黃壽恩 李忠海 何新益

（1.中南林業(yè)科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410004；2.長(zhǎng)沙理工大學(xué)，湖南 長(zhǎng)沙 410114；3.天津農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)系，天津 300384）

抗氧化物質(zhì)是指能有效抑制自由基氧化反應(yīng)的物質(zhì)，其作用或直接與自由基反應(yīng)，抑或間接消耗掉易生成自由基的物質(zhì)，防止進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)［1］。柑橘皮中富含VC、多酚和黃酮類化合物等抗氧化物質(zhì)。研究［2］發(fā)現(xiàn)，橙皮、桔皮和柚皮提取物均具有清除DPPH自由基和抑制羥自由基的能力，其中以桔皮提取物的抑制和清除效果最好。柚皮、甜橙皮渣、紅桔皮的水提液對(duì)H2O2也具有較強(qiáng)的清除作用［3］。其中，柑橘皮中的5種黃酮單體均具有一定抗亞油酸氧化能力，其效果強(qiáng)于蘆?。?］，特別是橘皮苷是柑橘中主要的類黃酮，多甲氧基黃酮?jiǎng)t是近年來(lái)柑橘中發(fā)現(xiàn)的具有最強(qiáng)抗氧化活性的黃酮類化合物。

而在柑橘皮綜合利用過(guò)程中，不管是出于保存的目的，還是為滿足進(jìn)一步加工的需要，柑橘皮往往要先進(jìn)行適當(dāng)?shù)母稍锾幚恚?，6］，不同的干燥方法因傳熱方式、受熱條件、失水速度等因素的不同，可能使柑橘皮中活性成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，進(jìn)而影響其生理活性。特別是在變溫壓差膨化干燥過(guò)程中，柑橘皮經(jīng)歷了相對(duì)高溫高壓、瞬間泄壓達(dá)到真空、真空加熱脫水等步驟［7］，因此，本研究擬對(duì)不同干燥方式對(duì)柑橘皮中抗氧化物質(zhì)及抗氧化能力的影響進(jìn)行研究，進(jìn)而篩選出合適的柑橘皮干燥方式，為生產(chǎn)實(shí)際提供指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

柑橘皮：溫州蜜柑，2012年8月中旬采摘于湖南省石門(mén)縣；

標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照品：柚皮苷（含量99.76%），橙皮苷（含量≥98%），新橙皮苷（含量≥98%），橙黃酮（含量98.7%），川陳皮素（含量≥98%），桔皮素（含量≥98%），上海安譜科學(xué)儀器有限公司；

二甲基亞砜：分析純，廣東光華科技股份有限公司；

冰醋酸：分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；

甲醇：HPLC級(jí)，美國(guó)TEDIA公司；

去離子水：用Millipore過(guò)濾系統(tǒng)純化（18MΩ·cm）；

乙醇（95%）、蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品：天津市基準(zhǔn)化學(xué)試劑公司。

1.2 主要儀器設(shè)備

冷凍干燥機(jī)：LGJ-18S型，北京松源華興科技發(fā)展有限公司；

變溫壓差膨化干燥機(jī)組：QDPH-20型，天津勤德新材料科技有限公司；

熱風(fēng)干燥機(jī)：實(shí)驗(yàn)型，上海?，攲?shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；

離心機(jī)：LD5-2B型，北京雷勃爾離心機(jī)有限公司；

可見(jiàn)分光光度計(jì)：WFJ7200型，上海尤尼柯儀器有限公司；

數(shù)顯恒溫水浴鍋：HH型，金壇市金城國(guó)勝實(shí)驗(yàn)儀器廠；

循環(huán)水式多用真空泵：SHB-III型，鄭州長(zhǎng)城科工貿(mào)有限公司；

LC-20A液相色譜系統(tǒng)：配備二元高壓梯度泵、二極管陣列檢測(cè)器，柱溫箱，自動(dòng)進(jìn)樣器及LC-Solution色譜數(shù)據(jù)處理工作站等，日本Shimadzu公司；

C18液相色譜柱：5μm，150mm×4.6mm，美國(guó) Agilent公司；

上皿電子天平：FA2004型，上海精科天平儀器總廠。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 原料預(yù)處理及干燥工藝

（1）原料預(yù)處理：取溫州蜜桔皮100g浸入40%麥芽糖漿（浸漬物料∶糖漿＝1∶6），在40℃下浸漬3 0min；煮糖后撈出瀝水，凍融（將經(jīng)浸糖處理的柑橘皮裝入塑料袋中，密封，置于－18℃冷庫(kù)中冷凍，根據(jù)要求凍融相應(yīng)的次數(shù)，每次冷凍的時(shí)間要求達(dá)到24h以上，使原料的水分分布基本達(dá)到一致。冷凍多次的樣品要在達(dá)到24h以后再在常溫下進(jìn)行解凍，待解凍完全時(shí)，再進(jìn)行冷凍），隨機(jī)分成3份，分別進(jìn)行真空冷凍干燥、變溫壓差膨化干燥、熱風(fēng)干燥。

（2）3種干燥工藝：① 真空冷凍干燥：冷凍后的柑橘皮置于冷凍干燥機(jī)托盤(pán)上，冷凍干燥20h。② 變溫壓差膨化干燥：將橘皮凍融2次，將物料進(jìn)行膨化干燥處理。膨化干燥工藝條件為：膨化溫度105℃，保持5min后泄壓，抽真空干燥溫度7 0～75℃，抽真空干燥時(shí)間150～200min。③ 熱風(fēng)干燥：將橘皮置于電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)進(jìn)行熱風(fēng)干燥，熱風(fēng)溫度60℃。干制品最終水分含量控制在8%以下，以干基計(jì)。（3）包裝：脫水后的樣品應(yīng)及時(shí)密封、包裝，以免吸入水分。

表1 樣品處理方法Table 1 The treatment methods of samples

1.4 檢測(cè)與分析方法

1.4.1 水分的測(cè)定 參見(jiàn)文獻(xiàn)［8］。

1.4.2 Vc的測(cè)定 采用2，6-二氯酚靛酚法。參照 GB 6 195－86，修改如下：吸取濾液5mL，置于50mL三角瓶中，快速加入2，6-二氯靛酚溶液滴定，直至紅色不能立即消失，而后再盡快地一滴一滴的加入，以呈現(xiàn)的粉紅色在15s內(nèi)不消失為終點(diǎn)，同時(shí)做空白。計(jì)算公式見(jiàn)式（1）。

式中：

x——樣品中抗壞血酸含量，mg/100g；

T——1mL染料溶液相當(dāng)于抗壞血酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的量，mg/mL；

V——滴定試樣時(shí)消耗染料的體積，mL；

V0——滴定空白時(shí)消耗染料的體積，mL；

高鐵會(huì)促進(jìn)民航票價(jià)的穩(wěn)定，二者之間相互制約，相互競(jìng)爭(zhēng)，有利于價(jià)格的均衡。高鐵有效改善了民航運(yùn)輸業(yè)的壟斷性，有利于促進(jìn)民航降低票價(jià)，優(yōu)化服務(wù)。高鐵的運(yùn)營(yíng)，可以采取針對(duì)老年乘客的特殊服務(wù)策略，更多地考慮老人的感受，也可以進(jìn)行早高峰晚高峰和其余時(shí)間的差別定價(jià)，可以針對(duì)女性旅客開(kāi)設(shè)女性候機(jī)室等來(lái)優(yōu)化服務(wù)[2]。

m——滴定時(shí)所取濾液中含有樣品的質(zhì)量，g。

1.4.3 黃酮類化合物的測(cè)定 參見(jiàn)文獻(xiàn)［9］。

1.4.4 多酚的測(cè)定 參見(jiàn)文獻(xiàn)［10］。

1.4.5 羥自由基清除率的測(cè)定 參見(jiàn)文獻(xiàn)［11］和［12］。

1.4.6 總還原力的測(cè)定 參見(jiàn)文獻(xiàn)［13］。

1.4.7 Vc、多酚、黃酮指標(biāo)的折算方法 將指標(biāo)換算成0水分含量下進(jìn)行比較。換算公式見(jiàn)式（2）。

式中：

X——換算成0水分含量時(shí)VC、多酚、黃酮的含量；

x——換算前VC、多酚、黃酮的含量；

y——柑橘皮的水分含量；

m——測(cè)定指標(biāo)時(shí)稱量的質(zhì)量。

1.4.8 羥自由基清除率的換算方法 由于羥自由基清除率與水分的比例關(guān)系并不確定，因此只能對(duì)測(cè)定時(shí)的濃度進(jìn)行換算，為便于比較，本研究將換算成與鮮樣水分含量相同時(shí)的濃度。此處以膨化樣品中0.05g/mL為例：設(shè)換算后的濃度應(yīng)為x，則根據(jù)干物質(zhì)相等有x（1－72.70%）＝0.05（1－6.24%），解得x＝0.17。同理，可計(jì)算其余數(shù)據(jù)。

1.4.9 柑橘皮中黃酮類的測(cè)定方法

（1）樣品前處理：準(zhǔn)確稱取粉碎后的均勻樣品1.000g于50mL玻璃離心管中，加20mL提取液，超聲提取3 0min，離心將上清液轉(zhuǎn)移至50mL容量瓶中，繼續(xù)往離心管中加提取液20mL，超聲提取30min，離心（5 000r/min，10 min），合并上清液，定容并充分搖勻，過(guò)0.45μm有機(jī)濾膜過(guò)濾上機(jī)。

（2）色譜條件：高效液相色譜：LC-20A液相色譜系統(tǒng)（配LC-Solution色譜數(shù)據(jù)處理工作站）；色譜柱：Agilent C18液相色譜柱（5μm，150mm×4.6mm）；檢測(cè)波長(zhǎng)：UV 2 83nm；流動(dòng)相：甲醇和0.1%乙酸水；流速：0.8mL/min；柱溫：35℃；進(jìn)樣量：20μL；采用梯度洗脫，如表2所示，保留時(shí)間定性，外標(biāo)法定量。

表2 流動(dòng)相梯度洗脫程序Table 2 The procedure of gradient elution of mobile phase

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)柑橘皮中主要抗氧化成分的影響

由表3、4可知：新鮮柑橘皮中抗氧化物質(zhì)中多酚含量最高，黃酮類次之，Vc含量最少；經(jīng)式（2）將柑橘皮換算成0水分含量后，柑橘皮固形物中的抗氧化物質(zhì)含量仍然符合上述排列。

由表5可知，3種干燥方式中，真空冷凍干燥是對(duì)柑橘皮干燥處理最行之有效的方法（水分的損失率92.13%），變溫壓差膨化干燥次之（水分的損失率9 1.42%），熱風(fēng)干燥效果最差（水分的損失率87.72%）；真空冷凍干燥對(duì)柑橘皮中的Vc影響最小（Vc損失率11.26%），另兩種干燥方式對(duì)Vc的影響均極顯著，可能是因?yàn)閂c是對(duì)溫度非常敏感的物質(zhì)，過(guò)高的溫度容易導(dǎo)致其發(fā)生反應(yīng)，改變?cè)械慕Y(jié)構(gòu)；上述情況在對(duì)多酚的影響中也有所體現(xiàn)，由于長(zhǎng)時(shí)間高溫使得熱風(fēng)干燥樣品的損失情況比變溫壓差膨化干燥嚴(yán)重；變溫壓差膨化干燥對(duì)黃酮類成分的損失影響最大，達(dá)74.53%，大幅高出熱風(fēng)干燥（51.89%），究其原因，可能是由于變溫壓差膨化干燥過(guò)程中的升溫方式和壓強(qiáng)改變對(duì)其產(chǎn)生的影響所至。

表3 新鮮柑橘皮和經(jīng)不同干燥方式處理的柑橘皮中水分及抗氧化成分含量Table 3 The moisture and antioxidant contents of fresh orange peels and those dried by different methods

表4 新鮮柑橘皮和經(jīng)不同干燥方式處理的柑橘皮中水分及抗氧化成分含量（干基）Table 4 The moisture and antioxidant contents of fresh orange peels and those dried by different methods（dry matter basis）

表5 不同方式干燥前后樣品水分、Vc、多酚、黃酮的損失率Table 5 The loss ratio of water，Vc，polyphenols and flavonoids in orange peels before and after drying/%

2.2 對(duì)柑橘皮抗氧化活性的影響

2.2.1 對(duì)羥自由基清除率的影響 羥基自由基（·OH）是一種氧化能力極強(qiáng)的自由基，容易氧化各種生命大分子物質(zhì)，造成生物組織脂質(zhì)的過(guò)氧化、核酸斷裂、蛋白質(zhì)和多糖分解。由圖1可知，經(jīng)冷凍干燥后的柑橘皮提取液對(duì)·OH的清除率隨著提取液濃度的上升而逐步提高，上升趨勢(shì)較為平緩，效果好于其余兩種干燥方式，這在一定程度上說(shuō)明冷凍干燥對(duì)柑橘皮中抗氧化成分的破壞最??；變溫壓差膨化干燥處理后柑橘皮中提取液對(duì)·OH的清除率影響最大，且其效果差于熱風(fēng)干燥。結(jié)合2.1的試驗(yàn)結(jié)果分析認(rèn)為，導(dǎo)致這種情況的原因可能是：在柑橘皮提取液中起主要抗氧化作用的物質(zhì)是黃酮類成分，而黃酮類成分對(duì)壓強(qiáng)變化和升溫方式較為敏感。例如Grun等［14］曾發(fā)現(xiàn)，溫度的突變使得相當(dāng)多的丙二酰黃豆甙和乙酰黃豆甙發(fā)生去酯化而轉(zhuǎn)化成異黃酮糖苷；且不同的黃酮苷元的熱耐受性也具有差異，黃惠華等［15］證實(shí)：在95℃下，整個(gè)60min的時(shí)間范圍內(nèi)，染料木黃酮表現(xiàn)穩(wěn)定，而黃豆苷原含量的下降表現(xiàn)出一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)關(guān)系，對(duì)于大豆黃素，則在前10min表現(xiàn)出一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)關(guān)系。因此，經(jīng)變溫壓差膨化干燥處理后，柑橘皮中不穩(wěn)定的黃酮類物質(zhì)含量大幅度下降，導(dǎo)致其提取液整體對(duì)羥自由基的清除效果也較差。

圖1 不同濃度柑橘皮對(duì)羥自由基清除率的變化Figure 1 Effect of the orange peel concentrations on hydroxyl radical scavenging capacities

2.2.2 對(duì)柑橘皮還原力的影響 柑橘皮提取液可將反應(yīng)體系中的Fe3＋還原成Fe2＋，而Fe2＋在700nm處有強(qiáng)吸收，因此，此吸光度下吸光度越大則表示其還原能力越強(qiáng)。由圖2可知，經(jīng)冷凍干燥后柑橘皮提取液的還原力與未經(jīng)干燥處理的柑橘皮鮮樣在濃度0.05～0.15g/mL范圍內(nèi)相近，其再次體現(xiàn)了冷凍干燥的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)槔鋬龈稍飳?duì)柑橘皮中抗氧化物質(zhì)的含量幾乎沒(méi)有影響（見(jiàn)2.1）。變溫壓差膨化干燥柑橘皮提取液的還原力和熱風(fēng)干燥的變化情況類似，均呈線性變化，但變溫壓差膨化干燥對(duì)柑橘皮中的抗氧化物質(zhì)的破壞更大。

圖2 不同工藝處理的柑橘皮提取液的還原力Figure 2 The reducing power of orange peel extract treated by different technical methods

2.3 對(duì)黃酮類化合物的影響

2.3.1 6種黃酮類化合物標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制及線性關(guān)系考察

柑橘中含有豐富的黃酮類成分，已從柑橘果實(shí)中分離出的黃酮類單體有60多種，其中柚皮苷、橙皮苷、新橙皮苷、橙黃酮、川陳皮素、桔皮素6種黃酮類單體是柑橘皮中最為重要的活性成分，具有獨(dú)特的藥理作用［14，16－23］。本研究精密稱取一定量的上述6種標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照品，用流動(dòng)相溶解后配制成一定濃度的儲(chǔ)備液，按表6稀釋成系列質(zhì)量濃度的對(duì)照品溶液，按1.4.3進(jìn)行分析，對(duì)照品色譜圖及標(biāo)準(zhǔn)曲線分別見(jiàn)圖3、4。

表6 6種對(duì)照品標(biāo)準(zhǔn)曲線系列質(zhì)量濃度Table 6 The mass concentration of standard curve of the six standard substances /（μg·mL－1）

圖3 6種對(duì)照品的HPLC譜圖Figure 3 The HPLC Chromatogram of the six standard substances

圖4 6種對(duì)照品的標(biāo)準(zhǔn)曲線Figure 4 The standard curve of six reference substances

計(jì)算每種對(duì)照品各系列質(zhì)量濃度下的峰面積，以峰面積X為橫坐標(biāo)，對(duì)照品濃度Y為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，進(jìn)行線性回歸分析，結(jié)果（見(jiàn)表7）表明：各對(duì)照品在濃度范圍內(nèi)峰面積與濃度之間有良好的線性關(guān)系。

表7 對(duì)照品標(biāo)準(zhǔn)曲線線性回歸方程Table 7 The linear regression equation of the standard curve of standard substances

表7 對(duì)照品標(biāo)準(zhǔn)曲線線性回歸方程Table 7 The linear regression equation of the standard curve of standard substances

表中Y為對(duì)照品濃度（μg/mL），X為峰面積。

對(duì)照品 回歸方程 相關(guān)系數(shù)（R2）柚皮苷 Y ＝2.721 5×10－5 X 0.999 9橙皮苷 Y ＝2.196 0×10－5 X 1.0000新橙皮苷 Y ＝2.231 1×10－5 X 1.0000橙黃酮 Y ＝2.446 8×10－5 X 1.0000川陳皮素 Y ＝2.027 4×10－5 X 1.0000桔皮素 Y ＝1.783 3×10－5X 1.000 0

2.3.2 對(duì)黃酮類化合物含量的影響 不同方法干燥樣品的HPLC譜圖見(jiàn)圖5，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算所得樣品中各活性成分的含量見(jiàn)表8。

在研究變溫壓差膨化干燥果蔬生產(chǎn)工藝中，經(jīng)常對(duì)膨化原料進(jìn)行浸糖處理，這樣做一方面是起到脫水作用，即利用高濃度糖液產(chǎn)生的滲透壓，使物料中的水分在短時(shí)間內(nèi)脫除；另一方面是糖液滲透到原料組織內(nèi)部，起到填充組織的作用，使產(chǎn)品膨化均勻，口感較好。比較樣品1與4可知，在樣品1中僅檢測(cè)出33.490mg/g的橙皮苷，而在樣品4中可檢測(cè)出50.627mg/g的橙皮苷。這說(shuō)明浸糖預(yù)處理步驟對(duì)柑橘皮中的橙皮苷含量影響較大，這可能是因?yàn)楦邼舛鹊奶且簼B入到柑橘皮組織后，使膨化原料的含糖量增加，柑橘皮中原有的橙皮苷由于較高的滲透壓導(dǎo)致其隨水分滲出，或在新的高濃度糖液環(huán)境中其糖端基碳與苷元形成新的化學(xué)平衡，改變了橙皮苷的含量。浸糖預(yù)處理對(duì)柑橘皮原有的橙皮苷產(chǎn)生較大的影響，而對(duì)柚皮苷、新橙皮苷、橙黃酮、桔皮素的影響較小，甚至在樣品1中檢測(cè)出的川陳皮素（0.415mg/g）比鮮品干燥的樣品4的量（0.384mg/g）略高。

將樣品3與5對(duì)比可知，樣品3中所檢測(cè)到的6種黃酮類成分均少于樣品5。特別是橙皮苷，樣品3中的橙皮苷（30.943mg/g）要比樣品5中的橙皮苷（56.717mg/g）少4 5.4%，這兩種樣品工藝的唯一區(qū)別就在于是否進(jìn)行了浸糖預(yù)處理。由此可確定，是浸糖預(yù)處理導(dǎo)致了鮮品柑橘皮中黃酮類成分的損失。同時(shí)，結(jié)合上述樣品1與4的對(duì)比情況，可以推測(cè)：浸糖預(yù)處理是直接導(dǎo)致柑橘皮中橙皮苷損失的原因；而柚皮苷、新橙皮苷、橙黃酮、川陳皮素、桔皮素的流失，則可能是間接造成的；經(jīng)浸糖預(yù)處理柑橘皮的黃酮類成分，在高濃度的糖分條件下使其出現(xiàn)吸濕回潮現(xiàn)象，在此基礎(chǔ)又經(jīng)后續(xù)的熱風(fēng)長(zhǎng)時(shí)間干燥，誘使原有的部分黃酮類成分發(fā)生了復(fù)雜的化學(xué)變化，從而引起損耗。當(dāng)然，也不能排除是柑橘皮中各種黃酮類成分的不同溶解度對(duì)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生的影響，例如在同樣溫度下1g的橙皮苷溶于50L水，而川陳皮素僅可溶于1L水［14－18，24］。

圖5 HPLC法測(cè)定樣品中黃酮類成分含量Figure 5 The component content of flavonoids in samples by HPLC method

將均經(jīng)過(guò)浸糖預(yù)處理的樣品2與樣品1、3對(duì)比可知，無(wú)論采用何種干燥方式均不能在樣品中檢測(cè)出柚皮苷、新橙皮苷的存在，這與文獻(xiàn)［24］報(bào)道的試驗(yàn)結(jié)果有所出入，可能是由于所用樣品或者檢測(cè)方法不同所造成的；本試驗(yàn)所用的溫州蜜柑采自2012年8月中旬，果實(shí)尚未完全成熟，這也可能是原因之一；在檢測(cè)出的另4種黃酮類成分中，經(jīng)變溫壓差膨化干燥的柑橘皮樣品所含的量均介于真空冷凍干燥和熱風(fēng)干燥之間，即變溫壓差膨化干燥對(duì)柑橘皮中這4種黃酮類成分的破壞性要低于熱風(fēng)干燥而要高于冷凍干燥。

表8 不同處理樣品中黃酮類成分的含量Table 8 The component content of flavonoids in different treated samples /（mg·g－1）

3 結(jié)論

（1）在3種不同干燥方式中，真空冷凍干燥干燥對(duì)抗氧化活性物質(zhì)的影響最?。蛔儨貕翰钆蚧稍飳?duì)新鮮柑橘皮中的多酚成分破壞較小，對(duì)Vc及黃酮類成分的保護(hù)效果均差于傳統(tǒng)的熱風(fēng)干燥。

（2）冷凍干燥的處理環(huán)境溫度較低，柑橘皮抗氧化活性變化曲線較溫和；相對(duì)于熱風(fēng)干燥方式而言，變溫壓差膨化干燥的升溫模式相對(duì)劇烈，對(duì)柑橘中抗氧化成分的破壞較大。

（3）通過(guò)本研究可以明確不同的干燥方式對(duì)柑橘皮中各種黃酮類成分的影響各異。在開(kāi)發(fā)應(yīng)用柑橘皮中的黃酮類成分時(shí)，要根據(jù)所需黃酮單體的特點(diǎn)對(duì)原料采取不同的干燥方式，對(duì)于橙皮苷，則要避免或弱化浸糖預(yù)處理的條件。

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