楊磊磊，王 然，吳 昊，王鳳舞，王成榮*

(青島農(nóng)業(yè)大學食品科學與工程學院，山東 青島 266109)

西蘭花(Brassica oleraceaL.Var.votrytis)屬十字花科蕓苔屬甘藍變種，原產(chǎn)意大利，含有多種營養(yǎng)成分，具有很高的營養(yǎng)及防癌抗癌、減少心血管疾病、抗氧化衰老等保健價值[1-4]，但其采收后在常溫下易黃化、失水變軟，營養(yǎng)流失。凍干西蘭花經(jīng)超微粉碎后不僅可以避免西蘭花損失，有效改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益，而且可以提高原料中有效成分的溶出及其生物利用效率[5]。

超微粉碎是近年來發(fā)展起來的一種先進的食品加工技術(shù)，物料顆粒的微細化導致物料表面積及空隙率增加，從而使得超微粉體具有獨特的理化性質(zhì)，如良好的分散性、吸附性、溶解性等[6]，近年來，合成抗氧化劑被評價可能具有有毒的和致癌成分，因此能清除自由基的天然抗氧化劑在世界范圍內(nèi)得到了廣泛的關注[7]。本實驗將真空冷凍干燥的西蘭花經(jīng)氣流式超微粉碎機粉碎后再經(jīng)振動篩分級，探討不同粒度范圍的西蘭花凍干粉的物理化學特性及其清除DPPH自由基的能力，為西蘭花的深度加工及利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

西蘭花購于青島城陽大潤發(fā)超市，無病蟲害、機械傷及腐爛的原料作為實驗材料。

1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH) 北京索來寶科技有限公司；甲醇、VC均為分析純。

1.2 儀器與設備

16512型真空冷凍干燥機 德國Christ公司； FDV氣引式粉碎機 北京興時利和科技發(fā)展有限公司；GB/T6003—1997標準檢驗篩 浙江省上虞市廬江儀器紗篩廠；754型紫外分光光度計 上海精宏實驗設備有限公司；GL-12B冷凍離心機 上海安亭科學儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

西蘭花→去葉、清洗→切分→護色→瀝水→真空冷凍干燥→超微粉碎→分級→西蘭花凍干粉→包裝

1.3.2 工藝參數(shù)

將預處理好的西蘭花每次取300g置于－30～－35℃[8]溫度條件下預凍3h；然后移入真空冷凍干燥機中，在真空度6.8～8.0Pa凍干22h。凍干后立即用氣引式粉碎機粉碎1min，得到的西蘭花凍干粉經(jīng)篩孔直徑分別為80、160、240、500目的標準篩分級，將西蘭花干粉按照粒度大小分為4個等級：80～160目、160～240目、240～500目、＞500目(超微粉)，對應的粉體粒度大小范圍為：180～98μm、98～63μm、63～30.8μm、＞30.8μm，這4個粒度的西蘭花干粉供實驗用，實驗重復3次。

1.4 指標測定

1.4.1 成分含量測定

1.4.1.1 VC含量與葉綠素含量的測定。

VC含量測定采用2,6-二氯酚靛酚滴定法[9]。

葉綠素含量測定采用丙酮比色法。稱取0.1g西蘭花凍干粉，用80%丙酮溶解并用脫脂棉過濾定容于10mL容量瓶中，得到葉綠素提取液以80%丙酮為空白，于663、645nm波長處測得吸光度A663nm、A645nm。

式中：V為提取液體積/L；m為稱取的樣品質(zhì)量/g。

1.4.1.2 可溶性蛋白含量測定

采用考馬斯亮藍染色法。標準曲線繪制：0～5號管分別加入100μg/mL的標準蛋白液0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mL，蒸餾水補齊到1.0mL，各管中加入5mL考馬斯亮藍染液，混勻后靜置2min，以0號管做空白對照，在595nm波長處測吸光度。樣品液提?。喝?.5g西蘭花凍干粉用5.0mL蒸餾水溶解，于4℃、12000×g離心20min，取上清液1.0mL放入具塞試管，加入5mL考馬斯亮藍染液，混勻后靜置2min，在595nm波長處測吸光度。

式中：m1為標準曲線查得的蛋白質(zhì)質(zhì)量/μg；V為提取液總體積/mL；Vs為吸取樣品液體積/mL；m2為稱取樣品質(zhì)量/g。

1.4.2 物理性質(zhì)測定

1.4.2.1 休止角測定

參照林弘通[10]的方法。將10g西蘭花超微粉沿8cm高度漏斗落下至水平放置的平板上，待粉完全落下后，測定西蘭花干粉堆積斜面與平板的夾角，記作休止角。

1.4.2.2 容重測定

將西蘭花干粉緩慢加入5.0mL量筒中，加入到1mL時，對樣品進行稱質(zhì)量，單位體積的質(zhì)量即為容重[11]，反復測定4次。

1.4.2.3 溶解性測定

參照廖小軍等[12]的方法。將西蘭花超微粉用蒸餾水配制成3.0g/100mL西蘭花干粉溶液，30℃恒溫水浴中保溫5min，裝入離心管中搖勻，以1000r/min轉(zhuǎn)速離心10min，測量離心管中沉淀物高度及溶液總高度，以沉淀高度和液體總高度比值表示溶解性，比值越小表示溶解性越大。

1.4.3 DPPH自由基清除能力測定

甲醇提取液制備：稱取2.0g 4個等級不同粒度的西蘭花干粉于250mL錐形瓶中，加入50mL甲醇，振蕩24h，過濾，定容至100mL，于－18℃冰箱中待用[13]。

取一定質(zhì)量濃度的樣品甲醇溶液(1.5～3.0mg/mL)3mL加入5mL 6.34×10-5mol/L的DPPH乙醇溶液，混勻后在室溫條件下靜置30min，以5mL乙醇和3mL甲醇的混和液為參比，測定517nm波長處的吸光度[14]。

式中：A0為空白對照液的吸光度(以甲醇代替樣品液)；Ai為樣品組的吸光度；Aj為樣品溶液本身的吸光度(以無水乙醇代替顯色劑)。

以樣品質(zhì)量濃度對清除率作圖，求出清除率為50%時所需樣品質(zhì)量濃度，即半清除質(zhì)量濃度(EC50)。陽性對照：VC質(zhì)量濃度分別為1×10-3、3×10-3、5×10-3、7×10-3mg/mL。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同粒度范圍西蘭花凍干粉特性

真空冷凍干燥西蘭花經(jīng)超微粉碎后按照粒度大小分級，測其不同粒度范圍干粉的物理化學特性，結(jié)果見表1。

表1 不同粒度范圍凍干西蘭花干粉理化特性(±s, n=3)Table 1 Properties of broccoli power with different particle sizes(±s, n=3)

表1 不同粒度范圍凍干西蘭花干粉理化特性(±s, n=3)Table 1 Properties of broccoli power with different particle sizes(±s, n=3)

注：同行不同小寫字母表示差異顯著(P＜0.05)(經(jīng)Duncan’s法檢驗)。下同。

物化特性 分級80～160目 160～240目 240～500目 ＞500目VC含量/(g/100g)葉綠素含量/(mg/g)可溶性蛋白含量/(mg/g)休止角/(°)容重/(g/mL)0.37±0.01b 1.12±0.01b 1.76±0.10b 44.16±0.06d 0.24±20.40×10－3b 0.32±0.02a 1.06±0.07ab 0.91±0.03a 35.20±0.03a 0.29±0.50×10－3a 0.33±0.01a 0.99±0.04a 0.97±0.05a 35.94±0.04b 0.28±1.30×10－3a 0.37±0.01b 1.10±0.01b 0.99±0.06a 38.61±0.04c 0.27±0.70×10－3a

由表1可知，240～500目和＞500目的西蘭花凍干粉中VC及葉綠素含量顯著高于80～160目和160～240目西蘭花凍干粉，＞500目西蘭花凍干粉可溶性蛋白含量明顯高于其他粒度范圍的西蘭花凍干粉。這可能是由于＞500目的西蘭花凍干粉細胞破碎率大于其他粒度西蘭花干粉，導致蛋白質(zhì)等細胞內(nèi)容物釋放量增多的緣故。

休止角(θ)是評價粉末流動性的一個重要參數(shù)，θ≤30°流動性好，θ≤40°可以滿足生產(chǎn)過程中流動性需求，θ＞40°流動性差[15]。由表1可知，西蘭花凍干粉休止角隨著其粒度減小而顯著(P＞0.05)增大，即流動性顯著性降低，這可能是由于微粒表面聚合力增大，導致其具有的吸附和凝聚性能增強[16]。80～160目、160～240目及240～500目西蘭花凍干粉容重沒有顯著差異，＞500目西蘭花凍干粉容重顯著小于其他粒度范圍西蘭花凍干粉，說明顆粒越細，空隙率越大。

2.2 不同粒度范圍西蘭花凍干粉溶解性

真空冷凍干燥西蘭花經(jīng)超微粉碎后按照粒度大小分級，測其不同粒度范圍凍干粉的溶解性，結(jié)果見圖1。

圖1 不同粒度西蘭花粉溶解性Fig.1 Solubility of broccoli power with different particle sizes

由圖1可知，真空冷凍干燥西蘭花干粉溶解性隨其粒度的減小而增大，說明西蘭花凍干粉越細，溶解性越好。其中240～500目與＞500目西蘭花凍干粉沒有顯著差異(P＜0.05)，但顯著高于80～160目和160～240目西蘭花凍干粉，這可能是由于隨著粒度減小，顆粒比表面積增大，有序結(jié)構(gòu)被打亂，水分子與羥基結(jié)合機會增多[17]的緣故。

2.3 不同粒度范圍西蘭花凍干粉DPPH自由基清除能力

真空冷凍干燥西蘭花經(jīng)超微粉碎后按照粒度大小分級，測其不同粒度范圍的干粉清除DPPH自由基的能力，結(jié)果見圖2和表2。

表2 不同粒度西蘭花干粉清除DPPH自由基的EC50值(±s, n=3)Table 2 EC50 of broccoli power with different particle sizes for scavenging DPPH free radicals(±s, n=3)

表2 不同粒度西蘭花干粉清除DPPH自由基的EC50值(±s, n=3)Table 2 EC50 of broccoli power with different particle sizes for scavenging DPPH free radicals(±s, n=3)

粒度分布 80～160目 160～240目 240～500目 ＞500目 VC EC50/(mg/mL) 1.40±0.02a 1.32±0.03b 1.28±0.01b 1.20±0.01c 2.54×10-3

圖2 不同粒度西蘭花凍干粉清除DPPH自由基的清除率Fig.2 DPPH radical scavenging activity of broccoli power with different particle sizes

DPPH自由基是一種穩(wěn)定的、以氮為中心的質(zhì)子自由基，其乙醇溶液呈紫色，并在517nm波長處有最大吸收，抗氧化劑能提供一個電子與DPPH自由基的孤對電子配對，而使其褪色[18]，這種顏色變淺的程度與配對電子數(shù)成化學計量關系，因而可用分光光度法定量分析[19]。由圖2可知，不同粒度的西蘭花凍干粉，DPPH自由基的清除率均隨著其提取液質(zhì)量濃度的增加而增大，0.5～2.0mg/mL范圍內(nèi)160～240目與240～500目相應質(zhì)量濃度上DPPH自由基清除率沒有顯著差異，但顯著小于＞500目粉體的相應質(zhì)量濃度。

由表2可知，西蘭花凍干粉DPPH自由基的半清除質(zhì)量濃度(EC50)值大小依次為：80～160目＞160～240目＞240～500目＞500目以上，說明隨西蘭花凍干粉粒度減小DPPH自由基清除能力增加，其中超微西蘭花凍干粉能顯著高于其他粒度范圍粉體。這可能是由于隨粒度的減小，細胞內(nèi)容物釋放增多，具有抗氧化的活性物質(zhì)溶出度增加，從而導致其抗氧化活性增加。

3 結(jié) 論

3.1 真空冷凍干燥西蘭花經(jīng)超微粉碎后，由于粒度的減小及比表面積的增大，其理化性質(zhì)得到顯著改善。西蘭花凍干超微粉(＞500目)可溶性蛋白含量明顯高于其他粒度粉體；隨粒度減小，凍干粉流動性減小，但其溶解性增大，粉體的微細化可以有效改善其溶解性。

3.2 隨西蘭花凍干粉粒度的減小，清除DPPH自由基的能力增加，抗氧化活性顯著提高。

[1]王蓉, 何磊.西蘭花中的抗癌成分及其活性的初步研究[J].食品科學, 2009, 30(7)∶ 243-245.

[2]于康.天賜良藥∶ 花椰菜[J].藥物與人, 2005(11)∶ 34.

[3]姜小萍.西蘭花提取物抗氧化性研究的意義[J].微量元素與健康的研究, 2011, 28(3)∶ 40-41.

[4]HASTY P, VIJG J.Genomic priorities in aging[J].Sceience, 2002,296∶ 1250-1251.

[5]莊志發(fā), 季斌, 馮子惠.細胞級超細粉碎的研究應用[J].食品與機械,1996(1)∶ 9-12.

[6]劉啟覺, 王繼煥.大米微粉碎工藝特點及參數(shù)[J].糧食與飼料工業(yè),1998(8)∶ 17-18.

[7]POKORNY J.Natural antioxidant for food use[J].Trends in Food Science and Technology, 1991, 9∶ 223-227.

[8]劉玉環(huán), 楊德江, 馮九海, 等.西蘭花真空冷凍干燥的加工工藝及機理[J].食品與發(fā)酵工業(yè), 2008, 34(10)∶ 110-112.

[9]大連輕工業(yè)學院.食品分析[M].北京∶ 中國輕工業(yè)出版社, 1994.

[10]林弘通(日).乳粉制造工程[M].北京∶ 中國輕工業(yè)出版社, 1987.

[11]張鐘, 劉曉明.不同干燥方法對生姜粉物理性質(zhì)的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學報, 2005, 21(11)∶ 186-188.

[12]廖小軍, 胡小松, 劉葳.胡蘿卜粉的理化性質(zhì)及其應用研究[J].食品科學, 2004, 25(2)∶ 61-64.

[13]方雪花.鮮切南瓜生理特性與南瓜粉抗氧化活性[D].杭州∶ 浙江大學, 2005∶ 5.

[14]梁云.幾種天然抗氧化劑抗氧化性能比較研究[D].無錫∶ 江南大學, 2008.

[15]徐月紅, 王寧生.微粉化對三七質(zhì)量影響的研究[J].顆粒制備與處理, 2004(6)∶ 28-30.

[16]潘思軼, 王可興, 劉強.不同粒度超微粉碎米粉理化特性研究[J].中國糧油學報, 2003, 18(5)∶ 1-4.

[17]史俊麗.超微細化大米淀粉的制備和特性研究[D].武漢∶ 華中農(nóng)業(yè)大學, 2005.

[18]YAMAGUCHI T, TAKAMURA H, MATOBA T, et al.HPLC method for evaluation of the free radical-scavenging activity of foods by using 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl[J].Bioscience Biotechnology Biochemistry, 1998, 62(6)∶ 1201-1204.

[19]ARUOMA O I.Nutrition and heal the aspects of free radicals and antioxidants[J].Food Chemistry Toxic, 1994, 32(7)∶ 671-683.