不同干燥处理对黑果枸杞果实原花青素含量的影响

杨 阳，蓝登明，张斌武，谢 菲，桂 翔，刘俊良

（1.内蒙古农业大学,内蒙古 呼和浩特010000；2.阿拉善盟林木种苗站,内蒙古 巴彦浩特 750300）

黑果枸杞（Lycium ruthenicum Murr.）属茄科（Solanaceae），枸杞属（Lycium L.）为多年生落叶灌木，是西北地区具有水土保持和防风固沙功能的乡土树种。浆果成熟后呈紫色，其中富含原花青素。原花青素属于植物的次级代谢产物，一般在植物的种子、叶子、果实、花、皮、壳等处[1-5]。该色素属于天然花色苷类，是植物中的一类天然多酚类化合物，能被人体吸收利用，可消除人体自由基，对易被氧化的成分起到保护作用[6]，有抗衰老、抗肿瘤、抗癌变、预防心脑血管疾病、明目等功效[7-11]，是天然的水溶性抗氧化剂。

黑果枸杞果实含水量高，易腐烂，不易保存和运输，干燥处理是黑果枸杞加工贮藏利用的重要方式。目前，黑果枸杞干燥多使用自然晒干[12]，操作简单且成本低，但是易受天气因素、场地条件限制；干燥用时长，果实直接暴露于外界环境，卫生条件差，有发霉变质和受虫蛀的问题存在，干果品质得不到保证。有研究提到黑果枸杞鲜果经干燥处理时果实形状和营养成分会随之水分流失发生变化[13-14]。干燥后果实外部形状是否发生变化，原花青素含量增高还是降低，选用何种干燥方法对果实性状及原花青素含量的影响较小是亟待解决的科学问题。因此，对鲜果进行不同干燥处理，观察外部性状变化及测定原花青素含量，分析对比后选出黑果枸杞适用的干燥方法，可为黑果枸杞加工贮藏利用方法提供科学的依据及资料。

1 材料与方法

1.1 材料

材料采集地点位于内蒙古自治区额济纳旗。选取青海、新疆、甘肃、额济纳旗四个种源，经人工播种繁殖，采用相同抚育管理措施的黑果枸杞3年生植株为样本采集树，以成熟度相同的果实作为实验材料，各种源地生态条件见表1。

表1 不同种源地主要气象因子Table 1 Major climatic factors of different provenance plant

每个种源在果熟期（2016年8月25日）随机选取10株，对植株基本生长状况进行调查，结果如表2：

表2 不同种源地植株基本生长情况Table 2 The basic conditions of different provenance plant

2016年8月28日，每个种源黑果枸杞随机选取10株，在植株的上、中、下3个部位进行样品采集，采集时注意保留完整的果柄，每个种源采集50粒，干燥处理后随机选取观察外部形态及原花青素含量测定材料，实验重复3次。

1.2 实验仪器及药品

实验仪器：测量直尺、游标卡尺（上海申量工业有限责任公司）、HH-S数显恒温水浴锅（江苏正基仪器有限责任公司）、漩涡混合器XH-B（上海汗诺仪器有限公司）、751可见分光光度计（上海元析仪器有限公司）、JA2013N万分之一电子天平（上海元析仪器有限公司）、DHG-9140A数控电热恒温鼓风干燥箱（上海齐欣科学仪器有限公司）、移液枪。

实验药品为浓硫酸（98%体积分数，成都市新都区木兰镇工业开发区）、无水乙醇（99.7%体积分数，天津市致远化学试剂有限公司）、香草醛（99.5%体积分数，上海源叶生物科技有限公司）、儿茶素（纯度〉98%，上海源叶生物科技有限公司）。

1.3 试验方法

选取晒干、阴干、恒温鼓风干燥三种干燥处理方法，取鲜果为对照组，每个处理3个重复。其中，晒干处理：将15 g鲜果样品置于阳光充足且通风处，每日9:00至18:00在室外晾晒，其余时间置于室内通风处存放，干燥至恒重；阴干处理：将15 g鲜果样品置于通风避光处，干燥至恒重；恒温鼓风干燥处理：选取同样重量鲜果样品置于鼓风干燥箱中，设置40℃、60℃、80℃、100℃ 4个温度梯度，烘干至恒重。

选取不同种源、不同处理的果实，分别测定原花青素含量。

鲜果中原花青素提取及测定参考陈晨[9]、孙芸[15]、孙楠[16]和任小娜[17]等人的方法，结合预实验对试验方法进行改进，设计以下试验方案：

（1）标准溶液制备：称取儿茶素标准品10mg，用60%乙醇水溶液定容至10mL，配制浓度为1mg/mL儿茶素标准液。

（2）标准曲线制备：分别取标准溶液0mL、0.05mL、0.1mL、0.15mL、0.2mL、0.25mL，然后用体积分数60%乙醇定容至25mL配制成浓度分别为0mg/mL、0.02mg/mL、0.04mg/mL、0.06mg/mL、0.08mg/mL、0.1mg/ml的儿茶素标样，各取1mL（60%乙醇作为空白），依次加入2.5mL 1%的香草醛-乙醇溶液和2.5 ml浓H2S04，置于漩涡混合器充分混匀后，在500nm波长下测其吸光值（OD），以浓度为横坐标，OD值为纵坐标，绘制标准曲线。得到标准曲线回归方程：y=4.462x+0.066（R2=0.999）。

（3）样品溶液制备及测定：称取0.015±0.02g样品（不含种子），加入60%乙醇进行研磨，定容至25 mL棕色容量瓶中，摇匀，50℃水浴30 min，冷却，取上层清液，得到样品提取液。

（4）样品测定：取样品溶液1mL，加1%香草醛-乙醇溶液2.5 mL和浓H2S042.5mL，充分混匀后在500 nm波长下测其吸光值。每个样品试样重复测定3次，取平均值。依据吸光值利用标准曲线得出黑果枸杞原花青素含量。

干果原花青素含量测定时，样品重=含水率×鲜果样品。

数据处理采用SPSS 20.0进行原花青素含量方差分析，采用Excel 2013进行图表制作。

2 结果与分析

2.1 不同干燥处理下黑果枸杞干果性状对比

黑果枸杞鲜果经过干燥处理后，外部性状均发生变化，其中阴干处理后黑果枸杞为紫黑色，和鲜果差异不大，手感较柔软，易研磨，阴干处理可较好的保持果实的色泽；晒干处理后，果实颜色变淡，近乎深褐色，果实手感偏硬，较易研磨；烘干处理后，40℃和60℃的果实颜色和晒干处理颜色相似，相较鲜果和阴干处理果实颜色淡，中空，脆易碎；80℃和100℃处理后，果实颜色呈红褐色，水分大量流失，果实较硬，需敲碎后进行研磨；在不同温度的鼓风干燥处理实验中可以看出随着温度的升高，果实颜色变化程度越大，果实性状发生变化。

2.2 不同干燥处理对黑果枸杞干燥速度的影响

研究表明，不同的干燥方法对黑果枸杞鲜果的干燥速度具有一定的差异性，其中恒温鼓风干燥100℃下，用时最短，为4 h。阴干处理用时最长，为12-15 d。按照干燥用时来排序，为阴干〉晒干〉恒温鼓风干燥40℃〉恒温鼓风干燥60℃〉恒温鼓风干燥80℃〉恒温鼓风干燥100℃。不同干燥处理后，含水量随干燥温度的升高呈下降趋势。

表3 不同干燥方法所需时间及样品水分Table 3 The time spent in different drying methods and moisture content of sample

2.3 干燥处理中不同种源原花青素含量的变化

4个种源的黑果枸杞鲜果经过晒干（室温30～35℃）、阴干（室温 25～30℃）、40℃、60℃、80℃、100℃的干燥处理后，原花青素含量均和鲜果有显著差异，并有随干燥温度升高而减少的变化趋势。晒干处理和40℃鼓风干燥处理间两者温度相近，处理后果实原花青素含量差异不显著；60℃和80℃两个干燥温度下，原花青素含量无显著差异；100℃下4个种源原花青素含量均急剧下降，几乎全部流失（图1）。

图1 不同干燥处理原花青素含量测定结果Figure 1 The content of procyanidins of different exsiccation

3 结论与讨论

通过对4个种源黑果枸杞果实干燥后外部性状和原花青素含量测定发现：不同干燥处理后果实形状有差异，其中阴干处理果实颜色同鲜果基本相同，呈紫黑色，手感较柔软，不易碎，外部性状变化最小。4个种源黑果枸杞鲜果干燥处理后原花青素含量呈现出下降趋势；其中阴干处理降低程度最小，鼓风干燥处理中原花青素含量随干燥温度升高而下降。不同干燥处理所用时长分别为：阴干用时最长，为 12～15 d；晒干用时 5～6 d；鼓风干燥中，40 ℃下用时最长，为12 h，60℃和80℃下用时相近，分别为 8 h、6 h；100 ℃下用时最短，为 4 h。

不同干燥中黑果枸杞含水率基本维持不变，阴干处理耗时最长，但原花青素含量下降最少，不需要专用设备，实用性强。烘干和晒干处理后果实原花青素流失严重，影响黑果枸杞品质。综上所述在三个干燥处理方法中优先选择阴干法，同时避免环境温度过高和阳光直射。

原花青素属于多酚类物质，一方面在一定程度受到光和热的影响，随温度升高，分子运动速度增快，发生渗透、溶解和扩散；另一方面，原花青素为热不稳定物质，温度升高会破坏原花青素，其稳定性减弱，使得吸光值呈下降趋势[18]。从此两点看，原花青素在光照和高温下，随着水分的减少，浸出速度也随之加快，使得果实颜色变浅；同时在高温光照条件下，枸杞糖发生化学反应，水分减少的同时糖分分解，使得果实变硬、不易研磨，与本实验结果相吻合。郑燕升[19]、洪新[20]、张琦[21]均主张光和温度会对原花青素产生影响，光照使原花青素发生光解变质并使其稳定性降低，其中50℃、60℃为不同研究者发现的不同物质中原花青素含量降低的临界温度，针对原花青素不耐热的自身特性的现有研究均与本文研究结论相吻合，说明果实干燥处理中光照强度和温度高低是重要的影响因素，后续可针对黑果枸杞干燥处理中的光照强度、温度做研究，确定出对原花青素含量影响更小的干燥处理方法，形成黑果枸杞干燥工艺，运用到生产中。

除此之外，原花青素在植物体内起到抗氧化、抗热等作用，随温度升高，原花青素用于植物自身抗逆境，导致原花青素含量降低。随着黑果枸杞人工种植面积的扩大，可将黑果枸杞添加到食品、药品及化妆品中，具备工业化生产的条件和可能性，在各种加工环节中，干燥技术趋于工业化是黑果枸杞产业发展的趋势。在此发展过程中，涉及到成本、可操作性、对品质的影响等问题，需要将不同的干燥技术的优点相结合，规避缺点，形成一套完整的黑果枸杞干燥流程，在此基础上，黑果枸杞干燥技术还有待进一步研究发展。