李新明，高忠東

山西農(nóng)業(yè)大學(xué)山西省功能食品研究院（太原 030006）

蘋果為我國產(chǎn)量最大的水果，資源十分豐富，有著很好的營養(yǎng)價值和特殊的保健作用，富含糖、蛋白質(zhì)、有機(jī)酸、維生素和多種酚類化合物。其中，原花青素、酚酸及黃酮類物質(zhì)為蘋果中主要的酚類成分[1-2]。蘋果中富含多酚類物質(zhì)，其主要成分為類黃酮類化合物[3-4]。研究表明，蘋果多酚具有重要的生物活性物質(zhì)和多種藥理功能，具有減少和消除自由基、降血糖和血脂的作用[5-6]。在以往研究中，蘋果多酚的提取技術(shù)已有一些報道，但對不同采收期的蘋果中多酚提取及含量比較的報道較少。試驗通過選取不同采收期的紅富士蘋作為原料進(jìn)行提取，確定不同采收期的紅富士蘋果中多酚含量的差異，以多酚含量高的采收期的蘋果為原料，進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化提取試驗。

雞蛋營養(yǎng)價值很高，在食品加工中被廣泛使用，然而在加工過程中，它的凝膠特性常會發(fā)生變化，影響食品的品質(zhì)。試驗探究蘋果多酚對冷藏雞蛋全蛋液凝膠強(qiáng)度和持水力影響，進(jìn)一步開拓蘋果多酚在食品加工上的應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 原料

蘋果（山西省太谷縣產(chǎn)的紅富士蘋果，采收期分別為8月，9月和10月）；雞蛋（市售）。

1.2 蘋果多酚的提取、純化及分析

1.2.1 多酚提取和提取率

準(zhǔn)確稱取200 g蘋果，切碎，加入乙醇水溶液。在不同溫度下提取一定時間后抽濾。濾液轉(zhuǎn)入500 mL容量瓶，定容，精密吸取2.5 mL樣品液，置25 mL容量瓶中稀釋10倍后，按沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)曲線制作法測定吸光度，按式（1）計算多酚提取率（mg/g）。

式中：C為測定液總酚濃度，μg/mL；V為粗提液體積，mL；N為稀釋倍數(shù)；W為蘋果原料質(zhì)量，g。

1.2.2 單因素試驗設(shè)計

進(jìn)行單因素試驗，分析各因素（乙醇體積分?jǐn)?shù)、提取時間、液料比、提取溫度）對蘋果多酚提取率（mg/g）的影響。

1.2.3 Box-Behnken中心組合試驗設(shè)計

以單因素試驗結(jié)果為基礎(chǔ)，根據(jù)Box-Behnken試驗設(shè)計原理，以蘋果多酚提取率作為響應(yīng)值，選取單因素試驗中的4個因素：A（乙醇體積分?jǐn)?shù)）、B（提取時間）、C（液料比）和D（提取溫度），建立四因素三水平的響應(yīng)面優(yōu)化試驗，每組平行測定3次，取平均值。設(shè)計因素及水平見表1。

表1 響應(yīng)面試驗因素及水平

1.2.4 蘋果多酚的純化、液相色譜分析。

所有操作按照文獻(xiàn)[7]進(jìn)行。

1.3 全蛋液準(zhǔn)備及貯藏

雞蛋經(jīng)清洗去殼后，用打蛋器打勻，過濾除雜質(zhì)，殺菌密封，置于4 ℃下冷藏。

1.4 全蛋液凝膠的制備

用去離子水稀釋蛋液至5%濃度，攪拌均勻后，用蒸汽加熱10 min。將蛋液在室溫下冷卻，就可得到凝膠。

1.5 凝膠強(qiáng)度的測定

參考Sun等[8]的方法測定凝膠強(qiáng)度，重復(fù)3次取平均值。

1.6 持水力的測定

參考Kocher等[9]的方法測定凝膠持水力。

1.7 巰基含量的測定

參照賈娜等[10]和Ellman[11]的方法測定巰基含量。

1.8 表面疏水性的測定

采用Kato等[12]的方法測定表面疏水性。

2 結(jié)果和討論

2.1 不同提取因素對蘋果多酚提取率的影響

由表2可知，蘋果多酚提取率在乙醇體積分?jǐn)?shù)65%～75%時達(dá)到最大，之后則不再顯著增加。比較3種采收期蘋果的多酚提取率，以8月采摘的蘋果多酚提取率最高。綜合考慮，確定乙醇體積分?jǐn)?shù)55%，65%和75%作為下一步工藝優(yōu)化的3個水平。

表2 不同乙醇體積分?jǐn)?shù)對蘋果多酚提取率的影響 單位：mg/g

由表3可知，蘋果多酚提取率在提取時間55 min時達(dá)到最大，之后則不再增加。比較3種采收期蘋果的多酚提取率，以8月采摘的蘋果多酚提取率最高。綜合考慮，確定提取時間50，55和60 min作為下一步工藝優(yōu)化的3個水平。

表3 不同提取時間對蘋果多酚提取率的影響 單位：mg/g

由表4可知，蘋果多酚的提取率在液料比40∶1～ 45∶1時達(dá)到最大，之后則不再明顯增加。比較3種采收期蘋果的多酚提取率，以8月采摘的蘋果多酚提取率最高。綜合考慮，確定固液比35∶1，40∶1和45∶1作為下一步工藝優(yōu)化的3個水平。

表4 不同液料比對蘋果多酚提取率的影響 單位：mg/g

由表5可知，蘋果多酚提取率在提取溫度45 ℃時達(dá)到最大，之后則不再明顯增加。8月采摘的蘋果多酚提取率最高。綜合考慮，確定提取溫度35，40和45 ℃作為下一步工藝優(yōu)化的3個水平。

表5 不同提取溫度對蘋果多酚提取率的影響 單位：mg/g

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗

2.2.1 回歸模型的建立及統(tǒng)計檢驗

回歸模型的建立及統(tǒng)計檢驗見表6。采用Design-Expert 7.0.0對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，結(jié)果見表6。

表6 響應(yīng)面設(shè)計方案及結(jié)果

通過響應(yīng)面法優(yōu)化提取蘋果中多酚的工藝，p值小于萬分之一，表明該二次多項回歸模型高度顯著[13]。通過計算建立蘋果多酚得率的二次多項數(shù)學(xué)模型：多酚提取率（mg/g）=4.69+0.11A+0.11B-8.333×10-4C+0.11D-0.032AB+0.000AC-0.030AD-2.500×10-3BC-0.045BD-5.000×10-3CD-0.024A2-0.022B2-0.074C2-0.035D2，相關(guān)系數(shù)R2=0.993 1，該模型極顯著，擬合情況良好。

通過響應(yīng)面優(yōu)化分析，得出提取蘋果多酚的最佳工藝條件為：乙醇體積分?jǐn)?shù)70%、溫度40 ℃、液料比35∶1（V/V）、時間55 min。在此條件下實際測定的多酚可達(dá)4.79 mg/g，所得值與模型預(yù)測值4.83 mg/g高度相符，誤差僅0.84%，驗證該模型可行有效。

2.2.2 蘋果多酚的高效液相分析結(jié)果

對蘋果多酚進(jìn)行高效液相分析，如圖1所示。蘋果多酚中，綠原酸含量為35.207%（保留時間4.089 min）、兒茶素含量為3.991%（保留時間6.164 min）、根皮苷含量為15.662%（保留時間16.921 min）、槲皮素含量為0.274%（保留時間20.505 min）。

圖1 蘋果多酚的高效液相分析

2.3 蘋果多酚對冷藏過程中全蛋液蛋白凝膠強(qiáng)度變化的影響

蘋果多酚對全蛋液貯藏期間凝膠強(qiáng)度變化的影響如圖2所示。隨著冷藏時間延長，空白對照組凝膠強(qiáng)度持續(xù)降低，蘋果多酚處理組在冷藏期間凝膠強(qiáng)度也持續(xù)下降，相比空白對照組，在蘋果多酚處理組，冷藏期間凝膠強(qiáng)度的降低速度相對要低很多，這表明蘋果多酚對全蛋液凝膠性能的惡化起到較好延緩作用。隨著蘋果多酚處理濃度增加，這一效果增強(qiáng)。

圖2 蘋果多酚對冷藏過程中全蛋液蛋白凝膠強(qiáng)度變化的影響

2.4 蘋果多酚對冷藏過程中全蛋液蛋白凝膠持水性變化的影響

持水力指食品保持水分或其他食品汁液的能力[14]。全蛋凝膠持水能力主要取決于參與形成凝膠的分子數(shù)量及凝膠的結(jié)構(gòu)，當(dāng)參與形成凝膠的蛋白質(zhì)和LEP分子越少時，凝膠的孔徑越大且孔隙大小不均，其結(jié)構(gòu)則更為粗糙，這種凝膠的持水能力也就相對較差[15]。蘋果多酚對全蛋凝膠持水力的影響見圖3。

由圖3可知，4組全蛋液蛋白凝膠持水性隨冷藏時間的延長而降低，相比空白對照組，添加蘋果多酚的全蛋蛋白凝膠的持水性高很多，且有一定量效關(guān)系。在冷藏16 d時，全蛋蛋白凝膠的持水性分別為68.37%±7.04%（空白對照組），71.38%±6.82%（0.02%蘋果多酚），73.11%±7.38%（0.04%蘋果多酚）和77.36%±8.24%（0.06%蘋果多酚）。

圖3 蘋果多酚對冷藏過程中全蛋液蛋白凝膠持水性變化的影響

2.5 蘋果多酚對冷藏期間全蛋液蛋白質(zhì)巰基含量變化的影響

如圖4所示，4組全蛋液總巰基含量隨冷藏時間延長而下降，冷藏時間12 d時，4組全蛋液總巰基含量下降到最低值，之后不再下降。與空白對照組相比，3組蘋果多酚添加組全蛋液凝膠樣品的總巰基的含量相對較高[16-17]，且有一定量效正比關(guān)系。蛋白質(zhì)的巰基是一種還原力強(qiáng)的基團(tuán)，很容易被氧化，從而降低蛋白液的凝膠性[18]。蘋果多酚是一種良好的抗氧化劑[19]，加入蛋液中能降低巰基的氧化，進(jìn)而提高蛋白凝膠液的穩(wěn)定性。

圖4 蘋果多酚對冷藏過程中全蛋液蛋白凝膠巰基含量變化的影響

2.6 蘋果多酚對冷藏期間全蛋液蛋白質(zhì)表面疏水性變化的影響

從圖5可知：在冷藏過程中，4組蛋白液樣品蛋白質(zhì)的表面疏水性都逐漸升高；在冷藏各時間段，4組樣品疏水性變化與空白對照組間差別不是很顯著。12～14 d時，蘋果多酚處理樣品組疏水性均比空白對照組略低；只有0.06%的蘋果多酚處理組的疏水性與空白對照組差異性比較顯著（p＜0.05）。

注：* p＜0.05；**p＜0.01；與空白對照組比較。

3 結(jié)論

在單因素試驗基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)在8月份采收的蘋果多酚含量最高，響應(yīng)面優(yōu)化出蘋果多酚的最佳提取工藝條件為乙醇體積分?jǐn)?shù)70%、溫度40 ℃、液料比35∶1（V/V）、時間55 min。在此條件下實際測定的多酚可達(dá)4.79 mg/g，所得值與模型預(yù)測值4.83 mg/g高度相符，誤差僅0.84%，驗證該模型可行有效。蘋果多酚中，綠原酸含量為35.207%（保留時間4.089 min）、兒茶素含量為3.991%（保留時間6.164 min）、根皮苷含量為15.662%（保留時間16.921 min）、槲皮素含量為0.274%（保留時間20.505 min）。試驗發(fā)現(xiàn)，蘋果多酚能有效延緩冷藏期間全蛋液蛋白凝膠強(qiáng)度、持水力和巰基水平的下降。對蛋液疏水性的增加有一定抑制效果。這將為蘋果多酚在蛋制食品加工領(lǐng)域中的應(yīng)用提供較好的理論基礎(chǔ)。