熱風(fēng)對流干燥對陳皮品質(zhì)的影響研究①

夏秋霞，段騰飛，汪 健，鮑妮娜，韓方凱

(宿州學(xué)院生物與食品工程學(xué)院，安徽 宿州 234000)

0 引 言

陳皮(Citri Reticulatae Pericarpium)，又稱為橘皮，富含黃酮類[1]、生物堿類、香精油類、檸檬苦素類等功能性成分[2-3]。，具有促消化、祛痰、抗炎、抗氧化、抗腫瘤等多種功效[4-6]。采用不同干燥方法對柑橘果皮進(jìn)行加工，其生物活性成分含量及活性變化不同[7]，目前采用的干燥方法主要有熱風(fēng)干燥、冷凍干燥和微波干燥[8]。熱風(fēng)干燥是用熱空氣作為干燥介質(zhì)，采用自然或者強(qiáng)制性地對流循環(huán)的方式與食品進(jìn)行濕熱交換。在熱風(fēng)對流干燥的過程中，隨著干燥時間和干燥溫度不同，陳皮干燥特性、感官品質(zhì)及有益成分將會不同[9,10]。

實(shí)驗(yàn)以橘皮為研究對象，采用不同熱風(fēng)干燥溫度對其加工，通過測定陳皮的干燥速率，感官品質(zhì)、持水力、吸脂性、黃酮和多糖含量，探究熱風(fēng)干燥最佳溫度及干燥過程中指標(biāo)變化，為陳皮的開發(fā)利用提供一定依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

新鮮沙橘(特爾惠超市購得，橘子皮的初始含水量為78%)

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑

電熱鼓風(fēng)干燥箱BPHS-500A(上海恒科學(xué)儀器有限公司)、恒溫水浴鍋HH-S 6(江蘇國勝實(shí)驗(yàn)儀器廠)、中草藥粉碎機(jī)XL-04B、超聲波SYU-3-100DT(鄭州生元有限公司)、真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀RE-52-864(上海亞榮生化儀器廠)、可見光光度計722(上海元析儀器有限公司)等。

蘆丁標(biāo)準(zhǔn)液、亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉、石油醚(PE)、正丁醇、氯仿等，均為分析純購于國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 原料預(yù)處理

清洗橘子皮，用沸水煮1min，除去表面水分后切成直徑15 mm圓片，調(diào)整橘子皮的厚度為(5±1 mm)，4℃下放置2 h，備用。

1.3.2 熱風(fēng)干燥

精確稱取橘子皮樣品5.5(±0.4)g于培養(yǎng)皿中，放入電熱鼓風(fēng)干燥箱中，溫度設(shè)置為50、60、70、80℃，每隔30 min稱取橘子皮的質(zhì)量，當(dāng)陳皮的含水量達(dá)到8%～11%時停止干燥。每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次。

1.3.3初始水分含量和干燥特性參數(shù)測定

(1)水分含量計算:

X:樣品中水分含量(%)；m1：樣品的初始質(zhì)量(g)；m2：樣品干燥后不變質(zhì)量(g)

(2)干燥特性參數(shù)計算公式[11]：

失水速率：兩次相臨的的稱重間的差值Δm(g)與時間間隔Δmt(min)之間的商

水分比：

Mt:t時刻物料干基含水率(%)；mt:t時刻物料干基含水率(%)；m0:初始干基含水率(%)；me:平衡干基含水率(%)可視為0

(3)干基含水率：

Mt:t時刻物料干基含水率(%)；mt:t時刻物料的濕質(zhì)量(g)；mbd:樣品干基質(zhì)量(g)

1.3.4 陳皮感官評定標(biāo)準(zhǔn)

陳皮感官評定標(biāo)準(zhǔn)見表1

表1 陳皮感官評定標(biāo)準(zhǔn)

1.3.5 持水力和吸脂性的測定

取粉碎過篩后的陳皮0.6 g(±0.02 g)加入到裝有10 mL葵花籽油的離心管中，充分混合后靜置24h，4500 r/min 離心25 min，用注射器吸去上層油性物質(zhì)，稱重，吸脂性表示為油質(zhì)量(g)/于樣質(zhì)量(g)；同上實(shí)驗(yàn)方法，用注射器吸去上層水，稱重，持水力表示為水質(zhì)量(g)/干樣質(zhì)量(g)。

1.3.6 總黃酮的提取及含量測定

精確稱取1.00 g的陳皮粉末于圓底燒瓶中，采用超聲輔助加熱乙醇回流法[12,13]。浸取，抽濾得濾液，取濾液2 mL于25 mL試管中，加入70%乙醇稀釋至10.00mL，再加人5%亞硝酸鈉溶液和10%硝酸鋁溶液各1.00 mL，搖勻靜置5min，加人4%氫氧化鈉10.00 mL，定容搖勻,靜置15 min后在510 nm處測定其吸光度。以吸光度為縱坐標(biāo)，蘆丁標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度為橫坐標(biāo)作圖,繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線[14]。

1.3.7 多糖的提取及其含量測定[15,16]。

(1)精確稱取10.00 g的陳皮樣品于圓底燒瓶中，加入100 mL80%乙醇，用恒溫水浴鍋加熱回流35min,脫去表面脂肪經(jīng)抽濾、風(fēng)干，重復(fù)1次。索氏提取器提取脫脂過后的陳皮樣品1.5h，重復(fù)進(jìn)行一次。

(2)將兩次浸提液抽濾、混合后經(jīng)真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器濃縮得到粗多糖，加入1∶1的石油醚，去色素。將溶劑揮干后，加入sevag去除蛋白質(zhì)(sevag:正丁醇:氯仿=4∶1)用分液漏斗中反復(fù)進(jìn)行分液，直到分界面處未出現(xiàn)白色混懸現(xiàn)象。

(3)加入無水乙醇(體積比4∶1)于上述溶液，4℃放置24 h后減壓抽濾，收集沉淀。真空干燥至恒重，即得精制陳皮多糖質(zhì)量。采用硫酸-蒽酮法測定多糖含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 陳皮熱風(fēng)對流干燥特性分析

熱風(fēng)干燥分為三個階段：增速干燥階段、等速干燥階段和降速干燥階段[11]。在不同溫度下，橘子皮的的干基含水率和干燥速率不同，其變化狀態(tài)如圖1所示。在增速干燥過程中，當(dāng)干燥時間為40 min時，50、60、70、80℃下的陳皮干基含水分別為2.83、2.50、1.60、1.60，減少率分別為20.95%、25.37%、52.23%、37.86%，其中70℃干燥條件下陳皮的干基含水率減少率最高。

圖1 干基含水率(%)

在等速干燥過程中，70℃干燥下的陳皮，其干基含水率分別為3.35、4.02、4.68時的干燥速率分別對應(yīng)0.060、0.065、0.066，溫度為80℃干燥下的陳皮，其干基含水率分別為2.57、3.20、3.81對應(yīng)的干燥速率為0.052、0.059、0.061。

四種溫度干燥下的陳皮的干基含水率最終都達(dá)到平衡?？偨Y(jié)發(fā)現(xiàn)，70℃的干燥速率最快，在這個溫度下干燥陳皮可以節(jié)約成本。

2.2 陳皮感官評定結(jié)果分析

表3 干燥溫度為60℃時陳皮感官評定

表4 干燥溫度為70℃時陳皮感官評定

表5 干燥溫度為80℃時陳皮感官評定

陳皮感官特征也是一個重要的指標(biāo)，不同溫度下，陳皮的感官評價結(jié)果見表2-5所示。50、60、70、80℃下干燥得到的陳皮總分分別為46、67、85、71,在70℃干燥時的陳皮的感官特征最好，其各項(xiàng)指標(biāo)均接近標(biāo)準(zhǔn)值，口感最佳為15。在50℃下干燥所得陳皮感官得分最低46，口感略苦、略澀、略酸。60℃和80℃時干燥得到的陳皮氣味相同均為香味足帶有稍微果酸味。不同溫度下干燥后的陳皮，收縮程度和卷曲度相差較小。

表2 干燥溫度為50℃陳皮時感官評定

2.3 不同熱風(fēng)溫度對陳皮持水力和吸脂性結(jié)果分析

不同熱風(fēng)溫度對陳皮持水力和吸脂性影響如圖3所示。橘子皮在熱風(fēng)干燥過程中，熱風(fēng)溫度越低，其持水力和吸脂性就越高，其中溫度50℃干燥時陳皮的持水力和吸脂性分別為11g/mL和3g/mL。當(dāng)陳皮在50、60、70、80℃的條件下干燥時，持水力均明顯高于吸脂性。

圖3 持水力和吸脂性

2.4 陳皮總黃酮含量結(jié)果分析

蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線測定結(jié)果：Y=0.3227X+0.0022R2=0.9992

圖2 干燥速率

由圖5可知，隨著干燥溫度的增加，陳皮中總黃酮提取率先增加后降低。當(dāng)溫度為50℃時，陳皮的總黃酮提取率最低為0.89%，當(dāng)溫度升高至70℃時，總黃酮提取率達(dá)到最高為1.45%，提高了57.30%。60℃和80℃干燥溫度下，陳皮的總黃酮提取率相差較小為0.09%。綜上所述，干燥溫度為70℃時陳皮總黃酮含量最高，保留的有效成分最多，能有助于提高陳皮的市場競爭力[16]。

圖4 蘆丁標(biāo)準(zhǔn)曲線

圖5 陳皮總黃酮提取率

2.5 陳皮多糖含量結(jié)果分析

不同熱風(fēng)干燥溫度下，陳皮中多糖含量如圖6所示。隨著干燥溫度的增加，陳皮中多糖含量先增加后降低。當(dāng)熱風(fēng)干燥溫度為50℃時，多糖提取率最低為1.20%，當(dāng)溫度達(dá)到70℃時，陳皮中多糖提取率最高為1.46%，提高了21.67%。80℃干燥下的陳皮的多糖提取率為1.34%與70℃干燥所得的陳皮相比較，減少了0.12%，減少率為8.96%。

圖6 陳皮多糖提取率

3 結(jié) 論

實(shí)驗(yàn)主要以陳皮的干燥速率、持水力、吸脂性、總黃酮含量、多糖含量和感官特性為指標(biāo)，探究不同熱風(fēng)對流干燥溫度對陳皮品質(zhì)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：熱風(fēng)干燥溫度分別為50、60、70、80℃時，干燥溫度越高，陳皮干燥速率越快；陳皮的持水力和吸脂性隨干燥溫度的增加而減少，其中持水力高于吸脂性；總黃酮和多糖的提取率隨著干燥溫度的增加先增大后降低，70℃時最高分別為1.44%和1.46%；不同干燥溫度下陳皮的感官特性不同，70℃時，陳皮外表面較光滑，內(nèi)表面經(jīng)絡(luò)明顯，稍脆，形態(tài)較好感官評價最高為87分。