邵雪花，賴 多，肖維強(qiáng)，賀 涵，劉傳和，匡石滋

（廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南亞熱帶果樹生物學(xué)與遺傳資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/廣東省熱帶亞熱帶果樹研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510640）

0 引言

番石榴(PsidiumguajavaL.)是桃金娘科番石榴屬的常綠灌木或小喬木，主要種植于熱帶、亞熱帶地區(qū)[1]。其果實(shí)風(fēng)味獨(dú)特、爽脆可口，含有蛋白質(zhì)、VA、VB、VC、磷、鐵、鈣等益于人體的多種營養(yǎng)成分[2-3]，同時(shí)富含果糖、葡萄糖、蔗糖及谷氨酸[4-5]，多酚化合物如酚酸類、黃酮類[6-7]等多種活性物質(zhì)，具有較高的營養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值，深受廣大消費(fèi)者喜愛[8-10]。研究表明，植物中的天然抗氧化劑可消除人體代謝過程中多余的內(nèi)源性活性氧自由基并阻斷自由基對(duì)人體內(nèi)生物大分子如脫氧核糖核酸(DNA)、低密度脂蛋白(LDL)等的氧化損傷，從而減少心血管疾病的發(fā)生[11]。此外，番石榴抗壞血酸含量很高，抗壞血酸通過抑制氧化，有效降低多種慢性疾病的發(fā)生機(jī)率[12]。

目前，華南地區(qū)的番石榴種植規(guī)模和產(chǎn)量呈日益增長趨勢，由于果實(shí)采后生理活動(dòng)旺盛，同時(shí)也易受各種微生物侵染，導(dǎo)致變質(zhì)腐爛，喪失原來的色、香、味，給貯運(yùn)、保鮮帶來很大的困難，極大限制了番石榴產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[13]。干燥加工是傳統(tǒng)的保存食品的方法，不僅能夠抑制微生物繁殖，而且能夠降低果蔬內(nèi)源酶活性，從而延長商品貨架期，并降低其運(yùn)輸成本和儲(chǔ)藏成本[14]?，F(xiàn)代食品加工技術(shù)的一個(gè)重要發(fā)展趨勢是最大限度地保持食品的營養(yǎng)和色香味，而干燥工藝和設(shè)備的選擇對(duì)干燥產(chǎn)品的營養(yǎng)和色香味有很大影響[15]。國內(nèi)外對(duì)各種干燥方式下的番石榴干燥特性進(jìn)行了大量試驗(yàn)研究，蔡泓瀅等[16]采用傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥技術(shù)，制備番石榴果粉，并以感官綜合評(píng)分確定了熱風(fēng)干燥制備番石榴果粉的工藝條件；唐卿雁等[17]以野生番石榴為原料，將番石榴打漿后添加增稠劑、甜味劑以及檸檬酸等食品添加劑，后通過加熱濃縮、干燥和切條等工藝制作番石榴果條，以產(chǎn)品的色澤、組織形態(tài)、滋味和口感等作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定了番石榴果條的最佳加工工藝；閆旭等[18]采用熱風(fēng)干燥、熱風(fēng)-紅外聯(lián)合干燥、真空干燥和真空冷凍干燥技術(shù)，發(fā)現(xiàn)溫度升高，黃酮保留量增加，抗壞血酸含量、清除自由基及FRAP降低。前人對(duì)番石榴熱風(fēng)和真空冷凍干燥進(jìn)行了研究，但缺少對(duì)熱風(fēng)干燥和真空冷凍干燥下不同品種番石榴綜合品質(zhì)影響的系統(tǒng)研究，尚需要開展試驗(yàn)研究進(jìn)行探索。據(jù)此，本研究采用熱風(fēng)干燥和真空冷凍干燥技術(shù)，以鮮果為對(duì)照探究干燥方法對(duì)‘珍珠’、‘金斗香’、‘胭脂紅’、‘紅寶石’、‘西瓜紅’和‘水晶’6種番石榴果實(shí)的綜合品質(zhì)和抗氧化活性的影響，以番石榴的可溶性固形物、總糖、總酸、抗壞血酸、單寧、總酚、總黃酮及抗氧化活性為評(píng)價(jià)指標(biāo)，旨在確定更為適合番石榴的干燥方式及最佳品種，以期為番石榴果品加工生產(chǎn)提供技術(shù)依據(jù)和參考。

1 材料與方法

試驗(yàn)于2020年10月—2021年4月份在廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

1.1 材料及試劑

番石榴：采于廣東省廣州市南沙區(qū)番石榴種植區(qū)，挑選成熟度、大小、形狀、色澤相近且無病蟲危害的番石榴果實(shí)。

試劑及試劑盒：植物總酚測試盒(TP-1-G)，抗壞血酸(AsA)含量測試盒(ASA-1-W)，總抗氧化能力（DPPH法）測試盒(DPPH-1-D)，總抗氧化能力（ABTS法）測試盒(ABTS-1-D)，單寧含量試劑盒(DN-1-Y)和植物類黃酮測試盒(LHT-1-G)均購自蘇州科銘生物技術(shù)有限公司（蘇州，中國）。檸檬酸、氯化鈣、氯化鈉、草酸、抗壞血酸、苯酚、硫酸、無水乙醇、甲醇等均為分析純，購自成都市科隆化學(xué)品有限公司。

1.2 方法

1.2.1 原料前處理 番石榴去皮，切成1 cm厚片，挑選果實(shí)中間部位的薄片，再四分切得扇形薄片。

1.2.2 干燥處理 熱風(fēng)干燥(hot air drying,HAD)：取果片單層平鋪于干燥箱托盤，使其載物量為(2.00±0.2)kg/m2。果片在60℃，風(fēng)速2.5 m/s條件下進(jìn)行熱風(fēng)干燥，干燥至恒質(zhì)量。

真空冷凍干燥(vacuum freeze drying,FD)：取果片單層平鋪于凍干托盤，置超低溫冰箱(-80℃)預(yù)凍12 h后，在冷阱溫度-50℃，真空壓力22 Pa的真空冷凍干燥條件下，干燥至恒質(zhì)量。

1.2.3 指標(biāo)測定 按照植物總酚(Total Phenols,TP)試劑盒說明書進(jìn)行操作測定總酚含量，稱取約0.1 g待測樣品，加入2.5 mL提取液，60℃蕩提取2 h。10000 g，25℃，離心10min，取上清，用提取液定容至2.5 mL，待測。酶標(biāo)儀預(yù)熱30 min，調(diào)節(jié)波長至760 nm，ΔA=A測定-A對(duì)照，蒸餾水調(diào)零。計(jì)算見公式(1)。

式中，W為樣品質(zhì)量，g。

抗壞血酸含量測定：根據(jù)還原型抗壞血酸(ascorbic acid,AsA)含量測定試劑盒說明書進(jìn)行操作，按照組織質(zhì)量(g)：提取液體積(mL)為1:5～10的比例（稱取約0.1 g組織，加入1 mL提取液）進(jìn)行冰浴勻漿。8000 g，4℃離心20 min，取上清置冰上待測。酶標(biāo)儀預(yù)熱30min，調(diào)節(jié)波長到420nm，ΔA=A測定-A空白，蒸餾水調(diào)零。計(jì)算見公式(2)。

式中，W為樣品質(zhì)量，g。

總抗氧化能力測定：依據(jù)總抗氧化能力（ABTS法）試劑盒說明書進(jìn)行操作，按照組織質(zhì)量(g)：提取液體積(mL)為1:5～10的比例（稱取約0.1 g組織，加入1 mL提取液）進(jìn)行冰浴勻漿，然后10000 g，4℃離心10 min，取上清，置冰上待測。酶標(biāo)儀預(yù)熱30 min，調(diào)節(jié)波長至734 nm，ΔA=A空白-A測定。計(jì)算見公式(3)。

式中，W為樣品質(zhì)量，g。以標(biāo)準(zhǔn)曲線上獲得的抗氧化劑Trolox的量來表示樣本的ABTS自由基清除能力。

單寧含量的測定：根據(jù)單寧含量試劑盒說明書進(jìn)行操作，按照組織質(zhì)量(g)：蒸餾水體積(mL)為1:5～10的比例（稱取0.1 g、組織，加1 mL蒸餾水），充分勻漿后轉(zhuǎn)移到EP管中，80℃水浴提取30 min，8000 g，25℃離心10 min，取上清液待測。酶標(biāo)儀預(yù)熱30 min，調(diào)節(jié)波長至760 nm，ΔA=A測定-A對(duì)照。計(jì)算見公式(4)。

式中，W為樣本鮮重，g。

類黃酮含量測定：根據(jù)植物類黃酮(Flavonoid)試劑盒說明書進(jìn)行操作，稱取約0.02 g，加入2 mL提取液，60℃振蕩提取2 h，10000 g，25℃，離心10 min，取上清待測。酶標(biāo)儀預(yù)熱30 min，調(diào)節(jié)波長至510 nm，ΔA=A測定-A對(duì)照。計(jì)算見公式(5)。

式中，W為樣品質(zhì)量，g。

果實(shí)品質(zhì)測定：將不同干燥方法處理的6種番石榴樣品送往廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與監(jiān)測技術(shù)研究所，進(jìn)行可溶性固形物、總糖、總酸等果實(shí)品質(zhì)測定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用SPSS 22.0軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素ANOVA數(shù)據(jù)分析，處理差異顯著性水平為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同干燥方法對(duì)番石榴果實(shí)品質(zhì)的影響

由表1可知，6個(gè)品種的番石榴經(jīng)熱風(fēng)干燥和真空冷凍干燥后，其可溶性固形物含量與鮮果相比呈下降趨勢，但‘紅寶石’、‘西瓜紅’、‘胭脂紅’、‘金斗香’和‘珍珠’5種番石榴與鮮果相比差異均不顯著(P＞0.05)，只有‘水晶’番石榴經(jīng)干燥后其可溶性固形物含量顯著低于鮮果，這說明干燥可降低番石榴的可溶性固形物含量，但影響較小，2種干燥處理間呈顯著差異(P＜0.05)。

表1 不同干燥方式對(duì)6種番石榴可溶性固形物含量的影響 %

由表2可知，‘胭脂紅’、‘金斗香’、‘珍珠’和‘水晶’番石榴的總糖含量在真空冷凍干燥后與鮮果相比差異不顯著(P＞0.05)，2種干燥方法相比，除‘西瓜紅’番石榴外，其總糖含量差異均不顯著，可見真空冷凍干燥與熱風(fēng)干燥相比是控制番石榴總糖損失的較好方法。

表2 不同干燥方式對(duì)6種番石榴總糖含量的影響 mg/g

由表3可知，熱風(fēng)干燥處理后的總酸含量與鮮果相比，6個(gè)品種均顯著下降(P＜0.05)，而真空冷凍干燥后‘金斗香’和‘水晶’番石榴的總酸含量與鮮果相比差異不顯著(P＞0.05)，2種干燥方法間差異顯著，可見干燥可嚴(yán)重?fù)p失番石榴的總酸含量，但不同品種損失的差異較大。

表3 不同干燥方式對(duì)6種番石榴總酸含量的影響 %

2.2 不同干燥方法對(duì)番石榴果實(shí)總酚含量的影響

由表4可知，6種番石榴鮮果的總酚含量由高到低依次為：‘金斗香’＞‘胭脂紅’＞‘珍珠’＞‘紅寶石’＞‘水晶’＞‘西瓜紅’，干燥后總酚含量與鮮果相比均顯著升高(P＜0.05)，熱風(fēng)干燥和真空冷凍分別提升1.47～2.99倍和1.89～3.18倍，且‘西瓜紅’和‘金斗香’番石榴的總酚含量在干燥后的提升率高于其他品種。說明干燥加工有助于獲取番石榴更高含量的酚類物質(zhì)，但不同番石榴品種對(duì)干燥處理后的總酚提升率差異較大。此外，真空冷凍干燥后‘紅寶石’、‘胭脂紅’、‘珍珠’和‘水晶’番石榴的總酚含量顯著高于熱風(fēng)干燥(P＜0.05)，可見，真空冷凍干燥對(duì)番石榴總酚的提升高于熱風(fēng)干燥處理，可能是因?yàn)檎婵蘸偷蜏貤l件抑制了植物細(xì)胞的呼吸作用，抑制了多酚氧化酶的活性，阻止了多酚向醌類物質(zhì)轉(zhuǎn)化，從而提高了總酚的含量。

表4 不同干燥方式對(duì)6種番石榴總酚含量的影響 mg/g

2.3 不同干燥方法對(duì)番石榴抗壞血酸(ASA)含量的影響

由表5可見，熱風(fēng)干燥的番石榴抗壞血酸保留量顯著低于鮮果(P＜0.05)，保留率為57.2%～67.3%；而真空冷凍干燥的抗壞血酸保留量較高，為83.2%～96.18%，與鮮果相比差異不顯著(P＞0.05)。因?yàn)闊犸L(fēng)干燥是在較高溫度和有氧條件下進(jìn)行的，對(duì)抗壞血酸產(chǎn)生較大的破壞，導(dǎo)致樣品中其含量較低，而真空冷凍干燥在一定程度上降低了干燥環(huán)境中氧氣濃度，抗壞血酸在低氧條件下發(fā)生無氧降解，其降解速率遠(yuǎn)低于有氧降解，因此真空條件有利于番石榴抗壞血酸保留。

表5 不同干燥方式對(duì)6種番石榴ASA含量的影響 mg/g

2.4 不同干燥方法對(duì)番石榴單寧含量的影響

由表6可知，經(jīng)熱風(fēng)干燥和真空冷凍干燥后的番石榴單寧含量與鮮果相比均顯著降低(P＜0.05)，其中真空冷凍干燥后的單寧含量低于熱風(fēng)干燥，可見真空冷凍干燥后的番石榴單寧含量損失較嚴(yán)重，是其保鮮中脫澀的有效措施。6個(gè)番石榴品種中，‘西瓜紅’番石榴的單寧含量在干燥前后均最高，而‘金斗香’的含量最低，可見不同品種番石榴間的單寧含量差異較大，但干燥處理對(duì)不同品種間單寧含量影響不大。

表6 不同干燥方式對(duì)6種番石榴單寧含量的影響 mg/g

2.5 不同干燥方法對(duì)番石榴類黃酮含量的影響

由表7可知，6種番石榴鮮果的總黃酮含量由高到低分別為‘金斗香’＞‘胭脂紅’＞‘珍珠’＞‘紅寶石’＞‘西瓜紅’＞‘水晶’，經(jīng)熱風(fēng)干燥和真空冷凍干燥后與鮮果相比均顯著下降(P＜0.05)，類黃酮保留率分別為鮮果的51.93%～66.71%和26.8%～56.86%，其中‘紅寶石’和‘金斗香’番石榴的類黃酮保留率均在50%以上，顯著高于其他品種?？梢?，干燥對(duì)黃酮和高聚合度的黃酮類化合物具有破壞作用，但不同番石榴品種破壞程度不同。此外，真空冷凍干燥的總黃酮含量顯著低于熱風(fēng)干燥，番石榴黃酮類物質(zhì)的損失較多，可能由于預(yù)凍處理形成的冰晶會(huì)破壞細(xì)胞膜，造成細(xì)胞內(nèi)容物流出，黃酮類物質(zhì)因羥基基團(tuán)多而易被氧化，胞內(nèi)黃酮類化合物在酶作用下發(fā)生氧化，結(jié)果導(dǎo)致冷凍干燥后的總黃酮含量較低。黃酮類物質(zhì)常以糖苷配基或糖基化形式存在于植物細(xì)胞液泡，易被甲醇等極性溶劑提取，因此測得的番石榴鮮果總黃酮含量較高。

表7 不同干燥方式對(duì)6種番石榴類黃酮含量的影響 mg/g

2.6 不同干燥方法對(duì)番石榴抗氧化活性的影響

由表8可知，番石榴鮮果的抗氧化能力最高，熱風(fēng)干燥和真空冷凍干燥處理后6種番石榴抗氧化能力均顯著降低(P＜0.05)，其中真空冷凍干燥得到的番石榴總抗氧化能力顯著高于熱風(fēng)干燥(P＜0.05)，總抗氧化力保留率分別為42.17%～60.98%和9.01%～29.66%，這可能與活性成分受到高溫破壞有關(guān)。6個(gè)番石榴品種中，‘金斗香’的總抗氧化力最高，‘胭脂紅’次之，而‘紅寶石’和‘水晶’的總抗氧化力最低；且經(jīng)干燥處理后‘紅寶石’和‘西瓜紅’的總抗氧化力損失最嚴(yán)重，而‘金斗香’番石榴損失最小，可見番石榴的總抗氧化力在不同品種間差異較大，且干燥后的總抗氧化力會(huì)因品種不同而損失量不同。

表8 不同干燥方式對(duì)6種番石榴總抗氧化力的影響 μmol/g

3 結(jié)論

不同干燥方式對(duì)番石榴品質(zhì)及活性成分的影響不同，且不同品種間也存在差異。與鮮樣相比，干燥后番石榴可溶性固形物、總糖、總酸、單寧、總黃酮和抗壞血酸含量顯著降低，總酚含量顯著增加。真空冷凍干燥得到的可溶性固形物、總糖、總酸、總酚及抗壞血酸含量較高，但黃酮保留量較低。此外，真空冷凍干燥得到的番石榴的單寧含量顯著低于熱風(fēng)干燥。干燥后6個(gè)番石榴品種的總抗氧化力均顯著降低，與熱風(fēng)干燥相比，真空冷凍干燥更有利于保留番石榴的抗氧化活性。6個(gè)品種番石榴經(jīng)熱風(fēng)干燥和真空冷凍干燥后，只有‘金斗香’番石榴的可溶性固形物、總糖和總酸含量與鮮果相比無顯著下降；此外，‘金斗香’番石榴的總酚、類黃酮含量和總抗氧化力均高于其他品種，經(jīng)干燥處理后總酚含量可提升2.5倍左右，而類黃酮含量可保留鮮果的50%以上，總抗氧化力的保留率最高可達(dá)60.98%。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，干燥加工有助于獲取更多番石榴酚類物質(zhì)，真空冷凍干燥更有利于酚類物質(zhì)和抗壞血酸的保留，熱風(fēng)干燥有利于黃酮的保留。從有效成分保留和品種特性考慮，真空冷凍干燥可作為規(guī)?；a(chǎn)番石榴干制品的較優(yōu)加工手段，而‘金斗香’番石榴可作為首選品種。

4 討論

嶺南地區(qū)番石榴品種資源豐富，品質(zhì)優(yōu)良，產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢明顯，是廣東重要的經(jīng)濟(jì)作物之一。研究表明番石榴富含酚類物質(zhì)、抗壞血酸等有利于人體健康的功能活性成分[19-20]并具有降低低密度膽固醇功效[21]。干燥是降低果蔬水分、酶活及抑制微生物繁殖，延長保存期的重要工藝過程，不同干燥方式對(duì)番石榴生產(chǎn)過程以及產(chǎn)品的影響具有明顯差異，選擇低能耗、低成本、高質(zhì)量的干燥方式，可為番石榴加工業(yè)的發(fā)展提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。筆者以廣東省6個(gè)主要品種番石榴為材料，用鮮果作對(duì)照研究了熱風(fēng)干燥和真空冷凍干燥對(duì)廣東省主要番石榴品種的果實(shí)品質(zhì)、活性成分及抗氧化活性等方面的差異。結(jié)果表明，2種干燥處理后的番石榴與鮮果相比，可溶性固形物、總糖、總酸、抗壞血酸、單寧及類黃酮含量均顯著降低，且抗氧化活性也呈下降趨勢，只有總酚含量顯著增加。此外，番石榴經(jīng)真空冷凍干燥后，其果實(shí)的可溶性固形物、總糖和總酸的含量均高于熱風(fēng)干燥，進(jìn)一步檢測其活性成分，發(fā)現(xiàn)總酚和抗壞血酸含量經(jīng)真空干燥后也顯著高于熱風(fēng)干燥。這可能是因?yàn)榉宇愇镔|(zhì)常以縮合單寧等大分子物質(zhì)形式存在，或通過共價(jià)鍵與多糖、蛋白等大分子物質(zhì)結(jié)合，這些多酚不易有機(jī)溶劑提取出來。干燥加工可能破壞了酚類化合物結(jié)構(gòu)，一是使縮合單寧發(fā)生降解，形成低聚和度的酚類物質(zhì)，二是破壞共價(jià)鍵、疏水鍵，使與高分子化合物結(jié)合的多酚釋放出來，更易被提取出來。真空環(huán)境在一定程度上隔絕了氧氣，減少了酚類物質(zhì)的氧化，并且真空冷凍干燥是在低溫條件下進(jìn)行，避免熱源存在，因而其酚類物質(zhì)保留率最高。在進(jìn)行熱風(fēng)干燥、冷凍干燥對(duì)番茄多酚影響的研究中發(fā)現(xiàn)干燥加工會(huì)提高番茄總酚含量。閆旭等[18]研究了干燥方式對(duì)番石榴活性物質(zhì)含量的影響，比較得出干燥溫度升高，干燥后的總酚含量增加，抗壞血酸含量降低。

抗氧化活性與果實(shí)酚類物質(zhì)含量及ASA濃度呈正相關(guān)[22-25]，番石榴果實(shí)經(jīng)干燥后抗氧化能力均顯著降低，其中真空冷凍干燥得到的番石榴總抗氧化能力顯著高于熱風(fēng)干燥。因在干燥加工過程會(huì)導(dǎo)致活性物質(zhì)（總酚、類黃酮和ASA等）的降解和氧化，造成含量損失，抗氧化能力相應(yīng)降低[26-27]。Wojdy?o和Li等也得到冷凍干燥較熱風(fēng)干燥更能高效地保留草莓的自由基清除能力，熱風(fēng)干燥隨溫度升高，DPPH自由基、ABTS＋清除能力和FRAP降低[28]。此外，單寧類或高聚合度的酚類物質(zhì)分解形成單酚等低聚合度的酚類物質(zhì)，相應(yīng)的抗氧化能力可能會(huì)降低[26]；酚類物質(zhì)苯環(huán)上羥基化狀態(tài)也與總抗氧化和清除自由基能力相關(guān)[29]；黃酮類化合物的聚合度和糖基化程度也直接影響其抗氧化能力[30-32]；干燥過程中形成的美拉德反應(yīng)產(chǎn)物、酚類物質(zhì)氧化的中間產(chǎn)物也會(huì)對(duì)抗氧化能力產(chǎn)生影響[33-34]。因此，番石榴干燥后的抗氧化能力是包括上述在內(nèi)的多因素影響下的綜合表現(xiàn)。

同一種水果的不同品種之間在營養(yǎng)成分和生物活性上也往往存在差別。選擇出某一種生物活性或者專一功能強(qiáng)的品種，有利于此種水果的綜合利用、便于消費(fèi)者的擇優(yōu)選取以及最優(yōu)品種的培育。6個(gè)品種相比僅‘金斗香’番石榴經(jīng)干燥處理后，其可溶性固形物、總酸和總糖含量與鮮果差異最??；此外，其總酚含量經(jīng)冷凍干燥后可提升至24.83 mg/g，單寧含量降低16.7%，且更好地保留了其類黃酮含量及總抗氧化能力，可作為番石榴深加工的首選品種。但干燥后番石榴品種間的品質(zhì)及活性成分的差異機(jī)理，有待進(jìn)一步研究。