龙眼（Dimocarpus longan Lour.）是我国南方地区主要经济作物之一，有着悠久的种植历史。龙眼的干制通常需要加热，在这个热加工过程中会发生非酶促褐变——美拉德反应和糖类脱水反应生成5-羟甲基糠醛（5-HMF），储藏过程中也会由于美拉德反应进一步产生5-HMF。除了作为食品风味的重要成分外，5-HMF还是评价食品安全性的重要指标。

福州大学至诚学院的方榕辉和生物科学与工程学院的桑婉婧、刘树滔*等 为探讨5-HMF在干制和长期储存过程中的变化规律，以及它在消化吸收过程中安全性受到的影响，本实验探究龙眼干中5-HMF在干制、长期储存、体外模拟消化过程中的含量变化规律，以及龙眼干共存组分对5-HMF的细胞毒性的影响，以期从5-HMF的角度为龙眼干的食用安全性、生产工艺和储存方式的优化提供依据。

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干制温度对5-HMF含量及相关指标的影响

1.1 干制温度对龙眼干中5-HMF含量的影响

新鲜龙眼中未检出5-HMF，由图1可知，龙眼干中5-HMF的含量随着干制温度的升高逐渐增加。在干制温度65～75 ℃时，5-HMF含量增加不明显；但在80～90 ℃时，5-HMF随温度升高而显著增加。例如，在烘焙温度为75 ℃时，乌龙岭5-HMF含量为4.4 mg/kg，油谭本5-HMF含量为0.7 mg/kg；而在90 ℃时，乌龙岭和油谭本中5-HMF含量达到最高，分别为623.8 mg/kg和322 mg/kg。因此，当加工温度高于80 ℃时，龙眼干中的5-HMF会出现大幅度增加，且5-HMF含量上升速率随着干制温度的升高而加快。

1.2 干制温度对龙眼干褐变度的影响

如图2所示，经过干制后，乌龙岭的褐变度在温度为65～75 ℃时未见显著差异，但当温度超过80 ℃时，褐变度开始显著升高；而油谭本的褐变度则随着温度升高不断增加，其中在温度分别达到85 ℃和90 ℃时，褐变度较80 ℃时分别上升了68.2%和110.2%，变化尤为剧烈。这是因为高温环境下，龙眼中的果糖和葡萄糖会与氨基酸反应形成黑色素，导致龙眼的褐变度上升。

1.3 干制温度对龙眼干中还原糖含量的影响

果糖比葡萄糖更容易发生脱水反应生成5-HMF。采用HPLC-RID检测方法对龙眼干进行分析，结果表明样品中含有3 种糖：蔗糖、果糖和葡萄糖。其中果糖和葡萄糖是还原糖，其含量如图3所示。当干制温度超过80 ℃时，果糖和葡萄糖的含量显著下降（P＜0.05）。

1.4 干制温度对龙眼干中总游离氨基酸含量的影响

干制过程中的高温会导致龙眼干中游离氨基酸含量变化，由水分蒸发和蛋白质降解引起。游离氨基酸参与美拉德反应等化学反应，可以缩合聚集或生成挥发性成分，从而降低龙眼干中游离氨基酸含量。根据图4，龙眼干中总游离氨基酸含量总体上随干制温度的上升而下降。干制温度升高到85 ℃以上时，龙眼干中总游离氨基酸含量下降幅度明显增大，与干制温度80 ℃相比，90 ℃时乌龙岭和油谭本中总游离氨基酸含量分别下降59.7%和42.9%。

1.5 干制温度对龙眼干中总酸含量的影响

由图5可知，两种龙眼干中的总酸含量均随着干制温度的上升而逐渐上升。干制温度低于85 ℃时，总酸含量不超过1.0 g/kg；干制温度80 ℃和85 ℃条件下的龙眼干总酸含量差异不显著；干制温度90 ℃时，乌龙岭总酸含量为1.41 g/kg、油谭本总酸含量为1.33 g/kg，与其他干制温度龙眼干的总酸含量有显著差异（P＜0.05）。

1.6 龙眼干中5-HMF与其他指标的相关性分析

将不同干制温度下龙眼干中5-HMF与其他理化指标作相关性分析，两种龙眼干的5-HMF与还原糖、总酸、褐变度、总游离氨基酸含量的Spearman相关系数见表1。虽然龙眼干中5-HMF与还原糖呈现负相关趋势，但二者之间的相关性并不显著。5-HMF与总酸、褐变度均呈极显著正相关（P＜0.01）。5-HMF与总游离氨基酸含量呈显著负相关（乌龙岭P＜0.01，油谭本P＜0.05），总游离氨基酸含量随5-HMF的积累而下降。

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龙眼干长期储存过程中5-HMF含量的变化

如图6所示，龙眼干在初始状态下5-HMF含量较低，乌龙岭为0.49 mg/kg，油谭本为0.29 mg/kg。随着储存时间的延长，各组龙眼干中5-HMF含量先增加后降低。各温度下两种龙眼干在储存的第1个月5-HMF含量均出现明显上升。在25 ℃常温储存下，乌龙岭和油谭本中的5-HMF均在储存1 个月后达到峰值，分别为14.68 mg/kg和4.43 mg/kg，并在储存第3个月后开始出现显著下降；在4 ℃冷藏条件下，两种龙眼干均在储存3 个月后含量达到最高，分别为22.43 mg/kg和9.35 mg/kg；在37 ℃高温储存下，乌龙岭在储存5 个月后到达峰值16.04 mg/kg并下降，油谭本在储存7 个月到达峰值11.96 mg/kg并下降。在储存前期，糖类热降解产生5-HMF的速度更快，5-HMF快速积累。储存后期5-HMF含量呈下降状态可能是由于5-HMF进一步反应而产生糖基化终末产物。综上所述，龙眼干在25 ℃条件下储存5-HMF整体含量较低，且最短时间内开始下降。因此，从控制5-HMF含量的角度来看，25 ℃常温储存是龙眼干的相对最佳储存条件。

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龙眼干中5-HMF在体外模拟消化过程中的变化

为探讨5-HMF在消化道代谢过程中的动力学过程，进行了体外模拟消化实验。由图7可知，两种龙眼干中，乌龙岭的5-HMF含量高于油谭本。经口腔模拟消化后，两种龙眼干中的5-HMF含量显著增加（P＜0.05）。但胃消化后，5-HMF含量在两种龙眼干中均显著下降（P＜0.05）。随着进一步肠道模拟消化的进行，5-HMF含量在两种龙眼干中进一步显著下降（P＜0.05）。

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龙眼干水提液对Caco-2细胞的影响及其对5-HMF细胞毒性的抵消作用

4.1 龙眼干水提液对细胞增殖活性影响

不同质量浓度的龙眼干水提液作用于Caco-2细胞24 h后的细胞存活率如图8所示。添加龙眼干水提液后，Caco-2细胞存活率显著上升（P＜0.05），但随着水提液质量浓度的增加，Caco-2细胞存活率虽有增加但变化不显著。结果表明，在0～10 mg/mL范围内两种龙眼干水提液对Caco-2细胞的增殖均有促进作用。

4.2 龙眼干水提液对5-HMF细胞毒性的抵消作用

根据图8的结果，选择总体上对Caco-2细胞增殖效果更好的8 mg/mL的龙眼干水提液，探究龙眼干水提液对5-HMF的Caco-2细胞毒性的抵消作用，结果如图9所示。5-HMF对Caco-2细胞增殖的抑制作用随着作用浓度的增加而增强；两种龙眼干水提液对5-HMF的Caco-2细胞毒性有一定抵消作用，其中油谭本作用下的细胞存活率更高，对5-HMF的细胞毒性抵消作用更强。在固定质量浓度的龙眼干水提液作用下，随着5-HMF浓度的增高，其毒性抵消作用逐渐下降，达到48 mmol/L时由于浓度过高而失去作用。该结果表明，龙眼干本身内含的其他化学成分对0～24 mmol/L的5-HMF细胞毒性有抵消作用。

4.3 龙眼水提液对5-HMF细胞吸收能力的影响

在Caco-2细胞培养液中加入不同浓度范围（0.5～8 mmol/L）的5-HMF和含相同浓度5-HMF的龙眼干水提液，培养120 min后测定细胞5-HMF的吸收情况。由图10a可知，在5-HMF给药浓度为0.5～8 mmol/L时，Caco-2细胞对其吸收量随给药浓度增大而增大，且没有达到饱和。由图10b可知，在浓度为0.5 mmol/L时，Caco-2细胞对5-HMF的吸收率最大，为52.09%。但高浓度的5-HMF可能阻碍了细胞的吸收，使得吸收率降低。添加龙眼干水提液后，在浓度为2 mmol/L和4 mmol/L时其吸收量和吸收率显著降低。综上所述，龙眼干水提液对Caco-2细胞吸收浓度在2～4 mmol/L范围内的5-HMF有良好的抑制作用。

本实验首先探讨了干制温度对龙眼干中5-HMF的影响，发现干制温度升高会导致龙眼干中5-HMF的含量增加，且上升速率随干制温度的升高而加快。在65～75 ℃条件下干制时，产生5-HMF的含量较低，当提升烘焙温度为90 ℃时，乌龙岭和油谭本中5-HMF含量均达到最高，分别为623.8 mg/kg和322 mg/kg。因此，在龙眼干生产中，应尽可能降低干制温度。此外，数据表明随着加工温度的上升，还原糖的含量与5-HMF之间存在负相关，这主要是由于在高温加热条件下加速了美拉德反应和果糖脱水反应，使龙眼干中还原糖被快速消耗，同时促进了5-HMF的生成，这种现象也可以说明5-HMF的生成途径通常需要消耗还原糖，但5-HMF含量与龙眼干中还原糖含量相关性不显著，推测由于龙眼干中糖分含量很高，使得还原糖变化量在总量上所占比例相对较低。

此外，本研究数据表明pH值是影响5-HMF形成的重要因素，与先前研究中观察到的现象相符。例如曾世通等研究美拉德反应体系中5-HMF的形成规律表明，酸性条件可以促进5-HMF的形成，而碱性条件则抑制其形成。本研究观测到高温下5-HMF含量的增加也可能与pH值有关，因美拉德反应的进行会使反应体系的酸度逐渐增加，从而可加快5-HMF的产生速度，该机制可解释5-HMF与总酸呈极显著正相关（P＜0.01）的实验现象。结果表明随着5-HMF的累积，总游离氨基酸的含量逐渐降低，且呈显著负相关，这可能是因为游离氨基酸能够与碳水化合物反应产生5-HMF，证明此过程有美拉德反应的参与。

冷藏（4 ℃）、常温（25 ℃）、高温（37 ℃）3 种条件下长期储存过程中，5-HMF含量在储存前期逐渐增多，各温度下储存的第1个月均出现明显上升。不同储存条件使5-HMF含量在不同时间点达到峰值，并在达到峰值后开始下降，表明储存温度可影响5-HMF的生成/降解反应速率。

与此相符，本研究数据表明龙眼干中的5-HMF会随着模拟口腔消化而暂时增加，但经过胃、肠消化后，其含量显著降低。据此可知，在口腔中咀嚼时，因龙眼干结构破坏，能够释放出5-HMF，但口腔中的唾液仅含淀粉酶且pH值近中性，消化能力较弱，推测其不能作用于5-HMF；而在胃和肠道模拟消化过程中，5-HMF含量不断降低，被大量消耗。胃肠中含多种消化酶尤其是蛋白酶，如胃蛋白酶，胰蛋白酶、肽酶等，推测龙眼干中的蛋白质在胃和肠道消化过程中被酶解，产生的游离氨基酸与5-HMF反应形成加合物，从而降低了5-HMF含量。此外，胃酸为强酸性，对有机物的水解也具有促进作用。

结论

研究结果表明，干制温度升高会导致龙眼干中5-HMF的含量增加，且上升速率随干制温度的升高而加快。不同加工温度下，还原糖含量、总游离氨基酸含量与5-HMF之间存在负相关；总酸含量、褐变度与5-HMF含量呈正相关，这些数据为揭示龙眼干加工过程中5-HMF的来源提供了参考。通过评估冷藏（4 ℃）、常温（25 ℃）、高温（37 ℃）3 种储存条件，发现5-HMF含量随储存时间延长呈现先增加再下降的过程；比较实验表明25 ℃为龙眼干储存的最适温度，可使5-HMF最快达到峰值后下降，从而降低其整体含量。体外消化模拟实验表明龙眼干中的5-HMF在口腔消化过程中可暂时增加，但经胃、肠消化后含量显著降低。细胞学实验表明龙眼干水提液能促进Caco-2细胞的增殖，减少细胞对5-HMF的吸收，并可抵消5-HMF的细胞毒性。本研究实验数据为探讨龙眼干5-HMF形成的精细化学机制提供了参考，也对5-HMF的吸收和细胞毒性进行了初步评估，对后续研究优化龙眼干加工储存工艺有重要意义。

作者简介

通信作者：

刘树滔教授，福州大学生物工程研究所所长、至诚学院食品与生物工程系主任。兼任福建省食品科学技术学会副理事长、福建省工信厅食品生物技术行业技术开发基地主任。

学习、工作经历：

1992年7月，福州大学食品工程专业，工学学士；2001年3月，日本国立鸟取大学（山口大学联合培养）生物资源科学专业，农学博士;

1992.8～1997.12，福州大学轻工系、生物工程研究所实习研究员;

2001.4～2002.3，福州大学侨兴轻工学院、生物工程研究所，讲师;

2001.8～2001.11，日本国立山口大学，短期研究员;

2002.1～2011.8，福州大学生物科学与工程学院，副教授;

2003.1～2003.3，日本国立广岛大学，博士后研究员;

2004.6～2009.10，福州大学生物科学与工程学院，副院长;

2011.8～，福州大学生物科学与工程学院，教授;

2013.1～，福州大学生物工程研究所，所长;

2018.9～，福州大学至诚学院食品与生物工程系，系主任。

主要研究方向：

食品营养与健康，特别是基于肠道稳态作用研究超氧化物歧化酶（SOD）、食品以及药食两用中药来源的活性分子的保健作用；中餐工业化（预制菜），特别是传统食品的标准化与工业化研究。

获得荣誉、科研成果：

至今为止发表论文近200篇，申请专利20余项。两次中国食品科技学会科技创新优秀论文一等奖；2007年获得福州大学有史以来最大的单笔转让经费，三次福州大学科技推广应用奖。

第一作者：

方榕辉，高级工程师，福州大学至诚学院食品与生物工程系教师。

学习、工作经历：

2007.8～2019.5 福建闽中有机食品有限公司 研发总监；

2019.9～ 福州大学至诚学院 食品与生物工程系 教师。

主要研究领域：

主要从事农产品贮存与加工；餐饮标准化及菜肴产业化应用研究工作。

获得荣誉、科研成果：

获得授权发明专利4 项；参与项目《出口外销蔬菜冷冻干燥产业化关键技术研究》获莆田市科学技术奖三等奖；参与项目《枇杷深加工技术创新及产业化》获福建省科学技术进步奖三等奖。

本文《干制、储存条件及模拟消化对龙眼干中5-羟甲基糠醛含量的影响》来源于《食品科学》2024年45卷19期，作者：方榕辉, 桑婉婧, 程群, 刘树滔。DOI：10.7506/spkx1002-6630-20230515-139。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

实习编辑：彤禾；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

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