不同加工方法对人参成分在食品中的稳定性研究

◎ 王芙蓉

（长白山皇封参业股份有限公司，吉林 白山 135200）

人参作为传统的中草药，是具有多种药用价值的天然植物。随着食品科技的不断进步，人参不仅被用作药材，还被广泛应用于各种食品中，如饮料、保健食品和零食等，用以补充日常营养。然而，食品加工过程往往涉及高温、高压、光照、氧气接触等多种可能导致活性成分变化的因素。对于人参来说，加工方法可能会影响其药用成分的活性，如人参皂苷、多糖和挥发油等[1]。因此，针对食品中人参成分的稳定性进行深入研究，对于食品工业和消费者都具有重要意义。对此，本研究探讨了不同加工方法对人参活性成分稳定性的影响，期望为食品工业提供有价值的指导和建议。

1 人参成分及加工方法研究

1.1 人参的主要活性成分及其功效

人参，作为享有盛誉的药材，具有丰富的药用活性，其中，人参皂苷作为其最重要的活性成分之一，已被众多研究证实具有氧化、抗疲劳、增强免疫力等功能。除了人参皂苷，人参还含有其他如多糖、挥发油和多种微量元素，人参多糖具有很好的免疫调节效果；挥发油则可以改善心脑血管健康；微量元素，如锌、硒等，可以为人体提供必要的矿物质支持。

1.2 人参加工方法与稳定性

加工是实现食品创新、提升食品价值的关键环节，在人参加工过程中，如何确保其珍贵的活性成分不被破坏，始终是行业的难题。研究发现，人参的加工方法与其成分的稳定性之间存在密切的关联。传统的炮制、晒干、蒸煮等方法虽然能够保留部分活性成分，但在某种情况下，如高温或长时间加工，则会导致人参皂苷等珍贵成分大量损失[2]。现代加工技术，如冷冻干燥、微波辐射和超临界流体萃取，逐渐被应用于人参的加工中，一定程度上保留了更多的活性成分。然而，不同的加工方法可能适合不同类型的人参或应用场景。例如，为了得到高含量的人参皂苷，超临界流体萃取可能是首选；为了得到整体营养成分更为均衡的人参粉末，冷冻干燥可能更为适宜。

2 实验研究

2.1 实验材料

为确保本次研究结果具有科学性和说服力，选材的严谨性和细致性尤为关键。本研究中所有的实验材料均经过精心筛选和检验，保证了纯度、稳定性和代表性。

①人参样本是研究的核心材料，为确保其生长环境和生物特性的一致性，选择来自吉林省的红参，由同一供应商提供。选取了5 年、10 年、15 年3 种不同生长年限的红参，对外观、硬度和香气进行了评估，确保健康、成熟且无病害。其中，每个年限分别采购10 kg，旨在研究不同年龄段的人参在成分和活性上的差异。②一系列分析纯试剂：80%甲醇、无水乙醇、醋酸和盐酸；具体纯度如下：甲醇（≥99.8%)、无水乙醇（≥99.7%)、醋酸（≥99.5%) 和盐酸（≥37%)。

除了化学试剂，本实验还需要各种设备和工具，其中，最核心的是HPLC（高效液相色谱仪）。本实验使用的是Agilent 1260 Infinity II 型号的HPLC，具有高分辨率、高灵敏度和高重复性，可有效分析和定量人参中的多种活性成分。同时，为了保证提取的有效性和效率，使用旋转蒸发仪和高速离心机，分别用于浓缩提取物、去除杂质。

2.2 实验方法

所有人参样本在清洗前进行了称重，平均每份样本重量为25 g。清洗过程中，使用无水乙醇作为清洁剂，确保完全去除样本表面的杂质和残留物。①使用冷冻干燥机，设定温度为－50 ℃，持续时间为48 h，对清洗的样本进行冷冻干燥处理，干燥后的人参样本被粉碎至60 目，并储存在密封的塑料袋中。②粉碎后的人参样本和80%甲醇按照1∶10 的比例混合，确保样本都能与足够的甲醇接触。为提高提取效率，使用高速搅拌器，在8 000 rpm 的条件下进行了4 h 的搅拌。③搅拌完成后，将混合物转移到离心试管中，再使用高速离心机进行离心，设定速度为12 000 rpm、时间为20 min，离心后得到的上层清液即为所需的人参提取物。④提取得到的清液经过旋转蒸发仪浓缩，设定温度为40 ℃、旋转速度为180 rpm，直到溶剂完全蒸发，留下黏稠的提取物。⑤使用HPLC 系统，对提取物进行高效液相色谱分析：采用C18色谱柱，流动相为甲醇-水（85∶15），流速为1.0 mL·min-1，检测波长为203 nm，样品注入量为10 μL，实验温度控制在25 ℃。

2.3 各加工方法对人参主要活性成分的影响

为深入探究各种加工方法对人参皂苷的影响，本研究采集了3 种常见的加工方法进行实验，即烘干、冷冻干燥与微波处理。数据明确显示，冷冻干燥样本的人参皂苷含量高达5.8%，明显超越了烘干和微波处理的样本。原因可能在于冷冻干燥在低温条件下进行，避免了高温带来的分解作用，更好地保存了人参的活性成分[3]。烘干和微波处理，虽然在速度和经济性上占有优势，但有可能因为温度上升导致部分活性成分损失。特别是烘干，较高的温度和长时间的加工周期，可能是导致人参皂苷含量下降的主要原因。此外，微波处理展现出一个特殊的现象：尽管其对主要活性成分的保留稍逊于冷冻干燥，但在某些次要成分上却显示出更好的提取效果，原因在于微波的特定能量输出和渗透性能够更有效地提取某些成分。

2.4 不同加工方法下人参成分的稳定性分析

考虑到长时间存储对人参成分稳定性的影响，经过30 d 的室温存储后，各加工方法处理的样品中活性成分的变化差异显著。冷冻干燥样本的人参皂苷含量仅降低了0.3%，烘干和微波处理的样本下降了1.2%和0.8%，由此可见，冷冻干燥对于维持人参活性成分的稳定性具有明显优势，其原因可能在于冷冻干燥过程中的低温和快速去水，有助于避免热分解和氧化降解。然而，稳定性不仅与时间有关，还与环境条件息息相关。①在对样品进行高温、高湿和光照条件下的应激测试中，微波处理样本表现出对光照的敏感性，活性成分在强光下的7 d 降解率达到了2.4%，冷冻干燥和烘干的样本则分别为1.5%和1.8%，这可能与微波处理导致的某些微结构变化有关，使样品对外界因素更为敏感。②在考虑不同存储温度时，大部分样品在低温（4 ℃）存储下都显示出更好的稳定性，但微波处理样本仍然在各种条件下呈现出相对较低的稳定性。值得注意的是，尽管冷冻干燥样品在多数条件下都展现了良好的稳定性，但在高湿度环境下，其稳定性受到了严重挑战，人参皂苷的降解率达到了3.2%，而烘干和微波处理的样品则为2.7%和2.9%，推测可能与冷冻干燥样品的微孔结构和吸湿性有关。

3 加工方法分析及优化建议

3.1 加工方法对人参成分稳定性的影响机理探讨

人参内的关键活性成分为人参皂苷、多糖和其他微量元素，具有抗氧化、抗疲劳和增强免疫力等功效。不同的加工方式会对这些活性成分的保留和稳定性产生不同的影响。传统的加工如蒸煮和烘干，会导致热敏感的成分分解，其中，蒸煮时的高温与水分结合可能引发活性成分的水解或氧化，降低其功效；烘干则可能导致部分人参皂苷和多糖因为暴露于高温下而分解，这2 种方式虽然简单、成本低，但可能导致活性成分损失较多。而现代技术如冷冻干燥和超临界流体提取，则更有利于保持人参的活性成分。其中，冷冻干燥在低温条件下进行，可减少热分解和氧化的风险，更好地保留了敏感成分；超临界流体提取则是在特定的压力和温度下，利用超临界CO2作为溶剂提取活性成分，既环保又能提高提取效率。

3.2 加工条件的优化建议

①传统的蒸煮和烘干方法，虽然会损失部分活性成分，但其具有简易、成本低的特点，在实际生产中具有一席之地。未来，相关研究可考虑调整蒸煮时间、温度，以及烘干的环境和持续时间[4]。②现代的冷冻干燥技术虽然在低温条件下可以很好地保存活性成分，但在加工过程中可能产生大量冰晶，破坏细胞结构，导致活性成分流失。通过调整冷冻速率和真空度，控制冰晶的大小，可以降低其对细胞的破坏。③对于超临界流体提取，需要考虑调整溶剂和工作温度，从而高效提取特定活性成分。为了确保加工过程的连续性和稳定性，建议在加工过程中实施严格的质量控制措施。例如，可采用在线监测系统，实时监控温度、压力等关键参数，确保加工过程始终处于最佳状态[5]。

4 结语

不同的加工方法对人参中的活性成分有明显的影响，某些传统加工方法可能导致活性成分的丧失，现代技术，如超临界流体提取等，则能更好地保存这些成分。从食品工业的角度来看，对人参的加工方法进行优化，关系到产品的功效、品质和市场价值。本研究对加工条件提出了优化建议，为食品工业提供了实用的参考，不仅有助于提高人参产品的质量，而且有助于提高生产效率和降低生产成本，为企业带来更大的经济效益。