真空冷冻干燥技术加工黄花菜功能营养成分的分析

郭霄飞，李艳婷，倪育龙，郭 尚

（1.山西农业大学山西功能食品研究院，山西 太原，030031;2.山西冰华食品科技有限公司，山西 大同 037000）

黄花菜（Hemerocallis citrinaBaroni,Daylily flower）又名金针菜，是一种有较高经济价值的特色蔬菜，山西省大同市云州区是我国黄花菜的主要生产基地，孕育出五瓣七蕊的‘大同黄花’，品相、品质位居全国四大产区之冠。黄花菜花期短，一般集中在6—8月高温季节开花，并在随后12 h内迅速凋谢[1]。同时，黄花菜的最佳采摘时间为开花前2 h，无论晴天或阴雨天都需要及时采收，一旦开花，食用价值便大大降低。此外，现有研究报道，新鲜黄花菜中含有某种类似与秋水仙碱的物质，食用时需要烹调得当，否则会引起腹泻中毒[2]。受生理特性的影响，黄花菜货架期极短，即便放入冷库保鲜，也难免会出现“出库就开花”的情况。因此，黄花菜采摘后加工处理一直是研究的热点。

一直以来，农户都对黄花菜进行加工后再保存，黄花菜加工最传统的方法为脱水干制，农户采收黄花菜后一般要先进行热烫处理，将黄花菜放进蒸锅蒸制杀青，再将蒸好的黄花菜摊开，进行自然晾晒[3]。这种加工方式繁琐耗时，劳动强度大，且受天气影响较大。因为，农户必须对当天采摘的黄花菜及时进行杀青和晾晒。晴天时，得到的干制品色泽鲜亮、品质较好；而阴雨天时，新鲜黄花菜因无法及时晾晒会很快霉烂，这种加工方式的局限性既导致了农户收益的不稳定性，又抑制了黄花菜的规模化种植。另外，黄花菜经高温蒸制处理，会造成其功能营养成分的流失。近年来，真空冷冻干燥技术被尝试应用于黄花菜的加工处理，即以冷冻升华的方法来干燥黄花菜，主要技术就是将原料进行速冻后在真空条件下冻干，产品回软后包装，该技术加工得到的干制黄花菜，能有效保留黄花菜的色泽[4]。

黄花菜营养丰富，不仅含有糖类、蛋白质、维生素等营养物质，还富含多酚类物质、类胡萝卜素、以及人体必需氨基酸等具有保健作用的功能因子，是一种典型的高蛋白、低热量保健蔬菜[5-8]。游离氨基酸可被人体直接吸收，是人体维生素等营养物的良好来源[1]，同时是一种重要的生物活性物质，食品中游离氨基酸的含量和成分组成能更好地反映该食品的营养价值[9-10]。目前，有关黄花菜以及其加工产品中游离氨基酸的含量和种类研究报道的较少，刘伟等[11]于2019年对不同品种的黄花菜游离氨基酸研究分析发现，不同黄花菜品种中氨基酸总量以及各种氨基酸的含量存在较大差异。

在黄花菜的加工过程中，人们都希望可以尽可能的保留其功能营养成分。目前，真空冷冻干燥技术已被应用于黄花菜的加工处理，那么该技术加工处理的黄花菜营养保留如何？因此，本研究以新鲜黄花菜和传统烘干处理黄花菜为对照，对真空冷冻干燥技术加工处理黄花菜的功能营养成分进行了研究分析，以期为黄花菜资源的开发与加工提供了一定的理论依据。

1 材料和方法

1.1 试验材料

供试黄花菜由山西大同云州区有机黄花菜生产基地提供，采摘时间为2020年6—7月，试验期间，新鲜黄花菜当天采摘后经冷链运输至山西农业大学山西功能食品研究院，进行试验测定。

1.2 试验方法

新鲜黄花菜传统（烘干）处理：实验室模拟农户先蒸后晒的自然烘干方法，新鲜黄花菜95℃杀青15 min，40℃烘箱烘10 h，100 g新鲜黄花菜经烘箱烘干处理得到（16.2±0.52）g样品。

新鲜黄花菜真空冷冻干燥（冻干）处理：称取样品后，将样品薄薄一层平铺于干燥盘中，与干燥架一起置于冷阱中，-55℃条件下冷冻3 h后，拎出干燥架，开始抽真空，干燥24 h，100 g新鲜黄花菜经真空冷冻干燥处理得到22.4±0.85 g样品。具体操作程序如表1，从阶段2开始启动真空泵。

表1 真空冷冻干燥操作程序

1.3 项目测定

总糖含量采用3,5-二硝基水杨酸法[12]，可溶性蛋白含量参照考马斯亮蓝G-250染色法[13]；总游离氨基酸含量采用茚三酮比色法[14]；类胡萝卜素的提取采用乙醇浸提法[15]，其含量按照Lichtenthaler等[16]方法计算；抗坏血酸含量采用钼蓝比色法[17]；多酚含量采用福林酚法测定[18]；黄酮含量采用亚硝酸钠硝酸铝比色法[19]；游离氨基酸含量测定，先用2%磺基水杨酸提取黄花菜样品中的游离氨基酸，并用0.02 mol·L-1溶液定容，再采用苯异硫氰酸柱前衍生方法测定17种基本氨基酸的含量[15]。分别取苯异硫氰酸1.2 mL和三乙胺13.9 mL用乙腈定容至100 mL，配成衍生试剂，取200 μL的标准品或样品于离心管中分别加入以上配置好的衍生试剂各100 μL，室温静置1 h。随后，在衍生好的试剂中加入正己烷400 μL，震荡后静置10 min，取下层清液用双蒸水稀释10倍，注射器取200 μL上清液，0.22 μm滤膜过滤到样瓶中。流动相：A液为乙腈，B液为0.1 moL的醋酸钠溶液，pH值6.5，按照北京温分氨基酸分析仪操作说明进行测定。

1.4 数据分析

结果中显示数值均为3次测定结果的平均值，采用Excel 2007整理数据和作图，用SPSS 20统计软件进行方差分析，采用Duncan法进行差异显著性比较（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 总糖、蛋白质、维生素含量分析

黄花菜含有糖类、蛋白质、维生素等丰富的营养物质，本研究结果如表2所示，与新鲜样品相比，2种加工方式处理后的黄花菜样品中类胡萝卜素的含量没有显著变化；烘干样品中总糖、总氨基酸含量显著增加，分别是其7.1、8.8倍；冻干样品中总糖、可溶性蛋白、总氨基酸含量均显著增加，分别是其6.5、5.2、17.2倍。3种不同加工处理黄花菜组织中抗坏血酸的含量如图1所示，新鲜黄花菜中抗坏血酸含量为，烘干处理样品中含量与鲜样相比无显著变化，但冻干处理类胡萝卜素含量是鲜样含量的5.28倍。同时，新鲜黄花菜经冻干加工处理后，可溶性蛋白、总氨基酸、抗坏血酸的含量显著高于烘干处理，分别是其7.59、1.95、2.95倍。

表2 不同加工处理黄花菜营养含量

图1 黄花菜不同加工处理后抗坏血酸的含量

2.2 多酚与黄酮含量分析

如图2所示，新鲜黄花菜、烘干处理黄花菜、冻干处理黄花菜中多酚含量分别为0.79、4.92、4.67 mg·g-1，以上结果说明，烘干与冻干2种加工方式处理的黄花菜中多酚含量无显著差异。如图3所示，新鲜黄花菜中黄酮含量为0.21 mg·g-1，烘干处理黄花菜黄酮含量为0.49 mg·g-1，冻干处理黄花菜黄酮含量为1.05 mg·g-1，是烘干处理的2.12倍，说明使用冻干技术处理的黄花菜可以有效维持黄酮的含量。

图2 黄花菜不同加工处理后多酚的含量

图3 黄花菜不同加工处理后黄酮的含量

2.3 游离氨基酸含量分析

本研究测定分析了大同黄花菜经烘干和冻干2种加工方式处理后其组织中17种氨基酸的含量，如表3和表4结果显示，不同加工方式黄花菜中人体必需氨基酸、限制氨基酸以及呈味氨基酸的总量和组成均存在一定的差异。人体必需7种必需氨基酸苏氨酸（Thr）、缬氨酸（Val）、蛋氨酸（Met）、亮氨酸（Leu）、异亮氨酸（Ile）、苯丙氨酸（Phe）、赖氨酸（Lys）的总量在冻干黄花菜中是烘干黄花菜的2.14倍；其中必需氨基酸Val、Met、Lys在冻干黄花菜中的含量显著高于烘干黄花菜，是其含量的1.59、2.66、1.29倍；冻干黄花菜中总限制氨基酸含量是烘干的2.42倍，呈味氨基酸总量是烘干的1.92倍。其中，Glu在烘干黄花菜中含量较高，其他呈味氨基酸丝氨酸（Ser）、甘氨酸（Gly）、丙氨酸（Ala）在冻干样品中含量较高，分别是其含量的2、3.08、2.36倍。

表3 不同加工方式黄花菜中17种游离氨基酸的含量 (mg·g-1)

表4 不同加工方式黄花菜中氨基酸组成 (mg·g-1)

3 结论与讨论

目前关于黄花菜的研究文献较少，且主要集中在黄花菜资源与化学成分的研究，对黄花菜的采后加工研究较少，特别是黄花菜加工处理后功能营养成分的分析几乎没有。本研究以新鲜黄花菜以及经传统烘干加工处理黄花菜为对照，分析了真空冷冻干燥加工处理后黄花菜的总糖、可溶性蛋白、总氨基酸、类胡萝卜素、多酚、黄酮、抗坏血酸以及游离氨基酸的含量。

前人对黄花菜的研究发现，黄花菜中含有丰富的类胡萝卜素，从其可食用的花中分离出了21种类胡萝卜素，其中包括玉米黄质、叶黄素、新黄质、全反式β-胡萝卜素等[20-21]。类胡萝卜素作为一种重要的天然色素，是人体内维生素A的主要来源，同时还具有抗氧化、免疫调节、抗癌、延缓衰老等功效。有研究表明，新鲜黄花菜在加工过程中，其类胡萝卜素、抗坏血酸等物质易被分解或挥发[22]。本研究结果也表明，黄花菜中抗坏血酸含量经烘干处理后无显著变化，而经冻干处理后显著增加，说明冷冻干燥这种加工方式能更好地保护新鲜黄花菜中抗坏血酸含量。关于黄花菜中蛋白质含量已有研究表明，不同品种黄花菜中，其新鲜黄花菜的蛋白质含量高于干黄花菜[22]，本研究结果也显示，新鲜样品中可溶性蛋白含量较高，显著高于烘干样品，说明对黄花菜进行烘干处理对其蛋白质营养有损失。

多酚是具有多种化学结构的多项分子群，是植物特有的次生代谢物，具有很强的抗氧化、抗菌、抗癌、预防慢性疾病等功效。目前一些研究表明，长期食用富含多酚的蔬菜与水果，可以有效地降低癌症的发病率[23]。早在2002年Cichewicz等[24]在黄花菜中分离提取出多种多酚类物质。本研究中，烘干与冻干2种加工方式对黄花菜中多酚的含量无显著差异。近年来有研究表明，多酚类化合物通常与其他物质，如多糖、蛋白质、抗坏血酸、类胡萝卜素等一些天然物质结合，协同发挥抗氧化、抑菌、抗癌等功效[25-26]。多酚作为功能营养成分的机理还需要深入探究。

黄酮是黄花菜中的重要活性物质之一，在现代社会，水果与蔬菜被认为是健康膳食必不可少营养物质，其中一个重要的原因是它们可以提供大量的膳食黄酮[27]，黄酮类化合物具有许多生理功能，如抗氧化、抗炎、抗菌、抗病毒、抗癌和抗过敏等[28]，这些生理功能对神经药理学的研究起着重要作用，包括降低神经元损伤，减少神经炎症发生，以及提高认知和记忆力[29]。本研究结果表明，新鲜黄花菜中黄酮含量较高，经烘干处理后黄花菜中黄酮的含量显著降低，但冻干处理可以有效保留黄酮活性，说明冻干技术可以更有效地保留黄花菜营养。

游离氨基酸不仅参与人体的新陈代谢、生长、免疫，还是一类重要的呈味营养物，使食品呈现酸、甜、苦、涩、鲜等不同味道，正是这些多样的味感赋予了食物丰富的味觉层次[9，30]。新鲜黄花菜口感清甜鲜美，可能与其丰富的呈味游离氨基酸有关。目前，对黄花菜中游离氨基酸的研究较少，刘伟等[11]对湖南省10个主栽黄花菜品种的氨基酸含量进行了测定分析，结果显示黄花菜中游离氨基酸含量丰富，不同品种之间总氨基酸含量以及氨基酸种类存在较大差异，含有14～17种氨基酸。本研究中，笔者测定分析了大同黄花菜经烘干和冻干2种加工方式处理后其组织中17种氨基酸的含量，发现冻干黄花菜中必需氨基酸、限制氨基酸、呈味氨基酸含量均较高，其中Met、Lys同时为必需氨基酸和限制氨基酸且含量均较高，而Val是组成蛋白质的20种氨基酸之一，既是人体必需的8种氨基酸之一，同时，与异亮氨酸和亮氨酸统称为支链氨基酸，可以调节血糖，并提供能量；此外，支链氨基酸平衡能够改善氨基酸代谢、生长性能和肠道微生物群落[31]。本研究结果表明，黄花菜经冻干加工较烘干加工能更好地维持其游离氨基酸的含量。

综上，新鲜黄花菜经烘干处理后抗坏血酸、类胡萝卜素、蛋白质的含量均减少，而经冻干加工处理后，可溶性蛋白、黄酮以及抗坏血酸的含量显著高于烘干处理黄花菜；同时，总氨基酸以及必需氨基酸、限制氨基酸、呈味氨基酸的含量也较高。以上结果表明，黄花菜经现代真空冷冻干燥技术加工处理后较传统烘干处理更能维持其功能营养物质的含量，现代冷冻干燥技术加工的黄花菜较传统烘干技术加工的黄花菜营养价值更高。本研究结果对黄花菜资源的开发和加工提供了一定的参考。