楊雙喜，馬 堯，張海紅*，郝慧慧，楊靜慧，馬雪梅，張海波

（1 寧夏大學食品與葡萄酒學院 銀川 750021 2 寧夏早康生物科技有限公司 寧夏中寧 755100）

黃花菜（Hemerocallis citrina Baroni）又名萱草、金針菜，為百合科萱草屬多年生草本宿根植物[1]，其營養(yǎng)豐富，風味獨特，在我國有數(shù)千年栽種歷史，是一種藥食兼優(yōu)的特色經濟作物[2]。除少部分鮮黃花菜直接投放市場用于消費外，大部分黃花菜通過干制而保存起來，以供淡季的需求[3]。近年來，隨著黃花菜產業(yè)的發(fā)展及政府的重視，關于黃花菜采后處理及藥用途徑方面的研究也日益增加[2]。在《本草綱目》等中國醫(yī)術上記載，黃花菜具有利膈、安五臟、清熱、養(yǎng)心、抗菌、消炎、明目等功能。翟俊樂等[4]、錢新華[5]研究發(fā)現(xiàn)黃花菜富含黃酮類成分，具有抗氧化，抗抑郁，抗肥胖，抗高血壓，下奶等多種功能。

在相關產品開發(fā)、研究及實際生產中，原料多以干制黃花菜為主。由于人工采摘的主觀評斷易造成已開花的、成熟的鮮黃花菜因無法制干而導致資源浪費。將已開花、斷折、破損的黃花菜回收，并開發(fā)黃花菜加工的新工藝和新產品，對推動黃花菜產業(yè)發(fā)展具有重要意義。通過干燥制粉可以提高其附加值，然而，在不同干燥方式下營養(yǎng)成分、粉體特性及揮發(fā)性風味物質差異較大。

自然干燥、熱風干燥、真空冷凍干燥和噴霧干燥是4 種常見的蔬菜制粉工藝。馬琦等[6]研究發(fā)現(xiàn)在中短波紅外干燥方式下，杏鮑菇的揮發(fā)性成分品質最好。蔣鵬飛等[7]研究發(fā)現(xiàn)噴霧干燥和真空冷凍干燥處理的苦瓜粉品質優(yōu)于熱風干燥和日曬干燥。田震等[8]采用不同干燥方式處理后的香蔥葉片和葉柄中揮發(fā)性化合物種類和含量變化較大，聯(lián)合干燥方法（微波聯(lián)合熱風干燥）制得的香蔥干制品具有更濃郁的風味。目前關于黃花菜的研究多為其制干過程，缺少綜合比較不同干燥方式的黃花菜粉營養(yǎng)成分及風味物質的研究報道。由于營養(yǎng)成分及風味物質共同決定黃花菜粉的品質及大眾接受度[9]，為最大程度地保留黃花菜粉的營養(yǎng)物質與風味物質，本試驗選擇自然干燥、熱風干燥、真空冷凍干燥和噴霧干燥制備黃花菜粉，分析其營養(yǎng)成分及風味物質，以期為黃花菜資源的合理開發(fā)和綜合利用提供科學依據，為黃花菜粉新技術及裝備的研發(fā)提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料及預處理

試驗所用新鮮黃花菜采自寧夏回族自治區(qū)鹽池縣紅寺堡區(qū)周邊，品種為“大烏嘴”，九成熟，長9～12 cm，單重為8～10 g，直徑為0.8～10 mm，無病蟲害的花蕾。挑選整理后進行干燥，之后立刻裝入塑封袋密封，并置于4 ℃冰箱貯存。熱風干燥、真空冷凍干燥和噴霧干燥3 種干燥方式制得樣品水分含量均控制在10%以下。4 種干燥方法的技術細節(jié)見表1。

表1 不同干燥方式黃花菜粉制備設備及參數(shù)、圖片Table 1 Preparation equipment，parameters and pictures of different drying methods of cauliflower powder

1.2 儀器及設備

L-8800 型全自動氨基酸分析儀，日本日立公司；HR-2000 型多功能粉體物理特性測試儀，丹東市恒瑞儀器有限公司；772 紫外-可見分光光度計，上海儀電分析儀器有限公司；HD-200 型萬能粉碎機，上海比朗有限公司。

1.3 相關指標測定

1.3.1 可溶性蛋白及維生素C 含量的測定 可溶性蛋白含量的測定采用基于考馬斯亮藍法試劑盒完成。維生素C 含量的測定基于抗壞血酸（AsA）含量測試盒完成。

1.3.2 總糖測定 測定原理：總糖酸水解為還原糖，在氫氧化鈉和丙三醇作用下，DNS 試劑與還原糖共熱后被還原成氨基化合物，在過量的氫氧化鈉堿性溶液中呈桔紅色，在波長540 nm 處有最大吸收峰，以測定樣品中的總糖含量。

1.3.3 色澤測定[10-14]使用色度分析儀對樣品進行色澤的差異比較。采用便攜式色差儀對平鋪于白紙上的厚度為0.3～0.5 mm 的黃花菜粉進行測定，每個樣品測定3 次取平均值，色度值用L*a*b*的值表示，L*值表示亮度，亮度從純白到純黑（0為黑，100 為白）；a*值表示紅綠，正值代表紅色，負值代表綠色；b*值代表黃藍，正值為黃色，負值

為藍色。按照式（1）計算色差（ΔE）。

所求得ΔE，可分類為不可見（0～0.5）、略明顯（0.5～1.5）、明顯（1.5～3.0）、易見（3.0～6.0）和較好（6.0～12.0）。同樣，褐變指數(shù)（BI）是用測得的L*、a*和b*值根據公式（2）計算。

1.3.4 氨基酸測定 氨基酸測定參照《食品中氨基酸的測定》（GB 5009.124-2016）[15]，用氨基酸分析儀定性、定量分析其中17 種氨基酸。

2 結果與分析

2.1 干燥方式對黃花菜粉營養(yǎng)成分的影響

對比4 種干燥方式下黃花菜粉的主要營養(yǎng)成分變化，由表2可知，各樣品中不同營養(yǎng)成分差異顯著。究其原因可能是由于不同干燥方式導致黃花菜粉各組分產生相互轉化以及分解所致[16]，從蛋白質含量變化來看，真空冷凍干燥＞熱風干燥＞噴霧干燥＞自然干燥，其中熱風干燥與噴霧干燥數(shù)據較為接近，這可能是由于蛋白質發(fā)生美拉德反應的進行程度與溫度有關，真空冷凍干燥過程中溫度不高，使其蛋白質保留較為充分。熱風干燥雖比自然干燥溫度高，但其干燥時間較短，蛋白質保留相對自然干燥較好?？傮w來看各種干燥方式下，蛋白質含量均變化不大，其不能作為優(yōu)選最佳干燥方式的唯一條件。從總糖含量變化幅度看，熱風干燥＞自然干燥＞噴霧干燥＞真空冷凍干燥，熱風干燥總糖含量較高，可能是因為熱風干燥溫度較低且時間較短，美拉德反應程度不高，而噴霧干燥進風溫度高達180 ℃，美拉德反應較為充分。維生素C 含量差異不顯著，含量較為相近。這與Anuradha等[17]研究結果一致。綜上所述，營養(yǎng)成分并不能作為判斷最佳干燥方式的唯一條件，還需要結合色澤、揮發(fā)性物質等數(shù)據共同分析。

表2 不同干燥方式黃花菜粉蛋白質、總糖、維生素C 含量Table 2 Contents of protein，total sugar and vitamin C in different drying methods of cauliflower powder

2.2 干燥方式對黃花菜粉色澤的影響

色澤作為食品中重要的感官指標，對其作為添加劑或沖調飲料具有重要影響。表3中列出的顏色參數(shù)（L*、a*、b*、ΔE、BI）對照表1中黃花菜粉的外觀變化，可知L*所代表的亮度（亮度從純白到純黑，0 為黑，100 為白） 表現(xiàn)順序為噴霧干燥＞真空冷凍干燥＞自然干燥＞熱風干燥，這可能由于噴霧干燥過程中溫度較高與真空冷凍干燥中干燥時間較長導致，而自然干燥與熱風干燥處理溫度較低，保持了黃花菜自身中主要的有色物質，如類胡蘿卜素等。這與營養(yǎng)成分測定的結果相一致。噴霧干燥樣品在L*值的結果可能是由于其顆粒最小，比表面積較大，引起了反射因數(shù)的增大，導致顏色變淺[18]，這與郭增旺等[19]的試驗結果相吻合。a*所代表的顏色變化中（正值代表紅色，負值代表綠色） 噴霧干燥更接近綠色，自然干燥更接近紅色。b*在幾種干燥方式中則沒有表現(xiàn)出顯著的差異。ΔE 表示相對于新鮮樣品，干燥樣品中總體顏色的變化程度，質量優(yōu)質的干燥產品應具有較低的ΔE 值，干燥樣品的ΔE 值介于55.54～88.74 之間。這也證實了干燥時間與溫度和顏色變化存在正相關，這可能也是熱風干燥ΔE 值較低的原因。BI 顯示了酶促和非酶促褐變過程中棕色的純度。最高的BI 值為熱風干燥（86.99），而噴霧干燥的BI 值最低為（25.40），從最大程度減少顏色變化來看，熱風干燥是最佳的干燥方式，這與表1中圖片相一致。在實際生產中，色澤過深限制了其作為食品添加劑的潛在應用，總體來看噴霧干燥具有明顯優(yōu)勢，其在淺色食品中應用前景更加廣泛[20]。

表3 不同干燥方式黃花菜粉的色度值Table 3 Chromaticity values of different drying methods of cauliflower powder

2.3 干燥方式對黃花菜粉氨基酸含量及組成的影響

氨基酸不僅可以促進蛋白質合成用于多種生理活動[21]，同樣也是重要的呈味物質，根據游離氨基酸的呈味規(guī)律不同，將其分為鮮味、甜味、芳香族氨基酸等，其中天冬氨酸、谷氨酸呈現(xiàn)很強的鮮味，甘氨酸、丙氨酸、絲氨酸和脯氨酸表現(xiàn)出醇厚的甜味，芳香族氨基酸包括苯丙氨酸與酪氨酸[22]。對不同干燥方式黃花菜粉呈味氨基酸組成進行分析，結果見表5。

表4 不同干燥方式黃花菜粉氨基酸含量及組成（mg/g）Table 4 Amino acid content and composition of cauliflower powder with different drying methods （mg/g）

由表5可知，黃花菜粉中含有較高含量的鮮味氨基酸與甜味氨基酸，以及少量芳香族氨基酸，其中鮮味氨基酸含量稍高，這些氨基酸也共同組成了黃花菜特有的風味。同時，不同干燥方式下各呈味氨基酸含量差異顯著為：自然干燥＞真空冷凍干燥＞熱風干燥＞噴霧干燥，噴霧干燥對黃花菜粉呈味氨基酸損耗最大，這也導致噴霧干燥制備的黃花菜粉風味偏淡，對其在食品添加劑方面的應用產生一定影響。與之相比，自然干燥與真空冷凍干燥制備的黃花菜粉的呈味氨基酸含量較高，風味保持更好[21]。

表5 不同干燥方式黃花菜粉呈味氨基酸組成（mg/g）Table 5 Composition of flavor amino acids in different drying methods of cauliflower powder （mg/g）

2.4 蛋白質營養(yǎng)評價

氨基酸的種類、數(shù)量和組成比例共同決定了食物中蛋白質的營養(yǎng)價值，其組成比例越接近人體需要的氨基酸比例，則其營養(yǎng)品質越為突出。本試驗通過對不同干燥方式下黃花菜粉的氨基酸組成進行比較分析[23]，并與WHO/FAO 標準模式譜進行對比，結果見表6，進而從營養(yǎng)價值層面判斷最佳的干燥方式。

表6 不同干燥方式黃花菜粉必需氨基酸含量及組成Table 6 Content and composition of essential amino acids in different drying methods of cauliflower powder

由表6可以看出，在幾種干燥方式下占總氨基酸質量分數(shù)最高的是蛋氨酸+半胱氨酸分別為13.44%（自然干燥），16.20%（熱風干燥），12.38%（真空冷凍干燥），13.40%（噴霧干燥），單一氨基酸含量最高的為亮氨酸，均超過WHO/FAO 標準所要求的7.0，且熱風干燥中含量最高，達到10.25%。4 種干燥方式下的黃花菜粉，除纈氨酸與蘇氨酸以外，其它氨基酸含量以及必需氨基酸占比均高于標準模式譜。且真空冷凍干燥中必需氨基酸表現(xiàn)較為均衡[24]，比較接近人體必需氨基酸的比例，營養(yǎng)價值更高。從單一必需氨基酸含量來看，4 種干燥方式測得的嬰兒必需氨基酸組氨酸的含量分別為1.73%（自然干燥），3.47%（熱風干燥），3.47%（真空冷凍干燥），4.80%（噴霧干燥），其中噴霧干燥下的黃花菜粉組氨酸含量是標準模式譜的3.2倍，表明黃花菜粉可用于嬰兒或特殊人群的食品中，是補充組氨酸的好食材。

2.5 不同干燥方式下黃花菜粉品質的綜合評分

由于等權分配具有不客觀性，且評價指標存在量綱差異，因此選擇變異系數(shù)法[25-27]對蛋白質、總糖、維生素C、ΔE 及17 種所含氨基酸進行權重關系分配，再根據指標的順逆性計算綜合評分。計算出黃花菜粉各指標的標準差、平均數(shù)、變異系數(shù)、權重值以及各指標標準化數(shù)據，如表7所示。

由表7可知，黃花菜粉的蘇氨酸、絲氨酸、天冬氨酸、賴氨酸的權重值較大，分別為0.106，0.104，0.065，0.058，表明這4 個指標對黃花菜粉品質的評價占較大比重，干燥方式對這4 個指標有較大影響。標準化指標后將各個指標分別與權重相乘，其中ΔE 為逆指標，需將標準化后的數(shù)據正負號對調。綜合計算得到4 種干燥方式下黃花菜粉的綜合評分。

表7 不同干燥方式黃花菜粉各指標的標準差、平均數(shù)、變異系數(shù)、權重值以及各指標標準化數(shù)據Table 7 Standard deviation，average，coefficient of variation，weight value and standardized data of each index of different drying methods of cauliflower powder

由表8可知，自然干燥的綜合評分最高（0.427） 與排名第2 的真空冷凍干燥的綜合評分（0.422）差距不大，而這兩種干燥方式各有所長，自然干燥的優(yōu)勢為不需設備投資，費用低廉，不受場地局限，能在產地和山區(qū)就地進行，還能促進尚未完全成熟的原料進一步成熟。然而其衛(wèi)生指標及管理較為粗獷且受天氣因素影響較大。真空冷凍干燥雖能保持部分營養(yǎng)指標，然而其設備成本高，耗時、耗能，綜合多方面因素考慮熱風干燥是比較好的黃花菜粉加工干燥方式，適合工業(yè)化生產。

表8 不同干燥方式黃花菜粉的綜合評分Table 8 Comprehensive score of different drying methods of cauliflower powder

2.6 不同干燥方式下黃花菜粉熱圖與聚類分析[28]

為進一步分析不同干燥方式下各營養(yǎng)指標的特點，將不同干燥方式處理的黃花菜粉樣品的蛋白質、總糖、維生素C、ΔE 及17 種所含氨基酸標準化后的數(shù)據進行熱圖與聚類分析。從結果可看出，自然干燥與真空冷凍干燥的品質較為接近，這與綜合評價得出的結論相同，并且與前人研究結果一致，噴霧干燥與其它3 種干燥方式相比，差距較大。自然干燥中含有較多的天冬氨酸、蘇氨酸、絲氨酸，熱風干燥種含有較多的蛋氨酸、脯氨酸、維生素、總糖、纈氨酸，真空冷凍干燥中含有較多的蛋白質、組氨酸且色澤更適合作為食品添加劑。與綜合品質評價得到的結果一致。

3 結論

制粉處理是目前解決黃花菜副產物較多，提高其附加值，豐富其加工方式的最佳方法。本試驗通過對自然干燥、熱風干燥、真空冷凍干燥、噴霧干燥4 種干燥方式與超微粉碎結合制作成黃花菜粉，并利用變異系數(shù)權重法對其營養(yǎng)成分與色澤等多個指標進行綜合評價，并對其進行熱圖與聚類分析。結果表明自然干燥制成的黃花菜粉綜合得分（0.427）較高，然而其受環(huán)境天氣等方面的影響較大。評分排名第2 的真空冷凍干燥（0.422）與排名第1 的自然干燥得分較為相近，然而其設備成本高，耗時、耗能。噴霧干燥雖然其色澤最適合作為食品添加劑，但其營養(yǎng)物質保留不夠全面。綜合耗能及品質等多方面考慮，熱風干燥是較為合適的黃花菜粉加工方式。

圖1 不同干燥方式黃花菜粉各指標熱圖與聚類分析Fig.1 Heat map and cluster analysis of different drying methods for cauliflower powder