芹菜(Apium graveolens L.)属伞形科一年或多年生草本植物，种植范围广泛，主要产地为东北及内蒙古、山东、江苏等省区。芹菜的营养价值很高，富含较多的钙、磷、铁、胡萝卜素及维生素等，作为药食同源的蔬菜，长期以来受到广大消费者的喜爱[1]。山东地区有着悠久的芹菜种植历史，出自于济南章丘区鲍家村的鲍芹，具有植株高大、叶色浓绿、纤维较少的特点[2-3]。芹菜叶的营养价值与保健价值比芹菜茎高很多，且芹菜叶的蛋白质含量，远超过大多数根茎类菜。但长期以来芹菜叶由于没有良好的加工利用途径而基本被当做废弃物丢弃，造成芹菜叶资源的极大浪费。陈旭蕊[4]将芹菜叶加工成芹菜叶茶；郑晓楠等[5]以芹菜叶、绿茶和梨为原料，制备成一种复合饮料；仪淑敏等[6]将芹菜叶加进鱼糕中来改进其凝胶特性，以上研究都为芹菜叶的加工提供了新的思路，但芹菜叶的加工和保存尚未得到重视。
芹菜叶采后不易保存，易褐变腐烂，干制产品可以降低水分，抑制微生物的生长繁殖，降低酶活，在一定程度上缓解腐败变质问题，延长贮存期[7]。目前常见的干燥方法有热风干燥、真空热风干燥、真空冷冻干燥、红外干燥微波干燥等。不同的干燥方式各有优劣，对果蔬样品的物理性质和营养成分的影响也不同[8-9]。本实验选用热风干燥、分段热风干燥、真空热风干燥和真空冷冻干燥制备芹菜叶样品，讨论不同的干燥方式和工艺参数对芹菜叶物理性质和营养成分的影响，为进一步研究芹菜叶超微粉的加工和应用提供技术参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
鲍芹，山东省济南市章丘区鲍芹生产基地。
石英砂、碳酸钙、亚硝酸钠、硝酸铝、氢氧化钠、碳酸钠、铁氰化钾、三氯乙酸、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、抗坏血酸，国药集团化学试剂有限公司；草酸，天津市科密欧化学试剂有限公司；2,6-二氯酚靛酚，罗恩试剂；芦丁，北京索莱宝科技有限公司；丙酮、乙醇，天津市富宇精细化工有限公司；Folin酚，上海麦克林生化科技有限公司；所有试剂均为分析纯。
1.2 仪器与设备
DHG-9070A鼓风干燥箱，中仪国科(北京)科技有限公司；真空干燥箱，巩义市宏华仪器设备工贸有限公司；TS8606真空冷冻干燥机，杰懋万得福生物科技有限公司；CP114型分析天平，奥豪斯仪器上海有限公司；NR10QC通用色差计，深圳市三恩时科技有限公司；V-1100D紫外可见分光光度计，上海美谱达仪器有限公司。
1.3 样品处理方法
1.3.1 原料处理
芹菜采收2 h内运到实验室，对芹菜叶进行分离，除去有机械损伤、残次、黄化、病害的芹菜叶片，挑选出优质芹菜叶备用。将芹菜叶分为5组，每组(300±5)g，分别进行热风干燥、分段热风干燥(A、B处理)、真空热风干燥、真空冷冻干燥，达到目标含水率(小于5%)后停止干燥。具体干燥过程如下：
热风干燥：把芹菜叶单层平铺放在鼓风干燥箱中(热风风速为1 m/s)，50 ℃持续4 h。干燥期间每隔1 h翻动1次芹菜叶样品，确保样品快速、均匀干燥。每隔1 h取样进行水分含量的测定。
分段热风干燥A：把芹菜叶单层平铺放在鼓风干燥箱中(热风风速为1 m/s)，40 ℃持续1 h，随即调至50 ℃，继续干燥2 h，最后将温度调为40 ℃，持续1 h，整个干燥时长共4 h。干燥期间每隔1 h翻动1次芹菜叶样品。每隔1 h取样进行水分含量的测定。
分段热风干燥B：把芹菜叶单层平铺放在的鼓风干燥箱中(热风风速为1 m/s)，35 ℃持续2 h，然后调至45 ℃，继续干燥3 h，最后将温度调为35 ℃，持续3 h，整个干燥时长共8 h。干燥期间每隔1 h翻动1次芹菜叶样品。每隔2 h取样进行水分含量的测定。
真空热风干燥：把芹菜叶单层平铺放在真空干燥箱中(真空度：-0.1 MPa)，50 ℃持续8 h。干燥期间每隔1 h翻动1次芹菜叶样品。每隔2 h取样进行水分含量的测定。
真空冷冻干燥：把预冻(-80 ℃预冻3 h)后的芹菜叶铺放在真空冷冻干燥机中(真空度：0.3 MPa；托盘温度：-60 ℃；物料温度：-60 ℃)，持续24 h。每隔6 h取样进行水分含量的测定。
1.4 指标的测定
1.4.1 水分含量的测定
参考曹建康等[10]的方法测定芹菜叶样品中的水分含量。将1 g芹菜叶样品连同称量皿置于105 ℃的烘箱中干燥2 h，取出，于干燥器中冷却30 min后称重。继续上述过程，直到达到恒重。水分含量计算如公式(1)所示：
水分含量
(1)
式中：m1为烘干前芹菜叶样品的质量；m2为达到恒重后芹菜叶样品的质量。
1.4.2 复水性能的测定
参考刘艳红等[11]的方法对干制芹菜叶的复水性能进行测定。将1 g芹菜叶样品放入盛有60 ℃蒸馏水的烧杯内，并将烧杯置于60 ℃的水浴锅中保温15 min，充分复水后，将样品冷却并用滤纸吸去表面水分。复水比计算如公式(2)所示：
(2)
式中：R为复水比；G为样品复水后质量；g为产品复水前质量。
1.4.3 芹菜叶干制品感官品质评价
参照王岳飞[12]的方法并改进，根据芹菜叶干制品的色泽、香气、滋味进行综合打分，评定标准见表1。
表1 感官品质评分细则
Table 1 Score rules of tea quality factor
因子等级品质特点评分/分色泽(40分)1叶片颜色呈鲜绿色,表面有光泽27～402叶片颜色呈绿色,褐变少,表面有光泽14～263叶片褐变范围大,无光泽 0～13香气(30分)1鲜嫩、浓郁的芹菜清香味21～302芹菜清香味较淡11～203有熟闷、焦糊气味重 0～10滋味(30分)1口感鲜甜、爽口21～302口感浓郁、厚重11～203口感干涩,略带苦味 0～10
1.4.4 细胞破损率的测定
参考王岳飞[12]的方法，采用重铬酸钾染色法对干制芹菜叶的细胞破损率进行检测。称取1 g的芹菜叶样品于蒸馏水中展开，沥干水分后，用10%重铬酸钾的溶液浸泡10 min 后取出用蒸馏水冲洗，将冲洗后的芹菜叶片平铺于白纸上，用九宫格法计算叶片染色比例。
1.4.5 色差的测定
使用NR10QC通用色差计进行干制芹菜叶样品色泽的测定。测定结果用L*，a*，b*表示。L*表示亮暗程度，L*值越高表示样品色泽越亮；a*表示红绿色度，+a*表示偏红，-a*表示偏绿；b*表示黄蓝色度，+b*表示偏黄，-b*表示偏蓝。
1.4.6 叶绿素含量的测定
参考曹建康等[10]的方法测定芹菜叶样品中的叶绿素含量。将0.5 g芹菜叶样品置于研钵中，加入少量石英砂、碳酸钙粉及80%(体积分数)丙酮，充分研磨至组织发白。样品静置提取后，过滤至25 mL容量瓶中，用丙酮定容。叶绿素含量计算如公式(3)所示：
叶绿素含量
(3)
式中：ρ为芹菜叶中总叶绿素的质量浓度；V为吸取样品的体积；W为样品的稀释倍数；m为样品的质量。
1.4.7 维生素C含量的测定
根据GB 5009.86—2016中的方法[13]测定芹菜叶样品中维生素C的含量。
1.4.8 总黄酮含量的测定
芹菜叶样品在超声提取30 min后，采用分光光度法[14]在510 nm处测定吸光值，根据吸光值可利用标准曲线计算出样品中黄酮的含量。其中标准曲线为：y=0.506 9x+0.000 6(其中，x表示芦丁浓度，y表示吸光度值)，R2=0.997。
1.4.9 总酚含量的测定
芹菜叶样品在超声提取30 min后，采用Folin酚比色法[15]，在760 nm处测定吸光值，根据吸光值可利用标准曲线计算出样品中总酚的含量，其中标准曲线为：y=0.015 4x(其中，x表示没食子酸浓度，y表示吸光度值)，R2=0.999 3。
1.4.10 抗氧化活性的测定
(1)还原力：采用普鲁士蓝法[16]，在700 nm下测定吸光值。
(2)DPPH自由基清除能力：参考BRAND-WILLIAMS等[17]的方法，于525 nm处测定吸光值,DPPH自由基清除能力计算如公式(4)所示：
DPPH自由基清除能力
(4)
式中：A1 为未加入被检测物质的空白对照吸光值；A2为加入不同剂量的被检测物质的吸光值。
1.5 数据分析
实验数据使用Excel 2010软件进行绘制图表，用SPSS 25.0软件进行差异显著性分析。
2 结果与分析
2.1 不同干燥方式对芹菜叶水分含量的影响
5种干燥方式干燥后的芹菜叶如图1所示。图2表示不同干燥方式的芹菜叶样品在干燥过程中的水分含量。由图2可知，经5种干燥方式处理的芹菜叶样品，其水分含量均随着干燥时间的延长而呈下降趋势。其中热风干燥和分段热风干燥A的干燥用时最短(4 h)，分段热风干燥B和真空热风干燥用时较短(8 h)，真空冷冻用时最长(24 h)。在热风干燥过程中，芹菜叶样品的水分含量平稳下降，在4 h时，其水分含量达到3.98%，满足芹菜贮藏的安全范围(<5%)。分段热风干燥A在干燥1 h后，芹菜叶样品的水分含量急剧下降，在第3 h后其水分含量的下降速度变缓，在4 h时，其水分含量达到3.82%；分段热风干燥B在干燥2 h后芹菜叶样品的水分含量急剧下降，在第4 h后其水分含量的下降速度变缓，在8 h时，其水分含量达到3.88%；2组分段干燥的干燥速率改变与干燥时的升温节点相吻合。真空热风干燥在前4 h时，芹菜叶样品的水分含量呈缓慢下降的趋势，4 h后其干燥速率加快，在8 h时，其水分含量达到3.75%。真空冷冻干燥在前12 h，芹菜叶样品的水分含量下降最快，随后进入了平稳的下降阶段，在24 h时，其水分含量达到3.48%。因此，综上所述，热风干燥和分段热风干燥A的干燥速率最高，而真空冷冻的干燥速率最低。
A-热风干燥;B-分段热风干燥A;C-分段热风干燥B; D-真空热风干燥;E-真空冷冻干燥
图1 不同干燥方式干燥的芹菜叶
Fig.1 Celery leaves dried by different drying methods
图2 不同干燥方式对芹菜叶水分含量的影响
Fig.2 Effects of different drying methods on water content of celery leaves
2.2 不同干燥方式对芹菜叶复水性能的影响
图3为不同干燥方式对芹菜叶干制品复水性能的影响。由图3可知，热风干燥和真空热风干燥处理后的芹菜叶样品的复水性能最差，且无显著性差异(P>0.05)，复水后芹菜叶很难恢复到原有的形状，色泽也较深，与鲜样存在较大差距；分段热风干燥B处理的芹菜叶样品的复水性能较好，为5.02；真空冷冻干燥的芹菜叶样品其复水性能最佳，为6.42，显著高于其他4种干燥方式(P<0.05)，且复水后芹菜叶的色泽、形状和香味与鲜样相比差距不大，这可能是由于热风干燥时，随着干燥温度的上升，芹菜叶干制品收缩情况越来越大，组织结构破坏严重，毛细管吸取水分时遇到阻碍变得更加困难；而分段热风干燥B通过降低干燥温度，在保证到达贮藏安全范围的同时，减轻对样品组织的破坏程度；真空冷冻干燥时芹菜叶干制品的收缩程度小，组织结构破坏程度小，干制品具有疏松多孔的结构，复水时有利于水的进入[11]。
图3 不同干燥方式对芹菜叶复水性能的影响
Fig.3 Effects of different drying methods on the rehydration properties of celery leaves 注：不同小写字母表示每组干燥处理存在的显著性 差异(P<0.05)(下同)
2.3 芹菜叶干制品感官品质评价
不同干燥方式处理的芹菜叶样品的感官评价如表2所示，从表中可以看出经50 ℃热风干燥的芹菜叶样品，有轻微褐变出现，同时产生芹菜的焦糊味，口感也略带干涩，说明温度过高对芹菜叶干制品的品质是不利的。据此，分段热风干燥通过降低干燥温度提升了样品的感官品质，且B组的样品色泽较好，有浓郁的芹菜清香味，口感也鲜香浓郁，说明此干燥温度对芹菜品质的保持是有利的。真空冷冻干燥的芹菜叶样品颜色最为鲜绿，光泽度最高，且口感鲜甜爽口，但芹菜的清香味较淡，说明低温真空环境有利于保持叶片的完整的形态与色泽，但低温对风味物质的释出无明显效果。
表2 不同干燥方式处理的芹菜叶感官品质
Table 2 Factor qualities of the celery leaves on different drying methods
干燥方式色泽香气滋味评分热风干燥轻微褐变芹菜的焦糊味干涩、略带苦味46分段热风干燥A绿色光泽度低芹菜香气浓郁略有干涩52分段热风干燥B绿色、光泽度低芹菜清香浓郁鲜香、浓郁70真空热风干燥轻微褐变、光泽度低芹菜香气浓郁鲜香、浓郁65真空冷冻干燥鲜绿、有光泽芹菜清香较淡鲜甜、爽口81
2.4 不同干燥方式对芹菜叶细胞破碎率的影响
图4为5种干燥方式对芹菜叶细胞破碎率的影响。如图4所示，热风干燥和分段热风干燥A处理的芹菜叶片，经高锰酸钾染色后，染色比例最高，细胞破碎率最高，且无显著性差异(P>0.05)，表明过高的干燥温度，会使芹菜叶片迅速失水，叶片发生扭曲破裂；分段热风干燥B处理样品的破碎率为27.23%，表明干燥温度对保证细胞的完整性，保持叶片完整的形态起到关键作用；真空冷冻干燥的芹菜叶片染色比例最低，复水后叶片颜色与鲜样差别不大，细胞破损率最低，为5.53%，表明低温和真空环境有利于叶片组织在干燥过程中保持完整的框架结构，使完整的叶片形态得到了保持。
图4 不同干燥方式对芹菜叶细胞破损率的影响
Fig.4 Effects of different drying methods on the damage rate of celery leaf cells
2.5 不同干燥方式对芹菜叶色差的影响
干制品色泽的优劣是影响其市场价值的重要品质属性，干燥方式的不同也直接对干制品的色泽造成不同影响[18]。由图5可以看出，热风干燥的芹菜叶样品L*值最低，a*值最高，表明样品偏暗、偏红；在分段热风干燥组中，A组的L*值与热风干燥比较没有显著性差异(P>0.05)，B组在干燥过程中，通过降低各干燥阶段的温度，避免美拉德反应所产生的组织褐变，样品L*值较高，亮度较亮；真空热风干燥在干燥过程中避免了与氧气的接触，降低样品脂肪氧化的发生，维持良好的色泽；真空冷冻干燥的芹菜叶样品L*值最高，a*值最低，b*值最低，表明样品偏亮、偏绿、偏蓝，抑制了样品褐变的发生，与热风干燥、分段热风干燥、真空热风干燥有显著差异(P<0.05)。这表明在真空冷冻干燥过程中样品避免了高温引起的美拉德反应和脂肪氧化，使芹菜叶样品保持良好的色泽。
图5 不同干燥方式对芹菜叶色差的影响
Fig.5 Effects of different drying methods on color parameters of celery leaves
2.6 不同干燥方式对芹菜叶叶绿素含量的影响
叶绿素含量是衡量芹菜叶品质的重要指标之一。如表3所示，热风干燥的芹菜叶样品的叶绿素保留量为13.35 mg/g；在分段热风干燥中，A组的芹菜叶样品的叶绿素保留量为14.43 mg/g，B组为15.15 mg/g，说明降低干燥温度有助于叶绿素含量的保留；真空热风干燥的芹菜叶样品的叶绿素保留量为16.09 mg/g，高于热风干燥和分段热风干燥；真空冷冻干燥的芹菜叶样品的叶绿素保留量为17.72 mg/g，是热风干燥的1.33倍，分段热风干燥A的1.23倍，分段热风干燥B的1.17倍，真空热风干燥的1.1倍。这表明，热风干燥过程中，在受热和氧气等因素的影响下，叶绿素被热分解和氧化降解为一系列小分子物质，且随干燥温度的升高，其降解速率逐渐加快[11]；真空热风干燥中避免了样品与氧气的接触，因而其叶绿素的保留量高于各个热风处理；而真空冷冻干燥中的芹菜叶样品避免了高温影响和与氧气的接触，因而最大限度地保留了样品的叶绿素含量。
2.7 不同干燥方式对芹菜叶维生素C含量的影响
维生素C含量的保留是评价果蔬加工方式优劣的关键指标，其性质不稳定，遇光、高温和与氧气接触都能够分解[19-20]，在干燥过程中，长时间的高温易造成维生素C的大量损失[21]。如表3所示，热风干燥的维生素C含量最低，为41.12 mg/100g；在分段热风干燥中，A组的维生素C含量为63.31 mg/100g，B组为86.33 mg/100g，均高于热风干燥，说明降低干燥温度有助于维生素C含量的保留；真空热风干燥的维生素C高于热风干燥和分段热风干燥，为96.27 mg/100g，说明避免与氧气接触可降低维生素C含量的损失；真空冷冻干燥过程中，芹菜叶样品避免了高温和与氧气接触，其维生素C保留量最高，为125.07 mg/100g，是热风干燥的2.97倍，真空热风干燥的1.30倍。
2.8 不同干燥方式对芹菜叶总酚、总黄酮含量的影响
总酚和总黄酮属生物活性物质，化学性质不稳定，高温条件会加速其降解[22]。如表3所示，5种干燥方式处理的芹菜叶样品，其总酚和总黄酮含量呈现出相同的趋势。热风干燥的样品，总酚和总黄酮含量最低，为8.51和55.61 mg/g；分段热风干燥中，A组样品的总酚和总黄酮含量均低于B组，与上述实验结果一致；真空冷冻干燥的样品中总酚和总黄酮含量最高，其中，总酚含量为16.46 mg/g，总黄酮含量为92.94 mg/g，分别是热风干燥的1.94倍和1.67倍。这与忻晓庭等[23]的研究结果一致，说明高温会导致总酚和总黄酮的大量损失，而真空冷冻干燥使芹菜叶样品保持在低温环境中，从而使总酚和总黄酮得到较大程度的保留。
表3 不同干燥方式对芹菜叶营养成分的影响
Table 3 Effects of different drying methods on nutrient components of celery leaves
干燥方式叶绿素/(mg·g-1)维生素C含量/[mg·(100g)-1]总酚/(mg·g-1)总黄酮/(mg·g-1)热风干燥13.35±0.48d41.12±2.48e8.51±0.53d55.61±0.71d分段热风干燥A14.43±0.22cd63.31±3.02d10.28±0.49c74.48±1.37c分段热风干燥B15.15±0.46bc86.33±2.61c11.22±0.13c82.21±4.28bc真空热风干燥16.09±0.45b96.27±3.98b13.55±0.31b84.46±1.33ab真空冷冻干燥17.71±0.47a125.07±4.03a16.46±0.41a92.94±3.74a
2.9 不同干燥方式对芹菜叶抗氧化能力的影响
还原力是抗氧化活性的重要体现，通过抗氧化物质自身还原作用，给出电子清除自由基，还原力越强，抗氧化活性越强[24-25]。实验在700 nm处测定样品的吸光值，其高低表现为还原力的强弱。如表4所示，热风干燥的芹菜叶样品还原力最低，为0.22；分段热风干燥的芹菜叶样品中，A组的还原力为0.39，低于B组的0.48；真空热风干燥的芹菜叶样品的还原力为0.51，高于上述3种热风干燥；真空冷冻干燥样品还原力最高，为0.65，是热风干燥的2.91 倍。
DPPH自由基具有很强的还原能力，常被用于考察物质的抗氧化能力[26-27]。如表4所示，干燥后芹菜叶样品DPPH自由基清除能力的大小，与上述还原力的大小趋势一致，依次为：真空冷冻干燥>真空热风干燥>分段热风干燥B>分段热风干燥A>热风干燥。其中，真空冷冻干燥制备的样品，清除能力最强，为 84.67%，是热风干燥的1.46 倍，可能的原因是低温和高真空环境高效保留了芹菜叶样品中的酚类化合物，且干燥后的样品疏松多孔、颗粒度小，利于活性物质溶解和溶出[25]。
表4 不同干燥方式对芹菜叶抗氧化能力的影响
Table 4 Effects of different drying methods on antioxidant ability of celery leaves
干燥方式还原力OD700DPPH自由基清除能力/%热风干燥0.22±0.02d57.92±2.18e分段热风干燥A0.39±0.01c62.72±0.52d分段热风干燥B0.48±0.02b68.70±0.62c真空热风干燥0.51±0.02b77.17±0.26b真空冷冻干燥0.65±0.01a84.67±0.01a
3 讨论与结论
从干制品的物理性质和营养价值来看，降低干燥温度有利于干制品色泽和营养成分的保留。分段热风干燥B，在热风干燥的基础上对干燥温度进行优化，采用35 ℃干燥2 h，45 ℃干燥3 h，35 ℃再干燥3 h，在保证芹菜叶样品的水分含量达到贮藏安全范围的前提下，降低了干燥温度，较大程度地保留了产品的营养成分。真空冷冻干燥的干燥过程在低温、真空条件下进行，避免了高温和氧化造成的营养成分的损失，有着其他干燥方法无可比拟的优点。真空冷冻干燥后的芹菜叶样品地有良好的色泽，很好地保留了鲜样的颜色，其感官评价最佳；营养成分方面，真空冷冻干燥能够最大程度地保留干制后样品的叶绿素、维生素C、总酚和总黄酮等营养成分；样品的形态方面，真空冷冻干燥样品细胞破碎率低，干燥过程不破坏样品原有的框架结构，使完整的叶片形态得到保持，同时疏松多孔的结构也赋予样品优越的复水性。从成本和效率来讲，真空冷冻干燥较热风干燥能耗高、干燥效率低，增加了加工成本。
综上所述，在芹菜叶的干燥过程中，真空冷冻干燥和分段热风干燥各有优劣，真空冷冻干燥能更好地保持产品的品质，但更适合干燥经济价值高的原材料，而分段热风干燥处理量大，成本较低，更适合芹菜叶的大规模生产。
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