加工工艺对槟榔产品中槟榔碱含量的影响

黄群*，刘康康，陈坤，简小朋

湖南伍子醉食品有限公司（湘潭 411100）

槟榔是常绿棕榈科植物槟榔的干燥成熟种子，分为药用槟榔（槟榔仁）和食用槟榔（槟榔壳），全球有6亿~12亿的槟榔食用者[1]。槟榔自被世界卫生组织国际癌症研发中心认定为一级致癌物后，槟榔的质量与安全受到广泛关注。关于槟榔有害方面的研究主要集中在槟榔果壳粗纤维对口腔黏膜、牙齿等造成机械磨损；槟榔提取物引起口腔黏膜纤维化、生殖毒性、免疫破坏、泌尿系统损伤、致癌、致突变[2-4]；食用槟榔所添加的各类辅料及各成分之间经化学反应产生的物质致癌[5]等方面。其中，研究较多的是槟榔主要成分之一的槟榔碱。槟榔碱是第四大最常用的人类精神活性物质[6]，既有抗菌、抗病毒、抗衰老、降低胆固醇、抗肿瘤、抗血栓、促消化的作用，可用于阿尔茨海默病和精神分裂症的治疗[7-9]，也会影响内分泌和性腺功能，降低颊膜成纤维细胞中谷胱甘肽硫转移酶活性，诱导促炎因子的产生，损伤DNA、RNA，刺激分泌合成过量睾酮等[10]。研究显示[11]，只有当槟榔碱含量达到一定浓度以后才会产生各种生理效应，且存在剂量依赖关系。如中高浓度槟榔碱（2 mg/mL和8 mg/mL）处理小鼠16周可导致其出现口腔黏膜下纤维化病理特征[12]、槟榔仁压榨原液干物质对小鼠经口的半数致死量为1.349 g/kg[13]、槟榔水提物3.75 g/kg可显著降低小鼠精子数量并增加小鼠精子畸形率[14]。

虽然国内外对槟榔中槟榔碱含量的变化研究较多，干重范围在2~10 mg/g[15]，但鲜见针对于食用槟榔产品加工过程、槟榔产品贮藏期间、不同前处理加工方式对槟榔中槟榔碱含量变化的研究报道。对国内食用槟榔的了解多局限于其对口腔的损伤，关注于槟榔碱的毒理性，也未有相关法规规定槟榔碱等致癌物成分的限量标准。对此，试验从食用槟榔产品加工生产的实际情况出发，研究槟榔碱在加工及贮藏过程中的含量变化，比较不同前处理方式对槟榔碱含量的影响，采用高效液相色谱法对各工序段、货架期中的槟榔碱含量进行测定，以提高人们对槟榔加工及槟榔碱更全面的认识与了解，为槟榔更好地开发利用提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 原料与试剂

青果槟榔（湖南伍子醉食品有限公司）；乙腈、氨水（均为色谱纯）；磷酸（分析纯）；水为超纯水；氢溴酸槟榔碱标准品（纯度≥98%，上海源叶生物科技有限公司）。

1.1.2 仪器与设备SE2001F电子天平（美国奥豪斯）；蒸汽爆破设备（诸城市鑫富食品机械有限公司）；发制机（湘潭市槟榔机械设备制造厂）；101-3AB电热鼓风干燥箱（北京中兴伟业仪器有限公司）；RH BASIC 2，ZWMHL-BA1-10纯水系统（湖南中沃水务环保科技有限公司）；XL-130中药粉碎机（永康市小宝电器有限公司）；DKZ电热恒温振荡水浴槽（上海一恒科技有限公司）；LJS-400A恒温恒湿培养箱（苏州市国飞实验仪器有限公司）；1260液相色谱仪带紫外检测器（美国安捷伦科技有限公司）。

1.2 方法

1.2.1 槟榔产品的加工工艺

挑选长度范围4.61~5.51 cm，最大直径范围1.68~2.16 cm的贮藏一年与当年产早期优质槟榔干果，去除杂质。参照黄群等[16]研究的蒸汽爆破工艺进行槟榔产品加工，每次10 kg，重复3批次，即干果→泡籽→蒸汽爆破→发制→烤籽→闷香→压籽→打表→切籽→去核→点卤→晾片→包装→贮藏。分别取干果、泡制后、蒸汽爆破后、烤籽后、去核后、成品的籽样进行槟榔碱含量测定。考虑到槟榔果本身可能存在个体差异，每批次进行3次取样测定，计算平均值。

1.2.2 槟榔加工前处理方式对槟榔碱的影响

槟榔的前处理加工方式直接影响槟榔产品纤维柔软度、肉质厚薄、入味固香、边口色泽等品质，其主要目的在于将干果复水、清洗、熟化杀菌、去酸涩，一般采用泡籽（加食用纯碱或生物酶）、煮籽、蒸籽、蒸汽爆破等方式，是指将槟榔干果处理后进入发制的过程。基于槟榔生产加工与开发的实际情况，各取尺寸范围同1.2.1的当年产早期优质槟榔干果1 kg，按表1前处理工艺进行试验。分别取各工序段籽样进行槟榔碱含量测定，每批次进行3次取样测定，计算平均值。

表1 前处理加工工艺参数表

1.2.3 槟榔碱含量测定

1.2.3.1 样品前处理

取15颗带花蒂槟榔样品，去花蒂、切开并去除槟榔核，用剪刀延其纹路剪成细长条状，每颗剪至12~14条。于鼓风干燥箱内45 ℃恒温干燥至恒质量，取出于干燥器内冷却后用粉碎机粉碎，密封备用。准确称取2 g（精确至0.000 1 g）以上样品于250 mL碘量瓶中，加100 mL 50%乙腈，在60 ℃恒温水浴振荡提取1 h，冷却至室温后，取1 mL提取液定容至5 mL，经0.22 μm针式过滤器过滤，滤液即为样品槟榔碱溶液，用液相色谱仪分析。

1.2.3.2 样品槟榔碱含量的测定

在参照《中国药典》2015年版提供的液相色谱法[17]测定槟榔碱含量的基础上稍作修改[9,11]，对样品中的槟榔碱含量进行测定。色谱柱Polysulfonix-SCX键合强阳离子交换柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）。色谱条件：以乙腈-0.2%磷酸溶液（55∶45，V/V）为流动相；流速0.5 mL/min；柱温25 ℃；检测波长215 nm；进样量20 μL。用氢溴酸槟榔碱标准品，配制成3~64 mg/L共5个点的梯度槟榔碱标准溶液（槟榔碱折算系数为0.657 3），按上述色谱条件测定，同一样品平行测定3次取其平均值，得回归方程Y=64.534 4X-3.394 6，R2=0.999 9，线性范围为3.222~64.439 mg/L。槟榔碱标准液目标峰如图1所示。

图1 槟榔碱标准溶液液相色谱图

根据标准曲线得出来的回归方程，测定试样中槟榔碱的含量，按式（1）计算。

式中：X为试样中槟榔碱含量，mg/g；m为试样质量，g；c为测定试样中槟榔碱含量根据标准曲线计算，μg/mL；V为定容体积，mL；1 000为浓度折算系数。

2 结果与讨论

2.1 生产加工对槟榔碱含量的影响

对1.2.1中贮藏一年与当年产槟榔籽样加工过程中的槟榔碱含量进行测定，其液相分析如图2所示，其含量变化如图3所示。槟榔干果经生产加工后槟榔碱含量降低，其中贮藏一年与当年产槟榔干果的槟榔碱含量分别降低21.51%和31.25%。在各加工工序中，泡籽后槟榔碱含量的降低最为明显，贮藏一年的槟榔干果在泡籽后降低8.7%，当年产槟榔干果的降低37.5%，这与泡籽时槟榔碱随水渗出流失有关。贮藏一年的槟榔干果加工过程中经80 ℃烤籽后槟榔碱仅降低3.9%，当年的则有1.4%的回升，可见烤籽对槟榔产品加工过程中的槟榔碱含量的变化影响较小。相比而言，蒸汽爆破和碱性卤水的作用可使槟榔碱含量升高，其中蒸汽爆破使当年干果产品中的槟榔碱回升10.2%，点卤水使贮藏一年干果产品的槟榔碱回升11.1%，可能与槟榔中结合态槟榔碱在机械能和强碱状态下转变为游离态有关。

图2 槟榔样品中槟榔碱提取液液相色谱图

图3 槟榔生产加工过程中槟榔碱含量变化

2.2 槟榔产品贮藏期间槟榔碱含量的变化

对贮藏一年与当年产槟榔干果加工出的成品进行包装，并在温度26 ℃、湿度65%环境中贮藏，考虑到槟榔产品在20 d左右会出现返卤、返白等现象影响槟榔产品品质，故仅取放置7，14和21 d的样品刮去卤水进行槟榔碱含量测定，其含量的变化如图4所示。贮藏一年和当年产槟榔干果产品在贮藏期间槟榔碱含量的变化趋势不一致。其中，贮藏一年槟榔干果产品在贮藏期间槟榔碱逐渐降低，贮藏21 d降低9.3%，当年产槟榔干果产品在贮藏期间槟榔碱含量先升高后降低，在贮藏14 d时槟榔碱含量达到最高值2.86 mg/kg，相比贮藏0 d时增加8.3%。贮藏期间，当年产槟榔干果产品槟榔碱含量较贮藏一年槟榔干果产品高。

图4 槟榔产品贮藏期间槟榔碱含量变化

2.3 槟榔加工前处理方式对槟榔碱含量的影响

当年产早期优质槟榔干果，采用不同的前处理加工方式后槟榔碱含量的变化如图5所示。不同的前处理方式对槟榔碱含量的影响情况不同。其中，工艺1、工艺2中采用料水比1∶2（g/mL）进行碱泡和酶泡后槟榔碱含量升高，其回升率分别为22.5%和16.4%，导致其升高的原因，可能与泡籽液中的纯碱能置换与鞣质盐结合的槟榔碱，及纤维素酶提高槟榔纤维孔隙率及疏松度有利于纤维中的槟榔碱游离释放有关。采用蒸汽蒸籽会使槟榔碱含量降低，其中工艺2中的降低幅度最大，为19.4%；采用蒸汽爆破会导致槟榔碱含量升高，此变化与2.1中的试验结果一致。

图5 槟榔前处理加工中槟榔碱含量变化

3 结论

作为食用槟榔加工原料的槟榔干果，其贮藏一年与当年产经加工成品后可使槟榔碱含量分别降低21.51%和31.25%。于冻库贮藏一年的槟榔干果与当年产槟榔干果在加工及成品贮藏过程中的整体变化趋势有明显差异。对于贮藏一年的干果，槟榔碱随加工处理及贮藏时间的延长而逐步降低，在碱性卤水的作用下可出现轻微回升；当年产干果在加工过程中槟榔碱含量呈先降低后升高再降低的波动性变化，其中在蒸汽爆破及贮藏14 d时回升最明显。贮藏一年与当年产干果加工及成品贮藏的变化差异可能与槟榔干果冷冻贮藏期间内部结构和籽质变化有关，具体待后续研究确认。泡籽对槟榔碱含量变化的影响较大，其影响槟榔碱含量的升高或降低取决于泡籽液中的成分及籽水比，在籽水比1∶2（g/mL）情况下，加纯碱或复合纤维素酶泡籽会使槟榔中槟榔碱出现上升，可能与其有利于槟榔中槟榔碱结合盐对槟榔碱的释放有关，清水泡籽则会导致槟榔碱含量的下降，相较而言，80 ℃烤发制籽对槟榔碱含量的影响不明显。在前处理加工阶段，蒸汽蒸籽可降低槟榔碱含量，蒸汽爆破会使槟榔碱含量升高。为此，在槟榔生产加工过程中，槟榔加工工艺的合理选择对槟榔碱含量的影响至关重要。