摘 要：为研究不同干燥方式对葛渣营养和功能成分的影响，优选葛渣干燥模式，选用热风干燥、真空冷冻干燥2种工艺对新鲜葛渣进行干燥处理，分析不同干燥方式对葛渣主要营养成分、功能成分和氨基酸组成的影响。结果表明：真空冷冻干燥葛渣淀粉含量（53.6%）显著高于热风干燥（47.0%），但蛋白质、还原糖及灰分含量显著低于热风干燥，脂肪、蔗糖，总黄酮、葛根素及多糖等功能成分含量均无显著差异；热风干燥葛渣膳食纤维、粗纤维、木质素、氨基酸总量、必需氨基酸总量、非必需氨基酸总量均高于真空冷冻干燥。综合考虑各项营养和功能成分指标检测结果，同时考虑生产成本，建议制备葛渣适宜采用热风干燥。
关键词：葛渣；干燥方式；营养成分；功能成分
中图分类号：TS 255.5文献标识码：A文章编号：1008-0384（2018）10-1108-05
Effects of Different Drying Methods on the Nutritional and Bioactive Components of Radix Puerariae Residue
LAI Pufu， LI Yibin， WU Li， WENG Minjie， TANG Baosha， CHEN Junchen*
（Research Institute of AgriEngineering Technology， Fujian Academy of Agricultural Sciences/
Agricultural Product Processing Research Centre， Fujian Academy of Agricultural Sciences/
National R & D Center For Edible Fungi Processing， Fuzhou， Fujian 350003，China）
Abstract：In this study， the major nutritional component， bioactive component and amino acid composition of Radix puerariae residue were monitored after hot air drying and vacuum freeze drying to uavel the effects of different drying methods on the nutritional and bioactive component. The results were as followed： the starch content of Radix puerariae residue in vacuum freeze drying （53.6%） was significantly higher than that in hot air drying （47.0%）， but the protein， reducing sugar and ash content were significantly lower than those in hot air drying， no significant difference of the fat， sucrose， total flavonoids， puerarin and polysaccharides content was found between hot air drying and vacuum freeze drying. And the dietary fiber， crude fiber， lignin， total amino acids， essential amino acids， nonessential amino acids contents of Radix puerariae residue in hot air drying were significantly higher than those in vacuum freeze drying. In comprehensive consideration of determination results of various nutritional and bioactive composition of Radix puerariae residue， hot air drying is suitable for processing Radix puerariae residue in order to keep its quality with the cost of production considered.
Key words：Radix puerariae residue；drying method；nutritional component；bioactive component
葛根是一種具有较高营养价值的药食同源天然植物[1]，当前研究主要集中在葛根素、黄酮、淀粉及发酵制品[2-5]。近年来葛根淀粉作为食品的配料替代亲水胶体，被加工成各种冷饮、糕点、粉丝及具有强身滋补的功能性食品[6]。葛根在制备淀粉过程中会产生大量的葛渣，富含膳食纤维及异黄酮等营养功能成分。目前，关于葛渣的加工利用研究已有相关报道，被用于提取膳食纤维、黄酮、多糖等活性物质及栽培食用菌、制备曲奇饼干等[7]，但大部分葛渣还是被直接丢弃，造成环境污染及资源浪费。由于葛渣水分含量较高，难以贮藏，影响了后续的加工利用，因此确定合适的干燥方式，对葛渣的综合利用及深加工具有重要的意义。但目前为止，尚未见关于葛渣不同干燥方式下的特性及品质变化研究报道。
本研究采用热风干燥和真空冷冻干燥制备葛渣，对不同干燥方式所得葛渣的营养成分、功能成分及氨基酸组成进行对比分析，以期为葛渣的工业化综合利用及葛渣产品的应用提供理论基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料
葛渣购自福建金葛花农业科技开发有限公司，是生产葛根淀粉中产生的废弃物。
1.2 试验仪器与设备
XS105DU型电子分析天平（梅特勒托利多仪器有限公司）；KQ600DV型数控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）；103型高速中药粉碎机（浙江瑞安市永历制药机械有限公司）；TU1810DPC型紫外分光光度计（北京普西科技有限公司）；L8800型氨基酸自动分析仪（日本日立高新技术公司）；冷冻干燥机（FD1D50型，北京博医康实验仪器有限公司）；恒温鼓风干燥箱（101A型，上海市实验仪器总厂）；HH6型数显恒温水浴锅（常州国华电器有限公司）。
1.3 试验方法
1.3.1 样品处理
将新鲜葛渣洗净，去除表面杂质，称取6份，每份3 500 g，分别进行热风干燥（3份）和真空冷冻干燥（3份）。
热风干燥：新鲜葛渣均匀铺散在干燥箱搁板上，设置温度60℃，葛渣最终水分含量（5.32±0.04）%。
真空冷冻干燥：新鮮葛渣均匀铺散在托盘上，置于-40℃冰箱预冻12 h，真空冷冻干燥机中干燥（搁板温度设置为60℃），葛渣最终水分含量（4.99±0.11）%。
1.3.2 指标测定
采用直接干燥法[8]测定葛渣水分含量，凯氏定氮法[9]测定蛋白质含量，索氏抽提法[10]测定脂肪含量，按GB 5009.42016《食品安全国家标准 食品中灰分的测定》[11]测定灰分含量，酶水解法[12]测定淀粉含量，直接滴定法[13]测定还原糖含量，按GB/T 222512008《保健食品中葛根素的测定》[14]测定葛根素含量，酶重量法[15]测定葛渣膳食纤维，按GB/T 5009.102003《植物类食品中粗纤维的测定》[16]测定木质素含量，按GB/T 208052006《饲料中酸性洗涤木质素（ADL）的测定》[17]测定木质素含量，采用比色法[18]测定葛渣总黄酮含量。
2 结果与分析
2.1 两种干燥处理对葛渣主要营养成分的影响
果蔬在干燥过程中，由于细胞膜渗透压变化及相关酶作用，细胞内的蛋白质、淀粉及糖类物质等会分解成小分子物质，从而引起相关成分含量的变化。两种干燥处理葛渣的主要营养成分含量变化如表1所示。葛渣中淀粉含量较高，真空冷冻干燥葛渣淀粉含量显著高于热风干燥，热风干燥葛渣蛋白质、还原糖及灰分含量显著高于真空冷冻干燥，而两种干燥方法处理葛渣的脂肪及蔗糖含量差异不显著。
2.2 两种干燥处理对葛渣功能成分的影响
葛根是异黄酮含量较高的植物，其主要有效成分是异黄酮，对维持血管系统稳定有特殊效果[19]；当前葛根主要加工产品——葛淀粉中异黄酮含量仅占葛根总异黄酮的2.4%，留在葛渣中的异黄酮达95%以上[20-21]。两种干燥处理葛渣的功能成分含量变化如表2所示：真空冷冻干燥与热风干燥葛渣的总黄酮、葛根素及多糖含量均无显著性差异。
2.3 两种干燥处理对葛渣纤维成分含量的影响
膳食纤维是人类“第七大营养素”，具有预防肥胖症、降胆固醇、降血脂等重要生理保健功能[22-23]；葛渣中含有丰富的膳食纤维，其中粉葛渣中含50%左右的膳食纤维，野葛渣中高达70%[24]。两种干燥处理葛渣的纤维成分含量变化如表3所示，热风干燥葛渣膳食纤维、粗纤维、木质素含量分别达38.9%、31%、4.9%，均显著高于真空冷冻干燥。
2.4 两种干燥处理对葛渣氨基酸组成的影响
两种干燥处理葛渣氨基酸组成变化如表4所示。两种干燥处理葛渣氨基酸总量、非必需氨基酸总量差异显著（P<0.5），均含有17种氨基酸（色氨酸未测）及人体必需的7种氨基酸，主要的氨基酸成分均为赖氨酸、天冬氨酸、谷氨酸和脯氨酸；热风干燥葛渣的苏氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、非必需氨基酸总量、氨基酸总量均显著高于真空冷冻干燥，但赖氨酸含量显著低于真空冷冻干燥，其他氨基酸组分没有显著差异。两种干燥处理葛渣必需氨基酸总量占氨基酸总量（EAA/TAA）比例分别为0.38、0.39，必需氨基酸总量与非必需氨基酸总量之比（EAA/NEAA）大于0.6，均符合世界粮农组织和世界卫生组织提出的参考蛋白质模式[25-26]，是优质蛋白质的来源。
3 讨论与结论
葛渣淀粉含量较高。本研究中，真空冷冻干燥葛渣淀粉含量明显高于热风干燥，这可能是因为高温使葛渣中的部分淀粉发生凝胶反应而导致含量降低[27]；热风干燥葛渣蛋白质含量显著高于真空冷冻干燥，这可能是因为在无保护剂的真空冷冻干燥过程中，葛渣蛋白质表面上的单层水分子开始冻结时，表面水分子的氢键和极性基团由于环境变化而变性[28]，这与唐秋实等[29]研究不同干燥工艺对杏鲍菇品质和挥发性风味成分的影响结果一致，证实杏鲍菇总蛋白含量变化在不同干燥工艺的含量依次为热风>真空微波>热泵>真空冷冻干燥，变化幅度在19.01%～19.79%。热风干燥葛渣还原糖也显著高于真空冷冻干燥，可能是高温有利于淀粉分解为还原糖[30]，与鲍士宝等[31]的研究结果不同，具体影响机制有待进一步研究。
关于葛渣膳食纤维已有一定的研究，主要集中于制备、改性技术及功能评价。本研究中热风干燥葛渣的膳食纤维、粗纤维及木质素含量均显著高于真空冷冻干燥，表明干燥方法对葛渣膳食纤维、粗纤维及木质素含量影响明显。膳食纤维包括非淀粉多糖和木质素，葛渣中淀粉在热作用下（热风干燥）糊化，淀粉糊化后产生非淀粉多糖[32-33]。吕佳宁等[34]研究发现采用低温热风干燥制得的香菇可溶性膳食纤维的质量分数为7.56%～7.86%，明显高于真空冷冻干燥法的4.58%；鲍士宝等[31]研究了真空冷冻干燥、热风干燥和红外干燥3种方式处理对甘薯渣粗纤维含量的影响，结果显示冷冻干燥、热风干燥处理的甘薯渣粗纤维含量无显著性差异，红外干燥处理的甘薯渣粗纤维含量显著低于冷冻干燥、热风干燥处理；徐康等[30]研究发现真空冷冻干燥、热风干燥、微波干燥、自然干燥4种处理的黄秋葵总膳食纤维含量无显著性差异，可溶性膳食纤维及不溶性膳食纤维含量均存在显著性差异，真空冷冻干燥处理黄秋葵可溶性膳食纤维含量最高，热风干燥处理黄秋葵不溶性膳食纤维含量最高，主要是由于长时间热作用（50℃下干燥24 h）促使可溶性膳食纤维转化为不溶性膳食纤维。
氨基酸是构成蛋白质的基本组成单位，也是人体必需的重要营养元素[35]。天冬氨酸和谷氨酸是呈味氨基酸[36]，也是食物中鲜味物质的重要来源。本研究发现热风干燥葛渣的天冬氨酸和谷氨酸含量均高于真空冷冻干燥，说明热风干燥处理提高了呈味氨基酸含量，可能是因为高温干燥有助于鲜味物质的释放。郭刚军等[37]研究发现阴干、晒干、40℃热风干燥、60℃热风干燥、微波干燥与远红外干燥对辣木叶中氨基酸有显著影响，发现60℃热风干燥辣木叶总氨基酸质量分数最高，与其他干燥方式存在显著差异；石芳等[38]研究热风干燥、真空冷冻干燥和微波真空干燥对鲜松茸呈味氨基酸的影响，发现真空冷冻干燥组呈味氨基酸总量最高（23.887 mg·g-1），其次是微波真空干燥（22.694 mg·g-1），热风干燥组总量最低（20.389 mg·g-1）。干燥方式对不同研究材料的氨基酸含量的影响存在较大差异，具体机制有待进一步研究。
参考文献：[1]
尹乐斌， 夏秋良， 张臣飞， 等. 葛根全原粉沸腾造粒工艺优化[J]. 农业工程学报， 2016， 32（19）： 296-301.
[2]BERSKI W， PTASZEK A， PTASZEK P， et al. Pasting and rheological properties of oat starch and its derivatives[J]. Carbohydrate Polymers， 2011， 83（2）： 665-671.
[3]LIANG X L， ZHANG J， LIAO Z G， et al. Quantitative evaluation of the mechanism underlying the biotransportation of the active ingredients in Pueraria lobata Radix and Chuanxiong rhizoma[J].Phytotherapy Research， 2015， 29（9）： 1396-1403.
[4]吴琼， 刘奕， 吴庆园， 等. 不同干燥方式对葛根全粉抗氧化性能和香气成分的影响[J]. 食品科学， 2017， 38（6）： 202-208.
[5]ADAM R， YOUSEF G G， ROGERS R B， et al. Isolation of radiolabeled isoflavones from kudzu （Pueraria lobata） root cultures[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry， 2008， 56（17）： 7860-7865.
[6]张帆， 屈紫薇. 干热改性葛根淀粉成膜工艺的研究[J]. 安徽农业科学， 2017， 45（9）：86-89.
[7]赖谱富， 陈君琛， 李怡彬， 等. 葛根加工副产物资源化利用研究进展[J]. 福建农业科技， 2016（8）： 44-46.
[8]中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会. 食品安全国家标准 食品中水分的测定： GB5009.32016[S]. 北京： 中国标准出版社， 2016.
[9]中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会 国家食品药品监督管理总局. 食品安全国家标准 食品中蛋白质的测定： GB 5009.5-2016[S]. 北京： 中国标准出版社， 2016.
[10]中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会 国家食品药品监督管理总局. 食品安全国家标准 食品中脂肪的测定： GB 5009.62016[S]. 北京： 中国标准出版社， 2016.
[11]中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会. 食品安全国家标准 食品中灰分的测定： GB 5009.42016[S]. 北京： 中国标准出版社， 2016.
[12]中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会 国家食品药品监督管理总局. 食品安全国家标准 食品中淀粉的测定： GB 5009.92016[S]. 北京： 中国标准出版社， 2016.
[13]中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会. 食品安全国家标准 食品中还原糖的测定： GB 5009.72016[S]. 北京： 中国标准出版社， 2016.
[14]中华人民共和国卫生部 中国国家标准化管理委员会. 保健食品中葛根素的测定： GB/T 222512008[S]. 北京： 中国标准出版社， 2008.
[15]中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会. 食品安全国家标准 食品中膳食纤维的测定： GB 5009.882014[S]. 北京： 中国标准出版社， 2014.
[16]中华人民共和国卫生部 中国国家标准化管理委员会. 植物类食品中粗纤维的测定： GB/T 5009.102003[S]. 北京： 中國标准出版社， 2003.
[17]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会. 饲料中酸性洗涤木质素（ADL）的测定： GB/T 208052006[S]. 北京： 中国标准出版社， 2006.
[18]赖谱富， 赖锋连， 陈君琛， 等. 多年生藤本豆总黄酮纯化及抑菌活性研究[J]. 核农学报， 2015， 29（8）： 1539-1546.
[19]楚纪明， 马树运， 李海峰， 等. 葛根有效成分及其药理作用研究进展[J]. 食品与药品， 2015， 17（2）： 142-146.
[20]黄彤， 李丽华， 刘蕾， 等. 利用响应面分析法优化葛渣异黄酮提取工艺[J]. 食品研究与开发， 2013， 34（10）： 32-37.
[21]李秀娟， 李慧， 黄贤刚. 天然葛及葛根淀粉的成分分析研究[J].食品科技， 2006（11）：102-104.
[22]江连洲， 张巧智， 关嘉琦， 等. 羧甲基化大豆水酶法膳食纤维的制备及其性能研究[J]. 农业机械学报， 2017， 48（10）： 330-337.
[23]谢欢， 涂宗财， 张露， 等. 黑曲霉发酵制备高可溶性膳食纤维豆渣工艺优化及其水合性质研究[J]. 中国粮油学报， 2017， 32（4）： 116-121，132.
[24]王岩岩. 药用真菌发酵葛渣生产活性膳食纤维研究[D]. 武汉： 华中科技大学， 2005.
[25]FAO. Amino acid content of foods and biological data on proteins[J]. Food policy and food Sci Serv Nutr Div， 1970， 24： 5-6.
[26]彭智华， 龚敏方. 蛋白质的营养评价及其在食用菌评价上的应用[J].食用菌学报， 1996， 3（3）：56-64.
[27]WATSON S A， Hirata Y. Some wetmilling properties of Artificially dried Corn[J]. Cereal Chem， 1962， （39）：35-47.
[28]NAKASAKO M. Waterprotein interactions from highresolution protein crystallography[J]. Philosophical Transactions of the Royal Society of London， 2004， 359（1448）：1191-1206.
[29]唐秋实， 刘学铭， 池建伟， 等. 不同干燥工艺对杏鲍菇品质和挥发性风味成分的影响[J]. 食品科学， 2016， 37（4）： 25-30.
[30]徐康， 杜金华. 干燥方法对黄秋葵抗氧化能力的影响[J]. 食品与发酵工业， 2016， 42（5）： 120-125.
[31]鲍士宝， 李顺欲， 杭华. 干燥方式对甘薯渣干燥特性及品质的影响[J]. 食品工业科技， 2014， 35（10）：168-171.
[32]黄纪念， 王长虹， 孙强， 等. 麦麸膳食纤维研究概况[J]. 农产品加工·创新版， 2010（3）： 20-23.
[33]李建文， 杨月欣. 膳食纤维定义及分析方法研究进展[J]. 食品科学， 2007， 28（2）： 350-355.
[34]吕佳宁， 李影， 韩立杰， 等. 不同干燥方法对生食香菇品质的影响[J]. 食品科学技术学报， 2014， 32（2）： 46-50.
[35]ERKAN N， ZDEN . The changes of fatty acid and amino acid compositions in sea bream （Sparus aurata） during irradiationprocesss[J]. Radiation Physics and Chemistry， 2007， 76（10）： 1636-1641.
[36]YANG J H， LIN H C， MAU J L. Nonvolatile taste components of several commercial mushrooms[J]. Food Chemistry， 2001， 72（4）： 465-471.
[37]郭剛军， 胡小静， 徐荣， 等. 干燥方式对辣木叶营养、功能成分及氨基酸组成的影响[J]. 食品科学， 2018， 39（11）： 39-45.
[38]石芳， 李瑶， 杨雅轩， 等. 不同干燥方式对松茸品质的影响[J]. 食品科学， 2018， 39（5）：141-147.
（责任编辑：张 梅）
推荐访问： 干燥 成分 营养 方式 功能
