半发酵和干燥处理对 Gymnema inodorum (Lour.) Decne 叶片的植物化学性质、抗氧化活性及挥发性化合物的影响

《Applied Food Research》：Influence of Semi-Fermentation and Drying on the Phytochemical Properties, Antioxidant Activity, and Volatile Compounds of Gymnema inodorum (Lour.) Decne Leaves

　　金樱子叶（Gymnema inodorum）通过半发酵结合80℃热风干燥可优化多酚、黄酮类及槲皮苷含量，显著提升抗氧化活性（DPPH IC50最低2.12 mg/mL，ABTS IC50 1.96 mg/mL），同时改善挥发性成分（如百里酚和松油醇）的香气特征，但高处理温度和浓度导致苦味和涩感增加，需平衡功能性与感官品质。

　　Gymnema inodorum，又称Chiang Da，是一种原产于泰国北部的本土植物，因其富含具有调节血糖和抗氧化活性的 gymnemic 酸而受到关注。然而，这种植物的新鲜叶片存在强烈的草味和苦味，这限制了其在消费者中的接受度。为了改善感官特性并保持其生物活性化合物，研究者探索了发酵和干燥等加工技术。研究发现，控制的半发酵处理后在80°C下干燥显著提高了总酚类化合物和总黄酮类化合物的保留量，同时增强了抗氧化活性。这些结果表明，优化的半发酵和干燥工艺在提升功能性化合物的保留率和香气特性方面具有潜力，从而支持其在功能性食品开发中的应用。

发酵过程可以通过减少叶绿素含量来缓解强烈的草味。在发酵过程中，叶子从绿色转变为铜红色，这与氧化过程有关。在新鲜的绿色叶子中，多酚类物质会被内源性酶多酚氧化酶氧化。然而，传统的自然发酵和太阳能干燥方法可能导致不均匀的水分去除和污染问题。为了解决这些问题，研究提出了控制的对流发酵方法，以保持氧化酶活性，同时提高均匀性和卫生条件。发酵后的叶子经过翻炒和休息，通常进行3到4次，以破坏叶缘并促进多酚与酶的接触，从而推动氧化反应。在翻炒过程中，叶片组织被破坏，使多酚类物质能够与多酚氧化酶接触，并在氧气存在下引发特异性生化变化。随后的热固化过程则调节酶活性，停止进一步氧化，减少水分到安全水平，并锁定红色铜色的色泽，同时通过叶绿素分解和挥发性化合物的转化来稳定香气并减少草味。

研究还发现，较高的提取浓度和温度虽然可以增强生物活性物质的产量，但同时会增加苦味并降低消费者的接受度。这些发现强调了优化半发酵和干燥过程的重要性，以在保持功能性的同时改善香气和感官特性。研究中还采用了气相色谱-电子鼻（GC-E-nose）和电子舌（E-tongue）分析，以提供多维度的GI叶子特征描述，并进一步比较控制的半发酵与传统的太阳能干燥方法。

在对新鲜GI叶子的理化特性分析中，发现其颜色参数显示了显著的变化。新鲜叶子的L*值为53.07 ± 1.09，a*值为-10.68 ± 0.38，b*值为11.95 ± 0.25。这些结果表明，发酵和高温干燥会导致叶子颜色变暗，增加棕色或黄色的色调，同时a*值增加，表示绿色色调的减少。这些颜色变化可能与色素降解和褐变反应有关。此外，研究还发现，总酚类化合物（TPC）和总黄酮类化合物（TFC）的含量在发酵后的叶子中显著增加，这可能与半发酵过程中多酚的结构变化有关，这种变化促进了生物活性化合物的形成。高温干燥有助于保持TPC和TFC的水平，因为较低的干燥温度需要更长的干燥时间，这可能导致这些化合物的蒸发。

在抗氧化活性方面，研究采用DPPH、ABTS和FRAP三种方法进行评估。结果表明，CF80样品在DPPH和ABTS的IC50值最低，表明其对自由基的清除能力最强。FRAP值的增加也进一步支持了高温干燥对提高抗氧化能力的作用。这些结果表明，半发酵和高温干燥不仅提高了抗氧化活性，还增强了其他生物活性物质的保留，如gymnemic酸。这些生物活性物质的协同作用可能解释了CF80样品在自由基清除和还原能力方面的优越表现。

在挥发性化合物的分析中，发现发酵和干燥显著减少了新鲜叶子的草味，并增加了具有愉悦香气的化合物，如甲基香豆素和萜品烯。这些化合物可能有助于改善消费者的接受度，因为它们通常被认为具有宜人的香气，能够提升植物茶的整体感官吸引力。同时，热空气干燥有助于保留这些挥发性化合物，而高温处理可能促进其他芳香化合物的相对丰度，进一步优化香气特性。

在水提取分析中，研究发现提取浓度和温度对水提取物的理化和感官特性有显著影响。随着浓度和温度的增加，水提取物的颜色变得更暗，这可能与多酚和黄酮类物质的提取有关。然而，较高的浓度和温度也导致了苦味和涩味的增加，这可能与生物活性物质的释放有关。消费者的接受度评分显示，1%浓度和25°C提取的样品获得了最高的评分，表明较低的提取条件有助于保持较好的感官特性。这些结果表明，在提取过程中，需要在提取效率和感官接受度之间找到平衡，以确保功能性物质的保留同时提升产品的口感。

此外，研究还探讨了不同提取条件对挥发性化合物和味道特征的影响。使用主成分分析（PCA）和电子舌分析，发现提取浓度和温度对挥发性化合物的组成有显著影响。低浓度和低温提取的样品主要与绿色、甜味和温和的香气相关，而高浓度和高温提取的样品则与强烈的、烤焦的或不愉快的气味相关。这表明，在提取过程中，需要优化条件以保持理想的香气和味道特性。

研究结果还表明，gymnemic酸的含量在提取过程中受到浓度和温度的影响。较高的提取浓度和温度能够提高gymnemic酸的提取量，但同时也增加了苦味，这可能对消费者的接受度产生负面影响。因此，在开发GI相关产品时，需要考虑如何平衡这些因素，以确保产品的功能性和感官特性。

总体而言，本研究展示了控制的半发酵和高温干燥在保留关键生物活性化合物、增强抗氧化活性和改善香气特性方面的潜力。这些发现为功能性茶、即饮饮料和营养补充剂的开发提供了科学依据，同时也强调了在提取过程中优化参数的重要性，以实现生物活性与感官质量的平衡。未来的研究可以进一步探索如何通过与其他植物的混合、添加天然甜味剂或使用包埋技术来减轻苦味和涩味，从而提高消费者的接受度。此外，还可以研究不同储存条件对生物活性物质稳定性的影响，以支持其商业化应用。