、老蓝、爱木5号、爱木1号；热风干燥处理孟1超微粉的VC含量最高，其次为老蓝。真空冷冻干燥处理制得的老蓝超微粉的叶绿素含量最高，热风干燥处理亦然，而两种干燥处理制得的爱木1号超微粉的叶绿素含量均最低。

2.3 干燥方式对秋葵超微粉抗氧化活性的影响

2.3.1 干燥方式对秋葵超微粉O2-·清除能力的影响

图 6 不同干燥方式对秋葵超微粉O－2·清除率的影响Fig. 6 Superoxide anion radical scavenging capacity of okra powder produced by different drying methods

图 7 不同干燥方式制得的秋葵超微粉清除·的IC50Fig. 7 IC50 for superoxide anion radical scavenging capacity of okra powder produced by different drying methods

2.3.2 干燥方式对秋葵超微粉DPPH自由基清除能力的影响

图 8 不同干燥方式对秋葵超微粉DPPH自由基清除率的影响Fig. 8 DPPH radical scavenging capacity of okra powder produced by different drying methods

图 9 不同干燥方式制得的秋葵超微粉清除DPPH自由基的IC50Fig. 9 IC50 for DPPH radical scavenging capacity of okra powder produced by different drying methods

由图8可知，两种干燥方式制得的秋葵超微粉提取液对DPPH自由基均具有一定的清除作用，当提取液的质量浓度小于2.5 g/100 mL时，其对DPPH自由基的清除率随提取液质量浓度的升高而迅速上升，但当质量浓度大于2.5 g/100 mL时，清除率上升的幅度减缓，提取液质量浓度为4 g/100 mL时清除能力达到峰值。由图9可以看出，真空冷冻干燥各个品种秋葵制得的超微粉的提取液对DPPH自由基的清除能力显著高于热风干燥处理，且不管是热风干燥还是真空冷冻干燥品种之间都有显著差异。

3 讨 论

将果蔬脱水制成干制品不仅贮运方便，且生产淡旺季可调节，将其进一步加工成超微粉更有利于提高其营养价值[27]。

本研究中，真空冷冻干燥处理制得的秋葵超微粉溶解性显著高于热风干燥。杨磊磊等[28]在西兰花上也到了相同的结果，其研究认为，影响超微粉溶解的因素主要包括颗粒的直径、比表面积和扩散系数等，真空冷冻干燥制得的西兰花超微粉的颗粒直径比热风干燥处理的小，且颗粒的比表面积较大，因此其溶解度较高。此外，真空冷冻干燥处理制得的西兰花超微粉的持水力显著低于热风干燥处理，这可能与真空冷冻干燥过程中大分子颗粒减少，小分子颗粒增加有关，另外，真空冷冻干燥处理后膳食纤维的长链结构断裂较多，也会减弱其对水分的束缚能力[29]。再者，真空冷冻干燥处理制得的秋葵超微粉的容重较小，这与张钟等[30]的研究结果一致，其认为真空冷冻干燥使生姜粉颗粒的比表面积和空隙度增大，低密度纤维增多，从而使容重减小。但真空冷冻干燥处理制得的秋葵超微粉的休止角较大，黎东明等[31]通过研究百合超微粉发现，休止角大的粉末流动性差，真空冷冻干燥制得的百合超微粉的粒度较小，但表面积较大，因而其表面能增加，粒子之间的吸附力增强，从而使其流动性变差。

此外，真空冷冻干燥处理制得的秋葵超微粉的VC含量显著高于热风干燥，说明该处理方式更有利于保持秋葵超微粉中的营养成分。这是由于冷冻干燥过程是将物料中的预冻成冰的水分直接升华，真空低温条件保护了其中易氧化成分且有利于热敏性成分的保留[32]。宋宏新等[33]也持相同观点，其认为真空冷冻干燥制得的番茄超微粉中的营养物质流失明显少于热风干燥，这与低温条件对易氧化成分的保护作用密切相关。