不同粒度西兰花冻干粉的物化特性及抗氧化活性

杨磊磊，王 然，吴 昊，王凤舞，王成荣*

(青岛农业大学食品科学与工程学院，山东 青岛 266109)

西兰花(Brassica oleraceaL.Var.votrytis)属十字花科芸苔属甘蓝变种，原产意大利，含有多种营养成分，具有很高的营养及防癌抗癌、减少心血管疾病、抗氧化衰老等保健价值[1-4]，但其采收后在常温下易黄化、失水变软，营养流失。冻干西兰花经超微粉碎后不仅可以避免西兰花损失，有效改善农业生产效益，而且可以提高原料中有效成分的溶出及其生物利用效率[5]。

超微粉碎是近年来发展起来的一种先进的食品加工技术，物料颗粒的微细化导致物料表面积及空隙率增加，从而使得超微粉体具有独特的理化性质，如良好的分散性、吸附性、溶解性等[6]，近年来，合成抗氧化剂被评价可能具有有毒的和致癌成分，因此能清除自由基的天然抗氧化剂在世界范围内得到了广泛的关注[7]。本实验将真空冷冻干燥的西兰花经气流式超微粉碎机粉碎后再经振动筛分级，探讨不同粒度范围的西兰花冻干粉的物理化学特性及其清除DPPH自由基的能力，为西兰花的深度加工及利用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

西兰花购于青岛城阳大润发超市，无病虫害、机械伤及腐烂的原料作为实验材料。

1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH) 北京索来宝科技有限公司；甲醇、VC均为分析纯。

1.2 仪器与设备

16512型真空冷冻干燥机 德国Christ公司； FDV气引式粉碎机 北京兴时利和科技发展有限公司；GB/T6003—1997标准检验筛 浙江省上虞市庐江仪器纱筛厂；754型紫外分光光度计 上海精宏实验设备有限公司；GL-12B冷冻离心机 上海安亭科学仪器厂。

1.3 方法

1.3.1 工艺流程

西兰花→去叶、清洗→切分→护色→沥水→真空冷冻干燥→超微粉碎→分级→西兰花冻干粉→包装

1.3.2 工艺参数

将预处理好的西兰花每次取300g置于－30～－35℃[8]温度条件下预冻3h；然后移入真空冷冻干燥机中，在真空度6.8～8.0Pa冻干22h。冻干后立即用气引式粉碎机粉碎1min，得到的西兰花冻干粉经筛孔直径分别为80、160、240、500目的标准筛分级，将西兰花干粉按照粒度大小分为4个等级：80～160目、160～240目、240～500目、＞500目(超微粉)，对应的粉体粒度大小范围为：180～98μm、98～63μm、63～30.8μm、＞30.8μm，这4个粒度的西兰花干粉供实验用，实验重复3次。

1.4 指标测定

1.4.1 成分含量测定

1.4.1.1 VC含量与叶绿素含量的测定。

VC含量测定采用2,6-二氯酚靛酚滴定法[9]。

叶绿素含量测定采用丙酮比色法。称取0.1g西兰花冻干粉，用80%丙酮溶解并用脱脂棉过滤定容于10mL容量瓶中，得到叶绿素提取液以80%丙酮为空白，于663、645nm波长处测得吸光度A663nm、A645nm。

式中：V为提取液体积/L；m为称取的样品质量/g。

1.4.1.2 可溶性蛋白含量测定

采用考马斯亮蓝染色法。标准曲线绘制：0～5号管分别加入100μg/mL的标准蛋白液0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mL，蒸馏水补齐到1.0mL，各管中加入5mL考马斯亮蓝染液，混匀后静置2min，以0号管做空白对照，在595nm波长处测吸光度。样品液提取：取0.5g西兰花冻干粉用5.0mL蒸馏水溶解，于4℃、12000×g离心20min，取上清液1.0mL放入具塞试管，加入5mL考马斯亮蓝染液，混匀后静置2min，在595nm波长处测吸光度。

式中：m1为标准曲线查得的蛋白质质量/μg；V为提取液总体积/mL；Vs为吸取样品液体积/mL；m2为称取样品质量/g。

1.4.2 物理性质测定

1.4.2.1 休止角测定

参照林弘通[10]的方法。将10g西兰花超微粉沿8cm高度漏斗落下至水平放置的平板上，待粉完全落下后，测定西兰花干粉堆积斜面与平板的夹角，记作休止角。

1.4.2.2 容重测定

将西兰花干粉缓慢加入5.0mL量筒中，加入到1mL时，对样品进行称质量，单位体积的质量即为容重[11]，反复测定4次。

1.4.2.3 溶解性测定

参照廖小军等[12]的方法。将西兰花超微粉用蒸馏水配制成3.0g/100mL西兰花干粉溶液，30℃恒温水浴中保温5min，装入离心管中摇匀，以1000r/min转速离心10min，测量离心管中沉淀物高度及溶液总高度，以沉淀高度和液体总高度比值表示溶解性，比值越小表示溶解性越大。

1.4.3 DPPH自由基清除能力测定

甲醇提取液制备：称取2.0g 4个等级不同粒度的西兰花干粉于250mL锥形瓶中，加入50mL甲醇，振荡24h，过滤，定容至100mL，于－18℃冰箱中待用[13]。

取一定质量浓度的样品甲醇溶液(1.5～3.0mg/mL)3mL加入5mL 6.34×10-5mol/L的DPPH乙醇溶液，混匀后在室温条件下静置30min，以5mL乙醇和3mL甲醇的混和液为参比，测定517nm波长处的吸光度[14]。

式中：A0为空白对照液的吸光度(以甲醇代替样品液)；Ai为样品组的吸光度；Aj为样品溶液本身的吸光度(以无水乙醇代替显色剂)。

以样品质量浓度对清除率作图，求出清除率为50%时所需样品质量浓度，即半清除质量浓度(EC50)。阳性对照：VC质量浓度分别为1×10-3、3×10-3、5×10-3、7×10-3mg/mL。

2 结果与分析

2.1 不同粒度范围西兰花冻干粉特性

真空冷冻干燥西兰花经超微粉碎后按照粒度大小分级，测其不同粒度范围干粉的物理化学特性，结果见表1。

表1 不同粒度范围冻干西兰花干粉理化特性(±s, n=3)Table 1 Properties of broccoli power with different particle sizes(±s, n=3)

表1 不同粒度范围冻干西兰花干粉理化特性(±s, n=3)Table 1 Properties of broccoli power with different particle sizes(±s, n=3)

注：同行不同小写字母表示差异显著(P＜0.05)(经Duncan’s法检验)。下同。

物化特性 分级80～160目 160～240目 240～500目 ＞500目VC含量/(g/100g)叶绿素含量/(mg/g)可溶性蛋白含量/(mg/g)休止角/(°)容重/(g/mL)0.37±0.01b 1.12±0.01b 1.76±0.10b 44.16±0.06d 0.24±20.40×10－3b 0.32±0.02a 1.06±0.07ab 0.91±0.03a 35.20±0.03a 0.29±0.50×10－3a 0.33±0.01a 0.99±0.04a 0.97±0.05a 35.94±0.04b 0.28±1.30×10－3a 0.37±0.01b 1.10±0.01b 0.99±0.06a 38.61±0.04c 0.27±0.70×10－3a

由表1可知，240～500目和＞500目的西兰花冻干粉中VC及叶绿素含量显著高于80～160目和160～240目西兰花冻干粉，＞500目西兰花冻干粉可溶性蛋白含量明显高于其他粒度范围的西兰花冻干粉。这可能是由于＞500目的西兰花冻干粉细胞破碎率大于其他粒度西兰花干粉，导致蛋白质等细胞内容物释放量增多的缘故。

休止角(θ)是评价粉末流动性的一个重要参数，θ≤30°流动性好，θ≤40°可以满足生产过程中流动性需求，θ＞40°流动性差[15]。由表1可知，西兰花冻干粉休止角随着其粒度减小而显著(P＞0.05)增大，即流动性显著性降低，这可能是由于微粒表面聚合力增大，导致其具有的吸附和凝聚性能增强[16]。80～160目、160～240目及240～500目西兰花冻干粉容重没有显著差异，＞500目西兰花冻干粉容重显著小于其他粒度范围西兰花冻干粉，说明颗粒越细，空隙率越大。

2.2 不同粒度范围西兰花冻干粉溶解性

真空冷冻干燥西兰花经超微粉碎后按照粒度大小分级，测其不同粒度范围冻干粉的溶解性，结果见图1。

图1 不同粒度西兰花粉溶解性Fig.1 Solubility of broccoli power with different particle sizes

由图1可知，真空冷冻干燥西兰花干粉溶解性随其粒度的减小而增大，说明西兰花冻干粉越细，溶解性越好。其中240～500目与＞500目西兰花冻干粉没有显著差异(P＜0.05)，但显著高于80～160目和160～240目西兰花冻干粉，这可能是由于随着粒度减小，颗粒比表面积增大，有序结构被打乱，水分子与羟基结合机会增多[17]的缘故。

2.3 不同粒度范围西兰花冻干粉DPPH自由基清除能力

真空冷冻干燥西兰花经超微粉碎后按照粒度大小分级，测其不同粒度范围的干粉清除DPPH自由基的能力，结果见图2和表2。

表2 不同粒度西兰花干粉清除DPPH自由基的EC50值(±s, n=3)Table 2 EC50 of broccoli power with different particle sizes for scavenging DPPH free radicals(±s, n=3)

表2 不同粒度西兰花干粉清除DPPH自由基的EC50值(±s, n=3)Table 2 EC50 of broccoli power with different particle sizes for scavenging DPPH free radicals(±s, n=3)

粒度分布 80～160目 160～240目 240～500目 ＞500目 VC EC50/(mg/mL) 1.40±0.02a 1.32±0.03b 1.28±0.01b 1.20±0.01c 2.54×10-3

图2 不同粒度西兰花冻干粉清除DPPH自由基的清除率Fig.2 DPPH radical scavenging activity of broccoli power with different particle sizes

DPPH自由基是一种稳定的、以氮为中心的质子自由基，其乙醇溶液呈紫色，并在517nm波长处有最大吸收，抗氧化剂能提供一个电子与DPPH自由基的孤对电子配对，而使其褪色[18]，这种颜色变浅的程度与配对电子数成化学计量关系，因而可用分光光度法定量分析[19]。由图2可知，不同粒度的西兰花冻干粉，DPPH自由基的清除率均随着其提取液质量浓度的增加而增大，0.5～2.0mg/mL范围内160～240目与240～500目相应质量浓度上DPPH自由基清除率没有显著差异，但显著小于＞500目粉体的相应质量浓度。

由表2可知，西兰花冻干粉DPPH自由基的半清除质量浓度(EC50)值大小依次为：80～160目＞160～240目＞240～500目＞500目以上，说明随西兰花冻干粉粒度减小DPPH自由基清除能力增加，其中超微西兰花冻干粉能显著高于其他粒度范围粉体。这可能是由于随粒度的减小，细胞内容物释放增多，具有抗氧化的活性物质溶出度增加，从而导致其抗氧化活性增加。

3 结 论

3.1 真空冷冻干燥西兰花经超微粉碎后，由于粒度的减小及比表面积的增大，其理化性质得到显著改善。西兰花冻干超微粉(＞500目)可溶性蛋白含量明显高于其他粒度粉体；随粒度减小，冻干粉流动性减小，但其溶解性增大，粉体的微细化可以有效改善其溶解性。

3.2 随西兰花冻干粉粒度的减小，清除DPPH自由基的能力增加，抗氧化活性显著提高。

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