不同干燥方式对荨麻叶营养成分及抗氧化活性的影响

孟祥绍，党斌*，张文刚，张杰，董海宴，白卡

1. 青海大学农林科学院/青海省农林科学院，青海省青藏高原农产品加工重点实验室（西宁 810016）；2. 玉树藏族自治州农牧业综合服务中心（玉树 815000）；3. 玉树市牧女工贸有限公司（玉树 815000）

荨麻，俗称藿麻。荨麻全草可以入药，其味苦、辛，性温，具有祛风定惊、消食通便之功效，对风湿性关节炎、高血压、消化不良都有很好效果[1-4]。荨麻主要分布在我国的青海、西藏、云南等地[5]。研究报道表明，新鲜荨麻叶含有丰富的酚类化合物[6-7]、蛋白质及膳食纤维[8]，同时也是钙、铁、镁、锰等矿物质的良好来源[9]。

在我国部分地区，新鲜的荨麻嫩叶有作为蔬菜食用的传统[10]。但是新鲜荨麻含水量高，易腐败变质，冬季经常将荨麻叶干燥后储存食用。因此干燥技术是提升其经济价值的重要手段。但是不同的干燥方法会影响荨麻叶的品质[11]，常用的荨麻叶干燥方式为晒干[12]，但该方法会导致叶片颜色褐变和部分营养素损失[13]。因此，筛选适宜于保留荨麻叶中营养品质的干燥方式，是延长荨麻叶保质期、引导荨麻叶正确消费和加工利用的重要手段。试验通过比较鲜样（RAW）和晒干（SD）、真空干燥（VD）、微波干燥（MD）、炒制干燥（FD）、真空冷冻干燥（VFD）和热风干燥（HAD）等6种不同干燥方式处理后荨麻的基本营养功能成分的差异，以期筛选出适合荨麻叶干燥的方式，为荨麻叶的储存和加工利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜荨麻叶：2022年7月份采摘于青海省玉树州，玉树市牧女工贸有限公司提供。

甲醇、乙醇、正丁醇、丙酮、乙酸乙酯、亚硝酸钠、硝酸铝、柠檬酸（分析纯，天津市百世化工有限公司）；甲酸、盐酸、硝酸、硫酸（优级纯，天津市津科精细化工研究所）；葡萄糖、没食子酸、芦丁（纯度≥98.0%，上海源叶生物科技有限公司）；福林-酚试剂（北京索莱宝科技有限公司）。试验用水均为去离子水。

1.2 主要仪器与设备

电子天平（AL204型，梅特勒-托利多仪器有限公司）；超声波清洗器（KQ-500DE型，昆山市超声波仪器有限公司）；低速冷冻离心机（DL-5M型，湖南长沙湘仪离心机仪器有限公司）；鼓风干燥箱（DHG-9240A型，上海一恒科学仪器有限公司）；旋转蒸发仪（Retavapor R-215型，瑞士布奇有限公司）；真空冷冻干燥机（Alpha 1-4 LDplus型，北京博劢行仪器有限公司）；氨基酸分析仪（S433D型，德国赛卡姆公司。

1.3 试验方法

1.3.1 荨麻干燥工艺处理

晒干：室外温度31.5±2 ℃，干燥处理3.5 h。真空干燥：温度55 ℃，真空度-0.08 MPa，干燥处理3 h。微波干燥：微波功率480 W，干燥处理8 min。炒制：炒茶锅温度90 ℃，炒制时间20 min，炒制结束后均匀摊开室内阴凉通风处进一步晾干。真空冷冻干燥：温度-49 ℃，干燥处理16 h。热风干燥：空气流量1.5 m/s，温度55 ℃，干燥处理4 h。试验工艺参数在前期试验优化的基础上进行设定。所有样品干燥后粉碎成粉末，均保持冷冻（-18 ℃）条件下储存。

1.3.2 指标测定

1.3.2.1 荨麻营养成分测定

水分含量测定：采用GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》中的直接干燥法；灰分含量测定：采用GB 5009.4—2016《食品安全国家标准食品中灰分的测定》中的食品中总灰分的测定法；脂肪含量测定：采用GB/T 5009.6—2016《食品安全国家标准 食品中脂肪的测定》中的索氏抽提法测定；粗纤维含量测定：采用DB12/T 963—2020《植源性农产品中粗纤维的测定 滤袋法》进行测定；蛋白质含量测定：采用GB 5009.5—2016《食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定》中的凯氏定氮法；氨基酸含量测定：采用GB 5009.124—2016《食品安全国家标准 食品中氨基酸的测定》中的方法测定。

1.3.2.2 荨麻功能成分测定

多糖的测定根据文献[14]，采用苯酚硫酸法，以葡萄糖为标准品，根据标准曲线计算多糖含量。多酚含量的测定根据文献[15]，采用Folin-Ciocalteu法，以没食子酸为标准品制作标准曲线，根据标准曲线计算多酚含量。黄酮含量的测定根据文献[16]，采用硝酸铝比色法，以芦丁为标准品制作标准曲线，根据标准曲线计算黄酮含量。

1.3.2.3 氨基酸品质评价

氨基酸品质的评价参照1973年世界卫生组织/联合国粮食及农业组织（WHO/FAO）建议的理想蛋白质氨基酸组成模式和中国预防医学科学院营养与食品卫生研究所提供的鸡蛋蛋白模式，分别评价不同干燥方式荨麻蛋白质的必需氨基酸含量（EAA）、氨基酸比值（RAA）、氨基酸比值系数（RC）、氨基酸比值系数分（SRC）、氨基酸评分（AAS）、生物价（BV）、必需氨基酸指数（EAAI）、必需氨基酸占氨基酸总量的百分比（E/T）。

1.3.2.4 体外抗氧化活性测定

DPPH自由基清除能力测定根据文献[17]稍作修改。取1 mL样品液，加入4.5 mL DPPH工作液（0.1 mmol/L），摇匀后室温避光放置30 min，测定517 nm波长处的吸光度，重复测定3次。

ABTS自由基清除能力测定根据文献[18]稍作修改。取50 μL样品液，加入4.5 mL ABTS工作液，摇匀后室温避光放置30 min，测定593 nm波长处的吸光度，重复测3次。

FRAP还原能力测定根据文献[19]稍作修改。取200 μL样品液，加入4 mL FRAP工作液，摇匀后室温避光放置30 min，测定734 nm波长处的吸光度，重复测定3次。

1.3.3 数据分析

试验数据均为3次重复平均值。采用Microsoft Excel 2010、Origin 2021和SPSS 26软件处理，应用方差分析与邓肯氏法进行显著性分析，以P＜0.05为差异具有统计学意义，试验结果以平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 不同干燥方式对荨麻营养功能成分的影响

由表1可知，除了炒制以外，其他干燥方式均显著提高荨麻叶中粗纤维含量（P＜0.05），其中微波干燥荨麻叶中粗纤维含量最高。微波干燥和热风干燥显著提高荨麻叶中的脂肪含量。真空干燥和炒制显著提高荨麻叶中多糖含量（P＜0.05），其原因为在高温和真空条件下，糖类物质无法被氧化，而温度升高，干燥时间都相对较短，糖类物质损失都比较少[20]。此外，不同干燥方式均使荨麻叶蛋白含量降低，这是因为干燥工艺可能会对蛋白结构和蛋白分解造成影响[21]，表现出干燥荨麻叶蛋白质含量低于鲜样。其中，热风干燥对其蛋白质保留率最高，为95.92%，其次为真空冷冻干燥（94.18%）和微波干燥方式（92.69%）。一般日推荐值（DV）为6%～9%被认为是特定营养素的一种来源，11%～19%被认为是一种良好来源，20%以上表示为丰富来源[11]。因此，试验表明新鲜或干制的荨麻叶（%DV=6.04～9.84）可作为蛋白质的重要来源。

表1 不同干燥方式荨麻的基本营养功能成分含量 单位：g/100 g干基

2.2 不同干燥方式对荨麻叶中酚类物质及其抗氧化活性的影响

2.2.1 不同干燥方式荨麻叶中酚类和黄酮物质含量分析

由图1和图2可知，不同干燥方式荨麻叶酚类和黄酮物质均有显著性差异（P＜0.05）。荨麻叶中游离多酚、结合多酚含量占总酚的含量的6.16%和93.84%，游离黄酮、结合黄酮占总黄酮含量的33.14%和66.86%，说明荨麻叶的多酚及黄酮均以结合态存在。其中，真空干燥荨麻叶总酚含量达54.25 mg/g，其原因是多酚类化合物属于生物活性物质，化学性质不稳定，在受到高温、O2和光照等条件下都易分解，但在适当加热的过程中，酚类的前体酚醛分子的非酶转化导致酚类物质的生成[24]，在干燥过程中氧气对总酚含量的变化起着重要作用[25]，而真空干燥在无氧状态下，酚类物质氧化损失少，因此真空干燥得到的荨麻叶总酚含量最高。总黄酮含量最高的干燥方式为微波干燥，其次为晒干，最低的为炒制，美拉德反应会生成类黄酮化合物[26]，王国锭等[27]认为微波干燥过程中美拉德反应程度高，试验结果与其一致。

图1 不同干燥方式荨麻叶多酚含量分析

图2 不同干燥方式荨麻叶黄酮含量分析

2.2.2 不同干燥方式荨麻叶体外抗氧化活性分析

由图3可知，真空干燥和炒制均有较高的DPPH自由基清除能力，热风干燥的DPPH自由基清除能力最低，其原因为荨麻多糖有较强的DPPH自由基清除能力[28-29]，且其含量越高，清除能力越强。由图4和图5可知，经不同干燥方式处理后荨麻叶的FRAP还原能力提高，FRAP还原能力变化趋势与DPPH自由基清除能力变化趋势基本一致，真空干燥FRAP还原能力最高其次为炒制，不同干燥方式荨麻叶ABTS自由基清除能力最强的为真空干燥，其次为炒制，且显著（P＜0.05）高于新鲜荨麻，秦丹丹等[30]研究发现真空干燥的无花果抗氧化活性最高，跟试验结果一致。可见，经过干燥处理后能提高荨麻叶的抗氧化能力。且真空干燥荨麻叶的DPPH自由基清除能力、FRAP还原能力、ABTS自由基清除能力均最高，因此，真空干燥可作为开发高抗氧化活性荨麻产品的干燥方式。

图3 不同干燥方式荨麻叶DPPH自由基清除能力

图4 不同干燥方式荨麻叶FRAP还原能力

图5 不同干燥方式荨麻叶ABTS自由基清除能力

2.2.3 不同干燥方式荨麻叶的必需氨基酸组成

由表2可知，除了蛋氨酸+胱氨酸外，不同干燥方式的荨麻叶中其余氨基酸含量变异系数均较小。每克供试荨麻叶蛋白中必需氨基酸总和为454.43 mg。与新鲜荨麻叶相比，不同加工方式处理后荨麻叶中必需氨基酸含量均有不同程度降低。其中，晒干、真空干燥、微波干燥、炒制、真空冷冻干燥和热风干燥处理后的荨麻叶中必需氨基酸总和分别为464.55，452.59，453.15，456.43，453.83和446.05 mg，均低于新鲜荨麻叶中必需氨基酸总和（467.22 mg）。

表2 不同干燥方式荨麻叶中必需氨基酸组成

2.3 主成分分析

由图6可知，提主成分1（PC1）为44.0%，主成分2（PC2）为24.7%，主成分3（PC3）为12.7%，累计可解释变量81.4%的信息。由表3可知：在PC1中，FRAP、DPPH、脂肪和多糖具有较大的系数值，构成PC1方差变异的主要因素；在PC2中，酪氨酸+苯丙氨酸、纤维和蛋氨酸+胱氨酸具有较大的系数值，构成PC2方差变异的主要因素；在PC3中，灰分、缬氨酸和总多酚有着较大的系数值，构成PC3方差变异的主要因素。

图6 不同干燥方式荨麻叶主成分分析载荷得分图

表3 主成分分析的载荷矩阵

由表4可知，根据得分情况对其进行排序，得分越高，相应的干燥荨麻品质越好。以第1主成分排序，炒制后荨麻品质较好；以第2主成分排序，真空干燥后荨麻品质较好；以第3主成分排序，晒干后荨麻品质较好。由于各主成分的方差贡献率不同，评价时以各个主成分的贡献率为权重，由主成分得分和对应的权重相乘求和构建综合评价函数：F=0.440 02F1+0.246 59F2+0.127 39F3。式中，F为每种不同干燥方式荨麻叶品质的综合评价得分，综合得分排在前3位的干燥方式依次是真空干燥、炒制、晒干，且均高于鲜样。

表4 不同干燥方式的主成分得分

3 结论

在荨麻叶的干制加工过程中，不同干燥方式对荨麻叶中的基本营养功能成分及体外抗氧化活性均存在着显著差异（P＜0.05）。真空干燥的多糖、总多酚明显高于鲜样和其他干燥方式，且真空干燥体外抗氧化活性均显著高于鲜样和其他干燥方式。与微波干燥相比，其营养品质损失较少；与晒干相比，真空干燥不受天气和环境的影响，且品质可控；与热风干燥和炒制相比，能够克服热风干燥和炒制的不均匀性，提高干燥后荨麻的品质，减少营养损耗。利用主成分分析比较不同干燥条件下荨麻的品质差异，得到真空干燥综合评分最高，说明其干制荨麻叶品质较好。综合考虑荨麻干燥效率和干燥品质，真空干燥效率高、荨麻营养功能成分损失较小，更适于新鲜荨麻的干燥。由于不同的干燥方式对荨麻的营养功能成分影响不尽相同，因此，在实际生产中，可以根据干制荨麻的用途，选择适合荨麻的干燥方式。