鉏曉艷,王偉瓊,李新,耿勝榮,廖濤,葉麗秀,程薇
(湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所,湖北武漢430064)
花生蔓水提物抗氧化性及飲品配方研究
鉏曉艷,王偉瓊,李新,耿勝榮,廖濤,葉麗秀,程薇*
(湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所,湖北武漢430064)
研究花生蔓水提物的主要成分、含量及抗氧化性,并創(chuàng)制花生蔓保健飲品。試驗(yàn)結(jié)果表明,花生蔓水提物中總糖、可溶性多糖、黃酮類化合物含量分別為(15.04±0.91)%、(5.79±0.51)%、(2.03±0.36)%?;ㄉ嵛锟寡趸饔幂^強(qiáng),當(dāng)添加量為50mg/mL時(shí),對羥基OH自由基和DPPH自由基的清除率可達(dá)(90.51±2.94)%和(80.75±3.05)%。正交試驗(yàn)結(jié)果表明,花生蔓飲品的最優(yōu)配方為花生蔓水提物4.00 g/100mL、蔗糖6.00 g/100mL、蜂蜜2.40 g/100mL、檸檬酸0.40 g/100mL、薄荷香精0.10g/100mL、復(fù)合穩(wěn)定劑0.15 g/100mL(羧甲基纖維素鈉∶黃原膠∶果膠=5∶2∶3,質(zhì)量比)。獲得的飲品抗氧化性強(qiáng)、口感良好,調(diào)配方法簡單可行,適宜進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。
花生蔓水提物;抗氧化活性;飲品配方
花生蔓(Arachis hypogaea L.vine),是豆科落花生屬植物花生的莖葉,性平、味微苦[1],具鎮(zhèn)靜安眠、調(diào)節(jié)免疫、抗氧化等作用[2]。目前花生蔓的研究主要集中于鎮(zhèn)靜安神及該療效的臨床應(yīng)用[3],針對其抗氧化保健作用的研究及應(yīng)用鮮有報(bào)道。
本文前期研究顯示花生蔓水提物中含有豐富的多糖類、黃酮類物質(zhì)。而該兩種物質(zhì)在其他植物中體現(xiàn)了較強(qiáng)的抗氧化能力,如山藥多糖[4]、板栗多糖[5]、苦蕎籽粒黃酮[6]、山竹黃酮[7]等在體外抗氧化試驗(yàn)中,體現(xiàn)了對超氧陰離子、羥基(OH)自由基、1,1-二苯基-2-苦基肼(DPPH)自由基較強(qiáng)的清除作用。
本文運(yùn)用超微粉碎+閃式提取+熱水浸提獲得花生蔓水提物,對其中多糖和黃酮類物質(zhì)進(jìn)行了定量分析,并研究花生蔓水提物對OH自由基、DPPH自由基的清除效果。此外,通過正交試驗(yàn)優(yōu)化花生蔓水提物飲品及穩(wěn)定劑配方,以期創(chuàng)制出口感風(fēng)味良好,并有益健康的花生蔓飲品,并為其進(jìn)一步工業(yè)生產(chǎn)提供依據(jù)。
1.1 材料與儀器
花生蔓:湖北省鐘祥市花生種植基地提供;蔗糖、
蜂蜜、檸檬酸、薄荷香精、羧甲基纖維素鈉、黃原膠及果膠(均為食品級):萬方食品有限公司提供;DPPH標(biāo)準(zhǔn)品、蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品(均為色譜純):上海源葉生物科技有限公司提供;其他試劑均為分析純,國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司提供。
ZY-C450型多功能超微粉碎機(jī):許昌豫邦機(jī)械有限公司;722型紫外可見分光光度計(jì):天津市普瑞斯儀器有限公司;GD60型石墨消解儀:上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司;pB-10型pH計(jì):北京賽多利斯儀器有限公司;RE-52型旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀:上海亞榮生化儀器廠;ZHBE-50T閃式提取器:河南智晶生物科技有限公司。
1.2 方法
1.2.1 花生蔓水提物的制備
將花生蔓超微粉碎(壓力0.70MPa、轉(zhuǎn)速2400 r/min、加料速度12.00 kg/h),并密封干燥保存。準(zhǔn)確稱取花生蔓7 g,加140mL蒸餾水,混勻,閃式提取3min(60V)后,90℃水浴3 h。離心(4 000 r/min)取上清液,60℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)至原體積1/4,冷凍干燥24 h后,獲得棕色花生蔓水提物粉末。
1.2.2 成分測定
水分測定參照GB 5009.3-2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測定》的方法。蛋白質(zhì)測定參照GB/T 5511-2008《谷物和豆類氮含量測定和粗蛋白含量計(jì)算凱氏法》的方法??偺且暂焱壬╗8]測定。多糖用硫酸-苯酚法,根據(jù)葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算多糖的含量[4-5]。黃酮采用NaNO2-Al(NO3)3方法測定,以蘆丁為標(biāo)樣制定標(biāo)準(zhǔn)曲線,以濃度對吸光度進(jìn)行回歸,得回歸方程并計(jì)算含量[6-7]。
1.2.3 OH自由基及DPPH自由基清除率測定
樣品制備:稱取5 g花生蔓水提物,加蒸餾水定容至100mL,分別吸取2.5、5.0、10.0、15.0、20.0、25.0mL,定容至25mL,得5、10、20、30、40、50mg/mL樣品溶液。
OH自由基清除率測定[9]:將等體積硫酸亞鐵水溶液與水楊酸-乙醇溶液混合,加入1mL待測液及1mL過氧化氫溶液,混勻。37℃水浴30min,離心,冷卻。在510 nm處測定吸光度A,平行測定3次,結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差。按照公式1計(jì)算樣品的OH自由基清除率。
式中:A0為不加H2O2樣品溶液本底的吸光度;A1為空白對照液的吸光度;A2為加入樣品溶液后的吸光度。
DPPH自由基清除率測定[10]:取等體積待測液與95%乙醇混勻,加入DPPH溶液2mL,搖勻,避光放置30min,離心。在517 nm處的吸光度A,每一吸光值平行測定3次,結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差。按照公式2計(jì)算出樣品的DPPH自由基清除率。
式中:Ac為DPPH溶液與等體積95%乙醇混合液的吸光度;Ai為95%乙醇作參比測定其吸光度;Aj為待測液與等體積95%乙醇混合液。
1.2.4 飲品穩(wěn)定劑的復(fù)配
稱取3 g花生蔓水提取物定容于100mL,重復(fù)樣品10份,從1~10依次編號,按表1添加羧甲基纖維素鈉、黃原膠、果膠,穩(wěn)定劑總添加量為0.15 g/100mL,混勻后0℃貯藏20 d。分光光度計(jì)660 nm處測定樣品貯藏第0、5、10、15、20天時(shí)的吸光度(A),吸光度越小,表明液體中的懸浮顆粒數(shù)目越少,飲品越穩(wěn)定。穩(wěn)定劑及配比見表1。
表1 穩(wěn)定劑及配比Table1 Stabilizer and ratio
1.2.5 飲品配方優(yōu)化及感官評價(jià)
本文根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果,以花生蔓水提物、蔗糖、蜂蜜、檸檬酸、薄荷香精為因素設(shè)計(jì)L16(45)正交試驗(yàn)(表2)。采用百分制評分方法,分別從色澤、氣味、口感3方面對樣品進(jìn)行評價(jià)(具體評分標(biāo)準(zhǔn)見表3),選具備感官評分知識的評分員10人,結(jié)果取平均值。分析感官評價(jià)結(jié)果,對飲品進(jìn)行優(yōu)化,選出最佳配方。
表2 正交試驗(yàn)L16(45)因素及水平Table2 Factorsand levels in orthogonalarray design L16(45)
表3 花生蔓水提物保健飲品感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table3 Sensory evaluation criteria on health drink of Arachis hypogaea L.vineaqueousextracts(AHVAE)
1.2.6 統(tǒng)計(jì)分析
采用MicrosoftExcel軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并作圖。采用IBM SPSSStatistics18.0軟件最小顯著差數(shù)法(LSD法)進(jìn)行差異顯著性分析,數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示,同列含有不同小寫字母表示統(tǒng)計(jì)學(xué)上差異顯著(P<0.05)。
2.1 花生蔓水提物成分
花生蔓水提物成分含量結(jié)果見表4。
表4 花生蔓水提物成分含量Table4 Component content in the AHVAE %
由表4可知,總糖含量最高,占約15.04%?;钚猿煞种?,可溶性多糖含量達(dá)(5.79±0.51)%,而其它植物多糖含量多在2.00%~5.30%之間[11-13];黃酮類化合物的含量達(dá)(2.03±0.36)%,高于花生植株中黃酮類化合物含量在0.27%~1.52%之間[14]的研究結(jié)果。上述結(jié)果表明,花生蔓水提物中富含多糖、黃酮類物質(zhì),使用超微粉碎+閃式提取+熱水浸提的方法對多糖、黃酮類物質(zhì)提取效果良好。
2.2 花生蔓水提物對OH和DPPH自由基清除率的影響
圖1 花生蔓水提物對OH和DPPH自由基的清除作用Fig.1 Scavenging effectof AHVAE on OH and DPPH radicals
根據(jù)圖1A結(jié)果可知,花生蔓水提物和花生蔓多糖均體現(xiàn)了較好的OH自由基清除效果,清除率可達(dá)(90.51±2.94)%和(91.88±1.77)%,差異不顯著(P> 0.05)。根據(jù)圖1B結(jié)果可知,隨樣品濃度的增加,花生蔓水提物對DPPH自由基的清除率先增加后平緩;濃度為0~30 mg/mL時(shí),清除率明顯增大,濃度大于30mg/mL時(shí),DPPH自由基清除率增加緩慢,并逐漸趨于穩(wěn)定??傮w來說,花生蔓水提物對OH自由基的清除率與花生蔓多糖相當(dāng),但對DPPH自由基的清除率高于花生蔓多糖,可能是由于花生蔓水提物中除了多糖,還含有黃酮等抗氧化活性物質(zhì)。
2.3 花生蔓功能飲品的研制
2.3.1 穩(wěn)定劑對花生蔓水提物飲品穩(wěn)定性的影響
飲品貯藏期間穩(wěn)定劑的作用及方差分析結(jié)果見表5。
表5 飲品貯藏期間穩(wěn)定劑的作用及方差分析結(jié)果Table5 Effectof stabilizerson AHAVE drink during storage period and ANOVA analysis resu lts
本試驗(yàn)選取飲料中常用的羧甲基纖維素鈉、黃原膠和果膠作為飲料穩(wěn)定劑,組1~組3為單因素試驗(yàn),組4~組6為雙因素試驗(yàn),組7~組10為三因素試驗(yàn)。根據(jù)表5貯藏期穩(wěn)定性結(jié)果,貯藏0~10 d,各組的吸光度明顯升高,貯藏10 d~20 d,各組吸光度趨于穩(wěn)定。這可能是因?yàn)榛ㄉ嵛镏写嬖诘亩嗵?、黃酮類等物質(zhì)與穩(wěn)定劑逐漸結(jié)合形成懸浮溶液,在20d時(shí)溶液達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),故以20d各組的吸光度為依據(jù),選擇合適的穩(wěn)定劑。
單因素試驗(yàn)中各組溶液吸光度差異雖不顯著,但組1吸光度較小,溶液穩(wěn)定效果優(yōu)于組2和組3。雙因素試驗(yàn),組4與組5吸光度顯著低于組6(P<0.05),表明羧甲基纖維素鈉,與黃原膠和果膠復(fù)配均有較強(qiáng)協(xié)同增效作用,故選擇羧甲基纖維素鈉為復(fù)合穩(wěn)定劑中的主要成分,進(jìn)行三因素配伍試驗(yàn)。三因素試驗(yàn)組7~組10溶液吸光度均小于組1~組6,說明復(fù)合穩(wěn)定劑效果優(yōu)于單穩(wěn)定劑和雙穩(wěn)定劑;其中組7和8的吸光度顯著低于組9和10(P<0.05),溶液穩(wěn)定性最好??紤]生產(chǎn)成本,最終選擇第8組為花生蔓水提物飲料的復(fù)合穩(wěn)定劑,即羧甲基纖維素鈉∶黃原膠∶果膠為5∶2∶3(質(zhì)量比)。
2.3.2 花生蔓飲品配方正交試驗(yàn)
正交試驗(yàn)結(jié)果與極差分析見表6。
飲料調(diào)配正交試驗(yàn)結(jié)果見表6~表7。
表6 正交試驗(yàn)結(jié)果與極差分析L16(45)Tab le6 Resultsand rangeanalysisof orthogonalarray design L16(45)
表7 正交試驗(yàn)L16(45)方差分析結(jié)果Table7 ANOVA analysis resultsoforthogonalarray design L16(45)
由方差分析結(jié)果表7可知,D(檸檬酸)和E(薄荷香精)各添加水平對飲料感官評價(jià)總分的影響極顯著(P<0.01);A(花生蔓水提物)各添加水平對飲料感官評價(jià)總分的影響顯著(P<0.05);B、C各添加水平對感官評價(jià)總分的影響不顯著(P>0.05)。分析表6的R值可知,影響花生蔓飲品評分的因素主次順序?yàn)镈>E>A>C>B,與方差分析結(jié)果相似。
根據(jù)感官評分結(jié)果,飲品最優(yōu)配方為A3B1C3D4E2;而根據(jù)K值結(jié)果,配方最優(yōu)組合為A3B4C2D4E1,該組未出現(xiàn)在正交試驗(yàn)中,因此我們進(jìn)行了驗(yàn)證試驗(yàn)。結(jié)果表明,A3B4C2D4E1組合配方的花生蔓飲品感官得分為92.27,高于A3B1C3D4E2組合,因此最優(yōu)配方為花生蔓水提物4.00 g/100mL、蔗糖6.00 g/100mL、蜂蜜2.40 g/ 100mL、檸檬酸0.40 g/100mL、薄荷香精0.10 g/100mL。
花生蔓水提物中富含多糖、黃酮類抗氧化功能成分,對羥基OH自由基和DPPH自由基的清除率可達(dá)(90.51±2.94)%和(80.75±3.05)%。穩(wěn)定劑最優(yōu)配比為羧甲基纖維素鈉∶黃原膠∶果膠=5∶2∶3(質(zhì)量比)時(shí),飲品的吸光值最低澄清度最高。花生蔓水提物飲品最優(yōu)配方為水提物4.00 g/100mL、蔗糖6.00 g/100mL、蜂蜜2.40 g/100mL、檸檬酸0.40 g/100mL、薄荷香精0.10 g/100mL。獲得的飲品呈透明紅褐色,酸甜適中,具有花生蔓特有的清香。該飲品口感良好,抗氧化性強(qiáng),工藝簡單可行,適宜進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。
[1]湖南省食品藥品監(jiān)督管理局.湖南省中藥材標(biāo)準(zhǔn)[M].長沙:湖南科學(xué)技術(shù)出版社,2010:47-53
[2]Mo Y,Nagel C,Taylor L P.Biochemical complementation of chalcone synthase mutants defines a role for flavonols in functional pollen[J].Proceedings of the National Academy of Sciences,1992, 89(15):7213-7217
[3]王翹楚,徐建,施明,等.落花生枝葉治療失眠癥療效觀察[J].上海中醫(yī)藥雜志,2001,35(5):8-10
[4]王媛媛,許蘭淑,樊瑋,等.山藥多糖得率-活性綜合優(yōu)化提取工藝[J].食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報(bào),2015,6(6):1980-1986
[5]戴成國.板栗多糖的分離純化、結(jié)構(gòu)分析及體外抗氧化研究[D].西安:陜西師范大學(xué),2011:19-26
[6]李飛,任清,季超,等.苦蕎籽粒黃酮的提取純化及抗氧化活性研究[J].食品科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào),2015,33(6):57-64
[7]鐘平,李想.超聲提取山竹皮總黃酮及抗氧化性研究[J].贛南師范學(xué)院學(xué)報(bào),2015,6(12):48-51
[8]王秋萍,李俐,何珺,等.桂枝水提液中總糖含量測定[J].現(xiàn)代中藥研究與實(shí)踐,2015,19(3):23-26
[9]Smirnoff N,Cumbes Q J.Hydroxyl radical scavenging activity of compatible solutes[J].Phytochemistry,1989,28(4):1057-1060
[10]Nishino T,Shibahara-Sone H,Kikuchi-Hayakawa H,etal.Transit of radical scavenging activity ofmilk productsprepared bymaillard reaction and Lactobacillus casel strain Shirota fermentation through the Hamster intestine[J].Journal of Dairy Science,2000,83(5): 911-922
[11]胡彥武,李婷婷.五味子蔓莖中多糖的提取及含量測定[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2009,37(15):6990-6991
[12]任初杰,姚華杰,王承明,等.酸提花生粕多糖工藝研究[J].食品科學(xué),2007,28(9):128-134
[13]朱建飛,楊嗦啦,陳崗,等.堿提紫蘇餅柏多糖的工藝優(yōu)化[J].食品研究與開發(fā),2011,32(2):69-71
[14]孫愛清,萬勇善,孫利,等.花生植株類黃酮提取技術(shù)優(yōu)化研究[J].中國油料作物學(xué)報(bào),2015,37(4):554-560
[15]殷軍,葛青,毛建衛(wèi),等.竹葉多糖的組份及抗氧化活性分析[J].食品工業(yè)科技,2013,34(2):100-103
Study on Antioxidant Activity and Drink Formula of Arachis hypogaea L.Vine Aqueous Extracts
ZUXiao-yan,WANGWei-qiong,LIXin,GENGSheng-rong,LIAOTao,YE Li-xiu,CHENGWei*
(Institute for Farm ProductsProcessingand Nuclear-Agricultural Technology,HubeiAcademyofAgricultural Sciences,Wuhan 430064,Hubei,China)
Content and antioxidant activity,Arachis hypogaea L.vine aqueous extracts(AHVAE)were obtained,and thenmixed to health drink.Results showed that the contents of total sugar,soluble polysaccharide and flavonoidswere respectively about(15.04±0.91)%,(5.79±0.51)%,and(2.03±0.36)%in AHVAE.The OH and DPPH free radical could be scavenged about(90.51±2.94)%and(80.75±3.05)%,when the AHVAE concentration was of 50mg/mL.Based on results of the orthogonal test,the optimal Arachis hypogaea L.vine health drink wasobtained when the formulation involved AHVAE 4.00 g/100mL,sugar 6.00 g/100mL,honey 2.40 g/100mL,lemon acid 0.40 g/100mL,mintessence 0.10 g/100mL and composite stabilizer0.15 g/100mL(CM-Na∶xanthan gum∶pectin=5∶2∶3).The drinks obtained have strong oxidation resistance,good taste,deploymentofsimpleand feasiblemethod suitable for industrialproduction.
Arachishypogaea L.vineaqueousextracts(AHVAE);antioxidantactivity;drink formula
10.3969/j.issn.1005-6521.2016.23.019
2016-01-07
湖北省中小企業(yè)技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目(2014DLA127);湖北省重大科技創(chuàng)新計(jì)劃(2015ABA038);湖北省科技支撐計(jì)劃(2014BBA158)
鉏曉艷(1981—),女(漢),副研究員,博士,研究方向:農(nóng)副產(chǎn)品加工與利用。
*通信作者:程薇(1964—),女,研究員,本科,研究方向:食品科學(xué)。