趙珊，仲伶俐，秦琳，黃世群，李曦，鄭幸果，雷欣宇，雷紹榮，郭靈安，馮俊彥

不同干燥方式對甘薯葉功能成分及抗氧化活性的影響

趙珊1，仲伶俐1，秦琳1，黃世群1，李曦1，鄭幸果1，雷欣宇1，雷紹榮1，郭靈安1，馮俊彥2

1四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所/農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評估實(shí)驗(yàn)室（成都），成都 610066；2四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)核技術(shù)研究所，成都 610061

【】探討不同干燥方式對甘薯葉功能成分含量及抗氧化能力的影響，為甘薯葉綜合開發(fā)和干燥加工工藝優(yōu)化提供理論依據(jù)。以甘薯品種‘臺(tái)農(nóng)71’和‘勝南’的葉片為材料，研究蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥、真空冷凍干燥、60℃/50℃/40℃熱風(fēng)干燥共5種干燥方式對甘薯葉功能成分（總酚、總黃酮、綠原酸類成分、-胡蘿卜素、維生素D3、維生素E、抗壞血酸、維生素B1、維生素B2）、抗氧化能力（采用DPPH、ABTS+自由基清除法測定）和外觀色澤（葉綠素、色值）的影響，并分析各功能成分間及功能成分與抗氧化活性的關(guān)系。甘薯葉中檢測到的游離酚酸主要包括新綠原酸、綠原酸、隱綠原酸、咖啡酸、異綠原酸A、異綠原酸B和異綠原酸C。5種干燥方式對甘薯葉中功能成分有不同程度的影響。真空冷凍干燥下，‘臺(tái)農(nóng)71’葉片中游離酚酸總量最高，達(dá)到38.4 mg·g-1DW，是其在60℃熱風(fēng)干燥下含量的25.6倍。真空冷凍干燥和蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥下，葉片中總酚、總黃酮和抗壞血酸含量差異相對較小，但都顯著高于60℃/50℃/40℃ 3種熱風(fēng)干燥。真空冷凍干燥下，兩個(gè)材料的總酚和總黃酮含量最高，分別是3種熱風(fēng)干燥的1.7—5.3倍和1.7—3.8倍?？箟难嵩谡婵绽鋬龈稍锵掠休^好的保留（175.3—441.1 mg/100 gDW），而在熱風(fēng)干燥中含量極低（3.4—5.7 mg/100 gDW）。維生素D3和-生育酚在蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥下含量最高。抗氧化活性分析表明，不同干燥方式下甘薯葉甲醇提取物抗氧化活性差異顯著（＜0.05），其中真空冷凍干燥和蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥的自由基清除率較高，顯著高于3種熱風(fēng)干燥。相關(guān)性分析表明，總酚、總黃酮、總綠原酸、維生素D3、-生育酚之間存在極顯著相關(guān)性（＜0.01）；甘薯葉抗氧化能力與總酚、總黃酮及各綠原酸類成分的含量也存在極顯著相關(guān)（＜0.01）。真空冷凍干燥和蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥能較好地保留甘薯葉中總酚、綠原酸及衍生物、黃酮、維生素D3、-生育酚、抗壞血酸等功能成分，使葉片干燥后仍具有較強(qiáng)的抗氧化能力。與真空冷凍干燥相比，蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥具有成本低和耗時(shí)短的優(yōu)勢，是實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中干燥保留甘薯葉多酚和黃酮的優(yōu)選方式。

甘薯葉；干燥方式；功能成分；抗氧化活性

0 引言

【研究意義】甘薯（Lam.）又名紅薯、番薯，屬旋花科番薯屬一年生草本植物[1]，世界第七大糧食作物，也是我國重要的糧食、飼料、工業(yè)原料和生物質(zhì)能源作物[2]。甘薯地上部分包括葉、葉柄和莖，可以在一年中多次采收，產(chǎn)量遠(yuǎn)高于其他葉類蔬菜[3]。甘薯莖葉還富含多種生物活性成分，如多糖、黃酮、多酚以及多種維生素，具有調(diào)節(jié)免疫、抗腫瘤、降血糖、降血脂、抗衰老、抗疲勞、抗菌、抗輻射等生理保健功效[4-7]。近年來，莖葉的食用和加工逐漸成為甘薯產(chǎn)業(yè)化研究的熱點(diǎn)。多酚類物質(zhì)是甘薯葉中最重要的功能性成分之一，主要包括綠原酸及其衍生物[8-10]。由于新鮮甘薯葉片采摘后保鮮時(shí)間短，易萎蔫、腐爛。干燥是延長甘薯葉片保存時(shí)間的最佳方法，也是深加工及產(chǎn)品開發(fā)的必需環(huán)節(jié)，如甘薯葉青汁粉、甘薯葉飲料、甘薯葉保健醋等[11]產(chǎn)品都是在干燥葉片的基礎(chǔ)上開發(fā)而來。這些產(chǎn)品不但滿足了消費(fèi)者對營養(yǎng)和保健的需求，也進(jìn)一步促進(jìn)了甘薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但是，研究表明[12-14]干燥會(huì)對葉片固有營養(yǎng)物質(zhì)，特別是生物活性化合物造成損害。因此，研究不同干燥方式對甘薯葉片功能成分的影響，建立最佳的干燥方式，對提高甘薯葉片加工工藝具有重要意義。【前人研究進(jìn)展】目前，果蔬的干燥方式主要有日曬、熱風(fēng)干燥、真空冷凍干燥等。日曬投入低，但加工時(shí)間長，易受天氣、溫度等氣候環(huán)境因素的影響，干燥質(zhì)量不穩(wěn)定。熱風(fēng)干燥是一種成本低、易于控制且應(yīng)用廣泛的干燥方法[15]，但熱風(fēng)干燥往往會(huì)破壞活性成分，降低含量[16-17]。真空冷凍干燥技術(shù)能夠較好地保存和保留新鮮樣品的外觀、味道、營養(yǎng)成分、顏色、風(fēng)味、質(zhì)地和生物活性等，但該方式設(shè)備投資高，干燥時(shí)間長且能耗大[18-19]。蒸汽熱燙結(jié)合熱風(fēng)干燥是近幾年發(fā)展起來的干燥新技術(shù)，據(jù)報(bào)道在保存食品營養(yǎng)價(jià)值方面效果更好，被認(rèn)為是一種獲得高質(zhì)量干燥產(chǎn)品的潛在方法[20-22]。司金金[23]、宋振[24]等比較了不同干燥方式對總酚、黃酮、蛋白質(zhì)、總糖等成分的影響。Jeng等[25]比較了30℃鼓風(fēng)干燥、70℃和100℃熱風(fēng)干燥以及真空冷凍干燥下甘薯葉片中咖啡酰奎寧酸的含量，發(fā)現(xiàn)高溫干燥會(huì)影響甘薯葉中咖啡?？鼘幩岬暮?，真空冷凍干燥葉片的含量顯著高于其他幾種，其次是30℃鼓風(fēng)干燥?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】最好的干燥方式應(yīng)該是既可簡便、快速除去材料中的水分，又盡可能減少材料中有效活性成分或目標(biāo)成分的損失。目前，關(guān)于甘薯葉片干燥方式的報(bào)道還較少，不同干燥方式對甘薯葉功能成分及抗氧化活性的影響也缺乏全面和深入的研究?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本研究采用蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥、真空冷凍干燥和3種熱風(fēng)干燥的方式對甘薯葉進(jìn)行干燥，比較不同干燥方式對甘薯葉片中功能成分、抗氧化活性及色澤等品質(zhì)性狀的影響，探求一種高效、低成本，且最大限度保留甘薯葉片活性成分的干燥方式，為葉用甘薯加工及產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供理論和技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

本研究選用甘薯品種為‘臺(tái)農(nóng)71’和‘勝南’，由四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)核技術(shù)研究所提供?！_(tái)農(nóng)71’：半直立株型，葉心形、綠色；‘勝南’：半直立株型，葉心形、綠色。材料種植于四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)核技術(shù)研究所試驗(yàn)基地。2019年4月播種育苗，同年6月剪苗栽插，8月采集甘薯葉片進(jìn)行試驗(yàn)。

1.2 儀器與試劑

ACQUITY UPLC I-Class/Xevo TQ-XS超高效液相色譜-串聯(lián)三重四級(jí)桿質(zhì)譜儀（美國Waters公司）；1290 Infinity II超高效液相色譜儀（美國Agilent公司）；Gamma 2-16 LSC plus真空冷凍干燥機(jī)（德國Martin christ公司）；Varioskan Flash多功能酶標(biāo)儀（美國Thermo fisher公司）；UV2550紫外分光光度計(jì)（日本島津公司）；Cary Eclipse熒光分光光度儀（美國Varian公司）；CR-400色差儀（柯尼卡美能達(dá)公司）；SFG-02B電熱鼓風(fēng)干燥箱（黃石市恒豐醫(yī)療器械公司）；SHA-CA恒溫水浴振蕩器（常州榮華儀器制造有限公司）；D3204R高速離心機(jī)（北京大龍興創(chuàng)實(shí)驗(yàn)儀器有限公司）；KQ5200DE超聲波清洗機(jī)（昆明市超聲儀器有限公司）。

標(biāo)準(zhǔn)品（純度均大于97%）：咖啡酸、L-抗壞血酸、-胡蘿卜素購自美國Sigma-Aldrich公司，3-CQA、維生素D3、-生育酚、維生素B1和維生素B2購自德國Dr. Ehrenstorfer公司，4-CQA、5-CQA、3,4-diCQA、3,5-diCQA和4,5-diCQA購自武漢天植生物技術(shù)有限公司，1-CQA、1,3-diCQA和1,5-diCQA購自成都普瑞法科技開發(fā)有限公司，蘆丁購自日本和光純藥公司；福林酚試劑購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；1,1-二苯基-2-苦肼基自由基（1,1-Diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）、2,2'-聯(lián)氮雙（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二銨鹽（2,2′-Azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium salt，ABTS）、過硫酸鉀（分析純）、乙腈（色譜純）、甲醇（色譜純）、無水乙醇（色譜純）、甲酸（色譜純）、0.22 μm微孔過濾膜等購自上海安譜科技股份有限公司；碳酸鈉、乙酸鈉、鐵氰化鉀、偏磷酸、硼酸、丙酮、石油醚、氫氧化鈉、鹽酸、乙酸等分析純試劑均購自廣東西隴化工股份有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 甘薯葉粉的制備 取新鮮葉片沖洗干凈泥沙，晾干水分后隨機(jī)均分為5份，根據(jù)文獻(xiàn)[25]并結(jié)合預(yù)試驗(yàn)結(jié)果，分別采用不同的干燥方式干燥至水分低于10%。將干燥后的葉片粉碎過60目篩，貯存于-20℃?zhèn)溆谩?/p>

蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥（steam drying combined with hot air drying，SD+HAD）：將葉片平鋪于蒸板上，水沸后將葉片放入蒸鍋，并蓋上鍋蓋蒸5 min，打開鍋蓋繼續(xù)蒸，使甘薯葉片中水分去除80%以上，然后將甘薯葉片轉(zhuǎn)移至電熱鼓風(fēng)干燥箱，50℃繼續(xù)干燥2 h。

真空冷凍干燥（vacuum freeze drying，VFD）：將葉片放入-80℃超低溫冰箱冷凍過夜，之后將冷凍的葉片移至真空冷凍干燥箱，連續(xù)干燥48 h。

熱風(fēng)干燥（hot air drying，HAD）：將葉片放至電熱鼓風(fēng)干燥箱干燥，分別設(shè)定溫度為60℃，干燥時(shí)間為4 h；溫度為50℃，干燥時(shí)間為8 h；溫度為40℃，干燥時(shí)間為32 h。

1.3.2 總酚和總黃酮的測定 甘薯葉醇提取物的制備參照ZHENG[26]的方法并改進(jìn)：精確稱取樣品0.2 g，加入70 mL 70%甲醇水溶液，于60℃超聲浸提30 min，定容至100 mL，離心后過0.22 μm微孔過濾膜，避光保存待測定游離酚酸、總酚和總黃酮。

總酚含量的測定參照文獻(xiàn)[27]以綠原酸為標(biāo)準(zhǔn)品，采用福林酚法測定上述醇提取物中總多酚含量，結(jié)果以干基樣品中綠原酸當(dāng)量（mg CAE·g-1DW）表示。測定重復(fù)3次。

總黃酮含量的測定參照文獻(xiàn)[28]以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)品，采用三氯化鋁比色法測定上述醇提取物中總黃酮含量，結(jié)果以干基樣品中蘆丁當(dāng)量（mg RE·g-1DW）表示。測定重復(fù)3次。

1.3.3 甘薯葉游離酚酸的UPLC-MS/MS分析 將1.3.2甘薯葉醇提取物稀釋20倍進(jìn)行UPLC-MS/MS分析，參照文獻(xiàn)[29]進(jìn)行測定，結(jié)果以干基（mg·g-1DW）表示，重復(fù)3次。具體條件和操作如下。

1.3.3.1 色譜條件 色譜柱：Waters ACQUITY UPLC HSS T3（2.1 mm×100 mm，1.8 μm）；柱溫：35℃；樣品室溫度10℃；進(jìn)樣量：2.0 μL；流動(dòng)相A：0.01%甲酸水溶液，過0.2 μm水相微孔過濾膜；流動(dòng)相B：乙腈；流速：0.3 mL·min-1；梯度洗脫程序：0—0.5 min，5% B；0.5—3 min，5%—10% B；3—9 min，10%—15% B；9—12 min，15%—20% B；12—12.5 min，20% B；12.5—14 min，20%—50% B；14—14.5 min，50%—90% B；14.5—15 min，90% B；15—15.5 min，90%—5% B；然后運(yùn)行2.5 min。

1.3.3.2 質(zhì)譜條件 離子源：電噴霧電離源（electrospray ionization，ESI）；掃描方式：負(fù)離子模式；監(jiān)測模式：多重反應(yīng)監(jiān)測模式（multiple response monitoring，MRM）；毛細(xì)管電壓3.0 kV；離子源溫度：150℃；脫溶劑氣溫度：500℃；脫溶劑氣流量：1 000 L·h-1；碰撞氣流速：0.15 mL·min-1；錐孔氣流速：150 L·h-1。

1.3.3.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制 分別稱取10種酚酸標(biāo)準(zhǔn)品各10 mg，用甲醇溶解并定容至10 mL，貯存于-20℃棕色玻璃瓶中。酚酸混合標(biāo)準(zhǔn)工作液采用梯度稀釋法現(xiàn)配現(xiàn)用。

1.3.4-胡蘿卜素、維生素和葉綠素的測定-胡蘿卜素含量的測定參照食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.83— 2016，以-胡蘿卜素為標(biāo)準(zhǔn)品，采用高效液相色譜法測定，結(jié)果以干基樣品中-胡蘿卜素量（mg·kg-1DW）表示。重復(fù)3次。

維生素D和維生素E含量的測定分別參照食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.82—2016中第四法和第一法，分別以維生素D3和-生育酚為標(biāo)準(zhǔn)品，采用高效液相色譜法測定，結(jié)果以干基樣品中維生素D3和-生育酚量（mg·kg-1DW）表示。重復(fù)3次。

抗壞血酸含量的測定參照食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.86—2016第二法，以L(+)-抗壞血酸為標(biāo)準(zhǔn)品，采用熒光分光光度法測定，結(jié)果以干基樣品中L(+)-抗壞血酸總量（mg/100 g DW）表示。重復(fù)3次。

維生素B1、B2含量的測定分別參照食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)GB 5009.84—2016和GB 5009.85—2016，分別以維生素B1和B2為標(biāo)準(zhǔn)品，采用高效液相色譜法測定，結(jié)果以干基樣品中維生素B1和B2量（mg·kg-1DW）表示。重復(fù)3次。

葉綠素含量的測定參照農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 3082— 2017，采用分光光度法，以葉綠素總量（mg·g-1DW）表示。重復(fù)3次。

1.3.5 抗氧化活性分析 DPPH清除能力的測定：使用DPPH法測量甘薯葉醇提取物的自由基清除能力。參照文獻(xiàn)[30]并稍作修改，將50 μL提取物添加到3 mL 60 μmol·L-1DPPH（溶于80%甲醇）中。將混合物混合并在室溫下于黑暗中保持30 min。在酶標(biāo)儀517 nm下測量反應(yīng)溶液的吸光度。以甲醇（80%）為空白溶液作為對照。所有試驗(yàn)重復(fù)3次。使用以下公式計(jì)算DPPH自由基清除率：

DPPH自由基清除率（%）=（A0-Ai）/A0×100

其中A0為對照品的吸光度，Ai為樣品的吸光度。

ABTS+清除能力的測定：參照文獻(xiàn)[31]并稍作修改，取7.4 mmol·L-1ABTS儲(chǔ)備液和2.6 mmol·L-1過硫酸鉀溶液以體積比1﹕1混勻，室溫避光靜置12 h后，用pH 7.4磷酸鹽緩沖液稀釋至734 nm處吸光度0.7±0.02，作為ABTS+工作液。取50 μL甘薯葉醇提取物樣品至3 mL ABTS+工作液中，混勻后反應(yīng)6 min，在酶標(biāo)儀734 nm波長下測定吸光度。以pH 7.4磷酸鹽緩沖液為空白溶液作為對照。所有試驗(yàn)重復(fù)3次。使用以下公式計(jì)算ABTS+自由基清除率：

ABTS+自由基清除率（%）=（A0-Ai）/A0×100

其中A0為對照品的吸光度，Ai為樣品的吸光度。

1.3.6 色值的測定 將甘薯葉粉末平鋪于色差儀的粉末測試盒中，讀取色值，記錄L*、a*、b*值，L*表示亮度，a*和b*分別表示紅（+a*）/綠（-a*）和黃（+b*）/藍(lán)（-b*），重復(fù)3次。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，每個(gè)樣品3次重復(fù)。使用SPSS 22.0軟件分析統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。用方差分析評估各組間的統(tǒng)計(jì)差異，然后進(jìn)行LSD檢驗(yàn)，不同字母表示差異顯著（＜0.05）。

2 結(jié)果

2.1 UPLC-MS/MS測定甘薯葉片游離酚酸方法的建立與優(yōu)化

結(jié)合之前的研究結(jié)果[29]，通過進(jìn)一步優(yōu)化液相條件和質(zhì)譜方法，10種酚酸化合物得到了較好的峰形和分離度。在負(fù)離子模式下，分別對10種酚酸化合物進(jìn)行掃描，確定特征離子對，進(jìn)一步優(yōu)化毛細(xì)管電壓、錐孔電壓、碰撞能量、駐留時(shí)間等參數(shù)，使分子離子與特征碎片離子產(chǎn)生的離子對強(qiáng)度達(dá)到最大，確定豐度較高的兩個(gè)子離子作為定性離子，并選擇其中豐度最高的作為定量離子，具體質(zhì)譜參數(shù)見表1。采用優(yōu)化好的液相方法和質(zhì)譜方法對酚酸標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行分析，10種酚酸的離子色譜圖如圖1所示。各酚酸在10—1 000 μg·L-1濃度范圍線性良好，相關(guān)系數(shù)（2）≥0.999，可以滿足定量分析的要求。

圖1 10種酚酸的離子色譜圖

2.2 干燥方式對甘薯葉片功能成分含量及色值的影響

2.2.1 游離酚酸含量 甘薯葉中游離酚酸的組成為新綠原酸、綠原酸、隱綠原酸、咖啡酸、異綠原酸A、異綠原酸B和異綠原酸C。不同干燥方式下甘薯葉中游離酚酸含量見表2，兩個(gè)材料在不同干燥方式下游離酚酸總量差異顯著（＜0.05），‘勝南’中游離酚酸含量低于‘臺(tái)農(nóng)71’。在‘臺(tái)農(nóng)71’葉片中，游離酚酸總量最高的干燥方式是真空冷凍干燥（38.4 mg·g-1DW），其含量分別是蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥、40℃熱風(fēng)干燥、50℃熱風(fēng)干燥、60℃熱風(fēng)干燥的1.3倍、2.6倍、3.7倍和25.6倍?！畡倌稀杏坞x酚酸總量最高的干燥方式是蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥（17.9 mg·g-1DW），其含量分別是真空冷凍干燥、40℃熱風(fēng)干燥、50℃熱風(fēng)干燥、60℃熱風(fēng)干燥條件下的1.3倍、3.6倍、6.9倍、19.9倍。

表1 目標(biāo)化合物的質(zhì)譜分析參數(shù)

*為定量離子 *Represents quantitative ions in the table

單個(gè)酚酸的測定結(jié)果顯示，在‘臺(tái)農(nóng)71’葉片中，真空冷凍干燥方式下的新綠原酸（3.87 mg·g-1DW）、綠原酸（4.86 mg·g-1DW）、異綠原酸B（7.50 mg·g-1DW）、異綠原酸A（15.82 mg·g-1DW）含量最高；異綠原酸C在蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥下的（4.38 mg·g-1DW）含量最高；隱綠原酸在真空冷凍干燥（2.09 mg·g-1DW）和蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥（2.15 mg·g-1DW）中含量相對較高且二者間沒有顯著差異（＞0.05）；咖啡酸在真空冷凍干燥下（2.70 mg·g-1DW）含量最高，顯著高于其他4種干燥方式（0.01—0.04 mg·g-1DW）（＜0.05）。在‘勝南’中，真空冷凍干燥條件下的綠原酸（3.23 mg·g-1DW）和異綠原酸A（4.50 mg·g-1DW）含量最高；蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥條件下的新綠原酸（1.67 mg·g-1DW）、隱綠原酸（1.11 mg·g-1DW）、異綠原酸B（4.58 mg·g-1DW）和異綠原酸C（4.10 mg·g-1DW）含量最高；咖啡酸在真空冷凍干燥下（0.41 mg·g-1DW）含量最高，顯著高于其他4種干燥方式（＜0.05）。

2.2.2 總酚、總黃酮含量 不同干燥方式下總酚含量差異顯著（＜0.05），總黃酮在50℃和40℃熱風(fēng)干燥的‘臺(tái)農(nóng)71’葉片中差異不顯著（＞0.05），其余差異顯著（＜0.05），其中真空冷凍干燥和蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥的含量明顯高于3種熱風(fēng)干燥。不同溫度下的熱風(fēng)干燥，其總酚和總黃酮含量高低順序?yàn)?0℃＞50℃＞60℃（圖2）。

真空冷凍干燥下，兩個(gè)材料的總酚（64.8 mg CAE·g-1DW）和總黃酮（6.5 mg RE·g-1DW）含量最高，總酚分別是蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥、40℃熱風(fēng)干燥、50℃熱風(fēng)干燥、60℃熱風(fēng)干燥的1.1倍、1.7倍、2.3倍、5.3倍；總黃酮分別是它們的1.2倍、1.7倍、2.1倍和3.8倍。

2.2.3 脂溶性維生素含量-胡蘿卜素在‘臺(tái)農(nóng)71’中的含量范圍為457.9—729.8 mg·kg-1DW，含量最高的是60℃熱風(fēng)干燥；在‘勝南’中含量范圍是425.6—740.6 mg·kg-1DW，含量最高的是真空冷凍干燥。維生素D3在兩個(gè)材料中的含量高低情況基本一致，具體為蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥＞真空冷凍干燥＞60℃熱風(fēng)干燥＞50℃熱風(fēng)干燥＞40℃熱風(fēng)干燥，‘臺(tái)農(nóng)71’和‘勝南’中的含量范圍分別為16.0—39.3和6.7—28.6 mg·kg-1DW。-生育酚在蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥中含量最高（157.5—169.8 mg·kg-1DW），其次是真空冷凍干燥（79.0—100.6 mg·kg-1DW），3種熱風(fēng)干燥含量較低（圖2）。

2.2.4水溶性維生素含量 抗壞血酸在真空冷凍干燥方式下含量最高，‘臺(tái)農(nóng)71’和‘勝南’中含量分別為175.3和441.1 mg/100 g DW，其次是蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥（32.4和175.3 mg/100 g DW），3種熱風(fēng)干燥下，抗壞血酸被嚴(yán)重破壞，僅為3.4—5.7 mg/100 g DW。維生素B1在熱風(fēng)干燥下含量較高，且高低情況為60℃＞50℃＞40℃，在‘臺(tái)農(nóng)71’中的含量為1.0—7.1 mg·kg-1DW，‘勝南’中的含量為3.9—8.8 mg·kg-1DW；維生素B1在真空冷凍干燥和蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥中含量都較低，且沒有顯著性差異（＞0.05）。維生素B2在兩個(gè)材料中含量最高的都是60℃熱風(fēng)干燥（圖2）。

2.2.5 葉綠素含量和色值結(jié)果 由圖2-I可知，不同干燥方式下甘薯葉中葉綠素總量差異顯著（＜0.05），‘臺(tái)農(nóng)71’和‘勝南’都是真空冷凍干燥下含量最高。‘臺(tái)農(nóng)71’在蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥下（13.7 mg·g-1DW）含量最低，‘勝南’在60℃熱風(fēng)干燥下（12.8 mg·g-1DW）含量最低。

不同干燥方式對甘薯葉色值的影響見表3。L*值差異相對較小，不同干燥方式下‘臺(tái)農(nóng)71’的a*和b*有顯著性差異（＜0.05），其綠色深淺程度為40℃熱風(fēng)干燥＞真空冷凍干燥＞50℃熱風(fēng)干燥＞蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥＞60℃熱風(fēng)干燥，黃色深淺程度為真空冷凍干燥＞40℃熱風(fēng)干燥＞50℃熱風(fēng)干燥＞60℃熱風(fēng)干燥＞蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥。在‘勝南’中，蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥和60℃熱風(fēng)干燥的a*值之間差異不顯著（＞0.05），40℃和60℃熱風(fēng)干燥的b*值差異不顯著（＞0.05），其余方式差異顯著（＜0.05），綠色的深淺程度為真空冷凍干燥＞40℃熱風(fēng)干燥＞50℃熱風(fēng)干燥＞60℃熱風(fēng)干燥/蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥，黃色深淺程度為真空冷凍干燥＞40℃/60℃熱風(fēng)干燥＞50℃熱風(fēng)干燥＞蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥。

不同小寫字母表示差異顯著（P＜0.05）。下同

表2 不同干燥方式下甘薯葉中酚酸的含量

不同小寫字母表示差異顯著（＜0.05）。下同

The different lowercase letters mean a significant difference (＜0.05). The same as below

表3 不同干燥方式對甘薯葉色值的影響

2.3 功能成分相關(guān)性和主成分分析

整體上看，總酚、總黃酮、總綠原酸、維生素D3、-生育酚、維生素B1之間的相關(guān)性較強(qiáng)。其中，總酚與總黃酮、總綠原酸極顯著相關(guān)；總酚與維生素D3、-生育酚、L(+)-抗壞血酸呈極顯著正相關(guān)（＜0.01）；而維生素B1與總酚、總黃酮、總綠原酸、維生素D3、-生育酚、L(+)-抗壞血酸呈極顯著負(fù)相關(guān)（＜0.01）；-胡蘿卜素僅與L(+)-抗壞血酸呈極顯著正相關(guān)（＜0.01），與維生素D3呈顯著正相關(guān)（＜0.05），與其他成分相關(guān)性不顯著（表4）。

將總酚、總黃酮、-胡蘿卜素、維生素D3、-生育酚、L(+)-抗壞血酸、維生素B1和維生素B2這8項(xiàng)指標(biāo)用于甘薯功能成分的主成分分析（表5），前3個(gè)主成分累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到90.936%，可以代表原始數(shù)據(jù)的大部分信息。由表5可知，第一主成分包含信息量的57.746%，主要代表總酚、總黃酮、維生素D3、-生育酚和L(+)-抗壞血酸；第二主成分包含信息量的20.053%，主要代表-胡蘿卜素和維生素B2；第三主成分包含信息量的13.137%，主要代表維生素D3和-生育酚。結(jié)合含量結(jié)果，推測同一類中的各成分在干燥過程中含量的變化趨勢較為相似。

表4 甘薯葉功能成分間的相關(guān)性分析

**極顯著相關(guān)（＜0.01）；*顯著相關(guān)（＜0.05）。下同

** represents extremely significant correlation (＜0.01); * represents significant correlation (＜0.05). The same as below

表5 甘薯葉中8項(xiàng)功能成分的主成分分析

2.4 干燥方式對甘薯葉醇提取物抗氧化活力的影響

2.4.1 不同干燥方式下甘薯葉醇提取物的抗氧化活力 5種干燥方式下的DPPH自由基清除率差異顯著（＜0.05），‘臺(tái)農(nóng)71’在真空冷凍干燥（73.3%）方式下最高，分別是蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥、40℃熱風(fēng)干燥、50℃熱風(fēng)干燥、60℃熱風(fēng)干燥的1.1倍、1.7倍、2.1倍、7.2倍?！畡倌稀谡舾山Y(jié)合熱風(fēng)干燥（61.3%）方式下最高，分別是真空冷凍干燥、40℃熱風(fēng)干燥、50℃熱風(fēng)干燥、60℃熱風(fēng)干燥的1.1倍、2.1倍、3.2倍、8.3倍。比較ABTS+自由基清除率，發(fā)現(xiàn)‘臺(tái)農(nóng)71’在真空冷凍干燥（40.7%）方式下清除率最高，其次是蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥（34.7%），40℃熱風(fēng)干燥（31.0%）和50℃熱風(fēng)干燥（30.5%）差異不顯著（＞0.05），60℃熱風(fēng)干燥（18.6%）最低?！畡倌稀谡舾山Y(jié)合熱風(fēng)干燥（34.5%）和真空冷凍干燥（34.1%）下清除率較高，且二者之間差異不顯著（＞0.05），其次依次為40℃熱風(fēng)干燥（27.8%）、50℃熱風(fēng)干燥（26.1%）、60℃熱風(fēng)干燥（16.8%）（圖3）。

圖3 干燥方式對甘薯葉醇提取物抗氧化能力的影響

2.4.2 抗氧化能力與功能成分間的相關(guān)性分析 甘薯葉DPPH和ABTS+自由基清除率與總酚、總黃酮、綠原酸類化合物總量以及各個(gè)酚酸含量之間都存在極顯著相關(guān)性（＜0.01），特別是與總酚、總黃酮、綠原酸類化合物總量、綠原酸和異綠原酸B的相關(guān)性較強(qiáng)，與總酚的相關(guān)性最強(qiáng)，相關(guān)系數(shù)范圍為0.553—0.989（表6）。

表6 干燥的甘薯葉抗氧化能力與總酚、總黃酮及綠原酸類化合物含量間的相關(guān)性分析

3 討論

3.1 甘薯葉游離酚酸的組成及開發(fā)價(jià)值

甘薯葉中游離酚酸主要為綠原酸及其衍生物，這與前人的研究[8,32]一致。本研究除分析鑒定了9種綠原酸類物質(zhì)和咖啡酸外，還采用筆者前期研究使用的方法[29]分析鑒定了甘薯葉中的其他游離酚酸，包括沒食子酸、2,3,4-三羥基苯甲酸、水楊酸、3,5-二羥基苯甲酸、原兒茶酸、龍膽酸、焦兒茶酸、對羥基苯甲酸、香草酸、丁香酸、4-香豆酸、阿魏酸、3-羥基肉桂酸、芥子酸、異阿魏酸、2-羥基肉桂酸和反式肉桂酸，但這17種酚酸的游離態(tài)在甘薯葉中未檢出（結(jié)果未列出）。研究發(fā)現(xiàn)[33-35]綠色甘薯葉片的黃酮組成有槲皮素和山奈酚及相應(yīng)的黃酮苷等，但其黃酮類成分含量遠(yuǎn)低于酚酸，本研究結(jié)果與之一致。廣泛存在綠原酸類物質(zhì)的天然植物主要有杜仲、金銀花、咖啡豆、菊花等，杜仲中綠原酸類物質(zhì)含量高達(dá)5%，金銀花為1.5%—5%，綠咖啡豆為6%—7.5%，甜葉菊為1.7%—7.2%[36]。本研究采用真空冷凍干燥或蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥后的甘薯葉片中綠原酸及衍生物含量為13.1—35.7 mg·g-1DW，較高的綠原酸類物質(zhì)含量可能是甘薯葉具有保健功能的原因之一。與其他富含綠原酸的植物相比，甘薯葉具有栽培簡單、生長周期短、產(chǎn)量高、成本低、綠原酸含量高等特點(diǎn)，這些特性也使甘薯葉在功能保健方面具有極大的開發(fā)價(jià)值。

3.2 不同干燥方式影響甘薯葉中的功能成分

多酚、黃酮、維生素等功能成分在干燥過程中會(huì)受到光照、溫度、氧分壓、水分活度等因素的影響，發(fā)生氧化、集合或分解等反應(yīng)，導(dǎo)致功能成分含量發(fā)生變化[20,25,37-40]。真空冷凍干燥和蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥下的總酚、總黃酮、抗壞血酸、新綠原酸、綠原酸、隱綠原酸、異綠原酸B、異綠原酸A和異綠原酸C含量都明顯高于熱風(fēng)干燥。推測真空冷凍干燥是在低溫、低氧分壓條件下，氧化酶活性低，因此，類似多酚、黃酮、抗壞血酸等易發(fā)生酶促氧化和熱敏感成分在該干燥條件下有較好地保留。蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥下多酚、黃酮等成分含量高可能是在高溫蒸汽條件下使氧化酶迅速失活，且在較短時(shí)間內(nèi)水分迅速蒸發(fā)，保持了較低的水分活度，這些使易發(fā)生酶促氧化反應(yīng)的成分得到較好地保留。胡皓等[41]測定了生咖啡豆和不同烘焙條件下的6種綠原酸及衍生物含量，發(fā)現(xiàn)生咖啡豆中綠原酸及衍生物總量最高，隨著烘焙溫度和時(shí)間的增加，綠原酸總量逐漸降低。在熱風(fēng)干燥中，總酚、總黃酮、綠原酸及衍生物隨著溫度升高，含量逐漸降低，表明這些成分都是熱敏感成分，在干燥方式和條件的選擇時(shí)，溫度需要重點(diǎn)考慮。在一定溫度范圍內(nèi)，隨著干燥溫度的升高，氧化酶的活性增強(qiáng)，加速活性成分的氧化反應(yīng)，但溫度升高，干燥時(shí)間相應(yīng)縮短，氧化反應(yīng)時(shí)間減少，對于-胡蘿卜素、維生素D3、維生素E等成分而言，可能是不同的干燥溫度和時(shí)間共同決定了最終成分的含量差異。抗壞血酸的酶促氧化反應(yīng)十分迅速，它可能只有在低溫低氧分壓條件才能部分保存，而不同干燥方式對維生素B2的影響較小。另外，不同干燥方式下甘薯葉的顏色有一定差異，低溫對葉綠素的破壞較少，同時(shí)甘薯葉色值更偏綠和偏黃。綜上，真空冷凍干燥更有利于甘薯葉中多酚、黃酮等功能活性成分的保留，其次是蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥，但兩者在成本投入上有較大的差異，真空冷凍干燥設(shè)備投入大且能耗高，而蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥成本低、耗時(shí)短，在生產(chǎn)上更具有實(shí)用性。本研究選用的兩個(gè)材料各功能成分間有一定的差異，如‘勝南’的綠原酸及衍生物含量明顯低于‘臺(tái)農(nóng)71’，因此，功能成分的含量還取決于品種、基因等因素。

3.3 酚類物質(zhì)含量影響甘薯葉的抗氧化能力

DPPH和ABTS+的自由基清除率與總酚、總黃酮以及綠原酸類化合物含量存在極顯著相關(guān)性（＜0.01）?？偡雍涂傸S酮為甘薯葉中主要的功能成分，其中由綠原酸及其衍生物組成的酚類物質(zhì)占主導(dǎo)。多酚化合物含有多個(gè)酚羥基，有很強(qiáng)的還原性，其結(jié)構(gòu)特性是這類化合物具有抗氧化活性的主要原因，它們主要通過直接清除自由基或與金屬離子相互作用來實(shí)現(xiàn)抗氧化[42]。傅玉凡等[43]研究了不同葉菜型甘薯莖尖綠原酸含量及清除DPPH能力，發(fā)現(xiàn)DPPH清除能力與綠原酸含量具有顯著或極顯著正相關(guān)。李曉英等[38]比較了不同干燥方式對藍(lán)莓葉中酚類物質(zhì)含量及抗氧化活性的影響，結(jié)果顯示綠原酸、總酚和總黃酮含量均與抗氧化活性存在極顯著相關(guān)性。綜上，多酚類化合物的含量對甘薯葉抗氧化能力有很大的影響，而不同干燥方式影響了甘薯葉中功能成分的含量，特別是酚類物質(zhì)，因此，干燥方式也決定了其抗氧化性能。

4 結(jié)論

采用蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥、真空冷凍干燥、60℃/50℃/40℃熱風(fēng)干燥5種方式對甘薯葉進(jìn)行處理，不同干燥方式顯著影響甘薯葉中功能成分的含量及抗氧化能力。真空冷凍干燥和蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥較好地保留了多酚、黃酮、維生素D3、-生育酚、抗壞血酸等功能成分的含量及較高的抗氧化活性。在熱風(fēng)干燥下，多酚和黃酮類物質(zhì)為熱敏感型成分，隨著溫度的升高，含量逐漸降低。相比真空冷凍干燥，蒸干結(jié)合熱風(fēng)干燥具有成本較低和干燥時(shí)間更短的優(yōu)勢，是實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中保留多酚和黃酮類物質(zhì)的優(yōu)選干燥方式。

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Effects of Different Drying Methods on Functional Components and Antioxidant Activity in Sweet Potato Leaves

1Institute of Agricultural Quality Standards and Testing Technology, Sichuan Academy of Agricultural Sciences/Security Risk Assessment Laboratory of Ministry of Agriculture (Chengdu), Chengdu 610066;2Institute of Biotechnology and Nuclear Technology, Sichuan Academy of Agricultural Sciences, Chengdu 610061

【】 This study was aimed to explore the effects of different drying methods on functional components content and antioxidant capacity of sweet potato leaves, which could provide a theoretical basis for optimize drying process and fully utilize sweet potato leaves in the future. 【】 The leaves of sweet potato varieties of Tainong 71 and Shengnan were dried using five drying methods, including steam drying combined with hot air drying (SD+HAD), vacuum freeze drying (VFD), hot air drying (HAD) at 60℃, 50℃ and 40℃. The effects of different drying methods on the functional components (total phenols, total flavonoids, caffeoylquinic acids,-carotene, vitamin D3, vitamin E, ascorbic acid, vitamin B1, and vitamin B2), antioxidant capacity (using DPPH and ABTS+radical scavenging methods) and appearance color of sweet potato leaves (chlorophyll and color value) was evaluated, and the correlation between the functional components and the correlation between functional components and antioxidant activity were analyzed. 【】 Free phenolic acids detected in sweet potato leaves mainly included 5--caffeoylquinic acid, 3--caffeoylquinic acid, 4--caffeoylquinic acid, caffeic acid, 3,5-di--caffeoylquinic acid, 3,4-di--caffeoylquinic acid and 4,5-di--caffeoylquinic acid. The effects of five drying methods on the functional components of sweet potato leaves were different. Under VFD, the total content of free phenolic acids in Tainong 71 leaves was the highest, reaching to 38.4 mg·g-1DW, which was 25.6 times of that under 60℃ HAD. Total phenols, total flavonoids, ascorbic acid and caffeoylquinic acids showed small differences between VFD and SD+HAD, but which were significantly higher than those of 60℃, 50℃ and 40℃ HAD. The average total phenols (64.8 mg CAE·g-1DW) and total flavonoids (6.5 mg RE·g-1DW) content of the two materials under VFD were the highest, which were 1.7-5.3 times and 1.7-3.8 times of that under the three types of HADs, respectively. Vitamin C was well retained under VFD (175.3-441.1 mg/100 g DW), but it was extremely low (3.4-5.7 mg/100 gDW) in the three types of HADs. Vitamin D3and-tocopherol had the highest content in SD+HAD. The antioxidant activity of methanol extracts from sweet potato leaves was significantly different under different drying methods (＜0.05). VFD and SD+HAD had higher free radical scavenging rates, and which were significantly higher than that under HADs. Correlation analysis showed that there was a strong correlation between total phenols, total flavonoids, total caffeoylquinic acids, vitamin D3, and-tocopherol (＜0.01). Furthermore, a significant correlation was found between the antioxidant capacity of sweet potato leaves and the contents of total phenols, total flavonoids and each caffeoylquinic acid (＜0.01). 【】 VFD and SD+HAD could better retain the content of polyphenols, flavonoids, vitamin D3,-tocopherol, ascorbic acid and other functional components in sweet potato leaves, which confered strong antioxidant capacity to dried sweet potato leaves. Compared with VFD, SD+HAD had the advantages of low cost and short time-consuming, so it was the preferred drying method to retain polyphenols and flavonoids in sweet potato during practical production.

sweet potato leaves; drying methods; functional components; antioxidant activity

10.3864/j.issn.0578-1752.2021.21.014

2021-02-25；

2021-05-14

四川省科技計(jì)劃（2019YFH0106）、四川省財(cái)政創(chuàng)新工程（2017QNJJ-021，2017QNJJ-001，2019LJRC019，2016ZYPZ-005，2019LWJJ-003）、四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)學(xué)科建設(shè)推進(jìn)工程（2021XKJS061，2021XKJS080）

趙珊，Tel：028-84504142；E-mail：zhaoshan11@126.com。通信作者馮俊彥，Tel：028-84504320；E-mail：junyanfeng@live.cn

（責(zé)任編輯 趙伶俐）