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CN109645387A - 一种甘薯茎叶青汁粉及其制备方法 - Google Patents

一种甘薯茎叶青汁粉及其制备方法 Download PDF

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CN109645387A
CN109645387A CN201811319349.6A CN201811319349A CN109645387A CN 109645387 A CN109645387 A CN 109645387A CN 201811319349 A CN201811319349 A CN 201811319349A CN 109645387 A CN109645387 A CN 109645387A
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sweet potato
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potato leaves
leaves
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CN201811319349.6A
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木泰华
罗丹
孙红男
陈井旺
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Institute of Food Science and Technology of CAAS
Original Assignee
Institute of Food Science and Technology of CAAS
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Abstract

本发明涉及一种甘薯茎叶青汁粉及其制备方法。所述制备方法包括对所述甘薯茎叶进行灭酶处理的步骤;所述灭酶处理选自漂烫处理、蒸汽处理和微波处理中的一种或几种。本发明方法的工艺简单,成本较低;不添加食品添加剂,纯天然绿色无污染,产品保质期长,运输和贮藏成本低。生产过程环保,不使用有机试剂,不排放有害污水。所用原料来源丰富。所得产品含有丰富营养物质,具有强抗氧性和高价值药理作用,保留了甘薯叶茎原有色泽,口感润滑、综合适口性良好,用途广泛,既可以做为固体饮料,也能添加到食品中。

Description

一种甘薯茎叶青汁粉及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种甘薯茎叶青汁粉的制备方法及其产品,属于食品加工技术领域。
背景技术
甘薯(Ipomoea batatas Lam),属于旋花科番薯属,又称红薯、地瓜、红芋、红苕等,是全球第七大粮食作物。据2016年联合国粮食及农业组织数据显示,我国甘薯总产量约0.71亿吨,占世界总产量的67%,居世界首位。甘薯茎叶是甘薯的地上蔓生部分,一年可多次采收,与地下部分的甘薯块根产量相当,远高于其他种类的绿叶蔬菜,具有抗旱、抗台风和洪水、抗病虫侵害等特点,能在恶劣条件下生长。已有研究表明,甘薯茎叶富含蛋白质、膳食纤维、维生素和矿物质元素等营养与功能成分,其蛋白质的平均含量为25.74g/100g DW,显著高于其它叶类蔬菜如菠菜、大白菜、苋菜和豌豆苗,与猪牛肉和鲜牛奶相当,且甘薯茎叶蛋白具有抗微生物和抗糖尿病的特性,同时甘薯茎叶富含亚麻酸、棕榈酸、亚油酸和月桂酸等不饱和脂肪酸;甘薯茎叶中的蛋白质和膳食纤维含量分别是甘薯块根的3倍和5倍,矿物质元素和维生素含量也显著高于甘薯块根;更值得一提的是,甘薯茎叶富含多酚类物质,总酚含量范围为2.73~21.39g CAE/100gDW,平均含量为8.78g CAE/100gDW;经反相高效液相色谱分析发现,甘薯茎叶多酚主要由酚酸类物质和黄酮类物质组成,其中酚酸类物质主要包括咖啡酸和7种咖啡酰奎宁酸,黄酮类物质主要包括杨梅素、槲皮素和鼠李素等;甘薯茎叶中的营养与功能成分丰富,使之具有多种生理功能,包括抗氧化及清除自由基作用,降血糖、降血脂、降胆固醇作用,抗肿瘤和免疫调节作用,抑菌消炎和抗病毒作用和保护肝脏等作用。综上所述,甘薯茎叶是一种兼具营养与功能特性的优质蔬菜资源。
西蒙1号甘薯是上世纪80年代从日本引入我国的,该品种经过国内外专家在临床上的实践,发现对治疗牙龈出血、消化道出血、血友病出血血小板减少紫癜均有显著疗效,还能预防白血病患者在治疗过程中的出血,对治疗糖尿病和肾炎也有显著的效果,还具有抗肿瘤、提高免疫功能等功能。 1988年,中国甘薯保健研究会议根据五年来300例临床实验结果,证明西蒙1号具有医疗作用,其中 110个糖尿病例中,血糖下降人数达97.3%。许建华等发现西蒙1号甘薯茎叶乙醇提取物有一定的体内外抗肿瘤活性,乙酸乙酯可溶性组分为其抗肿瘤活性最强组分。刘连瑞等发现西蒙1号甘薯嫩茎叶的水溶液提取物对白血病L615细胞的抑制效应非常明显,在40微克时大部分白细胞死亡,成纤维样细胞能正常生长。黎盛蓉等研究发现西蒙1号有促进巨核细胞恢复及血小板形成的作用,能治疗血小饭减少症,经毒理研究和临床观察无明显毒副作用。王方生等人发现西蒙1号中有两种成分可以显著增强小鼠体内诱生抗绵羊红细胞的分化和提高血凝抗体效价5.17和1.1719倍,并且小鼠的脾细胞数和脾脏重均有明显提高。由此表明西蒙1号甘薯茎叶具有很高的药理价值。
自17世纪以来,日本和东南亚地区就将甘薯茎叶作为绿叶蔬菜食用。在我国大部分甘薯茎叶都被丢弃或被用作饲料。近年来,针对甘薯茎叶已开发出少量鲜食或速冻食品。然而此类产品的加工、贮藏及运输条件均受到一定的限制,容易造成加工原料的损失及营养成分的劣变,不适宜中小企业生产。因此,开发适宜中小企业加工、贮藏及运输方便,且集营养价值高、保健作用强、口感与风味好等优点于一体的甘薯茎叶加工产品迫在眉睫。甘薯茎叶青汁粉是将新鲜甘薯茎叶经干燥、粉碎等工序加工而成的粉末状制品,既可以做为固体饮料,也可以添加到馒头、面包、蛋糕等食品中,用途极为广泛。由于水分含量低(≤10%),微生物难以存活,极大降低了运输和贮藏等方面的成本,产品保质期也可被显著延长。对甘薯茎叶类食品加工行业的发展具有重要意义。
发明内容
基于以上的分析,本发明的目的是提供一种甘薯茎叶青汁粉的制备方法及其产品,本发明解决了目前速冻甘薯叶茎、干制甘薯叶茎、甘薯叶茎保健饮料等产品存在的加工、贮运不方便、营养及功能性成分易损失等共性问题,且本发明获得色泽鲜绿、冲调稳定性好、营养丰富、无任何食品添加剂、绿色健康的甘薯茎叶青汁粉产品,以期提高甘薯茎叶资源的综合利用率,丰富甘薯茎叶产品种类,促进甘薯加工产业的健康发展。
本发明通过以下技术方案实现:
一种甘薯茎叶青汁粉的制备方法,包括对所述甘薯茎叶进行灭酶处理步骤;所述灭酶处理选自漂烫处理、蒸汽处理和微波处理中的一种或几种;所述的漂烫处理是将所述甘薯茎叶在沸水中漂烫 2~7min;所述的蒸汽处理是将所述甘薯茎叶用100℃及以上温度蒸汽漂烫15~180s;所述的微波处理是将所述甘薯茎叶以800~1000W微波炉中高火处理2~3min。
本发明所述的制备方法,优选地,所述灭酶处理为蒸汽处理。蒸汽处理的优势在于对甘薯茎叶的颜色无显著影响,能显著降低过氧化物酶和多酚氧化酶的活性,并增加总酚含量、增强抗氧化活性、减少灭酶过程中甘薯茎叶中可溶性成分的损失。
本发明所述的制备方法,优选地,所述甘薯的品种为西蒙1号。西蒙1号甘薯茎叶含有丰富的营养物质和功能性成分,具有强抗氧性和高价值药理作用,经基础成分分析,该产品含有蛋白、多酚、膳食纤维、脂肪、矿物元素等多种营养及功能性成分,能够弥补人们日常生活中蔬菜营养成分摄取的不足。
本发明所述的制备方法,优选地,所述甘薯茎叶为生长3-4个月所采收的甘薯茎叶(优选选用5 月底6月初所种植8月中旬至9月底采收的甘薯茎叶)。
本发明所述的制备方法,优选地,于所述灭酶处理后,还包括干燥的步骤;所述干燥选自热风干燥、微波真空干燥和真空冷冻干燥中的一种或几种;所述热风干燥的温度为50~60℃,时间为12~15 小时;
所述微波真空干燥的微波功率为300~350W,真空度为-0.95~-1.0MPa,温度为40~50℃,时间为 2~3小时;
所述的真空冷冻干燥的步骤包括:先在-39℃~-45℃预冻10~12小时,再进行真空干燥,所述真空干燥的温度是-50~-56℃,真空度是40~45Pa,时间是72~80小时。更优选地,干燥方式为真空冷冻干燥。所述真空冷冻干燥的优势在于能较好地保留甘薯茎叶中的热敏性营养与功能成分,如总膳食纤维、维生素、多酚等,经过真空冷冻干燥的甘薯茎叶粉具有较高的溶解度、且其抗氧化活性保留率最高。
本发明所述的制备方法,优选地,在所述干燥后,将所述甘薯茎叶粉碎至80-200目。
优选以万能粉碎机或超微粉碎机粉碎;更优选超微粉碎机,其优势在于可使95%的甘薯茎叶粉通过0.15mm(100目)筛。
本发明所采用的是经过切分或整颗的甘薯茎叶。
本发明所述的制备方法,优选地,包括依次对所述甘薯茎叶洗净、晾干、所述灭酶处理、所述干燥、所述粉碎和包装的步骤。
本发明所述的甘薯茎叶,优选需经过切分或无需切分再进行灭酶等后续步骤。
本发明还进一步提供了由上述方法制备的甘薯叶茎青汁粉,所述甘薯茎叶青汁粉可以选择PE、 PA、AL、PET、RCPP等中的一种或几种材料的包装袋进行包装。
本发明还提供了一种甘薯茎叶青汁粉,其是由上述的任意一项技术方案所述的制备方法制备得到的,其具有良好的营养价值。
本发明具有以下优点:
1、本发明方法的工艺简单,成本较低;机械化程度高,易于工业化生产。
2、本发明优选的西蒙1号甘薯茎叶含有丰富的营养物质和功能性成分,具有强抗氧性和高价值药理作用,经基础成分分析,该产品含有蛋白、多酚、膳食纤维、脂肪、矿物元素等多种营养及功能性成分,能够弥补人们日常生活中蔬菜营养成分摄取的不足。
3、本发明保留了甘薯叶茎原有的鲜绿色泽,饮用时口感润滑、综合适口性良好,用途广泛,既可以做为固体饮料,也能添加到馒头、面包和蛋糕等食品中。
4、本发明制备的甘薯叶茎青汁粉末饮料,贮运方便,且含水量低于10%,与传统液体饮料相比,稳定性较好,因此货架期长。
5、本发明不添加糖、增稠剂、防腐剂等食品添加剂,甘薯叶茎成分为100%。
6、本发明纯天然绿色无污染,甘薯茎叶原料本身具有较强的抑菌防病虫害的性能,生长过程中无需喷洒农药,产品保质期长,运输和贮藏成本低。
7、本发明生产过程环保,不使用任何有机试剂,不排放任何有毒有害的污水。
8、本发明所用原料,来源丰富,物资充足,还能解决甘薯种植业中茎叶废弃丢弃而造成的环境问题。
附图说明
图1为桂粉3号、桂薯10号、东皇薯1号不同部位的基本营养成分示意图;(注:A、B、C、 D分别代表甘薯不同部位蛋白质、脂质、粗纤维和灰分的含量);
图2为不同灭酶方式对甘薯茎叶总酚含量的影响示意图(注:相同字母表示不同灭酶方式之间不存在显著性差异p<0.05);
图3为不同灭酶方式对甘薯茎叶抗氧化活性的影响示意图(注:相同字母表示不同灭酶方式之间不存在显著性差异p<0.05);
图4为不同灭酶方式的甘薯茎叶中多酚的高效液相色谱图(326nm);
图5为甘薯茎叶中多酚单体含量(mg/g,DW)与抗氧化活性(μg TE/mg,DW)之间的相关性; A:5-CQA(R2=0.0270);B:3-CQA(R2=0.0158);C:4-CQA(R2=0.4554);D:CA(R2=0.0002); E:4,5-CQA(R2=0.8267);F:3,5-CQA(R2=0.7474);G:3,4-CQA(R2=0.8148);H:3,4,5-CQA (R2=0.5830);
图6为不同干燥方式对甘薯茎叶粉总酚含量和抗氧化活性的影响示意图;(不同字母表示不同特性之间的差异性(<0.05);HAD为热风干燥、VFD为真空冷冻干燥、MVD为微波真空干燥、SPL为甘薯茎叶;
图7为不同粉碎目数对甘薯茎叶粉冲调稳定性的影响示意图;
图8为试验例9所提供的不同储藏时间的甘薯茎叶青汁粉的外观图(储存0天);
图9为试验例9所提供的不同储藏时间的甘薯茎叶青汁粉的外观图(储存6个月后);
图10为试验例9所提供的不同储藏时间的甘薯茎叶青汁粉的外观图(储存12个月后);
图11为试验例9所提供的不同储藏时间的甘薯茎叶青汁粉的外观图(储存18个月后)。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本实施例提供一种甘薯茎叶青汁粉及其制备方法,具体包括如下步骤:
(1)灭酶处理:将洗净晾干后的甘薯茎叶切分为1-3cm后,100℃蒸汽漂烫120s;
(2)干燥:采用真空冷冻干燥,步骤包括:先在-39℃预冻12小时,再进行真空干燥,条件为温度是-56℃,真空度是45Pa,时间是72小时;
(3)粉碎:以超微粉碎机粉碎至超微粉。
其中,所述甘薯的品种为西蒙1号;所述茎叶为4月种植,9月下旬采收的茎叶。
实施例2
本实施例提供一种甘薯茎叶青汁粉及其制备方法,具体包括如下步骤:
(1)灭酶处理:将洗净晾干后的甘薯茎叶100℃蒸汽漂烫2min;
(2)干燥:采用真空冷冻干燥,步骤包括:先在-45℃预冻10小时,再进行真空冷冻干燥,条件为温度是-50℃,真空度是40Pa,时间是80小时;
(3)粉碎:以超微粉碎机粉碎粉碎至超微粉。
其中,所述甘薯的品种为西蒙1号;所述茎叶为4月种植,8月底采收的茎叶。
实施例3
本实施例提供一种甘薯茎叶青汁粉及其制备方法,与实施例1的区别仅在于:步骤(1)灭酶处理:将所述甘薯茎叶在沸水中漂烫2min。
实施例4
本实施例提供一种甘薯茎叶青汁粉及其制备方法,与实施例1的区别仅在于:步骤(1)灭酶处理:将所述甘薯茎叶以1000W微波炉中高火处理2min。
实施例5
本实施例提供一种甘薯茎叶青汁粉及其制备方法,与实施例1的区别仅在于:步骤(2)干燥:热风干燥的温度为50℃,时间为12小时。
实施例6
本实施例提供一种甘薯茎叶青汁粉及其制备方法,与实施例1的区别仅在于:步骤(2)干燥:微波真空干燥的微波功率为350W,真空度为-0.95MPa,温度为40℃,时间为2小时。
实施例7
本实施例提供一种甘薯茎叶青汁粉及其制备方法,与实施例1的区别仅在于:步骤(3)粉碎:万能粉碎机粉碎至80目。
实施例8
本实施例提供一种甘薯茎叶青汁粉及其制备方法,与实施例1的区别仅在于:步骤(3)粉碎:万能粉碎机粉碎至100目。
实施例9
本实施例提供一种甘薯茎叶青汁粉及其制备方法,与实施例1的区别仅在于:所述茎叶为8月初采收的茎叶。
实施例10
本实施例提供一种甘薯茎叶青汁粉及其制备方法,与实施例1的区别仅在于:所述茎叶为4月种植,8月中旬采收的茎叶。
实施例11
本实施例提供一种甘薯茎叶青汁粉及其制备方法,与实施例1的区别仅在于:(1)灭酶处理:将洗净晾干后的甘薯茎叶不经切分,直接在沸水中漂烫2min。
对比例1
本对比例提供一种甘薯茎叶青汁粉及其制备方法,所述甘薯茎叶为8月初采收的甘薯茎叶(品种:商薯19),不切分,不经任何漂烫处理,直接洗净之后采用60℃热风干燥12h,万能粉碎机粉碎至80 目。试验例1
本试验例提供甘薯不同部位的营养和功能特性测试。
将桂粉3号、桂薯10号、东皇薯1号的整株甘薯植株划分为叶、茎、梗、块根前段、块根中段和块根后段。通过以下方法检测甘薯不同部位的营养和功能性成分及抗氧化活性。
1具体检测方法
(1)蛋白质的测定:参照GB 5009.5-2016第一法;
(2)脂肪的测定:参照GB 5009.6-2016第二法;
(3)粗纤维的测定:参照GB 5009.88-2014;
(4)灰分:参照GB 5009.4-2016第一法;
(5)钠的测定:参照GB 5009.268-2016第二法;
(6)镁的测定:参照GB 5009.241-2017第二法;
(7)磷的测定:参照GB 5009.87-2016第一法;
(8)钾的测定:参照GB 5009.91-2017第三法;
(9)钙的测定:参照GB 5009.92-2016第三法;
(10)铁的测定:参照GB 5009.90-2016第二法;
(11)锰的测定:参照GB 5009.242-2017第二法;
(12)铜的测定:参照GB 5009.13-2017第四法;
(13)锌的测定:参照GB 5009.14-2017第二法;
(14)多酚粗提物的制备:称取0.5g甘薯茎叶或块茎粉末,按料液比1:20加入10mL70%乙醇,在50℃、53KHz的条件下超声浸提30min,结束后在离心力7000g的条件下离心10min,收集上清液,沉淀用相同方法重复提取两次,合并上清液,45℃旋转蒸发除去乙醇,内容物用蒸馏水定容至50mL,得到样品多酚粗提液。
(15)总酚含量的测定:取0.5mL粗提液加入1.0mL 10%(v/v)福林酚试剂,在30℃水浴锅中保温30min后,加入2.0mL 10%(w/v)碳酸钠溶液,混合均匀,继续在水浴锅中保温30min,结束后立即在736nm处测定吸光值。配制浓度为0.02、0.04、0.06、0.08、0.10mg/mL的绿原酸标准品溶液,按照上述方法测定吸光值,建立标准曲线。
(16)ABTS自由基清除能力法:配制7.4mmol/L ABTS二铵盐溶液、2.6mmol/L K2S2O8溶液。将两种溶液等量混合,在室温下避光保存12h,使其产生自由基,制成ABTS+·母液,用无水乙醇大约稀释50倍,在734nm处控制吸光值为0.70±0.02,得到ABTS+·工作液。取0.6mL样品溶液(空白对照用无水乙醇代替样品),加入2.4mL ABTS+·工作液,避光反应6min,立即在734nm处读取吸光值。配制浓度为5、7.5、10、12.5、15μg/mL的抗坏血酸溶液,按照上述方法测定吸光值,建立标准曲线。
(17)三价铁离子还原活性测定方法(FRAP法):配制40mmol/L HCl溶液、0.3mol/LpH=3.6醋酸盐缓冲溶液,用HCl溶液配制10mmol/L TPTZ溶液,用醋酸缓冲液配制20mmol/LFeCl3溶液。将制得的TPTZ溶液、FeCl3溶液和醋酸缓冲液按体积比1:1:10混合,在37℃水浴锅中充分反应30min,得到FRAP溶液。根据样品溶液多酚含量的不同,用蒸馏水进行稀释。取0.15mL样品溶液(空白对照用蒸馏水代替样品),加入2.85mL FRAP溶液,常温避光孵育30min,反应结束立即在593nm波长下测定吸光值。配制浓度为10、20、50、70、100、200μg/mL的水溶性维生素E溶液,按照上述方法测定吸光值,建立标准曲线。
2测定结果
(1)甘薯不同部位的基本营养成分
参照附图1,从图1(A)可以看出桂粉3号、桂薯10号和东皇薯1号甘薯叶中的蛋白质从高到低依次为叶、茎、梗,甘薯块根的前段、中段和后段的蛋白质含量大致相同,约是甘薯叶中蛋白质含量的1/6。对于桂粉3号,梗和茎的蛋白质含量相当,约是甘薯块根中含量的2倍;桂薯10号梗和茎中的蛋白质含量与块根中的含量大致相同;东皇薯1号茎中的蛋白质含量是梗中含量的2倍,是块根中含量的3倍。
从图1(B)可以看出桂粉3号脂质含量最高的是叶,叶中的脂质含量是茎中含量的2倍,是梗中含量的3.5倍,甘薯块根的前段、中段和后段的脂质含量大致相同,约是叶中含量的1/4。桂薯10号叶中脂质含量最高,茎和梗中的脂质含量大致相当,甘薯块根中脂质含量从高到低的顺序是后段、中段、前段。东皇薯1号的茎和梗的脂质含量大致相当,要高于叶中脂质含量,甘薯块根各部分的脂质含量与叶中含量没有显著性差异。
从图1(C)可以看出桂粉3号、桂薯10号和东皇薯1号的粗纤维含量分布呈现统一的趋势,即梗中的粗纤维含量>茎中的粗纤维含量>叶中的粗纤维含量,桂粉三号的粗纤维含量高达25.00g/100 gDW,甘薯块根各部位的粗纤维含量没有显著性差异,约为4g/100gDW。
从图1(D)可以看出桂粉3号、桂薯10号和东皇薯1号的茎的灰分含量最高,显著高于甘薯其它部位;其次灰分含量较高的是甘薯梗和叶,甘薯块根的灰分含量最低,约为4g/100gDW,且不同部位之间没有显著性差异。
(2)甘薯不同部位的矿物质元素
表1甘薯不同部位的矿物质元素含量(μg/kg,DW)
续上表
从表1中可以看出甘薯各不同部位中矿物质元素的分布规律。甘薯叶中的钠含量最高,显著高于甘薯其它部位的钠含量;桂粉3号的叶中镁含量高达3204.60±17.81μg/kg,DW,其次是东皇薯1号的叶中镁含量达到2943.73±36.22μg/kg,DW,桂薯10号中镁含量最高的部位是梗,为2940.38±182.82 μg/kg,DW。三个品种的甘薯的不同部位的磷含量范围是1318.69±2.00~7375.88±40.21μg/kg,DW,大多分布甘薯茎叶中。甘薯茎中的钾含量显著高于其它部位,而钙含量高的部位则是甘薯的茎。甘薯的叶也是补充铁的一个良好来源,其中桂粉3号中的铁含量高达1006.47±131.19μg/kg,DW。与此同时,甘薯茎叶中也含有相当丰富的锰、铜、锌等微量元素。
(3)甘薯不同部位总酚含量和抗氧化活性
表2甘薯不同部位的总酚含量和抗氧化活性
从表2可得,三个甘薯品种不同部位的总酚含量最高的是叶,桂粉3号叶的总酚含量为6.904±0.245 mg CAE/g DW,桂薯10号叶的总酚含量为7.718±0.056mg CAE/g DW,东皇薯1号叶的总酚含量为 7.735±0.041mg CAE/g DW。采用ABTS自由基清除能力法测定甘薯不同部位的抗氧化活性,发现桂粉3号甘薯块根后段的抗氧化活性最强。采用三价铁离子还原能力测定甘薯不同部位的抗氧化活性,发现三个甘薯品种的叶的抗氧化能力最强,其中桂薯10号的抗氧化能力高达282.964±8.128mg TE/g DW。
综上所述,通过对甘薯不同部位的营养和功能性成分及抗氧化活性的比较分析,发现甘薯茎叶营养和功能性成分显著高于甘薯块茎,是一种营养丰富的优质蔬菜资源。
试验例2
本试验例对不同品种甘薯茎叶的营养和功能性成分及抗氧化活性进行验证。
取40个甘薯茎叶品种甘薯藤蔓顶端10-15cm的茎叶部分,洗净、沥干后(取部分样品用于水分含量的测定),-39℃预冻12h,-56℃、45Pa进行真空冷冻干燥处72h。将冻干后的甘薯茎叶粉碎、过40 目筛,所得茎叶青粉置于铝箔自封袋中于4℃冰箱储存备用(水分含量6.0-8.0%),通过以下方法检测甘薯不同部位的营养和功能性成分及抗氧化活性。
1具体检测方法
(1)蛋白质、脂质、粗纤维、灰分、钙、钾、磷、镁、钠、铁、锰、锌、铜的测定方法同试验例1;
(2)水分的测定:参照GB 5009.3-2016第一法;
(3)能量的测定:参照GB/Z 21922-2008;
(4)碳水化合物的测定:参照GB/Z 21922-2008;
(5)多酚粗提物的制备及总酚含量的测定:方法同试验例1;
(6)铅的测定:参照GB 5009.12-2017第一法;
(7)铬的测定:参照GB 5009.123-2014;
(8)镉的测定:参照GB 5009.15-2014;
(7)抗氧化能力的测定:使用超快速抗氧化剂和自由基全自动分析仪测定样品的·O2-清除活性。具体如下,用蒸馏水将上述的多酚粗提液稀释400倍后按照水溶性ACW标准试剂盒说明书进行测定。具体为:
试剂1(R1):稀释液(直接用);
试剂2(R2):缓冲液(直接用);
试剂3(R3):光敏剂和检测剂;
试剂4(R4):抗坏血酸干粉作为标准试剂。
溶液的配制如下:
1)试剂3工作液的配制(R3-WS):将R3解冻后加入750μL的R2,涡旋后备用;
2)试剂4工作液的配制(R4-WS):将10μL浓H2SO4与490μL的R1混合液添加至标准试剂瓶中,配置成10mmol/L的抗坏血酸标准品储备液(R4-SS),然后用R1将该储备液稀释成0.1mmol/L的抗坏血酸标准品工作液。
测定步骤:
1)空白对照的测定:在试管中依次加入1500μL的R1、1000μLR2、25μLR3-WS,激烈震荡后立即上样至超快速抗氧化剂和自由基全自动分析仪进行测定,测定项勾选为blank,测定参数为:检测时间,250s;平滑因子,40;调零功能,开;校正及测量参数,时间滞差lag-lag0;清洗,1×每测量一次。重复测定,直至检测曲线峰形尖锐且重现性好。
2)抗坏血酸标准曲线的测定:试管中加入1000μLR2,分别加入5、10、20、30、50μLR4-WS,分别用R1定容至2.5mL,配制成不同浓度的标准品溶液,分别加入25μLR3-WS,激烈震荡后立即上样至测定仪,测定项勾选standard,按照上述条件进行测定,每个浓度点重复测定3次以上,直至相关系数R2≥0.9900。
3)样品的测定:在试剂管中依次加入1490μLR1、1000μLR2、10μL样品溶液、25μLR3-WS,激烈震荡后立即上样至测定仪,测定项勾选为sample,按照上述条件进行测定。样品溶液的测定值由仪器软件自动得出,将测定值换算成抗坏血酸当量,结果表示为μg抗坏血酸当量(ascorbic acid,ACE) /mL样品溶液。以抗坏血酸作为标准品,样品的·O2-清除活性表示为μg抗坏血酸当量(ascobic acid equivalent,ACE)/mL。
2测定结果
(1)基本成分分析
甘薯茎叶主要成分的测定结果见表3和表4。40个品种甘薯茎叶的水分含量范围为84.09-88.92 g/100g FW,平均含量为87.61±1.07g/100g FW。水分含量最高的品种为徐薯053601,为88.92±0.34 g/100g FW,含量最低的品种为苏薯16,为84.09±0.81g/100g FW。同常见的叶类蔬菜水分含量相比如大白菜(约95g/100g FW)、油菜(约92g/100g FW)、菠菜(约91g/100g FW)、韭菜(约91g/100 g FW),甘薯茎叶的水分含量偏低。水分是营养成分的载体,直接影响着食品的生理活性,但食品含水较多容易繁殖微生物而发生变质,不利于保鲜、储藏和运输,因此,相对来说甘薯茎叶比常见蔬菜较为耐保藏。
甘薯茎叶中粗蛋白的平均含量为24.14±3.51g/100g DW,含量最高的品种为食5,为31.08±0.09 g/100g DW,含量最低的品种为商薯19(春),为16.69±0.09g/100g DW,另外,不同品种甘薯茎叶,粗蛋白的含量差异性显著(P<0.05)。另外有报道称,新鲜甘薯茎叶粗蛋白的含量(2.99g/100g FW) 高于甘薯块根中粗蛋白含量(1.28–2.13g/100g FW)和常见叶菜类中的粗蛋白含量(1.3-2.8g/100g FW)(FAIS食物成分表,2013)。蛋白质是人类赖以生存的基础营养素,人体必须不断地从食物中摄取各种蛋白质,才能保证机体的正常运行。有报道指出甘薯茎叶蛋白质中氨基酸含量丰富,仅赖氨酸轻度缺乏,氨基酸模式与FAO推荐的基本一致。因此,甘薯茎叶可为人们的膳食提供优良的植物蛋白。
甘薯茎叶中粗纤维的平均含量为11.55±1.26g/100g DW(1.43g/100g FW),含量最高的品种为莆薯17,14.26±0.38g/100g DW,含量最低的品种为商薯19(夏),9.15±0.49g/100g DW。已有数据可知,新鲜甘薯茎叶中粗纤维的含量是甘薯块根的1.4倍左右,是芹菜的1.5-2.0倍,大白菜的2-4倍。纤维素是维护人体健康所必不可少的物质之一,被称为人体必需的第七类营养。具有促进胃肠蠕动、增强消化功能、阻止胆固醇的吸收、维护血糖平衡,从而具有预防和治疗脑血管硬化、糖尿病、肿瘤等疾病的保健功能。因此,甘薯茎叶是补充膳食纤维的良好食物来源。
甘薯茎叶中粗脂肪含量最高的品种是西农1号,5.28±0.15g/100g DW,含量最低的品种为徐薯 22-1,2.08±0.06g/100g DW,平均含量为3.69±0.88g/100g DW(0.46g/100g FW),不同品种的甘薯茎叶粗脂肪的含量差异性显著。甘薯茎叶中粗脂肪的平均含量(3.69±0.88g/100g DW;0.46g/100g FW)比甘薯块根高(0.33g/100g FW)。脂类物质的主要功能是组成生物膜、提供能量、作为脂溶性物质的溶剂,植物油脂多由不饱和脂肪酸构成,不饱和脂肪酸可降低血液中胆固醇和甘油三酯,降低血液黏稠度,改善血液微循环;提高脑细胞的活性,增强记忆力等多种保健功效。
甘薯茎叶粗灰分含量见表4,含量最高的品种为苏薯14,13.72±0.02g/100g DW,含量最低的品种为冀薯65,7.39±0.86g/100g DW,平均含量为9.63±1.78g/100g DW(1.26±0.26g/100g FW)。甘薯茎叶中灰分的含量是芹菜中灰分含量的0.5-1.5倍,是大白菜的2-4倍。高灰分表明其无机元素总量高,目前人类营养学已证实多种无机元素在人体生命活动中有着重要的生理和病理意义,许多元素参与酶的合成,对促进机体新陈代谢、增强免疫力、防止疾病,发挥有重要作用。
甘薯茎叶中碳水化合物和总能量的含量范围分别为42.03-61.36g/100g DW和375.40-438.48 kcal/100g DW,平均含量分别为51.00±5.05g/100g DW和415.34±14.59kcal/g DW。
表3 40种甘薯茎叶水分、粗蛋白、粗纤维、粗脂肪的含量(g/100g DW)
注:字母表示不同品种间的差异性(p<0.05);*:水分含量以鲜重计,(g/100FW)
表4 40种甘薯茎叶的碳水化合物、粗灰分、总能量的测定结果(g/100g DW)
注:字母表示不同品种间的差异性(p<0.05);*:总能量的测定结果表示为Kcal/100g DW
(2)矿物元素含量分析
甘薯中的矿物质含量测定结果见表5,其中表5为常量元素钾(K)、磷(P)、钙(Ca)、镁(Mg)、钠(Na)的测定结果,表6为微量元素铁(Fe)、锰(Mn)、锌(Zn)、铜(Cu)的测定结果。
由结果可知,常量元素中K元素的含量范围为479.3±1.0(北京553)到4280.6±37.0(济薯)mg/100 g DW;P元素的含量范围为131.1±3.3(金玉1号)到2639.8±1.3(徐薯26)mg/100g DW;Ca元素的含量范围为229.7±0.4(徐薯22-1)到1958.1±24.1(苏薯14)mg/100g DW,;Mg元素的含量范围为 220.2±2.4(皖薯5号)到910.5±1.3(心香1号)mg/100gDW;Na元素的含量范围为8.06±0.55(西蒙1 号)到832.31±68.84(济薯)mg/100g DW。
在常量元素中,含量最高的是K元素,平均含量为1625.1mg/100g DW;其次是P元素,平均含量为1248.2mg/100g DW;再次为Ca,平均含量为744.9mg/100g DW;之后是Mg元素,平均含量为 405.2mg/100g DW;最后为Na元素,平均含量为159.98mg/100g DW。
钾元素可以调节细胞内适宜的渗透压和体液的酸碱平衡,参与细胞内糖和蛋白质的代谢。有助于维持神经健康、心律正常,可以预防中风,并协助肌肉正常收缩。在摄入高钠而导致高血压时,钾具有降血压作用。甘薯茎叶中富含钾元素,可以说甘薯茎叶具有较高的保健功效,但目前从营养学的角度,单纯以一种营养元素的含量高低来评定物质的营养价值不够全面,钾钠比例理论是结合机体对钾和钠元素的吸收平衡效应,以食物的钾、钠含量比来评定食物优质程度的准则。钾钠比例高的食物对人体的健康意义要远大于钾钠比例低的食物。由表5可知,所有品种的钾钠比例中,西蒙 1号(520.39)、徐薯53(189.73)、廊薯9号((81.26)、金玉1号(67.16)、农大6-2(65.31)、食5(54.64)、徐薯55-2(52.73)徐薯038008(49.88)、廊薯7-12(48.12)、苏薯14(47.86)、济薯14(47.86)、冀薯65(37.64)、商薯19(夏)(35.37)、济薯22(34.45)苏薯16(34.39)、皖薯5号(25.21)、福薯2 号(23.99)、密原6号(20.08)、烟薯25(19.59)、川薯294(18.48)的钾钠比例均高于Taira等测定的菠菜(18.10)和水菠菜(11.56)的钾钠比例。
本研究中,甘薯茎叶Mg元素的平均含量(405.2mg/100g DW;50.2mg/100g FW),与Ishida等的报道一致:79mg/100g FW。Mg元素因可以P相互作用,是合算合成的必须矿物元素,人体Mg缺乏会引起哮喘、糖尿病和骨质疏松等疾病。因此可知甘薯茎叶是人体摄入镁元素的良好食物原料。
如表6所示,由甘薯茎叶中各微量元素的测定结果可知,Fe的含量范围为1.92±0.00(徐薯22-1) 到21.77±0.33(徐薯22)mg/100g DW;Mn的含量范围为1.71±0.00(徐薯22-1)到10.92±0.18(徐薯 22)mg/100g DW;Zn的含量范围为1.20±0.00(商薯19春)到3.23±0.04(徐薯23)mg/100g DW; Cu的含量范围为0.67±0.00(商薯19春)到1.86±0.25(济薯)mg/100g DW。
在微量元素中,含量最高的是Fe元素,平均含量为8.15mg/100g DW;之后依次为Mn,平均含量为4.10mg/100g DW;Zn的平均含量为2.27mg/100g DW;Cu的平均含量为1.28mg/100g DW。尽管植物中非血红素铁的人体吸收利用率低于肉类中的血红素铁,但血红素铁的摄入可增加人体罹患结肠癌的风险。
Mn参与人体的氧化应激系统,并与葡萄糖稳态和钙的运输有关。GB28050-2011中规定Mn的NRV 值为3mg,因此,食用73.17g DW甘薯茎叶(即590.56g FW甘薯茎叶)即可满足人体Mn元素的需求量。甘薯茎叶中Zn和Cu的含量高于甘薯块根,与菠菜中的含量接近。Zn是几种金属酶的组成成分,参与DNA和RNA的代谢,与信号转导,基因表达等密切相关;Cu与机体铁的吸收有关,参与多种酶反应和胶原蛋白的合成。
甘薯茎叶中几种常见的有毒有害元素铅(Pb)、铬(Cr)和镉(Cd)的含量见表2.2(B),徐薯 -22(春)中Pb含量最高,为1.40±0.18mg/kg DW(0.17±0.01mg/kg FW);Cr含量最高的品种为商薯 19(夏),为1.40±0.00mg/kg DW(0.17±0.01mg/kg FW);40个甘薯茎叶品种Cd的最高含量仅为 0.29±0.04mg/kg DW(0.04±0.00mg/kg FW);另外,所有甘薯品种均未检出砷元素(As)。 GB2762-2012规定了新鲜蔬菜常见的有毒有害元素如Pb、Cr、Cd、As的限量标准分别为0.1、0.5、0.05、 0.5mg/kg FW。可知甘薯茎叶中Pb、Cr、Cd、As含量均显著低于国标的限量标准,安全无公害。
表5 40种甘薯茎叶中常量元素的含量(mg/100g DW)
表6 40种甘薯茎叶中微量矿物元素及有毒有害元素的含量
注:Pb、Cr、Cd含量表示为mg/kg DW;“-”为未检出
(3)总酚含量和抗氧化活性
甘薯茎叶总酚含量见表7,甘薯茎叶总酚的含量范围为2.73-12.46g CAE/100gDW,平均含量为 7.08g CAE/100g DW,与Islam等报道相一致,该报道指出甘薯茎叶中总酚的含量范围为1.42-17.1g CAE/100g DW。济薯04150和渝紫7号的总酚含量最高,分别为12.46±0.62and 12.30±0.65g CAE/100 g DW,且差异性不显著;食5的总酚含量最低,为2.73±0.02g CAE/100g DW。不同品种甘薯茎叶总酚含量不同,这可能是由于甘薯茎叶品种、多酚氧化酶活性、成熟度、收获后处理方式、储藏条件、营养组成差异造成的。
甘薯茎叶的抗氧化活性见表7,渝紫7号的抗氧化活性最强,为0.80±0.01mg ACE/mg DW,其次为济薯04150和京6,分别为0.73±0.00和0.73±0.01mg ACE/mg DW,食5的抗氧化活性最低,为 0.08±0.01mg ACE/mg DW。渝紫7号和济薯04150总酚含量均较高,且差异不显著,两者的抗氧化活性却有显著性差异。可以推测两个品种的多酚在组成或组分的比例上可能存在差异,另外也有可能是两个品种的其他成分对多酚的抗氧化活性具有协同或拮抗作用,导致抗氧化活性上的差异。甘薯茎叶多酚抗氧化活性的差异可能与总酚含量、酚类构成以及其他营养物质的组成等因素有关。
表7 40种甘薯茎叶总酚含量和抗氧化活性
注:同一列不同字母表示不同品种间存在显著性差异(p<0.05)。
综上所述,甘薯茎叶富含蛋白质、纤维素、碳水化合物等营养元素,较耐贮藏,是优质的蔬菜资源。甘薯茎叶矿物质含量丰富,富含钾、钙、镁、铁等元素,且大部分品种的甘薯茎叶具有较高的K/Na比,对高血压和动脉粥样硬化具有潜质的预防功效;
甘薯茎叶多酚总酚含量高,平均含量为6.97±2.89g CAE/100g DW;不同品种甘薯茎叶的抗氧化活性差异显著(p<0.05),抗氧化活性较强的品种有渝紫7号等;
总之,甘薯茎叶营养均衡且富含生物活性多酚,可作为一种新型的叶类蔬菜资源及活性多酚的植物来源加以开发和应用。
试验例3
本试验例验证不同收获时间对于甘薯茎叶青汁粉的营养和功能性成分及抗氧化活性。
取三个收获时间(收获时间1(H1):2017年8月10日;收获时间2(H2):2017年8月30日;收获时间3(H3):2017年9月20日;种植时间均为五月底)的甘薯藤蔓顶端10-15cm的茎叶部分,洗净、沥干后(取部分样品用于水分含量的测定),-39℃预冻12h,-56℃、45Pa进行真空冷冻干燥处72h。将冻干后的甘薯茎叶粉碎、过40目筛,所得茎叶粉置于铝箔自封袋中于4℃冰箱储存备用(水分含量 6.0-8.0%),通过以下方法检测不同收获期的甘薯茎叶的色泽和营养和功能性成分及抗氧化活性。
1检测步骤
(1)蛋白质、脂肪、灰分、钙、钾、磷、镁、钠、铁、锰、锌和铜的测定方法同试验例1;
(2)水分、能量、碳水化合物和铅的测定方法同试验例2;
(3)硒的测定:参照GB 5009.93-2017第一法;
(4)铅的测定:参照GB 5009.12-2017第一法;
(5)汞的测定:参照GB 5009.17-2014第一篇第一法;
(6)砷的测定:参照GB 5009.11-2014第一篇第二法;
(7)维生素B1:参照GB 5009.84-2016第二法;
(8)维生素B2:参照GB 5009.85-2016第二法;
(9)维生素B3:参照GB 5009.89-2016第一法;
(10)维生素E:参照GB 5009.82-2016第一法;
(11)膳食纤维、可溶性膳食纤维和不可溶性膳食纤维的测定:参照GB 5009.88-2014;
(12)色泽的测定:使用色彩色差计测定,其中,L值代表亮度,L=0表示黑色,L=100表示白色;a、b值构成一个直角坐标系,决定色调,+a值越大,接近纯红,-a值越大,接近纯绿;+b越大,黄色增加,-b值越大,蓝色增加。取样品粉置于测试孔中,压实,测定粉的色度值。
(13)多酚粗提物的制备以及总酚含量的测定:方法同试验例1;
(14)ABTS自由基清除能力法和三价铁离子还原活性测定方法(FRAP法):方法同试验例1;
(15)DPPH抗氧化能力的测定:用蒸馏水将甘薯茎叶多酚粗提物配制成质量浓度分别为5.0、 7.0、10.0、15.0、20.0μg/mL样品溶液,取2.0mL样品溶液加入2.0mL 6×10-5mol/LDPPH乙醇溶液,激烈震荡后,避光保持60min,立即于517nm处测定吸光值。以抗坏血酸作为标准品,样品的DPPH 清除活性表示为mg抗坏血酸当量(ascobic acid equivalent,ACE)/100g DW。
2测定结果
(1)不同收获时间的甘薯茎叶的颜色
表8不同收获时间的甘薯茎叶的颜色
注:同一列不同字母表示不同收获时间之间存在显著性差异(p<0.05);
*:水分含量以鲜重计,(g/100FW)
从表8可知,不同收货时间的甘薯茎叶的亮度(L值),有着显著性差异,其中收获时间为H3时,色泽最亮;从a值可以看出,其中收获时间为H3时,颜色最绿。
(2)主要成分分析
表9不同收获时间的甘薯茎叶的基本营养成分
注:同一列不同字母表示不同收获时间之间存在显著性差异(p<0.05);
从表9可知,不同收获时间的甘薯茎叶的基本营养成分的含量有着显著性差异(p<0.05)。收获时间为H3的水分、灰分、脂肪、蛋白质含量最低,膳食纤维包括可溶性膳食纤维和不溶性膳食纤维含量没有显著性差异(p<0.05)。
(3)矿物质和维生素含量分析
表10不同收获时间的甘薯茎叶的矿物质和维生素含量
注:同一行不同字母表示不同收获时间之间存在显著性差异(p<0.05);
从表10可知,不同收获时间的甘薯茎叶粉的矿物质和维生素含量有着显著性差异(p<0.05)。 H1收获的甘薯茎叶中各类矿物质和维生素含量较高,H2收获的甘薯茎叶中各类矿物质和维生素含量次之,而H3收获的甘薯茎叶含有的钙、钾、锌、镁、硒、维生素B3较高。三个收获时间的甘薯茎叶所检测出的铅、汞、砷元素含量极低,说明甘薯茎叶安全无污染。
(4)总酚含量和抗氧化活性
表11不同收获时间的甘薯茎叶的总酚含量和抗氧化活性
注:CHAE代表绿原酸当量;ACE代表抗坏血酸当量;TE代表trolox等价物;
同一行不同字母表示不同收获时间之间存在显著性差异(p<0.05)。
从表11可知,不同收获时间的甘薯茎叶的总酚含量和抗氧化活性有着显著性差异。H3收获的甘薯茎叶的总酚含量最高,其次是H2收获的甘薯茎叶,总酚含量最少的是H1收获的甘薯茎叶。采用 DPPH抗氧化法分析,三个收获时间的甘薯茎叶的抗氧化活性没有显著性差异;采用三价铁离子还原活性测定方法(FRAP法)分析得到H3收获的甘薯茎叶的抗氧化活性最高,显著高于其它两个收获时间的甘薯茎叶的抗氧化活性;采用ABTS自由基清除能力法分析,抗氧化活性最高的是H3收获的甘薯茎叶,其次分别是H2、H1收获的甘薯茎叶。
试验例4
本试验例验证甘薯茎叶的切分与否对于甘薯茎叶青汁粉的营养和功能性成分及抗氧化活性影响 (对应实施例3和实施例11)。
将甘薯茎叶分为切分成1-3cm的甘薯茎叶组和不经过切分的整颗甘薯茎叶组,再分别放入盛有沸水的不锈钢平底锅中漂烫2min,最后于-39℃预冻12h,-56℃、45Pa进行真空冷冻干燥处72h。将冻干后的甘薯茎叶粉碎、过40目筛,所得茎叶粉置于铝箔自封袋中于4℃冰箱储存备用(水分含量 6.0-8.0%),通过以下方法检测不同处理的甘薯茎叶的营养和功能性成分及抗氧化活性。
1检测步骤
(1)水分、蛋白质、脂肪、碳水化合物、膳食纤维(可溶性膳食、不可溶性膳食纤维)能量、灰分、维生素B1、维生素B2、维生素B3、维生素E、钙、钾、磷、镁、钠、铁、锰、锌、铜、硒、铅、汞、砷的测定方法同试验例3;
(2)维生素C的测定:参照GB 5009.86-2016第二法;
(3)叶酸的测定:参照GB 5009.211-2014;
(4)β-胡萝卜素:参照GB 5009.83-2016;
(5)16种氨基酸组成的测定:参照GB 5009.124-2016;
(6)色泽的测定、多酚粗提物的制备、总酚含量的测定、三价铁离子还原活性测定方法(FRAP 法)同试验例3。
2测定结果
(1)不同处理对甘薯茎叶主要成分的影响
从表12可知,不同的处理方式对甘薯茎叶中的主要成分具有显著的影响(p<0.05)。整颗漂烫冻干的甘薯茎叶的能量、碳水化合物和蛋白质含量高;切分漂烫冻干的甘薯茎叶的蛋白质、膳食纤维(可溶性膳食纤维、不溶性膳食纤维)含量高。
表12不同处理的甘薯茎叶的主要成分(g/100g DW)
注:同一行不同字母表示不同处理间存在显著性差异(p<0.05);
*能量的单位为kJ/100g。
(2)不同处理对甘薯茎叶矿物质含量的影响
从表13可知,不同的处理方式对甘薯茎叶中的矿物质含量具有显著的影响(p<0.05)。整颗漂烫冻干的甘薯茎叶的磷、铜和硒的含量高;切分漂烫冻干的甘薯茎叶的钠、磷、钙的含量高。
表13不同处理的甘薯茎叶的矿物质含量(mg/100g DW)
注:同一行不同字母表示不同处理间存在显著性差异(p<0.05);
*硒的含量用μg/100g表示。
(3)不同处理对甘薯茎叶重金属元素含量的影响
从表14可知,不同处理方式的甘薯茎叶中重金属元素含量均满足固体饮料的国家标准(砷的限量为0.5mg/100g,)
表14不同处理的甘薯茎叶的重金属元素含量(mg/100g DW)
注:同一行不同字母表示不同处理间存在显著性差异(p<0.05);
(4)不同处理对甘薯茎叶维生素含量的影响
从表15可知,不同处理方式对甘薯茎叶的维生素含量具有显著的影响(p<0.05)。整颗整颗漂烫冻干的甘薯茎叶的维生素B2、维生素B3、叶酸和维生素E的含量高;切分漂烫冻干的甘薯茎叶的β- 胡萝卜素、维生素B3、叶酸和维生素C的含量高。
表15不同处理的甘薯茎叶的维生素含量(mg/100g DW)
注:同一行不同字母表示不同处理间存在显著性差异(p<0.05);
*β-胡萝卜素和叶酸的含量用μg/100g表示。
(5)不同处理对甘薯茎叶氨基酸含量的影响
从表16可知,不同处理方式对甘薯茎叶的氨基酸含量具有显著的影响(p<0.05)。整颗漂烫冻干的甘薯茎叶中天门冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、丙氨酸、缬氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸和赖氨酸的含量高;切分漂烫冻干的甘薯茎叶中苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、脯氨酸、甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、组氨酸和精氨酸的含量高。
表16不同处理的甘薯茎叶的氨基酸含量(g/100g DW)
注:同一行不同字母表示不同处理间存在显著性差异(p<0.05);
(6)不同处理对甘薯茎叶总酚含量及抗氧化活性的影响
经过漂烫冻干后所得甘薯茎叶粉的总酚含量见表17,从表中可以看出,未漂烫直接冻干甘薯茎叶的总酚含量最高,为6.42±0.25g CAE/100g DW,经过漂烫护色以后,甘薯茎叶的总酚含量显著性下降了(p<0.05),整颗漂烫冻干甘薯茎叶的总酚含量损失了23.66%,而切分漂烫冻干的甘薯茎叶的总酚含量损失了54.87%。其原因是在漂烫过程中,甘薯茎叶细胞遭到破坏,许多活性物质流出溶解于水中,从而造成损失,而切分漂烫冻干相比整颗漂烫冻干而言,其甘薯茎叶破碎面积较少,在一定程度上保护了活性物质的流失。
不同处理的甘薯茎叶的抗氧化活性见表17,从表中可以看出,未漂烫直接冻干的甘薯茎叶的抗氧化活性最高,为14.76±0.29g TE/100g DW,切分漂烫冻干和整颗漂烫冻干的抗氧化活性和对照组相比都具有显著性差异(p<0.05),整颗漂烫冻干的抗氧化活性下降了20.26%,而切分漂烫冻干的抗氧化活性下降了56.41%,由数据显示可知,其抗氧化活性与总酚含量具有一致性。
表17不同处理对甘薯茎叶总酚含量及抗氧化活性的影响
注:字母表示不同处理间的差异性(p<0.05)
(7)不同处理对甘薯茎叶色泽的影响
表18不同漂烫方式对甘薯茎叶色泽的影响
注:字母代表不同漂烫方式之间的差异性(p<0.05)
经不同处理后,甘薯茎叶的L*值、a*值、b*值和△E*值的变化情况如表17所示。从表中可以看出,未漂烫直接冻干的L*值为43.25±0.45,切分漂烫冻干和整颗漂烫冻干的L*值分别为41.14±0.34、40.83±0.63,未漂烫直接冻干和漂烫后冻干的甘薯茎叶相比较,其L*值存在显著差异(p<0.05),而切分漂烫冻干和整颗漂烫冻干的之间的L*值没有明显差异(p<0.05),说明漂烫后冻干的甘薯茎叶亮度偏暗。未漂烫直接冻干和漂烫后冻干的甘薯茎叶的a*值有显著差异(p<0.05),而切分漂烫冻干和整颗漂烫冻干之间的a*值没有明显差异(p<0.05),漂烫后的甘薯茎叶的a*值与对照组相比存在显著差异(p<0.05),但都呈绿色。不同处理的b*值存在显著差异(p<0.05),说明未漂烫直接冻干的甘薯茎叶较切分漂烫冻干的甘薯茎叶粉,颜色明显偏黄色。综上所述,经过不同处理的甘薯茎叶,其颜色存在明显差异,冲调后发现经过切分漂烫冻干和整颗漂烫冻干得到的两组颜色较对照组明显较绿,且能维持长时间(>1小时)不变色。
试验例5
本试验例验证不同灭酶方式对制备的甘薯茎叶青汁粉的营养和功能性成分及抗氧化活性影响 (对应实施例1、3、4)。
用自来水将甘薯茎叶清洗干净,并用吸水纸将甘薯茎叶抹干。精确称取1200g甘薯茎叶,平均分为4份(每份300g),其中1份不经任何处理,其他3份采用如下3种不同灭酶方式处理,并进行3次平行试验。
漂烫灭酶:将100g甘薯茎叶放入盛有500mL沸水的不锈钢平底锅中煮沸2min;蒸汽灭酶:将100 g甘薯茎叶放入托盘中,并将盛有甘薯茎叶的托盘放入盛有沸水的蒸锅中盖盖在正常大气压下蒸2 min;微波灭酶:将100g甘薯茎叶放入玻璃碟中,然后将盛有甘薯茎叶的玻璃碟放入商业-1000W微波炉中大火处理2min;将处理和未经任何处理的甘薯茎叶于-39℃预冻12h,-56℃、45Pa进行真空冷冻干燥处72h。将冻干后的甘薯茎叶粉碎、过40目筛,所得茎叶粉置于铝箔自封袋中于4℃冰箱储存备用(水分含量6.0-8.0%)。
1测定步骤
(1)水分、粗脂肪和粗蛋白含量按照AOAC(2000)的方法进行测定。灰分通过称量甘薯茎叶样品在550℃加热12h前后的重量来确定。粗脂肪含量按照AOAC960.39的方法进行测定。粗蛋白含量通过凯氏定氮法进行测定,氮到蛋白的换算系数为6.25(AOAC976.05)。
(2)粗纤维含量按照ISO5498:1981的方法进行测定。首先,将一定量的甘薯茎叶粉样品在0.255 M硫酸中煮沸30min,将产生的不溶性残渣过滤、清洗,并在0.313M氢氧化钠中煮沸,然后将样品过滤清洗后,在130±2℃干燥2h。在350±25℃测定重量损失。粗纤维含量被表示为g/100g DW。
(3)总酚含量的测定
样品总酚含量的测定参照Yoshimoto等(2002)所述的福林酚试剂法。具体步骤如下:称取1.0g 样品按料液比1:20(w/v)加入20mL 70%的乙醇→超声波条件下(50℃,59KHz)浸提30min→离心 (5000g,4℃)10min→收集上清液,残渣按照上述方法重复提取两次,合并提取液,45℃旋转蒸发去除乙醇,用蒸馏水定容至30mL,制得甘薯茎叶多酚粗提液。
取0.5mL上述粗提液加入1.0mL10%(v/v)的福林酚试剂,在30℃水浴锅中反应30min,然后加入2.0mL10%(w/v)的碳酸钠溶液,充分混匀后在30℃水浴锅中反应30min,立即在736nm下测定吸光光度值。采用0.02、0.04、0.06、0.08、0.10mg/mL的绿原酸标准品溶液建立标准曲线,得线性回归方程y=8.7671x+0.0068,R2=0.9994。总酚含量被表示为g绿原酸当量(chlorogenic acid equivalent,CAE) /100g样品干重。
(4)氧自由基吸收能力
具体步骤如下:本方法中所有溶液均用75mmol/L,pH=7.4磷酸盐缓冲溶液进行配置和稀释。96 微孔板中加入20μL待测样品(各样品均测定3个不同的浓度5、10、20μg/mL)、20μL磷酸盐缓冲溶液、 20μL 63nmol/L的荧光素钠溶液,37℃保温10min后,立即加入140μL18.28mmol/L的AAPH溶液,置于多功能酶标仪中(Chameleon V,Hidex,Finland),在激发波长485nm和发射波长535nm下测定荧光值,时间间隔设为2.0min,测定次数为60次,测定温度为37℃。同时测定各反应溶液在无AAPH作用时的荧光值(即用等量的磷酸盐缓冲溶液代替AAPH溶液),按公式1计算相对荧光强度值。采用近似积分法按公式2计算荧光衰减AUC。用磷酸盐缓冲溶液代替样品溶液作为空白对照,并用样品溶液与空白对照的netAUC表示各样品的氧自由基吸收能力,如公式3所示。以水溶性维生素E作为标准品,样品溶液的氧自由基吸收能力表示为μg水溶性维生素E当量(trolox equivalent,TE)/mL样品溶液。
Fi=fi(+AAPH)/fi(-AAPH) (公式1)
AUC=2×(F0+F1+﹒﹒﹒+Fn)-F1-Fn (公式2)
net AUC=AUCsample–AUCblank (公式3)
其中fi(+AAPH)为添加AAPH的反应溶液在第i个测定时间点的绝对荧光强度值;fi(-AAPH)为不添加 AAPH的反应溶液在第i个测定时间点的绝对荧光强度值;Fi为反应溶液在第i个测定时间点的相对荧光强度值;AUC为荧光衰减曲线下面积;AUCsample为样品溶液的荧光衰减曲线下面积;AUCblank为空白对照荧光衰减曲线下面积;netAUC为样品溶液与空白对照荧光衰减曲线下面积差。
(5)多酚类物质各组分的定量分析
用80%的甲醇溶解不同处理后的甘薯茎叶多酚样品,配制成200μg/mL的样品溶液,过0.45μm膜后进行色谱分析。色谱条件如下:ZORBAX Eclips Plus C18色谱柱(4.6×150mm,5μm),检测波长 326nm,流速1BV/h,进样量20μL,柱温30℃,流动相A:0.5%(w/v)磷酸缓冲溶液,B:乙腈。梯度洗脱程序:0-15min:20-65%B,15-15.1:65-80%B,15.1-20min:80%B。根据样品吸收图谱中各吸收峰的保留时间和峰面积对样品组成及各成分含量进行分析。
2测定结果
(1)灭酶方式对甘薯茎叶基本组成的影响
不同灭酶方式对甘薯茎叶基本组成的影响如表19所示。与未经任何处理的甘薯茎叶的蛋白含量 (24.04±0.08g/100g DW)相比,漂烫灭酶(25.56±0.05g/100g DW)、蒸汽灭酶(28.66±0.14g/100g DW)和微波灭酶(28.11±0.13g/100g DW)引起蛋白含量的显著增加(p<0.05)。分析原因可能为:在漂烫和蒸汽灭酶的过程中,甘薯茎叶中其他成分(如脂肪、膳食纤维等)被部分损失或破坏,导致蛋白含量的相对增加。
未经任何处理的甘薯茎叶中粗脂肪含量为4.39±0.12g/100g DW,漂烫灭酶(3.19±0.14g/100g DW)、蒸汽灭酶(3.32±0.12g/100g DW)和微波灭酶(2.90±0.06g/100g DW)引起粗脂肪含量的显著降低(p<0.05)。在漂烫灭酶、蒸汽灭酶和微波灭酶过程中,甘薯茎叶中易挥发性和水溶性脂肪酸会被部分损失或破坏,引起脂肪含量的下降。
漂烫灭酶(10.47±0.11g/100g DW)、蒸汽灭酶(10.41±0.25g/100g DW)和微波灭酶(10.05 ±0.08g/100g DW)显著降低了甘薯茎叶中的粗纤维含量(p<0.05)。上述结果表明,漂烫过程引起了水溶性膳食纤维的大量损失。在蒸汽灭酶和微波灭酶的过程中,虽然甘薯茎叶没有暴漏在水中,但大量细胞液流出,也引起了水溶性膳食纤维的大量损失。
漂烫灭酶(7.44±0.01g/100g DW)、蒸汽灭酶(8.16±0.01g/100g DW)和微波灭酶(8.17±0.12 g/100g DW)处理与未经任何处理(7.84±0.62g/100g DW)的甘薯茎叶中的灰分含量相比,不存在显著性差异。
表19不同灭酶方式对甘薯茎叶基本组成的影响(g/100g干重)
注:相同字母表示不同灭酶方式之间不存在显著性差异(p<0.05)。
(2)灭酶方式对甘薯茎叶总酚的影响
不同灭酶方式对甘薯茎叶总酚含量的影响如图2所示。与未经任何处理的甘薯茎叶(12.30±0.26%,DW)相比,漂烫灭酶(8.55±0.16%,DW)和微波灭酶(9.14±0.12%,DW)显著降低了甘薯茎叶的总酚含量,而蒸汽灭酶(13.46±0.18%,DW)显著提高了甘薯茎叶的总酚含量(p<0.05)。蒸汽灭酶使甘薯茎叶总酚含量提高了9.44%,而漂烫灭酶和微波灭酶分别使总酚含量降低了30.51%和25.70%。本研究中,漂烫灭酶和微波灭酶后甘薯茎叶中总酚含量的下降可能是因为灭酶过程导致了酚类物质的分解。对于蒸汽灭酶过程中甘薯茎叶中总酚含量增加的原因,尚无定论,然而,其可能的原因是甘薯茎叶中单宁类物质降解成了小分子酚类物质。
(3)抗氧化活性
不同灭酶方式对甘薯茎叶抗氧化活性的影响如图3所示。未经任何处理的甘薯茎叶的抗氧化活性是1.28±0.07μg TE/mg,DW。与未经任何处理的样品相比,漂烫灭酶(0.46±0.07μg trolox equivalent/mg,DW)和微波灭酶(0.87±0.05μg trolox equivalent/mg,DW)显著降低了甘薯茎叶的抗氧化活性,而蒸汽灭酶(2.32±0.03μg troloxequivalent/mg,DW)显著提高了甘薯茎叶的抗氧化活性 (p<0.05)。漂烫灭酶和微波灭酶分别使甘薯茎叶的抗氧化活性下降了63.82%和32.35%,与总酚含量的下降趋势相吻合。微波灭酶后样品较低的抗氧化活性可以归因于较大的热效应,而不是微波本身。与此相反,蒸汽灭酶使甘薯茎叶的抗氧化活性提高了81.40%,与甘薯茎叶中总酚含量的变化趋势不一致。这可以归因于其他氧化还原植物次生代谢产物及其降解产物的产生,但极有可能与其他抗氧化成分的更加有效的释放有关,这些抗氧化成分来自胞内蛋白、植物细胞壁结构的改变和细胞基质的改变。
(4)多酚类物质各组分的定量分析
表20甘薯茎叶中多酚类物质的组成
表21不同灭酶方式对甘薯茎叶多酚单体含量的影响(mg/g,DW)
注:相同字母表示不同灭酶方式之间不存在显著性差异(p<0.05)。
显然福林酚比色法测定总酚含量并不能完全对甘薯茎叶中的多酚类物质进行定性和定量。因此,我们采用HPLC法测定了不同灭酶方式处理后甘薯茎叶中的多酚类物质,结果如图4和表20所示。通过与相同条件下测定的标准品的保留时间和紫外光谱相比较,8种多酚类物质(5-CQA、3-CQA、 4-CQA、CA、4,5-CQA、3,5-CQA、3,4-CQA和3,4,5-CQA)被鉴定出来,这8种多酚类物质的含量通过回归方程进行计算。
根据峰面积(y)和浓度(x,mg/g,DW)作图,甘薯茎叶中8种多酚类物质的回归方程及相关系数(R2)如下所示:5-CQA,y=11.372x-0.428(R2=0.996);3-CQA,y=9.909x+0.286(R2=0.999); 4-CQA,y=25.894x-17.128(R2=0.998);咖啡酸,y=28.183x-1.211(R2=0.999);4,5-CQA,y= 9.208x-7.244(R2=0.998);3,5-CQA,y=18.056x-18.405(R2=0.998);3,4-CQA,y=15.353x-12.021 (R2=0.998);3,4,5-CQA,y=6.218x-5.158(R2=0.995)。经不同灭酶方式处理的甘薯茎叶中的多酚类物质单体的含量如表21所示。通过比较未经任何处理的甘薯茎叶中8种多酚类物质的含量,我们发现:4,5-CQA(27.23mg/g DW)>3,5-CQA(25.02mg/g DW)>3,4-CQA(14.18mg/g DW)>4-CQA (13.55mg/g DW)>3,4,5-CQA(10.68mg/g DW)>咖啡酸(4.62mg/g DW)>3-CQA(3.06mg/g DW)> 5-CQA(2.58mg/g DW)。
对于5-CQA,漂烫灭酶和蒸汽灭酶显著降低了其含量,而微波灭酶没有引起显著变化。对于 3-CQA,漂烫灭酶、蒸汽灭酶和微波灭酶使其含量显著降低。4-CQA是甘薯茎叶中含量最丰富的单取代咖啡酰奎宁酸,在这些被采用的灭酶方法中,只有漂烫灭酶引起了其含量的显著降低。对于咖啡酸,三种灭酶方式均引起其含量的显著下降。4,5-CQA是甘薯茎叶中含量最高的双取代咖啡酰奎宁酸,在这些灭酶方式中,只有漂烫灭酶引起了其含量的显著下降。对于3,5-CQA,在所有被研究的灭酶方式中,只有漂烫灭酶显著降低了其含量。对于3,4-CQA,蒸汽灭酶显著提高了其含量,而漂烫灭酶显著降低了其含量。对于3,4,5-CQA,蒸汽灭酶引起其含量的显著提高,而其他灭酶方式没有引起其含量的显著变化。我们很难判断哪种多酚类物质单体对甘薯茎叶的抗氧化活性贡献最大。Palermo 发现不同灭酶方式引起了洋蓟总抗氧化活性的显著提高,并将这种增加归因于5-CQA和1,5-CQA的增加。然而,我们的结果与之完全不同。为了更加清楚的描述甘薯茎叶中多酚类物质单体和抗氧化活性之间的关系,我们分析了甘薯茎叶中多酚类物质单体含量和抗氧化活性之间的相关性(图5)。与甘薯茎叶抗氧化活性之间相关系数最大的是4,5-CQA(0.8267),其次是3,4-CQA(0.8148)、3,5-CQA (0.7474)、3,4,5-CQA(0.5830)、4-CQA(0.4554)、5-CQA(0.0270)、3-CQA(0.0158)和咖啡酸 (0.0002)。因此,甘薯茎叶的抗氧化活性可能主要归因于4,5-CQA、3,4-CQA、3,5-CQA和3,4,5-CQA 含量的增加。多酚类物质的抗氧化活性主要是因为氧化还原特性,这种特性使他们可以被用作还原剂、氢供体、单线态氧淬灭剂、重金属螯合剂及羟自由基淬灭剂。双取代与三取代的咖啡酰奎宁酸分子结构中具有更多的羟基,使他们与单取代的咖啡酰奎宁酸相比,具有更大的活性。
有趣的是,通过HPLC分析结果计算出的总酚含量低于福林酚比色法测得的总酚含量,这可能是因为,我们在进行HPLC分析时,多酚类物质标准品数量有限。
试验例6
本试验例验证不同干燥处理对于所制备的甘薯茎叶青汁粉的营养及理化性质影响(对应实施例 1、5、6)。
用自来水将甘薯茎叶清洗干净,并用吸水纸将甘薯茎叶抹干。精确称取1500g甘薯茎叶,平均分为3份(每份500g)。
微波真空干燥:最佳干燥参数为微波功率350W,真空度-0.95Mpa。将500g甘薯茎叶平铺于微波真空干燥箱中,设置温度范围为400~50℃,干燥2小时。粉碎干燥后的甘薯茎叶,过100目筛,存储在4℃避光条件下备用。
热风干燥:最佳干燥参数为60℃,干燥12小时。粉碎干燥后的甘薯茎叶,过100目筛,存储在4℃避光条件下备用。
真空冷冻干燥:最佳干燥参数是将甘薯茎叶于-39℃预冻12h,-56℃、45Pa进行真空冷冻干燥处 72h。粉碎干燥后的甘薯茎叶,过100目筛,存储在4℃避光条件下备用。
1测定步骤
(1)吸水吸水指数的测定
参照美国专利中介绍的方法测定,即取适当容积的离心管,称量后加入2g样品和30mL蒸馏水,充分混匀。将上述混合液在30℃的条件下水浴30min,每15min混合一次后3000r/min离心15min,弃去上清液,倒置2min后称量。
(2)持油性的测定
取0.5g甘薯茎叶粉置于离心管中,加入10mL玉米胚芽油,混合均匀后静置18h,2000r/min条件下离心30min,弃去上清液后称重。
持油性(g/g)=(甘薯茎叶粉被油饱和后的重量-甘薯茎叶粉的初始重量)/甘薯茎叶粉的初始重量
(3)膨胀势和溶解度的测定
取0.35g甘薯茎叶粉加入12.5mL蒸馏水,在85℃条件下水浴30min,之后7500r/min离心15min。收集上清液在105℃下烘干2小时并称重。甘薯茎叶的膨胀势和溶解度测定公式如下所示:
溶解度(%)=(上清液的重量/甘薯茎叶粉的重量)*100
膨胀势(g/g)=沉淀的重/(甘薯茎叶粉的重量*(100-溶解度))
(4)水分、灰分、粗蛋白、粗纤维、碳水化合物、脂肪、能量、膳食纤维(可溶性膳食纤维、不可溶性膳食纤维)、维生素C、维生素E、β-胡萝卜素、维生素B1、维生素B2、总酚和抗氧化活性同试验例4。
2测定结果
(1)不同干燥方式对甘薯茎叶粉理化特性的影响
表22不同干燥方式对甘薯茎叶粉理化特性的影响
g/g
注:同一列字母表示不同特性之间的差异性(p<0.05);
HAD为热风干燥、VFD为真空冷冻干燥、MVD为微波真空干燥、SPL为甘薯茎叶;
*代表溶解度的单位是%
甘薯茎叶粉的理化特性见表22。微波真空干燥甘薯茎叶吸水指数最高(5.68±0.07g/g),之后是真空冷冻干燥(5.43±0.04g/g)和热风干燥的甘薯茎叶粉(4.29±0.00g/g)。三种甘薯茎叶样品的持油能力范围为1.66到3.86g/g。
微波真空干燥样品的溶解度最强(7.14±0.50%),热风干燥样品的溶解度最弱(4.29±0.58%)。微波干燥(14.92±0.71g/g)和热风干燥(11.40±0.20g/g)甘薯茎叶粉呈较高的膨胀势。
(2)基本成分分析
不同干燥方式的甘薯茎叶粉的主要成分的测定结果见表23。三种干燥方式得到的甘薯茎叶粉的平均含水量为4.87g/100g DW。水分含量最高的是真空冷冻干燥所得的甘薯茎叶粉,含量最低的是热风干燥所得的甘薯茎叶粉。蛋白质含量最高的是热风干燥所得的甘薯茎叶粉(27.70±0.11g/100g DW),含量最低的是微波真空干燥所得的甘薯茎叶粉(25.40±0.63g/100g DW)。粗纤维含量最高的是微波真空干燥所得的甘薯茎叶粉(9.60±1.12g/100g DW),含量最低的是热风干燥所得的甘薯茎叶粉(8.30±0.08g/100g DW),平均含量为8.90±0.52g/100g DW。三种样品的粗脂肪含量范围是 2.12±0.65~3.20±0.48g/100g DW,真空冷冻干燥所得的甘薯茎叶粉的粗脂肪含量最高(3.20±0.48 g/100g DW),微波真空干燥所得的甘薯茎叶粉粗脂肪含量最低(2.12±0.65g/100g DW)。三种样品的灰分含量范围是9.87±0.18~12.56±0.11g/100g DW,碳水化合物含量范围为50.32±0.59~50.73±0.67 g/100g DW,能量范围为1053.00±0.74~1169.00±0.42kJ/100g DW。
膳食纤维含量由表23所示。真空冷冻干燥甘薯茎叶粉的总膳食纤维含量最高的(37.90±0.29 g/100g DW),之后是微波真空冷冻干燥所得的甘薯茎叶粉(36.10±0.63g/100g DW)和热风干燥甘薯茎叶粉(34.70±0.11g/100g DW)。三种干燥方式所的的甘薯茎叶粉的平均不溶性膳食纤维含量为 32.01±0.21g/100g DW。真空冷冻干燥和热风干燥所得的甘薯茎叶粉的可溶性膳食纤维含量较高,微波真空干燥甘薯茎叶粉最低(3.80±0.24g/100g DW)。
不同干燥方式对维生素含量的影响由表23所示。真空冷冻干燥所得的甘薯茎叶粉的维生素C含量最高(92.50±1.33mg/100g DW),热风干燥甘薯茎叶粉最低(25.20±0.89mg/100g DW)。真空冷冻干燥甘薯茎叶粉的维生素E含量最高(6.42±1.23mg/100gDW),热风干燥甘薯茎叶粉最低(0.34±0.71 mg/100g DW)。热风干燥甘薯茎叶粉的β-胡萝卜素含量最高(34.80±0.93mg/100g DW)微波真空干燥甘薯茎叶粉最低(21.50±0.35mg/100g DW)。真空冷冻干燥甘薯茎叶粉的维生素B1含量最高 (0.10±0.04mg/100g DW),热风干燥甘薯茎叶粉含量最低(0.06±0.00mg/100g DW)。真空冷冻干燥甘薯茎叶粉的维生素B2含量最高(1.31±0.49mg/100g DW),热风干燥甘薯茎叶粉含量最低(0.77±0.02 mg/100gDW)。
表23不同干燥方式对甘薯茎叶粉的基本成分、膳食纤维及维生素含量的影响
注:同一列字母表示不同特性之间的差异性(p<0.05);
HAD为热风干燥、VFD为真空冷冻干燥、MVD为微波真空干燥、SPL为甘薯茎叶;
*代表能力的单位是kJ/100g DW。
(3)总酚含量和抗氧活性分析
不同干燥方式对甘薯茎叶粉的总酚含量的影响见图6。真空冷冻干燥甘薯茎叶粉总酚含量最高 (6.30±0.06g CAE/100g DW),之后是微波真空干燥(6.06±0.02g CAE/100g DW)和热风干燥 (4.72±0.09g CAE/100g DW)。
抗氧化活性的结果影响见图6。真空冷冻干燥甘薯茎叶粉抗氧化活性最强20.58±1.01g TE/100g DW,随后是微波真空干燥的甘薯茎叶粉,为18.96±0.98g TE/100g DW,抗氧化活性最小的是热风干燥的甘薯茎叶粉,为8.04±0.30g TE/100g DW。
试验例7
本试验例验证实施例1、7-9所得产品的冲调稳定性的影响。
取西蒙1号甘薯茎叶,洗净、沥干后,-39℃预冻12h,-56℃、45Pa进行真空冷冻干燥处72h。将冻干后的甘薯茎叶用万能粉碎机或超微粉碎机粉碎,得到80目、100目、200目甘薯茎叶粉和超微粉,通过激光粒度分布仪分析其粒径分布。再分别测定不同粉碎目数的甘薯茎叶粉的静置分层率,优选样品冲调稳定性最好的粉碎目数。
1测定步骤
(1)粒径的测定
于激光粒度分布仪的分散器中加入400mL超纯水,加入少量甘薯茎叶粉,浓度为10%~20% (w/v),混合均匀,常温下循环分散5min后继续粒径的测定。
(2)冲调稳定性的测定
分别取2g不同粉碎目数的甘薯茎叶粉,加入100mL沸水,用玻璃棒搅匀后,通过静置分层率观察衡量甘薯茎叶粉冲调稳定性,静置分层率值越小,说明样品冲调稳定性越好。静置分层率(%) =(上层水析出体积/固体饮料总体积)*100。
2测定结果
(1)不同粉碎目数对甘薯茎叶粉粒径分布的影响
不同粉碎目数的甘薯茎叶粉的粒径分布见表24,如表所示,比较体积平均径D[4,3],80目>100 目>200目>超微粉;比较表面积平均径D[3,2],80目>100目>200目>超微粉;80目的甘薯茎叶粉累计分布到50%,90%其所对应的粒径分别为128.57±0.86μm,322.94±3.36μm,约是超微粉累计分布至50%,90%所对应粒径的4倍;经过超微粉碎的甘薯茎叶粉有92.73%的粒径小于100μm,73.10%的粒径小于50%;由此可说明超微粉的粒径最小,其次是100目和80目的甘薯茎叶粉。
表24不同粉碎目数对甘薯茎叶粉粒径分布的影响
(2)不同粉碎目数对甘薯茎叶粉冲调稳定性的影响
据斯托克斯(Stokes)法则,悬浮体系中的固体粒子直径越小,则悬浮体系越稳定。不同粉碎目数对甘薯茎叶粉冲调稳定性的影响见图7,如图所示,在0~10分钟内,静置分层率最大的100目的甘薯茎叶粉,其次是80目、200目和超微粉,则说明沉降速度最快的是100目的甘薯茎叶粉,沉降速度最慢的是超微粉。在10~30分钟内,静置分层率最大的是80目甘薯茎叶粉,其次是100目、200目和超微粉。在30~60分钟内,各不同粉碎目数的甘薯茎叶粉的静置分层率基本不再变化。由此可知,随着静置时间的延长,甘薯茎叶粉沉降速度最慢的是超微粉,其次是100目和200目样品,80目甘薯茎叶粉沉降速度最快,所以经过超微粉碎的甘薯茎叶粉的冲调稳定性好,故选择超微粉用来做为甘薯茎叶粉的加工原料。且物料经超微粉碎后,可以提高物料的分散性和消化吸收率。
试验例8
本试验例验证了实施例1所得产品消化前后可溶性蛋白、多酚及抗氧化活性的保留率。
通过模拟口腔,胃和肠消化系统研究了甘薯叶粉消化前后可溶性蛋白、多酚及抗氧化活性的变化。结果表明,消化后甘薯叶粉中可溶性蛋白质和多酚含量及抗氧化活性均显着高于消化前。
表25甘薯茎叶粉产品消化前后可溶性蛋白含量、总酚含量和抗氧化活性
试验例9
根据实施例1所得的一种甘薯茎叶青汁粉,分别取4个不同储藏时间(刚制作、6个月、12个月和 18个月)的甘薯茎叶青汁粉,通过以下方法检测不同储藏时间的甘薯茎叶青汁粉的色泽和营养和功能性成分及抗氧化活性。
1检测步骤
(1)蛋白质、脂肪、膳食纤维、钠、维生素C、钾、钙、铁和锌的测定方法同试验例1;
(2)能量、碳水化合物的测定:方法同试验例2;
(3)膳食纤维、维生素C的测定:方法同试验例3;
(4)色泽的测定:方法同试验例3;
(5)多酚粗提物的制备以及总酚含量的测定:方法同试验例1;
(6)抗氧化能力的测定:方法同试验例1;
2测定结果
(1)不同储藏时间的甘薯茎叶青汁粉的颜色
表26不同储藏时间的甘薯茎叶青汁粉的颜色
注:同一列不同字母表示不同收获时间之间存在显著性差异(p<0.05);
不同储藏时间的甘薯茎叶青汁粉的颜色变化情况如表26所示(可参考附图8-11),由表可知,储藏12个月的甘薯茎叶青汁粉的亮度值没有显著的差异,均呈现翠绿的颜色,而当储藏时间到达18个月时,其亮度较之前增加,是因为叶绿素有轻微分解的原因,但是甘薯茎叶青汁粉的颜色仍然呈现翠绿色。
表27不同储藏时间的甘薯茎叶青汁粉营养成分
不同储藏时间的甘薯茎叶青汁粉的营养成分变化情况如表27所示,由表可知,在经过18个月的储藏后,甘薯茎叶的蛋白质、脂肪、膳食纤维、钠、钙、钾的含量均没有显著性变化,能量、碳水化合物、铁、锌和维生素C的含量仍保留率在95%以上。
表28不同储藏时间的甘薯茎叶青汁粉总酚含量和抗氧化活性
不同储藏时间的甘薯茎叶青汁粉的总酚含量和抗氧化活性变化情况如表28所示,由表可知,在经过18个月的储藏后,甘薯茎叶的总酚含量和抗氧化活性的保留率在90%以上。
综上所述,本发明所获得的甘薯茎叶青汁粉虽然未添加任何防腐剂等产品,但是货架期长。
试验例10
本试验例验证实施例1-11所提供的青汁粉的感官测试实验。
由10名经过培训的食品专业学生组成感官评定小组,从色泽、气味、组织形态和滋味4个方面对冲调后的甘薯茎叶青汁粉进行评分,满分为100分,去除最高分和最低分,其平均分则为该产品的感官评分,其感官评分细则见表2
表29甘薯茎叶青汁粉感官评价标准
感官评价结果如下:
表30甘薯茎叶青汁粉感官评价结果
甘薯茎叶青汁粉感官评价结果如表30所示,由表可知,感官评分最高的是实施例1所获得的甘薯茎叶青汁粉,其颜色翠绿、甘薯茎叶清香味适宜,溶解性好,口感细腻。
虽然,上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验,对本发明作了详尽的描述,但在本发明基础上,可以对之作一些修改或改进,这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此,在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进,均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种甘薯茎叶青汁粉的制备方法,其特征在于,包括对所述甘薯茎叶进行灭酶处理的步骤;
所述灭酶处理选自漂烫处理、蒸汽处理和微波处理中的一种或几种;
所述的漂烫处理是将所述甘薯茎叶在沸水中漂烫2~7min;
所述的蒸汽处理是将所述甘薯茎叶用100℃及以上温度蒸汽漂烫15~180s;
所述的微波处理是将所述甘薯茎叶以800~1000W微波炉中高火处理2~3min。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述灭酶处理为所述蒸汽处理。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法,其特征在于,所述甘薯的品种为西蒙1号。
4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法,其特征在于,所述甘薯茎叶为生长后期的甘薯茎叶,是播种后生长3-4个月所采收的甘薯茎叶。
5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法,其特征在于,于所述灭酶处理后,还包括干燥的步骤;所述干燥选自热风干燥、微波真空干燥和真空冷冻干燥中的一种或几种;
所述热风干燥的温度为50~60℃,时间为12~15小时;
所述微波真空干燥的微波功率为300~350W,真空度为-0.95~-1.0MPa,温度为40~50℃,时间为2~3小时;
所述的真空冷冻干燥的步骤包括:先在-39℃~-45℃预冻10~12小时,再进行真空干燥,所述真空冷冻干燥的温度是-50~-56℃,真空度是40~45Pa,时间是72~80小时;
优选地,为所述真空冷冻干燥。
6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法,其特征在于,在所述干燥后,还包括粉碎的步骤:将所述甘薯茎叶粉碎至80-200目或超微粉;
优选地,粉碎至超微粉过0.15mm筛。
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法,其特征在于,采用的是经过切分或整颗的甘薯茎叶。
8.根据权利要求1-7任一项所述的制备方法,其特征在于,包括依次对所述甘薯茎叶洗净、晾干、所述灭酶处理、所述干燥、所述粉碎和包装的步骤。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,以PE、PA、AL、PET、RCPP中的一种或几种材料的包装袋进行包装。
10.一种甘薯茎叶青汁粉,其特征在于,由权利要求1-9任一项所述的制备方法得到;
优选地,所述甘薯茎叶青汁粉的粒度低于104.2微米。
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