不同干燥條件對(duì)全栝樓外觀品質(zhì)的影響

馮靜　劉偉　劉田園　盧恒　王曉　劉孟建　崔莉

摘要：通過對(duì)栝樓干燥過程中干燥特性與色差值的測(cè)定，考察不同干燥條件（晾干、曬干、40℃熱風(fēng)干燥、60℃熱風(fēng)干燥、80℃熱風(fēng)干燥）對(duì)全栝樓外觀品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，熱風(fēng)干燥比傳統(tǒng)自然干燥明顯提高了栝樓干燥效率;低溫?zé)犸L(fēng)干燥與傳統(tǒng)自然干燥的全栝樓色澤在其赤道上部沒有顯著性差異，赤道下部存在顯著性差異，高溫?zé)犸L(fēng)干燥與傳統(tǒng)自然干燥的栝樓在色澤上存在著顯著性差異，但是60℃與80℃熱風(fēng)干燥的全栝樓在色澤上沒有顯著性差異。因此，可根據(jù)產(chǎn)品要求選擇合適的熱風(fēng)干燥溫度，以提高栝樓藥材的產(chǎn)量和質(zhì)量。一般在綜合考慮商品外觀和生產(chǎn)效率的情況下可選擇60℃熱風(fēng)干燥方式，如想獲得與傳統(tǒng)晾曬相似的外觀品質(zhì)，可采用40℃低溫?zé)犸L(fēng)干燥方式。

關(guān)鍵詞：熱風(fēng)干燥;栝樓;溫度;外觀品質(zhì);自然晾曬

中圖分類號(hào)：R282.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1002-1302（2021）04-0146-06

作者簡(jiǎn)介：馮靜（1994—），女，山東濟(jì)南人，碩士研究生，從事中藥資源及其質(zhì)量控制研究。E-mail：1002612221@qq.com。

通信作者：崔莉，博士，副研究員，從事藥食兩用資源開發(fā)研究。E-mail：cuili0617@163.com。

栝樓為葫蘆科植物栝樓（TrichosantheskirilowiiMaxim.）或雙邊栝樓（T.rosthorniiHarms）的干燥成熟果實(shí)，具有寬胸散結(jié)、潤(rùn)燥滑腸、清熱滌痰的作用[1]，主要用于治療肺熱咳嗽、痰濁黃稠、胸痹心痛、結(jié)胸痞滿、乳癰、肺癰、腸癰等[2]。栝樓的果實(shí)、果皮、果仁（籽）、根莖均可入藥[3]。全栝樓的傳統(tǒng)干燥方式為深秋新鮮果實(shí)變?yōu)榈S時(shí)采收，采收后多由產(chǎn)地加工，將成熟果實(shí)連果梗剪下，置于通風(fēng)處陰干[4]，但在自然晾干過程中因其個(gè)大、果皮厚、含糖分高、水分多等特點(diǎn)，大約需要半年時(shí)間才可晾干[5]，效率低，受氣候影響較大，長(zhǎng)時(shí)間吊掛極易造成果實(shí)下部表皮變黑，且易引起栝樓產(chǎn)生霉變腐爛、遭受蟲害，造成產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量下降。

熱風(fēng)干燥作為目前常用的產(chǎn)品干燥加工方法，因其操作簡(jiǎn)單，成本低，對(duì)環(huán)境、場(chǎng)地、設(shè)備、技術(shù)等要求不高，得到廣泛使用[6-8]，已有報(bào)道采用烘箱烘干、煤爐烘烤法等方式進(jìn)行全栝樓的干燥[5]，目前對(duì)栝樓干品的品質(zhì)主要從感官、物理特性、化學(xué)成分及藥理活性[9-12]等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，對(duì)過程的理論研究及數(shù)據(jù)化表征較少。在產(chǎn)品干燥加工過程中，可以通過干燥速率、水分比等干燥參數(shù)對(duì)干燥過程進(jìn)行表征[13]。色澤也是評(píng)價(jià)干燥產(chǎn)品品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，可以直接影響產(chǎn)品的商品價(jià)值[14-16]。因此，本研究比較熱風(fēng)干燥與傳統(tǒng)干燥方式對(duì)栝樓干燥特性和色澤的影響，對(duì)干燥過程進(jìn)行數(shù)據(jù)表征分析，擬探討較優(yōu)的栝樓干燥加工條件，以提高生產(chǎn)效率，同時(shí)避免腐爛變質(zhì)及蟲害，進(jìn)而提高產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

采用山東省濟(jì)南市平陰縣產(chǎn)栝樓，樣品經(jīng)山東中醫(yī)藥大學(xué)李佳教授鑒定，為葫蘆科植物栝樓（T.kirilowiiMaxim.）的干燥成熟果實(shí)。

1.2儀器

HF881-2型烘箱，購(gòu)自吳江華飛電熱設(shè)備有限公司;BAS124S萬分之一天平，購(gòu)自賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司;NH310色差儀，購(gòu)自深圳市三恩時(shí)科技有限公司。

1.3試驗(yàn)方法

試驗(yàn)于2018年11月至2019年3月在山東省分析測(cè)試中心進(jìn)行。選取大小相似、成熟度相近的40個(gè)栝樓，并對(duì)每個(gè)栝樓進(jìn)行編號(hào)標(biāo)記，隨機(jī)分成5組，每組8個(gè)，分別采用5種不同的方式進(jìn)行干燥試驗(yàn)：40℃熱風(fēng)干燥、60℃熱風(fēng)干燥、80℃熱風(fēng)干燥、常溫曬干、常溫晾干。模擬栝樓生產(chǎn)中自然晾干方式，取短繩系住栝樓柄，懸空吊掛進(jìn)行干燥。

熱風(fēng)干燥過程采用間歇式干燥，每12h取出，在室溫下晾12h，后繼續(xù)熱風(fēng)干燥，以防持續(xù)高溫造成栝樓底部開裂，致使內(nèi)容物流出，每12h進(jìn)行1次質(zhì)量和色差值的測(cè)量，質(zhì)量測(cè)定采用天平稱質(zhì)量法，色差值采用色差儀測(cè)定，分別隨機(jī)選取赤道線以上3個(gè)點(diǎn)和赤道線以下3個(gè)點(diǎn)標(biāo)記進(jìn)行色差測(cè)定。干燥終點(diǎn)依據(jù)傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)，以果皮紅棕色，干脆，手搖內(nèi)容物晃動(dòng)，果瓤失水與種子緊貼成團(tuán)為度[5]，每次試驗(yàn)做3次平行，取均值。

1.4參數(shù)測(cè)定

1.4.1干基含水率栝樓干燥過程的干燥曲線采用干基含水率隨干燥時(shí)間變化的曲線表示，不同時(shí)刻（t）的干基含水率（Mt）是用來表示在一定干燥條件下栝樓的水分與干物質(zhì)質(zhì)量之比[17-19]。

1.5數(shù)據(jù)處理分析

采用Excel2007和SPSS17.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理與分析，用Origin9.0軟件進(jìn)行繪圖。

2結(jié)果與分析

2.1不同干燥方式對(duì)全栝樓干燥特性的影響

熱風(fēng)干燥以熱空氣為干燥介質(zhì)，使栝樓內(nèi)部和表面之間產(chǎn)生水分梯度差從而影響干燥速度。不同干燥條件下栝樓干基含水率的變化如圖1所示，不同干燥條件下干基含水率變化趨勢(shì)相近，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，栝樓中所含水分與干物質(zhì)之比呈現(xiàn)先快速減小，然后緩慢減小的趨勢(shì)，最終栝樓達(dá)到接近完全失水的狀態(tài)。從圖1-a中可以看出，溫度越高，含水率降低越快，干燥耗時(shí)越短，60、80℃熱風(fēng)干燥條件下的干基含水率曲線很接近，但是在80℃

條件下，栝樓達(dá)到目標(biāo)含水的時(shí)間更短。圖1-b中曬干和晾干條件下栝樓的干基含水率在干燥的前1/4階段下降迅速，在干燥后期相對(duì)緩慢，說明自然條件下栝樓干燥耗時(shí)很長(zhǎng)，干燥速率及效率較低，明顯低于熱風(fēng)干燥，自然條件下長(zhǎng)時(shí)間干燥易引起藥材蟲害、霉變等問題。

不同干燥條件對(duì)全栝樓水分比的影響見圖2。由圖2-a可知，熱風(fēng)溫度對(duì)栝樓干燥影響明顯，溫度越高，栝樓的水分比越小，干燥開始后，隨著熱量的傳遞，栝樓表層水分被快速脫去，溫度升高也加快了栝樓內(nèi)部水分由內(nèi)到外的遷移，干燥速率很快增加到最大，干燥后期栝樓表皮開始變干變硬，內(nèi)部水分的遷移逐漸困難，干燥進(jìn)入降速階段。由圖2-b可以看出，在干燥最開始，曬干條件下失水速率較快，之后晾干和曬干條件下栝樓水分比的下降趨勢(shì)相同，干燥速率變化一致，在0～400h期間水分比下降較快，之后呈現(xiàn)緩慢降低的趨勢(shì)，至1000h后干燥速率有一個(gè)短期增加的階段，之后干燥速率迅速降低，栝樓在曬干條件下水分比均小于晾干。

2.2不同干燥方式對(duì)栝樓色澤的影響

以赤道線為分界線，分別對(duì)栝樓的上半部和下半部色差值進(jìn)行分析，不同干燥條件對(duì)栝樓表面L值的影響如圖3、圖4所示。由圖3、圖4可以看出，不同干燥條件下栝樓上下部的L值均呈下降趨勢(shì)，即干燥后的栝樓色澤較新鮮栝樓變深。自然條件干燥的栝樓亮度變化小，差異不明顯;熱風(fēng)烘干條件下栝樓的亮度變化較大，40℃時(shí)的L值明顯高于60、80℃。在60、80℃熱風(fēng)干燥條件下，栝樓干燥初始階段L值迅速下降，后緩慢下降達(dá)到平衡狀態(tài)。圖3-a與圖4-a比較可以看出，熱風(fēng)干燥對(duì)栝樓赤道線以下部位的亮度影響更大，相對(duì)赤道線以上部位L值下降更大。

不同干燥方式對(duì)栝樓表面a值的影響如圖5、圖6所示。自然干燥條件下a值較初始時(shí)增大，即干燥后栝樓表皮顏色偏紅，40℃熱風(fēng)干燥的栝樓赤道線上部也出現(xiàn)相同的現(xiàn)象，60h后赤道線下部a值迅速降低，顏色變化明顯。由圖5-a、圖6-a可見，60、80℃熱風(fēng)干燥條件下栝樓赤道線下部較上部a值降低較多。

不同干燥方式對(duì)栝樓表面b值的影響如圖7、圖8所示。栝樓赤道線上下部的b值均呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，即干燥后的栝樓較新鮮栝樓表皮顏色偏藍(lán)。自然干燥條件與40℃熱風(fēng)干燥條件下的栝樓赤道線上、下部b值在干燥初始階段呈先上升后下降的趨勢(shì)，即栝樓表皮顏色由先偏黃后逐漸偏藍(lán)。從圖7-a與圖8-a可以看出，熱風(fēng)干燥對(duì)栝樓赤道線以下的部位的b值影響更大，赤道線以下部位的b值下降程度更大。

不同干燥方式對(duì)栝樓表面色差值ΔE的影響如圖9所示，隨著干燥溫度的升高，栝樓的ΔE整體呈上升趨勢(shì)，且栝樓干燥前后的色差比較明顯。對(duì)不同干燥方式下栝樓的色澤參數(shù)進(jìn)行差異顯著性分析，結(jié)果如表1、表2所示。從表1中可知，栝樓赤道上部在傳統(tǒng)干燥方式與40℃低溫?zé)犸L(fēng)干燥方式下外觀色澤差異較小，但低溫?zé)犸L(fēng)干燥方式明顯提高了栝樓的干燥速率。從表2中可以看出，栝樓赤道下部的色澤在晾干與曬干條件下沒有顯著性差異，60℃與80℃熱風(fēng)干燥條件下也沒有顯著性差異，但傳統(tǒng)干燥方式與熱風(fēng)干燥條件則表現(xiàn)出顯著性差異，推測(cè)是因?yàn)殍闃堑鯍?，干燥后期?nèi)容物主要遷移至果實(shí)底部，大量多糖在底部富集，由于溫度的升高，發(fā)生多糖糊化等反應(yīng)，導(dǎo)致栝樓赤道下部顏色加深偏紅，呈現(xiàn)紅棕色所致。

綜合來看，栝樓的外觀品質(zhì)在傳統(tǒng)干燥、低溫?zé)犸L(fēng)干燥和高溫?zé)犸L(fēng)干燥時(shí)存在顯著性差異，晾曬干燥的全栝樓外觀呈現(xiàn)黃色，熱風(fēng)干燥的全栝樓外觀呈黃棕色。60、80℃干燥條件下的栝樓色澤幾乎沒有變化，但由于80℃溫度較高，栝樓底部易出現(xiàn)裂口，造成有效成分的損失，因此在綜合考慮商品外觀和生產(chǎn)效率的情況下，選擇60℃的熱風(fēng)干燥條件為最佳，如想獲得與傳統(tǒng)晾曬相似的外觀品質(zhì)，可采用40℃低溫?zé)犸L(fēng)干燥方式。

3結(jié)論

栝樓熱風(fēng)干燥過程分為3個(gè)階段：初始階段栝樓水分迅速散失，中期栝樓內(nèi)部水分遷移到栝樓表面，失水較為緩慢，后期干燥曲線較為平緩，栝樓中的水分達(dá)到平衡。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在40℃與60℃干燥初期，栝樓的干基含水率均出現(xiàn)一個(gè)短暫升高的現(xiàn)象，可能是由于新鮮栝樓為一個(gè)體積較大的完整個(gè)體，干燥初始栝樓皮內(nèi)外產(chǎn)生溫度、濕度差，在較低溫度下這種梯度差持續(xù)保持，有可能造成栝樓表皮對(duì)外環(huán)境的吸水作用，也可能是在干燥初期，全栝樓仍為活的生命體，溫度的變化等造成栝樓內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)變化，部分結(jié)合水轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x水，使得本試驗(yàn)方法下能檢測(cè)計(jì)算到的干基水含量增加，該現(xiàn)象有待進(jìn)一步研究確證?？傊?，栝樓的熱風(fēng)干燥方式與傳統(tǒng)干燥方式相比明顯提高了干燥速率，減少了栝樓質(zhì)量和產(chǎn)量的損失，熱風(fēng)干燥的溫度須要依據(jù)所需產(chǎn)品的外觀品質(zhì)要求進(jìn)行選擇，綜合考慮商品外觀和生產(chǎn)效率，可以選擇60℃熱風(fēng)干燥方式，如想獲得與傳統(tǒng)晾曬相似的外觀品質(zhì)，可采用40℃低溫?zé)犸L(fēng)干燥方式。通過對(duì)不同干燥方式下全栝樓的色差值和干燥參數(shù)的測(cè)量和理論計(jì)算，可以有效、直觀、準(zhǔn)確地對(duì)栝樓干燥進(jìn)行評(píng)價(jià)，有助于提高栝樓藥材產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化水平。

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