基于美拉德反应制备的熟制黑枸杞加工工艺及活性成分变化规律

基于美拉德反应制备的熟制黑枸杞加工工艺及活性成分变化规律

陈超 魏蔚 许惠玲

北京同仁堂健康药业（青海）有限公司 青海 海西州 817000

摘要：本试验选取冻干枸杞为原料，采用美拉德反应（MR）制备熟制黑枸杞，对工艺技术与活性成分变化规律进行探究。根据试验结果可知，在利用MR制备熟制黑枸杞时，当温度越高时，MR反应速度便越快，达到同等吸光度的时间便会越短，且褐变产物的生成速度也会越快。在最佳工艺下，熟制黑枸杞内多糖含量随着MR反应时间延长而逐渐降低，枸杞内黄酮含量逐渐上升；在处理的前4h时，枸杞内总酚含量提高速度较慢，但在连续处理4h后，内部多酚氧化酶活性明显降低，枸杞的总酚含量急速提高。该熟制工艺简单高效，有助于枸杞抗氧化活性提升，拥有广阔的应用前景。

关键词：美拉德反应；黑枸杞；加工工艺；活性成分

引言：熟制黑枸杞是将枸杞放在特定温湿度环境下加热熟制后得到的产品，需要经过美拉德一系列反应后生成，与天然黑果枸杞相比有所区别。MR反应是将氨基酸中含有的氨基与糖类中的羰基在高温环境下产生化学反应，由此形成大量中间产物（MRPs），可使产品的口味、色泽发生改变，且带有多种活性，多用于中药炮制领域。在利用MR制备熟制黑枸杞时，温度、处理时间将对MR褐变度、中间产物反应程度等产生较大影响，还可使枸杞活性成分发生改变。

1试验材料与方法

1.1材料和设备

所选原料为冻干枸杞，水分质量分数为3%；PP聚丙烯托盘，规格为25cm×12cm×2cm；氢氧化钠分析纯、硫酸锌分析纯、VC（分析纯）、甲醛（分析纯）、5-羟甲基糠醛（标准品）、绿原酸（标准品）。试验仪器设备采用型号为DL-101的电热恒温鼓风干燥箱、型号为CR-10的自动测色色差计、型号为MP522的精密电导率仪、型号为TU-1810的紫外分光光度计等。

1.2制备方法

选取特定量的冻干枸杞，加入样本总质量30%的蒸馏水后放入托盘内，将托盘用塑料膜密封后放入储存箱中，分别在温度为60、65、70、75和80℃下进行熟化处理，便可获得熟制黑枸杞，每间隔4h对MRPs反应度、褐变度进行测定。最后采用优化工艺进行制备，对熟制后的样本活性物质变化规律进行测定。

1.3指标测定

1.3.1MRPs反应度与褐变度测定

利用比色法对样本熟制期间的MRPs反应度、褐变度进行测定，每间隔4h取一次样本。对不同处理时间内的黑枸杞粉稀释处理，将其溶解、过滤后测定上清液在294nm和420nm下的吸光度值。

1.3.2产物多糖测定

1. 标准曲线绘制。采用分光光度计对产品内HFM含量进行测定，称取0.2000gHFF标准品，将蒸馏水定容于100mL容器内，吸取1mL该溶液与蒸馏水定容到100mL容器中，获得20ug/mLHMF标准液。将获得的标准液分别选取0、0.05、1.0、1.5和2.0mL放入试管内，与蒸馏水混合后定容到2.0mL，在550nm位置对吸光度值进行测定，并将其作为Y轴，以HMF浓度为X轴绘制曲线，y＝0.0231x＋0.0062，R²＝0.9991。

2. 样品制备。将8g样品与20mL蒸馏水混合后变成浆体，放入容积为100mL的瓶中，再放入重量为2mL的15%亚铁氧化钾、重量为2ml的30%硫酸锌，将其定容后放在常温状态下静置30min，过滤后采集滤液进行测量。如若滤液不是透明，可利用活性炭进行脱色处理，使其最终变成透明状。

3. 测定方式。选取2mL枸杞待测液两份，分别加入5mL的甲基苯胺，再将其中一份加入1mL的蒸馏水，设定为空白组；剩余一份中加入1ml的0.5%巴比妥酸溶液，设定为实验组，混合均匀后反应2min，在550mm位置对吸光度值进行测定，结合标准曲线对轻甲基糠醛含量进行计算^[1]。

1.4数据统计法

本试验数据采用Origin进行整理和分析，再用SPSS软件对相关性进行研究。

2试验结果

2.1温度、处理时间对MRPs反应度的影响

在MR反应初期形成酮类、醛类化合物，此类物质特征吸收峰位于294nm位置，该处的吸光值可将MR反应产生的MRPs产量体现出来。对此，产品在294nm位置的吸光值可体现出MRPs的生成程度。根据试验结果可知，不同处理组在反应初始阶段，吸光度飞速提升，然后逐渐放缓。究其原因，主要是在刚开始反应时反应物较为充足，可持续产生众多MRPs，随着反应时间的延长，反应物开始减少，MRPs反应逐渐减弱，甚至停止。此外，当温度发生改变时，MR反应进度也会产生区别。当加热温度达到80℃时，MR反应在12h时便几乎停止；当温度为75℃时，该反应可持续16h后停止；在70℃环境下时，反应持续时间可达24h左右。与温度为80℃时相比，MR反应时间可延长12h。在熟化温度为65℃的环境下，MR反应平稳时间延长到40h；在温度为60℃的环境下，MR反应达到平稳的时间延长到48h。这意味着当温度越高时，反应速度便越快，达到同等吸光度的时间便会越短，代表MR反应越发强烈。

2.2温度、处理时间对MR褐变度的影响

在MR制备末期会产生一种棕褐色、结构较为复杂的高分子物质，即类黑精。在特定范围内，随着反应时间的延长，类黑精的生成量便越多，颜色越深，褐变程度也随之夹具。对此，可将MR下的褐变度指标看成是样品在420nm时的吸光度值。根据反应结果可知，在熟化处理中，随着处理时间的延长，A120值便越大。当处理温度为80℃时，产品的褐变度急速升高，产物生成速度也随之加快；当处理温度为60℃时，产品的褐变度升高速度放缓，产物生成速度最慢，这意味着熟制期间，温度越高时MR反应越剧烈，且褐变产物的生成速度也会越快。

2.3枸杞熟化期间活性成分变化规律

2.3.1多糖含量变化

该指标属于水溶性多糖的一种，当MR时间逐渐延长时，枸杞中的多糖含量逐渐降低。究其原因，MR反应为羰基化合物和氨基化合物的反应，随着时间的延长反应物逐渐消耗，使多糖含量陆续降低。在处理的前4h中，多糖含量降低速度十分明显，从原本的24.12mg/g迅速降低到19.06mg/g。经过4h的处理后，多糖含量下降速度开始放缓；当处理时间达到40h时，多糖含量为10.12mg/g，与最开始相比降低了2.38倍。

2.3.2多酚含量变化

在处理的前4h时，枸杞内总酚含量提高速度较慢，从10.24mgGAE/g提高到10.83mgGAE/g。究其原因，在处理前枸杞多酚氧化酶处于60℃时仍有活性，与相关研究结果相同。因此，枸杞内总酚部分受多酚氧化酶催化产生醌和相关聚合物。当连续处理4h后，内部多酚氧化酶活性明显降低，枸杞的总酚含量急速提高，最后达到20.19mgGAE/g。当处于60℃干制环境下时，总酚含量同样持续上升，在此期间一些多酚类物质受损，但大多数多酚类物质能够在干制的同时逐渐积累^[2]。

2.3.3黄酮含量变化

随着处理时间的延长，枸杞内黄酮含量逐渐上升。当处理时间为0时，枸杞内黄酮含量为1.86mgRE/g；当处理时间为24h时，黄酮含量提高到5.33mgRE/g；当处理时间为40h时，含量达到7.13mgRE/g，比初始含量增加3.83倍。可见，在熟制处理期间，可使枸杞内黄酮含量逐渐递增。

结论：综上所述，在美拉德反应下制备熟制黑枸杞，使枸杞经过高温熟化后产生MR反应，颜色更加纯正，味道酸甜，且带有独特药香。根据试验结果可知，在利用MR制备熟制黑枸杞时，温度、处理时间将对MR褐变度、MRPs生成度等产生较大影响，还可使枸杞活性成分发生改变，即枸杞内多糖含量随着MR反应时间延长而逐渐降低，枸杞内黄酮含量和总酚含量逐渐上升。

参考文献：

[1]王芳芳,于有伟,符玉芳.红枣黑枸杞复合饮料的配方工艺研究[J].农产品加工(上),2019(06):012-014.

[2]刘明珠,段秋虹,赵露露,等.黑枸杞怀山药营养饼干的研制[J].粮食科技与经济,2019,44(12):4.

项目基金来源：“科技助力经济2020”重点专项-基于MR反应的黑果枸杞熟制产品加工技术研究