雪莲果叶的采收时期、干燥方法及其对饼干品质影响的研究

戢得蓉，胡 昊，段丽丽，徐向波，李 杰

（1.四川旅游学院食品学院，四川成都 610100；2.沈阳农业大学食品学院，辽宁沈阳 110866）

雪莲果（Smallanthussonchifolius）又名菊薯，为菊科向日葵属草本植物[1]。雪莲果地上部分主要是茎和叶，雪莲果叶为对生，宽心脏形，表面粗皱，稍厚，叶长25～30 cm、宽15～20 cm，叶柄长7～12 cm。因雪莲果叶提取物具有抗氧化[2]、抑菌[3]、抗炎[4]及降血糖[5]等作用，关于雪莲果叶的研究多集中在其酚酸及总黄酮物质的提取以及提取物的功效。在民间雪莲果叶被用来治疗高血糖、肾脏和皮肤疾病[6-7]。研究表明雪莲果叶片具有降血糖的作用，这与叶片中含有大量的酚酸有直接关系，而其酚酸中主要成分是绿原酸[2,8-9]，同时，雪莲果叶中提取出较高含量的黄酮类物质芦丁（1.17%）和槲皮素（0.78%）[10]，此类物质是近年的研究热点[11-12]。已有利用雪莲果叶制作含片[13]以及将其提取物用于制作口服降糖剂[14]。

实际生产过程中，在雪莲果采收完毕后，雪莲果叶多被丢弃处理，造成了资源的浪费。对雪莲果叶进行合理研究及利用不仅能够发挥其资源潜力，同时可以缓解资源矛盾。对雪莲果主要生长时期叶片中绿原酸及总黄酮含量变化进行研究，能够确定较佳的采收时间，在采收和保存方式确定的基础上更好地开发其相关的保健食品和新药物。干燥后的雪莲果叶更便于保存。干燥方式对总黄酮类、酚酸均有影响[15-16]。常见的干燥方式有热风干燥、自然风干、微波干燥、真空热风干燥、真空冷冻干燥等[17-19]。干燥后雪莲果叶粉末色泽深绿，着色能力强，组织细腻，具有浓烈独特的果叶香味，具有较强的应用价值。目前，缺乏对不同采收期雪莲果叶和干燥雪莲果叶粉品质及应用的相关研究。

本研究对四个生长时期：幼嫩期（5月）、生长期（7月）、成熟期（10月）、衰老期（11月）的雪莲果叶的总黄酮及绿原酸含量进行测定，选出较优时期的叶片；并对比五种常见烘干方式对雪莲果叶粉的影响；将雪莲果叶粉添加到酥性饼干中，研究雪莲果叶粉对饼干色泽、质构特性、感官、香味等的影响；以期丰富雪莲果叶的理论研究及提高其附加价值。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

雪莲果叶 成都市龙泉驿区；低筋面粉、鸡蛋、黄油、糖粉 均为市售优级品; 芦丁标准品、绿原酸标准品 成都值标化纯生物技术有限公司；乙醇（分析纯） 成都市科龙化工试剂。

DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器 巩义市予华仪器有限责任公司；分析天平 常州衡正电子仪器有限公司；101型电热鼓风干燥器 北京中兴伟业仪器有限公司；DFY-400摇摆式粉碎机 温岭市大德药机有限公司；SC-80C全自动色差计 北京晨光光学仪器有限公司；紫外分光光度计 北京莱伯泰科仪器有限公司；TMS-Pro质构仪 北京盈盛恒泰科技有限公司；CKTF-42GS电烤箱 佛山伟仕达电器实业有限公司；FOX 4000 型电子鼻 法国Alpha MOS公司；PC-420D专用磁力加热搅拌装置、75 μm CAR/PDMS手动萃取头 美国Supelco公司；SQ680气相色谱－质谱联用仪 美国Perkin Elmer公司。

1.2 实验方法

1.2.1 四个时期的雪莲果叶样品制备 在恒温热风干燥条件（40、60、80 ℃）下[17,20]，对同一批次雪莲果叶进行干燥，至含水率≤5%，用粉碎机粉碎，过100目筛，对叶粉的总黄酮及绿原酸含量进行测定。选择最佳恒温热风干燥温度进行下一步实验。

分别收集幼嫩期（5月）、生长期（7月）、成熟期（10月）、衰老期（11月）的雪莲果叶，采用在恒温热风干燥条件（40 ℃，20 h）进行干燥，用粉碎机粉碎，过100目筛，进行总黄酮及绿原酸含量测定。

1.2.2 五种干燥方式的对比 分别采取5种干燥方式对去除叶柄的雪莲果叶（每次约1.5 kg）进行干燥至含水率≤5%，通过参考文献方法[21-23]及预实验筛选出具体方法如下：自然干燥（Natural drying, ND）：自然晾晒，时间约10 d；恒温热风干燥（Constant temperature hot air drying, AD）：温度40 ℃，时间20 h；微波干燥（Microwave drying, MD）：功率320 W，时间5 min；真空干燥（Vacuum drying, VD）：真空度0.06 kPa，60 ℃条件下干燥8 h；真空冷冻干燥（Vacuum freeze drying, FD）：将新鲜雪莲果叶放在-20 ℃的冰箱中预冷12 h后，放入真空冷冻干燥机中进行冷冻干燥（冷阱温度-60 ℃，真空度0.06kPa），干燥12 h。干燥后，用粉碎机粉碎，过100目筛，对叶粉的总黄酮及绿原酸含量进行测定。

1.2.3 总黄酮含量的测定 总黄酮标准曲线绘制：参考董怡[24]的方法并稍做改动：标准溶液梯度为0.5 mL，并在25 mL的容量瓶中进行操作，最后加入10 mL 1 mol/L的NaOH溶液，按照相同操作得到以标准溶液质量浓度为横坐标，吸光度为纵坐标的标准曲线，得到回归方程y=0.0504x+0.0043，决定系数R2=0.9996。

总黄酮含量测定：准确称取2.0 g干燥粉碎处理后的雪莲果叶粉末，加入16 mL的70%乙醇，再80 ℃的恒温水浴上加热1.5 h，抽滤收集滤液，滤渣中再加入16 mL的70%乙醇二次过滤1.5 h，抽滤后合并滤液，定容到100 mL，并稀释10倍，利用回归方程计算总黄酮含量。

1.2.4 绿原酸含量的测定 绿原酸标准曲线绘制：参考浦娜娜等[25]的方法，配制不同浓度的标准液，用紫外可见分光光度计于325 nm处测定吸光度，绘制出标准曲线，得回归方程：y=0.0521x+0.0245，决定系数R2=0.9996。

绿原酸含量测定：准确称取2.0 g干燥粉碎处理后的雪莲果叶粉末，加入20 mL的75%乙醇，再80 ℃的恒温水浴上加热1.5 h，抽滤后收集滤液，向滤渣中再加入20 mL的75%乙醇二次过滤1.5 h，抽滤并合并滤液，定容到100 mL，并稀释10倍，利用回归方程计算绿原酸含量。

1.2.5 雪莲果叶饼干的制备 基础配方[26]：低筋面粉+雪莲果叶粉（100 g）、黄油（70 g）、鸡蛋（30 g）、糖粉（30 g）。

工艺流程：将黄油熔化，混入糖粉和匀，再放鸡蛋液，最后放混匀的低筋面粉、雪莲果叶粉揉至面团光滑的圆柱形，直径为2～3 cm。将面团放入-15 ℃冰箱内（15～20 min）冷冻，后用刀切成2～3 mm的圆片，放入烤箱（面火180 ℃/底火160 ℃，用时15 min）。

在预试验的基础上，固定其他成分用量，分别控制雪莲果叶粉（采用真空冷冻干燥）的添加量为0、5%、10%、15%、20%，进行焙烤，制作出雪莲果叶酥性饼干。

1.2.6 感官品质评价 由具有感官分析知识和感官品评经验的食品专业的10名人员组成感官评定小组，男女各5名[27]，参考GB /T 20980-2007《饼干》中对酥性饼干的要求，结合实际分别从形态、色泽、口感、组织结构及风味等进行感官评价（表1）。

表1 饼干感官评价标准Table 1 Reference standards for sensory evaluation of biscuits

1.2.7 色差的测定 利用SC-80C全自动色差计对测试样品L*、a*、b*进行测定。

1.2.8 水分的测定 参照GB5009.3-2016《食品安全国家标准食品中水分的测定》，选用直接干燥法测定。

1.2.9 吸水率的测定 将饼干称重后放入水中浸泡10 min，取出后沥干水称重[27]。吸水率计算公式如下：

式中：m1-浸水前饼干重量，g; m2-浸水后饼干重量，g。

1.2.10 质构特性测定 利用TMS-Pro质构仪进行测定[28]，采用探头P/36rR，测定条件为：测试前速率2.00 mm/s、测试中速率1.00 mm/s、测试后速率1.00 mm/s、压缩距离10 mm、压缩时间5 s、压缩力5.0 g，每个样品平行测定3次。

1.2.11 电子鼻测定 取样品1.0 g置于 10 mL 顶空瓶中，静置10 min以保证样品香气足够挥发并达到平衡状态。用注射器吸取1000 μL注入电子鼻检测器[29]。电子鼻手动进样，进样速度0.7 L/min，数据采集时间 120 s，数据采集延迟240 s，每个样品平行测试3次，取传感器在第120 s时获得的稳定信号进行分析。

1.2.12 GC-MS分析 将饼干样品粉碎，取20 g置于100 mL顶空萃取瓶中，四氟乙烯密闭瓶口。将75 μm的 CAR/PDMS 萃取头老化处理后，插入顶空萃取瓶，于60 ℃水浴锅中平衡40 min后，立即插入色谱仪进样口中，250 ℃解吸5 min，进行GCMS检测[28]。

GC条件：DB-5MS 毛细管柱（30 m×250 μm，0.25 μm）；载气（He）流速：0.8 mL/min，不分流模式进样，压力80 kPa；进样口温度250 ℃。升温程序：起始温度45 ℃，保持2 min，以5 ℃/min 升至130 ℃，再以8 ℃/min 加热至200 ℃，最后以12 ℃ /min 加热到250 ℃ 并保持恒温7 min。

MS条件：电子电离源；电子能量70 eV；离子源温度200 ℃；界面和四极杆温度分别为280 ℃和150 ℃；质量扫描范围为25～450 u。

1.3 数据处理

实验数据采用Microsoft office 2016和SPSS 20.0软件进行统计分析和绘制图表。

2 结果与分析

2.1 四个时期雪莲果叶中绿原酸及总黄酮含量变化

雪莲果叶主要生长阶段为：在4～5月份雪莲果生长出第一份幼嫩叶；7月份前后转为生长叶；10月份果叶达到成熟，部分雪莲果开始采收，叶片被丢弃；11月～12月雪莲果继续采收，叶片开始变黄枯萎。为对比四个时期：幼嫩期（5月）、生长期（7月）、成熟期（10月）、衰老期（11月）的雪莲果叶总黄酮及绿原酸含量变化以确定采收时期，对同一时期的雪莲果叶，选择热风干燥进行干燥处理，选取常见黄酮类物质恒温干燥温度（40、60、80 ℃）[17,20]，含水量≤5%时停止干燥，结果如表2。在40 ℃时，此时绿原酸及总黄酮的含量最高，分别为0.246和25.79 mg/g，均高于60 和80 ℃。黄酮类物质在受热状态下易发生酚类氧化反应[20]，且温度过高时易发生降解反应[30]。根据实验结果，选择40 ℃条件下对雪莲果叶片进行干燥。

表2 热风干燥温度对雪莲果叶粉中绿原酸及总黄酮含量影响Table 2 Effects of AD temperature on contents of chlorogenic acid and flavonoids

于5月15日、7月15日、10月15日、11月15日前后3 d采集雪莲果叶，对叶片均采用恒温热风干燥（40 ℃、20 h）进行干燥处理，分析雪莲果叶中绿原酸及总黄酮的含量变化，结果如图1。随着生长时间的变化，叶片逐渐成熟，绿原酸及总黄酮的含量越来越高，成熟期之后，叶中物质被消耗从而含量降低。在10月份时，叶粉中绿原酸的含量最高为0.435 mg/g，且此时的总黄酮含量为33.52 mg/g，均达到最大值。测定值低于陈红惠等[31-32]测定的绿原酸含量0.494 mg/g，总黄酮含量53.41 mg/g，可能是所选雪莲果叶的来源不同、干燥方式或提取方式的差异，若优化干燥或提取方式，测定含量可能会更高。结果显示雪莲果叶采收的最佳时机为10月中旬～11月中旬，原因可能在于雪莲果在生长发育的过程中，生长初期的营养物质更多地用于根茎叶的生长发育，无足够的物质用于合成活性物质，随着生长阶段的变化，代谢能力增强，活性物质的积累随之变多。到成熟期，活性物质积累到顶峰。此外还可能与雪莲果叶在不同时期成熟度对应活性物质承担的生理生化功能不同有关[33]。10月中旬～11月中旬为雪莲果的采收时期，建议在采收雪莲果时，对雪莲果叶也加以收集利用。

图1 四个时期雪莲果叶绿原酸及总黄酮含量测定结果Fig.1 The contents of chlorogenic acid and total flavonoids in Saussurea sonchifolius leaf in four periods

2.2 干燥方式对雪莲果叶绿原酸和总黄酮含量的影响

选取10月～11月的同一批次雪莲果叶进行不同干燥方法对比，测定干燥后绿原酸及总黄酮的含量，结果如图2所示。五种干燥方式下，自然干燥（ND）、热风干燥（AD）及真空冷冻干燥（FD）对叶片中绿原酸的含量影响差异不显著（P＞0.05），干燥效果优于所选温度下的真空干燥（VD）及微波干燥（MD），其中自然干燥绿原酸含量最高，为0.461 mg/g。所选方式中，真空干燥及微波干燥的干燥温度最高，绿原酸含量低，与其热敏感性有关[25]。真空干燥及真空冷冻干燥条件下所得粉末中总黄酮含量差异不显著（P＞0.05），真空干燥最高，为28.9 mg/g，微波干燥及热风干燥下的效果次于前两者，自然干燥条件下效果最差，仅为24.8 mg/g。真空冷冻干燥相对于其他干燥方式，能保持雪莲果叶中绿原酸及总黄酮含量均处于较佳的状态，微波干燥活性成分含量相对较低，自然干燥耗时较长，并且易受天气影响。综上，真空冷冻干燥方式最优，其次是恒温热风干燥及真空干燥。

图2 干燥方式对雪莲果叶绿原酸及总黄酮含量的影响Fig.2 Effects of different drying methods on chlorogenic acid and total flavonoids contents

表3 雪莲果叶粉添加量对感官评价的影响Table 3 Effects of Saussurea sonchifolius leaf powder addition on sensory score

2.3 雪莲果叶粉对酥性饼干品质的影响

2.3.1 感官评价 表3为雪莲果叶饼干的感官评价结果。随着雪莲果叶添加量的增加，饼干颜色由淡绿色逐渐变为深绿色，接近抹茶色，色泽明显且逐渐加深，并出现花纹，果叶香味逐渐增强，风味浓郁，带有强烈雪莲果叶特有香味。当雪莲果叶粉添加超过10%后，饼干的口感出现明显的变化，略带苦味。采用焙烤工艺，雪莲果叶在高温下发生化学反应，随着添加量提高，饼干的口感、色泽、外观等可食用特征逐渐降低，粗糙磨口感增强，但独特的浓郁叶香味逐渐增强。在添加量为20%时，雪莲果叶风味最浓郁，赋予饼干最强的特征风味，但整体口感较差。

2.3.2 色度值结果 雪莲果叶粉的添加对饼干色度值的影响结果见表4。随着叶粉添加量的添加，饼干由常见黄色变为绿色，且颜色加深程度与添加量呈正相关，色差结果中亮度L*降低，饼干亮度下降，红绿色度a*由正值变为负值且不断下降，均与感官结果相印证。雪莲果叶中含有约21%的叶绿素[13]，其添加量增加，在面团中所占比例增加，绿色度增强。在焙烤的过程中，烤制相同时间，面粉总量减少，面粉焙烤更加彻底，颜色更加焦黄，黄色度b*不断增大。

表4 雪莲果叶粉添加量对饼干的色度值的影响Table 4 Effects of Saussurea sonchifolius leaf powder addition on the color difference of biscuits

2.3.3 含水量及吸水率结果 雪莲果叶的添加对饼干的含水量及吸水率影响明显，结果如图3。添加量为5%时，饼干含水量比空白组高出36.68%，低添加量的雪莲果叶粉可能增强了面团性能，进而增强饼干内部质地[34]，而含水量与饼干脆性相关，继续增加叶粉，饼干的含水量逐渐降低。饼干的吸水率与饼干的内部结构、含水量及添加物的性质有关。随着雪莲果叶粉添加量增加，吸水率不断下降，且下降趋势明显。雪莲果叶中含有不溶性粗纤维和蛋白质，叶粉的添加导致饼干的吸水率降低，在一定的程度上能延长饼干的保存期。

图3 雪莲果叶添加量对饼干含水量及吸水率的影响Fig.3 Effects of Saussurea sonchifolius leaves on water content and water absorption of biscuits

2.3.4 质构特性结果 雪莲果叶粉添加量对饼干质构特性的影响结果如图4。当添加量为5%时，饼干的硬度最低，为24.36 N，比空白组低41.47%；添加量为10%时，饼干内部结构变得紧致，硬度显著增加（P＜0.05)。这是因为，随着雪莲果叶粉的添加，纤维素的含量随之增加，从而使得面团中面筋含量下降，影响面团面筋网络，饼干硬度变大[35]。饼干的弹性随着雪莲果叶粉的添加而降低，当添加量为15%时，弹性最低，为1.91%，比对照5.57%低65.7%，下降显著（P＞0.05)，表明叶粉的添加使面团性能加强，饼干内部结合力降低，弹性降低。饼干的胶黏性随着雪莲果叶粉的添加，先增大后减小，当雪莲果叶粉末添加量超过5%后，饼干的胶黏性会呈逐渐下降的趋势，雪莲果叶中含有较多的蛋白质和纤维素，对面团的面筋网络的形成和结构性能有影响，进而影响了饼干的胶黏性[36]。

图4 雪莲果叶粉添加量对饼干质构特性的影响Fig.4 Effects of Saussurea sonchifolius leaf powder addition on texture characteristics of biscuits

2.3.5 电子鼻检测分析 将不同添加量的雪莲果叶粉饼干挥发性成分电子鼻响应信号导入PCA分析软件得到主成分分析图，结果见图5，第一主成分贡献率为78.397%，第二主成分贡献率为15.009%，总贡献率为93.406%，大于80%，因此该PCA主成分分析能代表样品香气成分的主要信息。对照组和添加量为5%的雪莲果叶粉饼干成分距离靠近，挥发性成分部分相似，原因可能在于雪莲果叶添加量较小，饼干本身风味占据一大部分，随着添加量的增加，雪莲果叶饼干与对照组差距越来越大，分离在不同象限，挥发性成分大不相同。

图5 不同添加量的雪莲果叶饼干挥发性成分PCA主成分分析Fig.5 PCA principal component analysis of volatile components in Saussurea sonchifolius leaf biscuits

根据18根传感器间的响应强度，将各响应曲线的极值依次连接生成雷达指纹图谱图6，直接反映了对照组和不同添加量的雪莲果叶饼干间的风味差异。图6表明，4种添加量的雪莲果叶饼干均在PA/2，P30/1，P40/2，P30/2 4根传感器上显示出明显的差异，同时所有样品在LY2/LG，LY2/G，LY2/AA，LY2/Gh，LY2/gCTl这5根传感器上的曲线几乎重合，此外添加量为20%的雪莲果叶饼干与对照组饼干均显现出明显差异。其中，P10/1，P10/2，P40/1，PA/2，P30/1，P40/2，P30/2，T40/1，TA/2的响应值在0.2～0.4之间，表示的风味物质类型主要为醇类、酮类、烃类、醚类、芳香族化合物等。

图6 不同添加量的雪莲果叶饼干挥发性成分的雷达指纹图Fig.6 Radar fingerprint of volatile components in Saussurea sonchifolius leaf biscuits

2.3.6 雪莲果叶饼干的风味测定 利用SPME-GCMS分别检测未添加雪莲果叶粉的普通饼干和雪莲果叶粉添加量为20%的雪莲果叶饼干的风味物质。两种饼干的香气成分总离子流色谱图如图7和图8，香气成分分析结果如表5所示。在普通饼干中检测出11种风味物质，占香气总成分的60.31%，而从雪莲果叶饼干中检测出22种风味物质，占香气总成分的46.87%。主要包括醛类、酮类、烃类、其他类。未添加雪莲果叶粉的普通饼干中主要的风味成分是2-庚酮（17.93%），其次是戊醛（15.68%）、正己醛（11.65%）、2-壬酮（6.41%）、壬醛（3.19%）；雪莲果叶饼干的风味成分主要是2-庚酮（12.01%），其次是戊醛（7.78），正己醛（5.16%）、2-壬酮（5.32%）、羟基丙酮（3.23%）、糠醛（2.41%），其中检出了异丁醛、异戊醛、羟基丙酮、苯甲醛、B-波旁烯、2（5H）-呋喃酮、4-甲基乙醛、乙醇、丁位辛内酯等，为普通饼干不含有的物质。多出的醛类、酯类和醇类物质，对雪莲果叶饼干独特的风味贡献很大。

图7 普通饼干香气成分总离子流色谱图Fig.7 Total ion flow chromatography of aroma components in ordinary biscuits

图8 20%添加量雪莲果叶粉饼干香气成分总离子流色谱图Fig.8 Total ion flow chromatography of aroma components in Saussurea sonchifolius leaf biscuits

表5 雪莲果叶饼干和普通饼干香气成分对比Table 5 Comparison of aroma components between snow lotus leaf biscuits and common biscuits

3 结论

文中对四个时期的雪莲果叶的总黄酮及绿原酸进行了测定及对比，总黄酮和绿原酸的变化趋势相似，10月中旬时两种活性物质的含量达到最高，可以从这个时期开始进行雪莲果叶的采收。10月中旬～11月中旬为雪莲果的采收时期，综合经济效益考虑，可以在采收雪莲果时，对雪莲果叶也加以收集。所选五种干燥方式中，若要得到含有较高的总黄酮和绿原酸的雪莲果叶，真空冷冻干燥方式（-60 ℃）最佳，其次是恒温热风干燥（40 ℃）及真空干燥（60 ℃）。

将雪莲果叶粉加入到饼干的制作工艺中，随着添加量的增加，饼干含水量下降，吸水率下降，饼干亮度不断降低，绿色不断加深，黄色度不断增大，饼干硬度则先降低后增高再降低。雪莲果叶粉的添加量越多，饼干的风味越佳，当兼顾饼干质构和感官特性的影响时，可以得出雪莲果叶粉添加量为10%时最佳。通过电子鼻技术和SPME-GC-MS对不同添加量的雪莲果叶饼干的挥发性香气成分的进行测定，添加前后风味差异明显，雪莲果叶饼干比普通饼干多检测出11种风味成分。文中仅初步探索了雪莲果叶应用于烘焙产品的可能性，尤其是对雪莲果叶浓郁的香气风味进行了初步研究，对于雪莲果的综合利用提供了新的思路，其更多的保健功效、食用最佳比例还需要进一步研究。