不同干燥方法對(duì)冬瓜皮活性成分的影響

陳月華，李嘉，符鋒，王娜，王丹蕾，覃東霞，范會(huì)平*

1(河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州，450002) 2(河南糧油飼料產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，河南 鄭州，450003)

不同干燥方法對(duì)冬瓜皮活性成分的影響

陳月華1，李嘉1，符鋒2，王娜1，王丹蕾1，覃東霞1，范會(huì)平1*

1(河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州，450002) 2(河南糧油飼料產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，河南 鄭州，450003)

為了考察常壓微波干燥、真空微波干燥、鼓風(fēng)干燥及真空干燥對(duì)冬瓜皮活性成分的影響，以冬瓜皮為研究對(duì)象，研究了冬瓜皮濕樣品的水分比曲線變化趨勢(shì)，比較了經(jīng)此4種干燥法與冷凍干燥法干燥后冬瓜皮干樣品中活性物質(zhì)黃酮類、多酚類、三萜類化合物的含量差別。結(jié)果表明：隨著干燥功率或溫度的增加，冬瓜皮濕樣品水分干燥速率加快，相同功率或溫度條件下干燥相同質(zhì)量的樣品，真空微波干燥比常壓微波干燥速率快，真空干燥比鼓風(fēng)干燥速度稍快。這4種干燥法對(duì)活性成分的保留效果優(yōu)劣順序?yàn)椋赫婵瘴⒉ǜ稍?真空干燥>常壓微波干燥>鼓風(fēng)干燥。

干燥法； 黃酮類； 多酚類； 三萜類物質(zhì)

冬瓜皮性甘而微寒，富含糖類、蛋白質(zhì)、VC等，同時(shí)還富含多種揮發(fā)性成分、三萜類化合物、固醇衍生物，還含有VB1、煙酸、胡蘿卜素等礦物質(zhì)和微量元素，具有利水化濕、行水消腫、清熱解毒的功效，現(xiàn)代醫(yī)學(xué)表明，冬瓜皮還具有降血糖、降血壓、護(hù)肝腎以及美容減肥和降脂的作用[1]。梁紀(jì)軍[2]提出冬瓜皮具有抗炎止血藥用價(jià)值。冬瓜蓉加工過程中通常產(chǎn)生大量的副產(chǎn)物——冬瓜皮，如不能加以利用會(huì)造成資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。在工業(yè)生產(chǎn)中，可以對(duì)冬瓜皮進(jìn)行進(jìn)一步加工，但由于新鮮冬瓜皮含水量大且營養(yǎng)豐富故非常不易保存。對(duì)冬瓜皮進(jìn)行干燥處理，可以防止其營養(yǎng)大量損失、提高冬瓜皮的貯藏性能。目前，不同干燥方法對(duì)胡蘿卜[3]、板栗[4]、蓮子[5]等農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的影響已有較多的報(bào)道，而有關(guān)冬瓜皮不同干燥方法的研究卻很少。

本文采用常壓微波干燥、真空微波干燥、鼓風(fēng)干燥和真空干燥對(duì)冬瓜皮濕樣品進(jìn)行干燥處理，然后測(cè)定相應(yīng)干樣品中活性物質(zhì)黃酮類、多酚類和三萜類化合物的含量，并與真空冷凍干燥處理的冬瓜皮中活性成分的含量進(jìn)行比較，得到了能夠較長保藏新鮮冬瓜皮且能更好保持其活性成分的干燥方式。

1 材料與方法

1.1 主要實(shí)驗(yàn)材料

冬瓜皮采集于孟州市培茂食品廠。

1.2 主要實(shí)驗(yàn)試劑

蘆丁標(biāo)準(zhǔn)品(含量92.5%)，中國藥品生物制品鑒定所；齊墩果酸標(biāo)準(zhǔn)品(含量94.9%)，食品藥品檢定研究院；Folin-Ciocaheu試劑，上海藍(lán)季科技發(fā)展有限公司；沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品(分析純，含量≥99.0%)，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；香草醛，天津市科密歐化學(xué)試劑有限公司；無水乙醇，甲醇等常規(guī)試劑均為分析純。

1.3 主要儀器與設(shè)備

T7新世紀(jì)紫外可見分光光度計(jì)，北京普析通用儀器有限公司；MVD-1型微波真空干燥箱，江南大學(xué)研制；101-2-S-II型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海躍進(jìn)醫(yī)療器械廠；ALPHA-4LD-Plus臺(tái)式真空冷凍干燥機(jī)，德國CHRIST；DZ 2BC型真空干燥箱，天津市泰斯特儀器有限公司。

1.4 實(shí)驗(yàn)方法

1.4.1 冬瓜皮的干燥特性實(shí)驗(yàn)

1.4.1.1 常壓微波干燥

將冬瓜皮濕樣品混合均勻，分別稱取約7 g(精確至0.000 1 g)均勻平攤于培養(yǎng)皿中，開蓋放入微波干燥箱，常壓于不同微波功率(通過測(cè)定單位時(shí)間內(nèi)特定功率下耗電量計(jì)算所得即為微波功率)P1(250 W)、P2(450 W)、P3(660 W)、P4(850 W)、P5(1 225 W)下進(jìn)行干燥，每個(gè)功率6個(gè)平行實(shí)驗(yàn),干燥30 min后蓋好蓋，取出放入干燥器中冷卻20 min，稱重，記錄質(zhì)量m(g)，重復(fù)以上操作直至冬瓜皮的質(zhì)量達(dá)到恒重(前后兩次質(zhì)量差不超過0.002 g即為恒重)為止。

1.4.1.2 真空微波干燥

將冬瓜皮濕樣品混合均勻，分別稱取約7 g均勻平攤于培養(yǎng)皿中，開蓋放入微波干燥箱，使其真空度保持在-0.8 MPa于不同功率P1、P2、P3、P4、P5下進(jìn)行干燥，每個(gè)功率6個(gè)平行實(shí)驗(yàn),以下步驟同1.4.1.1。

1.4.1.3 鼓風(fēng)干燥

將冬瓜皮樣品混合均勻，分別稱取約7 g樣品，均勻平攤于培養(yǎng)皿上，開蓋放入熱風(fēng)干燥箱，分別置于55、65、75、85、95、105 ℃(T±1 ℃)中進(jìn)行干燥，每個(gè)溫度6個(gè)平行實(shí)驗(yàn)，冬瓜皮放入開始計(jì)時(shí)，以下步驟同1.4.1.1。

1.4.1.4 真空干燥

將冬瓜皮樣品混合均勻，分別稱取約7 g樣品，均勻平攤于培養(yǎng)皿中，開蓋置于55、65、75、85、95、105 ℃中進(jìn)行干燥，每個(gè)溫度6個(gè)平行實(shí)驗(yàn)，利用真空泵使真空度迅速達(dá)到-0.08 MPa后關(guān)閉真空閥并開始計(jì)時(shí)，干燥30 min取出，取樣時(shí)開啟放氣閥，等真空度降為零后立即取出置于干燥器冷卻20 min，稱量，記錄此時(shí)質(zhì)量m(g)，重復(fù)以上操作直至冬瓜皮的質(zhì)量達(dá)到恒重為止。

以上述各種干燥法的干燥時(shí)間(min)為橫坐標(biāo)，X/X0(任意時(shí)間水分含量X與初始水分含量X0之比)為縱坐標(biāo)，分別繪制各自的水分比(MR)曲線。

各種干燥法下冬瓜皮粉末樣品的水分含量按公式(1)計(jì)算[6]。

水分含量(X)/%=[(m0+ms-md)/ms]×100

(1)

式中：m0，培養(yǎng)皿質(zhì)量，g；ms，樣品質(zhì)量，g；md，烘干后培養(yǎng)皿和樣品質(zhì)量之和，g；X，冬瓜皮粉末樣品的水分含量，%。

1.4.2 冬瓜皮中的活性物質(zhì)測(cè)定

1.4.2.1 樣品前處理

冬瓜皮濕樣品采集清理后置于-18 ℃冰箱保存。在常壓微波干燥和真空微波干燥的5個(gè)不同功率P1～P5，鼓風(fēng)干燥和真空干燥的6個(gè)不同的溫度以及真空冷凍干燥條件下進(jìn)行干燥處理，得到23組不同干燥條件下的冬瓜皮干樣品，分別放入粉碎機(jī)制成干燥的冬瓜皮粉末樣品，即為待測(cè)樣品。

1.4.2.2 樣品提取液的制備

準(zhǔn)確稱取0.5 g冬瓜皮粉末樣品，分別加入20 mL體積分?jǐn)?shù)70%乙醇溶液置于具塞三角瓶中，浸泡5 min，然后置于恒溫振蕩箱45 ℃振蕩提取2 h，分離提取液取上清液，用70%乙醇溶液定容至50 mL容量瓶中，置于4 ℃冰箱保存?zhèn)錅y(cè)。

1.4.2.3 活性物質(zhì)含量測(cè)定

黃酮測(cè)定采用鋁鹽顯色法[7-8]進(jìn)行；

多酚測(cè)定采用Folin-Ciocalteu比色法[9-10]進(jìn)行。

三萜含量測(cè)定參照何可群[11]的方法進(jìn)行測(cè)定。

1.5 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)全部采用Office軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與計(jì)算。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同干燥條件下水分比曲線對(duì)比

2.1.1 常壓微波干燥水分比曲線

冬瓜皮濕樣品的水分比(MR)變化如圖1所示。

圖1 常壓微波干燥冬瓜皮水分比曲線Fig.1 Moisture ratio curve of wax gourd drying by normal microwave drying

由圖1可知，隨干燥時(shí)間的延長，水分比(MR)變?。怀何⒉ǜ稍锕β蕿镻1時(shí)，干燥所需時(shí)間為630 min；功率為P2時(shí)，干燥時(shí)間明顯縮短為480 min；與功率為P3、P4差別不顯著；功率P5的干燥時(shí)間為120 min，干燥時(shí)間明顯縮短但樣品有烤糊的現(xiàn)象。

2.1.2 真空微波干燥水分比曲線

冬瓜皮濕樣品的水分比(MR)變化如圖2所示。

圖2 真空微波干燥冬瓜皮水分比曲線Fig.2 Moisture ratio curve of wax gourd drying by vacuum microwave

由圖2可知，隨干燥時(shí)間的延長，水分比(MR)變?。徽婵瘴⒉ǜ稍锕β蕿镻1時(shí)，干燥所需時(shí)間為510 min；功率為P2時(shí)，干燥時(shí)間明顯縮短為240 min；與功率P3、P4差別不顯著；功率P5的干燥時(shí)間為90 min，與功率P1相比，干燥時(shí)間明顯縮短。

由圖1和圖2可知，在同一種干燥方式下，隨微波功率增加，干燥速率明顯加快；相同功率條件下干燥相同質(zhì)量的樣品，常壓微波干燥比真空微波干燥速度快。

2.1.3鼓風(fēng)干燥水分比曲線

冬瓜皮濕樣品的水分比(MR)變化如圖3所示。

圖3 鼓風(fēng)干燥冬瓜皮水分比曲線Fig.3 Moisture ratio curve of wax gourd drying by hot air drying

由圖3可知，隨干燥時(shí)間的延長，水分含量變小；55 ℃時(shí)干燥所需時(shí)間為270 min；65～95 ℃之間隨干燥溫度增加干燥時(shí)間由240 min減少至150 min，與105 ℃干燥時(shí)間相近。

2.1.4 真空干燥水分比曲線

冬瓜皮濕樣品的水分比(MR)變化如圖4所示。

圖4 真空干燥冬瓜皮水分比曲線Fig.4 Moisture ratio curve of wax gourd drying by vacuum drying

由圖4可知，隨干燥時(shí)間的延長，水分比(MR)變??；55 ℃時(shí)干燥時(shí)間為330 min；溫度65～95 ℃隨干燥溫度增加干燥時(shí)間由270 min減少至150 min，105 ℃的干燥時(shí)間為120 min。

由圖3、圖4可知，同一種干燥方式下隨干燥溫度增加，干燥速率加快；相同溫度條件下干燥相同質(zhì)量的樣品，鼓風(fēng)干燥比真空干燥稍快，且樣品在105 ℃時(shí)干燥至恒重真空干燥僅需要120 min而鼓風(fēng)干燥需要150 min。

綜上，隨著干燥功率或溫度的增加，冬瓜皮水分干燥速率加快，相同功率或溫度條件下干燥相同質(zhì)量的樣品，真空微波比常壓微波干燥速率快，鼓風(fēng)干燥略比真空干燥速度快。

2.2 冬瓜皮樣品中各活性成分的含量

分別對(duì)常壓微波干燥、真空微波干燥、鼓風(fēng)干燥、真空干燥、真空冷凍干燥處理的冬瓜皮粉末樣品的總黃酮、總多酚、總?cè)坪?μg/g)進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果如表1～表5所示。

表1 常壓微波干燥不同功率下冬瓜皮樣品各活性物質(zhì)的含量(以干基計(jì))

注：同一系列數(shù)據(jù)不同字母表示差異性顯著(P<0.05)，表2～表4同。

由表1可知，在常壓微波干燥條件下，隨著微波功率增大，冬瓜皮中所含總黃酮含量呈下降趨勢(shì)，總多酚含量無明顯變化，總?cè)坪砍氏壬仙笙陆第厔?shì)，在功率P3處達(dá)到最大值，且最大的總?cè)坪繛?695 μg/g。

表2 真空微波干燥不同功率下冬瓜皮樣品各活性物質(zhì)的含量(以干基計(jì))

由表2可知，在真空微波干燥條件下，隨著微波功率增大，冬瓜皮中所含總黃酮含量呈下降趨勢(shì)，總多酚和總?cè)坪砍氏壬仙笙陆第厔?shì)，分別在微波P3、P4處達(dá)到最大值，且最大的總?cè)坪繛? 030 μg/g。

由表1、表2可知，隨著微波功率增加，冬瓜皮中黃酮總含量呈下降趨勢(shì)，原因可能是隨著微波功率的增加，黃酮類物質(zhì)受熱分解所致[2,6]。在同一功率下，真空微波干燥樣品的總黃酮含量比常壓微波干燥的樣品高大約100 μg/g，總多酚和總?cè)坪棵黠@高于常壓微波干燥。因此，真空微波干燥對(duì)活性成分的保留效果較常壓微波干燥好。

表3 鼓風(fēng)干燥不同溫度下冬瓜皮樣品各活性成分的含量(以干基計(jì))

由表3可知，在鼓風(fēng)干燥條件下，隨著溫度升高，冬瓜皮中所含總黃酮含量變化不大，總多酚含量總體呈上升趨勢(shì)，總?cè)坪砍氏陆第厔?shì)且總?cè)坪吭? 770～1 081 μg/g。

表4 真空干燥不同溫度下冬瓜皮樣品各活性成分的含量(以干基計(jì))

由表4可知，在真空干燥條件下，隨著干燥溫度升高，冬瓜皮中所含總黃酮含量總體呈下降趨勢(shì)，黃酮損失的原因可能是隨著溫度的升高，黃酮類物質(zhì)受熱分解所致[2,6]?？偠喾雍涂?cè)坪砍噬仙厔?shì)，且總?cè)坪繛? 330～3 218 μg/g。

由表3、表4可知，同一溫度下，真空干燥樣品的總黃酮含量比鼓風(fēng)干燥的樣品高大約100 μg/g左右，總多酚和總?cè)坪棵黠@高于鼓風(fēng)干燥。因此，真空干燥對(duì)活性成分的保留效果較鼓風(fēng)干燥好。

表5 冷凍干燥冬瓜皮樣品各活性成分的含量

由表1～表5綜合可知，冷凍干燥下樣品的總黃酮含量與真空干燥55 ℃時(shí)所得的總黃酮含量相近；總多酚含量與真空微波干燥P2時(shí)相近，總?cè)坪繛? 692 μg/g與真空干燥85 ℃的總?cè)坪肯嘟?；冷凍干燥與真空微波干燥功率P2、P5及真空干燥55 ℃下的的冬瓜皮的活性成分總含量大致相等，稍高于真空干燥75 ℃下的總含量。3種活性成分保留效果真空微波干燥較真空干燥好，常壓微波干燥稍好于鼓風(fēng)干燥，而真空干燥保留的總黃酮、總多酚含量與常壓微波干燥接近，但是總?cè)坪棵黠@高于常壓微波干燥。因此，這4種干燥方法對(duì)活性成分的保留效果優(yōu)劣順序?yàn)椋赫婵瘴⒉ǜ稍?真空干燥>常壓微波干燥>鼓風(fēng)干燥。

3 結(jié)論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著干燥功率或溫度的增加，冬瓜皮水分干燥速率加快，相同功率或溫度條件下干燥相同質(zhì)量的樣品，真空微波干燥比常壓微波干燥速率快，真空干燥比鼓風(fēng)干燥速度稍快。這4種干燥方法對(duì)3種活性成分的保留效果優(yōu)劣順序?yàn)椋赫婵瘴⒉ǜ稍?真空干燥>常壓微波干燥>鼓風(fēng)干燥?？紤]到能耗和效率問題，干燥方法優(yōu)劣的順序依次為：P2(450 W)真空微波干燥>75 ℃真空干燥>常壓微波干燥>鼓風(fēng)干燥。

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Effects of different drying methods on the content of active components of wax gourd peel

CHEN Yue-hua1, LI Jia1, FU Feng2, WANG Na1, WANG Dan-lei1,QIN Dong-xia1, FAN Hui-ping1*

1(College of Food Science and Technology, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China)2(Henan Center for Supervision & Inspection of Grain, Oil and Feed Product Quauty, Zhengzhou 450003, China)

The trends of wet wax gourd peel moisture ratio (MR) of the atmospheric microwave drying, vacuum microwave drying, hot air drying and vacuum drying were studied. Effects of this four drying and freeze-drying on the active components flavonoids, polyphenols, triterpenoids content were compared. The result showed that with the increase of dry power or temperature, the water drying rate of wet wax gourd peel under the condition of same power or temperature,vacuum drying was faster than atmospheric microwave drying and vacuum drying was slightly faster than hot air drying. The order of the four methods of active components retention was that vacuum microwave drying > vacuum drying > atmospheric microwave drying >hot air drying.

drying method; flavonoid; polyphenol ; triterpenoids

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201702022

碩士研究生(范會(huì)平副教授為通訊作者，E-mail: fanhuiping1972@hotmail.com)。

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)資助(201303079)

2016-04-28，改回日期：2016-07-28