干燥條件對(duì)茶枝柑果皮黃酮和精油成分的影響

周菲菲,肖更生,林 羨,徐玉娟,吳繼軍,陳于隴,傅曼琴

(1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院,廣東廣州 510642;2.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,廣東省農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東廣州 510610)

干燥條件對(duì)茶枝柑果皮黃酮和精油成分的影響

周菲菲1,2,肖更生2,*,林 羨2,徐玉娟2,吳繼軍2,陳于隴2,傅曼琴2

(1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院,廣東廣州 510642;2.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,廣東省農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東廣州 510610)

采用HPLC對(duì)日曬和不同溫度熱風(fēng)干燥下的茶枝柑果皮中的黃酮進(jìn)行定性和定量分析,同時(shí)利用GC-MS檢測(cè)分析了其精油成分及相對(duì)含量。結(jié)果表明,36、40、45和50℃干燥條件下的茶枝柑果皮的主要黃酮類化合物的含量與日曬相比有顯著差異,42℃熱風(fēng)干燥與日曬相比則無顯著差異。不同熱風(fēng)干燥條件下茶枝柑果皮精油的總離子流圖基本一致,但是精油成分的總含量均顯著高于日曬,此外精油成分的種類、數(shù)目、相對(duì)含量也存在一定的差異性,42℃熱風(fēng)干燥下的精油成分與日曬最為接近。結(jié)論:從保證茶枝柑果皮品質(zhì)和節(jié)約能源提高生產(chǎn)效率的角度出發(fā),42℃熱風(fēng)干燥是有利于保存茶枝柑果皮黃酮和精油成分的較佳干燥方式。

茶枝柑,HPLC,GC-MS,熱風(fēng)干燥,黃酮,精油

茶枝柑(Citrusreticulatacv.Chachiensis)果皮是制作“廣陳皮”(PericarpiumCitriReticulatae)的主要原料,作為陳皮中的上等品,具有重要的藥用價(jià)值,主要用于治療消化系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)疾病,可治療脘腹脹滿、噯氣泛酸、惡心嘔吐、便秘或腹瀉等消化道病癥[1]。同時(shí)也是傳統(tǒng)的香料和除膻增鮮的調(diào)味佳品[2-3],向來享有盛譽(yù)。目前廣陳皮的生產(chǎn)仍處于傳統(tǒng)的家庭作坊模式,存在傳統(tǒng)日曬干燥方式受天氣影響大、衛(wèi)生條件不能控制、干燥時(shí)間長(zhǎng)、規(guī)模小等問題[4]。

“中國(guó)藥典質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)-陳皮”,廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)“DB44/T604-2009地理標(biāo)志產(chǎn)品新會(huì)陳皮”中,規(guī)定了以橙皮苷和揮發(fā)油的含量為指標(biāo)的廣陳皮質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),表明廣陳皮最主要的活性成分是黃酮類化合物和揮發(fā)油。故本研究通過對(duì)比各種不同干燥技術(shù)對(duì)茶枝柑果皮主要黃酮類化合物和揮發(fā)油的影響,以確定不同干燥方式對(duì)茶枝柑果皮品質(zhì)的影響。以日曬干燥對(duì)為對(duì)照,研發(fā)出茶枝柑果皮高效保質(zhì)干燥技術(shù),為茶枝柑果皮的標(biāo)準(zhǔn)化干燥工藝提供理論依據(jù),對(duì)促進(jìn)廣陳皮的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

茶枝柑果皮 2013年10月采自江門市新會(huì)區(qū)果園;橙皮苷、柚皮苷、川陳皮素、橘皮素等標(biāo)準(zhǔn)品 美國(guó)Sigma公司;冰乙酸、甲醇(分析純) 天津市大茂化學(xué)試劑廠;甲醇(色譜純) 美國(guó)Fisher公司。

電子天平ALC210.4 德國(guó)賽多利斯公司;N-1000旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀 日本Eyala公司;Agilent1260高效液相色譜儀 美國(guó)安捷倫公司;Agilent 6890N/5975B氣質(zhì)聯(lián)用儀 美國(guó)安捷倫公司;Milli-QII型純水器 日本日立公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 干燥 將茶枝柑果皮分為6份,分別采用日曬(9月廣州,日平均氣溫32℃),36、40、42、45和50℃熱風(fēng),干燥至其水分含量<13%。

1.2.2 黃酮類物質(zhì)的提取及測(cè)定 提取:稱取干燥果皮粉末5.0g左右,用500mL甲醇超聲波提取20min,抽濾,濾液濃縮后定容至100mL,置4℃?zhèn)溆肹5]。

標(biāo)準(zhǔn)品溶液的配制:精密稱取柚皮苷、橙皮苷、川陳皮素和橘皮素各20mg,用甲醇溶解并定容至10mL,置4℃?zhèn)溆谩?/p>

測(cè)定:各供試樣品適量稀釋過0.22μm微孔濾膜用于HPLC分析。色譜條件:Agilent1260高效液相色譜儀,色譜柱Agilent ZORBAX SB C18柱(4.6 mm×250 mm,5.0 μm),檢測(cè)波長(zhǎng)為280nm和330nm,流動(dòng)相A:2%冰乙酸,B:甲醇,梯度洗脫:0～20min,20% B;20～35min,40% B;35～45min,60% B;45～55min,80% B;55～65min,100% B。流速0.6mL/min,柱溫25℃,進(jìn)樣量10μL。

1.2.3 精油的提取成分測(cè)定 提取:稱取干燥粉碎的茶枝柑果皮50g左右,采用改進(jìn)的Clevenger裝置,蒸餾2h,收集精油,加入無水硫酸鈉干燥,置4℃?zhèn)溆肹6-7]。

測(cè)定:各供試樣品適量稀釋用于GC-MS分析。色譜條件:Agilent6980N氣相色譜儀,色譜柱型號(hào)DB-5MS(30m×25mm×25μm),He流量1.0mL/min,進(jìn)樣量1.0μL,分樣進(jìn)流20∶1,進(jìn)樣口溫度220℃。起始柱溫40℃,以10℃/min的升溫速率升溫到70℃,然后以3℃/min的升溫速率升溫到190℃,再以10℃/min的升溫速率升溫到220℃。

質(zhì)譜條件:MSD質(zhì)譜,電離方式EI,電子能量70eV,燈絲發(fā)熱電流0.25mA,電子倍增器電壓1000V,離子源溫度230℃,接口溫度280℃,掃描速度全程(40～500)AMU/sec,掃描范圍:50～300amu。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同干燥條件對(duì)茶枝柑果皮主要黃酮類成分的影響

2.1.1 混合標(biāo)準(zhǔn)品的液相色譜圖 分別將柚皮苷、橙皮苷、川陳皮素、橘皮素標(biāo)準(zhǔn)液及不同干燥方式下的茶枝柑果皮提取液用孔徑0.22μm的有機(jī)相濾膜過濾后,按照1.2.2的方法進(jìn)樣。如圖1所示,得到柚皮苷、橙皮苷、川陳皮素、橘皮素的保留時(shí)間分別為:27.677、28.475、47.450、50.311min。

圖1 四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)品組成的混標(biāo)的高效液相色譜圖Fig.1 HPLC chromatograms of the mixture of four standard substances注:1-柚皮苷,2-橙皮苷,3-川陳皮素,4-橘皮素。

2.1.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線、相關(guān)系數(shù)及檢測(cè)限 按照方法1.2.2,得系列化合物分別在一定濃度范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系,適用于定量分析。四個(gè)黃酮類化合物的線性回歸方程、線性范圍、相關(guān)系數(shù)及檢測(cè)限如表1所示。

表1 4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)品的回歸分析和檢出限Table 1 Regression analysis and detection limits of four standard substances

表2 幾種干燥條件下茶枝柑皮的黃酮類成分含量Table 2 Contents of four flavonoids in Citrus reticulata cv. Chachiensis peel under different drying conditions

注:同一列中不同字母表示差異顯著(p<0.05)。

2.1.3 不同干燥條件對(duì)茶枝柑果皮主要黃酮類物質(zhì)含量的影響 采用HPLC定性定量分析不同干燥溫度及方式下(日曬、36、40、42、45和50℃熱風(fēng))的茶枝柑皮的主要黃酮類成分含量(表2)。

結(jié)果表明,不同的干燥條件對(duì)茶枝柑果皮中主要黃酮類成分的含量有一定的影響。36、40、45℃熱風(fēng)干燥與日曬總黃酮含量存在顯著差異,36℃下柚皮苷、橙皮苷、川陳皮素與日曬差異顯著,45℃干燥下的柚皮苷、橙皮苷、橘皮素也與日曬存在顯著性差異。而42℃熱風(fēng)干燥條件下,茶枝柑總黃酮含量與日曬無顯著差異,除了川陳皮素的含量顯著低于日曬之外,其他三種黃酮與日曬也無顯著差異,因此,42℃熱風(fēng)干燥最為接近日曬方式。當(dāng)熱風(fēng)干燥溫度設(shè)為50℃,干燥時(shí)間3h時(shí),除了川陳皮素含量顯著低于日曬組外,黃酮總含量以及其他三種主要的黃酮含量與日曬相比并無顯著差異。所以,從節(jié)約企業(yè)成本和提高生產(chǎn)效率來講,42℃熱風(fēng)干燥優(yōu)于日曬和50℃熱風(fēng)干燥。

2.2 不同干燥條件對(duì)茶枝柑果皮精油的影響

2.2.1 不同干燥條件對(duì)茶枝柑果皮精油總含量的影響 由圖2可知,不同溫度和時(shí)間的熱風(fēng)干燥條件下,茶枝柑的精油總含量均高于日曬的精油總含量,且在一定溫度范圍內(nèi)隨著干燥溫度的升高精油的總含量呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢(shì)?？赡苁怯捎谌諘袷情_放式的,長(zhǎng)期暴露于空氣中,茶枝柑果皮中的精油成分揮發(fā)得更快,故提取所得的精油相對(duì)較少。此外,由于傳統(tǒng)的開放式日曬干燥容易受天氣質(zhì)量的影響,加上干燥過程中容易受到其他污染源的污染,因此傳統(tǒng)的日曬干燥不利于橘皮精油的保持。

圖2 不同干燥溫度下茶枝柑皮精油含量的比較Fig.2 Contents of essential oils in Citrus reticulata cv. Chachiensis peel under different drying temperature

2.2.2 不同干燥條件對(duì)茶枝柑果皮精油化合物成分的影響 采用GC-MS分析對(duì)不同干燥方式下(日曬、36、40、42、45、50℃熱風(fēng))的茶枝柑果皮精油成分進(jìn)行分析,得到精油成分的總離子流圖和總離子流圖疊加圖如圖3～圖4所示。所檢測(cè)出的精油化合物成分保留時(shí)間以及相對(duì)百分比含量如表3所示。

圖3 茶枝柑果皮精油成分的總離子流圖Fig.3 Total ion chromatogram of essential oils of Citrus reticulata cv. Chachiensis peel

圖4 不同種干燥方式下茶枝柑皮精油的總離子流圖疊加圖Fig.4 Total ion chromatogram stacking chart of essential oils of Citrus reticulata cv. Chachiensis peel under different drying conditions注：從上到下依次是50、45、42、40、36℃熱風(fēng)干燥，日曬。

表3 不同干燥條件下茶枝柑皮精油化合物成分相對(duì)含量Table 3 Relative content of each component of essential oils of Citrus reticulata cv. Chachiensis peel under different drying conditions

由圖3,圖4可以得出,不同的熱風(fēng)干燥條件下茶枝柑果皮精油的指紋圖譜與日曬相比基本保持一致,表明與日曬相比不同的干燥方式對(duì)茶枝柑果皮精油的成分無顯著影響。從表3可以看出,采用GC-MS法檢測(cè)出來的不同干燥方式下的茶枝柑果皮精油主要成分共有45種,含量最高的成分為D-檸檬烯,且不同的熱風(fēng)干燥條件下D-檸檬烯的含量均高于日曬,表明封閉式的熱風(fēng)干燥能更好的保持茶枝柑果皮精油成分,可以取代傳統(tǒng)的日曬干燥。

2.2.3 茶枝柑果皮精油的種類及相對(duì)含量 依據(jù)揮發(fā)性物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)特點(diǎn),將上述揮發(fā)性物質(zhì)進(jìn)行分類,按萜烯類、醇類、醛類、酯類、酮類、酚類、酸類以及其他共分為8類(表4)。精油成分化合物的組成如表5所示。

表4 不同溫度下茶枝柑皮精油 成分化合物組成相對(duì)含量Table 4 Relative content of different types of compounds of essential oils of Citrus reticulata cv. Chachiensis peel under different temperature

表5 不同干燥溫度下茶枝柑皮精油成分化合物的組成Table 5 The composition of different types compounds of essential oils of Citrus Chachiensis peel

從表4數(shù)據(jù)可以看出,茶枝柑果皮精油的主要化合物類型為萜烯烴類,且不同干燥方式下的萜烯烴類的含量均在85%左右,其次為酯類化合物。但是同熱風(fēng)干燥相比,日曬干燥后的果皮中烯烴類化合物的含量明顯較少,醇類、酚類、酯類和酸類化合物較多,充分說明在開放式的日曬環(huán)境下,部分分子量小的烯烴類化合物揮發(fā)掉了。由表3可知,不同熱風(fēng)干燥下D-檸檬烯、α-蒎烯、β-蒎烯、β-月桂烯的含量均高于日曬,說明日曬不利于保存橘皮中的主要精油成分。由表5可以看出,50℃熱風(fēng)干燥條件下茶枝柑果皮精油成分化合物的個(gè)數(shù)最多為39個(gè),萜烯烴類的個(gè)數(shù)也顯著高于其他干燥方式,可能是精油成分在50℃高溫干燥下發(fā)生了化學(xué)變化。從總的化合物數(shù)目或者各類型精油化合物成分來看,42℃熱風(fēng)干燥的結(jié)果相對(duì)于其他熱風(fēng)干燥而言更加接近日曬。

3 結(jié)論

通過HPLC定性定量分析不同干燥條件下茶枝柑果皮總黃酮和主要黃酮類化合物含量,GC-MS分析其中精油成分及相對(duì)含量,結(jié)果表明42℃熱風(fēng)干燥4h與日曬干燥無顯著性差異,說明42℃熱風(fēng)干燥可替代傳統(tǒng)陳皮生產(chǎn)的日曬干燥,同時(shí)保證品質(zhì)、提高效率。

[1]國(guó)家藥典委員會(huì).中華人民共和國(guó)藥典(一部)(2005年版本)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.

[2]Kim Y C,Koh K S,Koh J S. Changes of Some Flavonoids in the Peel of Late Maturing Citrus during Maturation[J]. Journal of Food Science and Nutrition,2002,7(1):1-4.

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[7]高蓓.廣陳皮黃酮類化合物和揮發(fā)油成分及其活性研究[D].廣州:華中農(nóng)業(yè)大學(xué),2011.

Effect of different drying conditions on flavonoids and essential oils ofCitrusreticulatacv.Chachiensispeel

ZHOU Fei-fei1,2,XIAO Geng-sheng2,*,LIN Xian2,XU Yu-juan2,WU Ji-jun2,CHEN Yu-long2,FU Man-qin2

(1.College of Food Science,South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China;2.Guangdong Key Laboratory of Agri-product Processing,Sericulture and Agri-product Processing Research Institute,Guangdong Academy of Agricultural Science,Guangzhou 510610,China)

Qualitative and quantitative analysis of flavonoids ofCitrusreticulatacv.Chachiensispeel dried under natural sun drying and different hot-air drying conditions were determined by HPLC,and the compositions of its essential oils were detected by GC-MS. The results showed significant difference in the contents of four main flavonoids ofCitrusChachiensispeel under different drying temperature such as 36,40,45,50℃ compared to natural sun drying,whereas no significant difference was found under 42℃ hot-air drying. Total ion chromatograms of essential oils were basically the same,though the total contents of essential oils ofCitrusChachiensispeel by hot-air drying were significantly higher than natural sun drying,and some differences in the types,numbers and relative contents of the composition of essential oils. The essential oils ofChachiensispeel under 42℃ hot-air drying was closest to natural drying. Conclusion:Considering saving energy and improving production efficiency,42℃ hot-air drying is a relatively good drying method to preserve flavonoids and essential oils ofCitrusChachiensispeel.

Citrusreticulatacv.Chachiensis;HPLC;GC-MS;hot-air drying;flavonoids;essential oils

2014-08-06

周菲菲(1988-),男，碩士研究生,研究方向:農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏工程。

*通訊作者:肖更生(1965-)，男,碩士，研究員,研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏工程。

廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院院長(zhǎng)基金項(xiàng)目(201315)；廣東省教育部產(chǎn)學(xué)研結(jié)合項(xiàng)目(2012B09100004)。

TS255.1

A

1002-0306(2015)11-0287-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.11.049