邵雪花，賴 多，肖維強，賀 涵，劉傳和，匡石滋

（廣東省農(nóng)業(yè)科學院果樹研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南亞熱帶果樹生物學與遺傳資源利用重點實驗室/廣東省熱帶亞熱帶果樹研究重點實驗室，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]。其果實風味獨特、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)價值和藥用價值，深受廣大消費者喜愛[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，由于果實采后生理活動旺盛，同時也易受各種微生物侵染，導致變質(zhì)腐爛，喪失原來的色、香、味，給貯運、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，并降低其運輸成本和儲藏成本[14]?，F(xiàn)代食品加工技術(shù)的一個重要發(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)備的選擇對干燥產(chǎn)品的營養(yǎng)和色香味有很大影響[15]。國內(nèi)外對各種干燥方式下的番石榴干燥特性進行了大量試驗研究，蔡泓瀅等[16]采用傳統(tǒng)熱風干燥技術(shù)，制備番石榴果粉，并以感官綜合評分確定了熱風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價指標，確定了番石榴果條的最佳加工工藝；閆旭等[18]采用熱風干燥、熱風-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。前人對番石榴熱風和真空冷凍干燥進行了研究，但缺少對熱風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，尚需要開展試驗研究進行探索。據(jù)此，本研究采用熱風干燥和真空冷凍干燥技術(shù)，以鮮果為對照探究干燥方法對‘珍珠’、‘金斗香’、‘胭脂紅’、‘紅寶石’、‘西瓜紅’和‘水晶’6種番石榴果實的綜合品質(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價指標，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

試驗于2020年10月—2021年4月份在廣東省農(nóng)業(yè)科學院果樹研究所重點實驗室進行。

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。

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℃，風速2.5 m/s條件下進行熱風干燥，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 指標測定 按照植物總酚(Total Phenols,TP)試劑盒說明書進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。酶標儀預熱30 min，調(diào)節(jié)波長至760 nm，ΔA=A測定-A對照，蒸餾水調(diào)零。計算見公式(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）進行冰浴勻漿。8000 g，4℃離心20 min，取上清置冰上待測。酶標儀預熱30min，調(diào)節(jié)波長到420nm，ΔA=A測定-A空白，蒸餾水調(diào)零。計算見公式(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）進行冰浴勻漿，然后10000 g，4℃離心10 min，取上清，置冰上待測。酶標儀預熱30 min，調(diào)節(jié)波長至734 nm，ΔA=A空白-A測定。計算見公式(3)。

式中，W為樣品質(zhì)量，g。以標準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。酶標儀預熱30 min，調(diào)節(jié)波長至760 nm，ΔA=A測定-A對照。計算見公式(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。酶標儀預熱30 min，調(diào)節(jié)波長至510 nm，ΔA=A測定-A對照。計算見公式(5)。

式中，W為樣品質(zhì)量，g。

果實品質(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)科學院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標準與監(jiān)測技術(shù)研究所，進行可溶性固形物、總糖、總酸等果實品質(zhì)測定。

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用SPSS 22.0軟件對試驗數(shù)據(jù)進行單因素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 不同干燥方法對番石榴果實品質(zhì)的影響

由表1可知，6個品種的番石榴經(jīng)熱風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6種番石榴總糖含量的影響 mg/g

由表3可知，熱風干燥處理后的總酸含量與鮮果相比，6個品種均顯著下降(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，可見干燥可嚴重損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6種番石榴總酸含量的影響 %

2.2 不同干燥方法對番石榴果實總酚含量的影響

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干燥(P＜0.05)，可見，真空冷凍干燥對番石榴總酚的提升高于熱風干燥處理，可能是因為真空和低溫條件抑制了植物細胞的呼吸作用，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6種番石榴總酚含量的影響 mg/g

2.3 不同干燥方法對番石榴抗壞血酸(ASA)含量的影響

由表5可見，熱風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)。因為熱風干燥是在較高溫度和有氧條件下進行的，對抗壞血酸產(chǎn)生較大的破壞，導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6種番石榴ASA含量的影響 mg/g

2.4 不同干燥方法對番石榴單寧含量的影響

由表6可知，經(jīng)熱風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干燥，可見真空冷凍干燥后的番石榴單寧含量損失較嚴重，是其保鮮中脫澀的有效措施。6個番石榴品種中，‘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，但干燥處理對不同品種間單寧含量影響不大。

表6 不同干燥方式對6種番石榴單寧含量的影響 mg/g

2.5 不同干燥方法對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干燥，番石榴黃酮類物質(zhì)的損失較多，可能由于預凍處理形成的冰晶會破壞細胞膜，造成細胞內(nèi)容物流出，黃酮類物質(zhì)因羥基基團多而易被氧化，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6種番石榴類黃酮含量的影響 mg/g

2.6 不同干燥方法對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因品種不同而損失量不同。

表8 不同干燥方式對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干燥。干燥后6個番石榴品種的總抗氧化力均顯著降低，與熱風干燥相比，真空冷凍干燥更有利于保留番石榴的抗氧化活性。6個品種番石榴經(jīng)熱風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60.98%。

實驗結(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個主要品種番石榴為材料，用鮮果作對照研究了熱風干燥和真空冷凍干燥對廣東省主要番石榴品種的果實品質(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，其果實的可溶性固形物、總糖和總酸的含量均高于熱風干燥，進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干燥。這可能是因為酚類物質(zhì)常以縮合單寧等大分子物質(zhì)形式存在，或通過共價鍵與多糖、蛋白等大分子物質(zhì)結(jié)合，這些多酚不易有機溶劑提取出來。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行，避免熱源存在，因而其酚類物質(zhì)保留率最高。在進行熱風干燥、冷凍干燥對番茄多酚影響的研究中發(fā)現(xiàn)干燥加工會提高番茄總酚含量。閆旭等[18]研究了干燥方式對番石榴活性物質(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。

抗氧化活性與果實酚類物質(zhì)含量及ASA濃度呈正相關(guān)[22-25]，番石榴果實經(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干燥。因在干燥加工過程會導致活性物質(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干燥更能高效地保留草莓的自由基清除能力，熱風干燥隨溫度升高，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)物也會對抗氧化能力產(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的品種，有利于此種水果的綜合利用、便于消費者的擇優(yōu)選取以及最優(yōu)品種的培育。6個品種相比僅‘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小；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理，有待進一步研究。