干燥方式对睡莲花茶多酚及其抗氧化性的影响

唐毓玮，龙凌云，毛立彦，黄秋伟，温立香，李佳慧，池昭锦

（广西壮族自治区亚热带作物研究所，广西南宁530001）

睡莲是睡莲科（Nymphaeaceae）睡莲属（Nymphaea）植物的总称，是重要的水景园林花卉，该属有50多个种（含变种），我国分布的睡莲属原种（含变种）有5个[1]，其中的雪白睡莲（Nymphaea candida Presl）作为维吾尔药材收载于《中华人民共和国卫生部药品标准维吾尔药分册》中[2]。已有研究表明，睡莲主要含黄酮类、酚酸类、生物碱及多糖等多种类型化合物[3-5]，具有综合开发利用的价值。

在浙江舟山、海南三亚、广西柳州等地区，睡莲花朵被加工成花茶作为农产品饮用、销售。干燥方法主要是自然晒干与热风烘干，随着干燥技术的发展，微波干燥、真空冷冻干燥等新方法渐渐应用到睡莲的贮藏与加工中。目前对睡莲花茶的研究主要集中在理化成分、功能成分以及热风干燥工艺优化等方面[6-8]，不同干燥方法对其活性成分、抗氧化活性的影响尚未见报道。本研究以睡莲花为材料，采用几种干燥方式进行处理，通过测定茶汤的总酚、黄酮含量和DPPH·清除率、ABTS+·清除率、铁离子还原能力（ferric reducing antioxidant power，FRAP）等抗氧化指标，探讨不同干燥方式对睡莲花茶汤的总酚、黄酮含量以及抗氧化活性的影响，为睡莲花茶的加工与应用提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

睡莲花朵：广西壮族自治区亚热带作物研究所睡莲种质资源圃；1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（2，2-diphenyl-1-picrylhydrazyl，DPPH）：梯希爱化成工业有限公司；二丁基羟基苯（butylated hydroxytoluene，BHT）、2，2'-联氮-2（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二铵盐 [2，2'-azino-bis（3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid，ABTS]、2，4，6-三吡啶基三嗪 [2，4，6-tris（2-pyridyl）-s-triazine，TPTZ]、芦丁、福林酚、没食子酸：源叶生物有限公司；硝酸铝：天津市大茂化学试剂厂；亚硝酸钠：成都金山化学试剂有限公司；硫酸亚铁：国药集团化学试剂有限公司。以上试剂及其它常规试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

热风干燥机（LT-09）：中山市希优客电器有限公司；微波炉（DG-S0）：格兰仕微波炉电器有限公司；可见分光光度计（V-1200型）：上海美普达仪器有限公司；食品磨粉机（S1-N81）：九阳股份有限公司；冷冻干燥机（FD-1C-50）：南京信博仪器有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 样品的制备

将采集的新鲜花朵用7种干燥方法处理至湿基含水量 3%以下：（1）60、70、80 ℃热风干燥；（2）400、560、700 W微波干燥；（3）真空冷冻干燥，-50℃预冷5 h，冷阱温度-50℃，真空度30 Pa以下。每一处理重复3次，每次重复约15 g～18 g新鲜花朵。将不同干燥处理的睡莲花朵磨碎成粉末，分别装入50 mL离心管中备用。称取50 mg睡莲花粉末，用100 mL 90℃的反渗透水（RO水）泡制，90℃水浴5 min，使用200目筛过滤至锥形瓶中，得到0.5 mg/mL睡莲茶汤的样品液备用。

1.3.2 湿基含水率测定

睡莲花朵干燥过程中定期称质量，计算物料的湿基含水率[9]，湿基含水率/%=[（t时刻的质量-完全干燥后的质量）/t时刻的质量]×100。

1.3.3 总酚含量测定

采用福林酚（Folin-Ciocalteus）法测定总酚含量，参考徐灼辉等的方法略作修改[10]。将0.5 mL样品液与0.5 mL福林酚（1 mol/L）混匀静置6 min，加入1 mL 15%Na2CO3，并用RO水稀释10倍，混匀静置6 min，用分光光度计测定其在760 nm处的吸光值。以没食子酸0.025 mg/mL～0.250 mg/mL 建立标曲，y=3.469 3x+0.066 7，R=0.996 5，计算各样品的总酚含量，单位为mg GAE/g DW。

1.3.4 黄酮含量测定

采用NaNO2-Al（NO3）3-NaOH法测定总黄酮，参考丁胜华等的方法略作修改[11]。将1 mL样品液与0.3 mL 5%亚硝酸钠混匀静置6 min，加入0.3 mL 10%硝酸铝混匀静置6 min，加入2 mL 4%氢氧化钠，用RO水定容至5 mL，混匀静置6 min，用分光光度计测定器在510 nm处的吸光值，以芦丁0.02 mg/mL～0.20 mg/mL建立标准曲线，y=2.490 1x+0.05 7，R=0.995 8，计算各样品总黄酮含量，单位mg RE/g DW。

1.3.5 抗氧化活性分析

DPPH自由基清除能力测定参考赵永波[12]的方法略有改动。取2 mL样品液，加入2 mL DPPH工作液（0.2 mmol/L），暗室静置30 min，用分光光度计在517 nm处测定吸光值Ai，用2 mL无水乙醇+2 mL DPPH溶液作为空白于517 nm测定吸光值A0，2 mL样品液+2 mL无水乙醇为Aj，计算清除率K，清除率计算公式：K/%=[（A0-（Ai-Aj）/A0]×100。以BHT 0.01 mg/mL～0.1 mg/mL 建立标准曲线，y=448.42x+2.8641，R2=0.995 5，计算各样品的DPPH自由基抗氧化能力，单位为mg BE/g DW。

ABTS+自由基清除能力测定参考Thaipon等的方法略作修改[13]。将7.4 mmol/L ABTS+溶液和2.6 mmol/L K2S2O8溶液等体积混合，避光静置16 h，作为ABTS+自由基储备液，用无水乙醇稀释30～40倍，使其A734nm稳定在0.7±0.10范围内，即为工作液。在0.02 mL提取液中加入2 mL ABTS+工作液，避光静置6 min，在734 nm处测定吸光值Ai，用0.02 mL无水乙醇+2 mL ABTS+工作液作为空白于734 nm测定吸光值A0，0.02 mL提取液+2 mL无水乙醇为Aj，计算清除率K，清除率计算公式：K/%=[（A0-（Ai-Aj）]×100。以BHT 0.01 mg/mL～0.075 mg/mL 建立标准曲线，y=1 086.5x+5.939 6，R2=0.992 5，计算各样品的ABTS+自由基抗氧化能力，ABTS+自由基抗氧化值单位mg BE/g DW。

FRAP抗氧化能力测定，方法参考Thaipon等的文献并适当修改[13]。将0.3 mol/L醋酸钠溶液、10 mmol/L TPTZ溶液、20 mmol/L FeCl3溶液按体积比10∶1∶1混合成FRAP工作液待用（现配现用）。将0.2 mL提取液与3 mL FRAP工作液混匀，在37℃水浴锅中孵育20 min，用分光光度计测定其在593 nm处吸光值。以0.2 mmol/L～1.4 mmol/L的 FeSO4建立标准曲线，y=0.702x+0.068 4，R2=0.999 5，计算各样品的 FRAP 值，单位为mmol FeE/mg DW。

2 结果与分析

2.1 干燥速度的比较

睡莲花茶湿基含水率下降的速度反映了不同干燥方法的干燥速度。不同干燥方法与湿基含水率的关系见图1～图3。

由图1～图3可知，通过微波将睡莲花朵干燥至湿基含水率3%以下，700W需要7min，560W需要8min，400 W需要11 min。热风干燥处理睡莲花朵，随着温度的提升干燥速度越快，干燥至湿基含水率3%以下，80℃需5 h，70℃需7 h，60℃需8 h。真空冷冻干燥需要的时间较长，将睡莲花朵干燥至湿基含水率3%以下需要45 h。

图1 微波干燥时间与湿基含水率的关系Fig.1 Relationship between drying time of microwave and moisture content on wet basis

图2 热风干燥时间与湿基含水率的关系Fig.2 Relationship between drying time of hot-air and moisture content of wet basis

图3 真空冷冻干燥时间与湿基含水率的关系Fig.3 Relationship between drying time of vacuum freeze-drying and moisture content of wet basis

2.2 不同干燥方法对总酚和黄酮含量的影响

不同干燥处理对睡莲花茶的总酚含量影响较大。不同干燥方法对总酚含量的影响见图4。

图4 不同干燥方法对总酚含量的影响Fig.4 Effect of different drying methods on the content of total phenols in waterlily

由图4可知，400 W微波干燥处理的睡莲花茶总酚含量最高，为187.72 mg GAE/g DW，随着微波功率的提高，睡莲花茶的总酚含量下降。60℃热风干燥与真空冷冻干燥处理的睡莲花茶总酚含量较低，分别为105.86、119.12 mg GAE/g DW。各干燥处理的睡莲花茶总酚含量排序为：400 W微波＞560 W微波＞70℃热风＞80℃热风＞700 W微波＞真空冷冻＞60℃热风。

不同干燥处理对睡莲花茶的黄酮含量影响不同。不同干燥方法对黄酮含量的影响见图5。

图5 不同干燥方法对黄酮含量的影响Fig.5 Effect of different drying methods on the content of flavonoids in waterlily

由图5可知，70℃热风干燥处理的睡莲花茶黄酮含量最高，为65.58 mg RE/g DW；60℃热风干燥的睡莲花茶黄酮含量最低，仅为22.14 mg RE/g DW；随着微波干燥功率升高，睡莲花茶的黄酮含量呈略微下降，400、560、700 W 处理的黄酮含量分别为 61.16、59.49、52.85 mg RE/g DW，但处理间不存在显著性差异（P＞0.05）。不同干燥处理的睡莲花茶黄酮含量排序为：70℃热风＞400 W微波＞560 W微波＞700 W微波＞80℃热风＞真空冷冻＞60℃热风。

2.3 不同干燥方法对抗氧化活性的影响

不同干燥方法对睡莲DPPH自由基抗氧化能力的影响见图6。

如图6所示，不同干燥方法对睡莲花茶的DPPH自由基清除能力影响较大。400 W微波干燥处理的睡莲花茶DPPH自由基抗氧化能力最高，为386.92mgBE/gDW，随着功率的增加，DPPH自由基抗氧化能力显著下降。热风干燥中，70℃处理的睡莲花茶DPPH自由基抗氧化能力较高，为372.05 mg BE/g DW，60℃处理的DPPH自由基抗氧化能力最低，为348.72 mg BE/g DW。不同干燥方法对睡莲ABTS+自由基抗氧化能力的影响见图7。

如图7，Duncan分析表明在ABTS+反应体系中，不同干燥处理对睡莲花茶抗氧化能力的影响差异不显著（P＞0.05）。400 W微波干燥处理的睡莲花茶ABTS+自由基清除能力较高，为162.37 mg BE/g DW，真空冷冻干燥的睡莲花茶ABTS+自由基清除能力较低，为160.88 mg BE/g DW，各干燥处理的睡莲花茶ABTS+自由基抗氧化能力变幅范围为160.88 mg BE/g DW～162.37 mg BE/g DW，浮动范围较小。不同干燥方法对睡莲FRAP抗氧化能力的影响见图8。

图6 不同干燥方法对睡莲DPPH自由基抗氧化能力的影响Fig.6 Effect of different drying methods on DPPH antioxidant capacity of waterlily

图7 不同干燥方法对睡莲ABTS+自由基抗氧化能力的影响Fig.7 Effect of different drying methods on ABTS+antioxidant capacity of waterlily

图8 不同干燥方法对睡莲FRAP抗氧化能力的影响Fig.8 Effect of different drying methods on FRAP antioxidant capacity of waterlily

如图8所示，Duncan分析表明，60℃热风干燥的样品FRAP抗氧化能力显著低于其它处理（P＜0.05），为3.38 mmol FeE/mg DW。其它6种干燥处理之间的FRAP抗氧化能力不存在显著性差异（P＞0.05），FRAP抗氧化能力较高的是560W处理，为4.79mmol FeE/mgDW。各干燥处理的睡莲花茶FRAP抗氧化能力排序为：560 W微波＞400 W微波＞70℃热风＞700 W微波＞真空冷冻干燥＞80℃热风＞60℃热风。

2.4 抗氧化活性与总酚、黄酮含量的相关性

相关性分析见表1。

由表1可知，睡莲花茶的总酚含量与黄酮含量呈极显著相关（P＜0.01），与 DPPH 自由基、ABTS+自由基、FRAP抗氧化能力呈显著相关（P＜0.05）；DPPH自由基与FRAP抗氧化能力存在显著相关（P＜0.05）；黄酮含量与DPPH自由基、ABTS+自由基、FRAP抗氧化能力无显著相关性（P＞0.05）。

表1 相关性分析Table 1 Correlation analysis

3 讨论

干燥是睡莲花茶加工中的一个重要环节，干燥速度与生产效率密切相关，本试验中睡莲花茶干燥快慢顺序为：微波干燥＞热风干燥＞真空冷冻干燥。微波干燥穿透性强，干燥速度快，真空冷冻干燥耗能大、干燥时间较长[14]。

本研究中，睡莲花茶的总酚含量与其抗氧化活性的相关性较高，黄酮含量与其抗氧化活性无显著相关，样品中的黄酮含量占比例较小，为总酚的20.90%～38.79%，可见，酚类物质是影响睡莲花茶抗氧化活性的主要因素。

多数研究表明，低温或真空的干燥方式更有利于保存样品的酚类物质[15-17]。但在本研究中，70℃热风干燥与微波干燥的样品总酚、黄酮含量较高，干燥条件更加温和的60℃热风干燥与真空冷冻干燥的睡莲花茶总酚、黄酮含量以及抗氧化活性均较低。其原因可能有以下两方面：一方面可能是多酚氧化酶的作用，Jang等认为[18]多酚氧化酶在室温条件下最为活跃，而温度达到70℃时其活性受到抑制，甚至失活，因此酚类物质的氧化减少，含量得以积累。许多果蔬干燥的研究也得出相似的结果，无花果热风干燥的总酚含量高于真空冷冻干燥的样品[19]，橙皮高温处理（100℃）的总酚、黄酮含量显著高于冻干的样品[11]，经过微波干燥的芡实总酚、黄酮含量比冷冻干燥处理的要高[20]。郭泽美等[21]认为多酚氧化酶在真空冷冻干燥过程中较为稳定，但在冷冻干燥结束后的回温过程中，多酚氧化酶活性增强，造成酚类物质的损失。另一方面可能是睡莲花子房中大量的果胶物质，李晓英等[22]认为对于一些果胶物质含量较多的果蔬，热干燥（微波、热风）样品的总酚含量优于冷冻干燥。例如：热风干燥的番茄总酚含量比新鲜番茄的要高[23]，葡萄皮渣烘干的总酚、黄酮含量比阴干的高[21]，余甘子热风干燥（80℃）的总酚含量高于冷冻干燥[24]。大部分酚酸与果胶等化合物结合在一起，加热反而可以促进组织细胞的破碎和共价键的断裂，有利于酚类物质的释放[25]。在干燥的过程中，各种酚类、黄酮类物质的变化是复杂的，受到温度、时间、湿度等因素的共同作用[22]，从而导致不同干燥方法对不同种类植物的总酚、黄酮含量以及抗氧化活性的影响不同。

综上所述，睡莲花在70℃热风或400 W微波干燥下，其茶汤的总酚、黄酮含量较高，抗氧化活性较好，其中400 W微波干燥速度更快，是较为适宜的干燥方式。今后可进一步深入研究睡莲花茶的酚类物质，采用液相色谱-质谱法（liquid chromatography-tandem mass spectrometry，LC-MS）对睡莲花茶的酚类单体成分进行定性定量研究，为睡莲的开发利用提供理论支撑。