肉蓯蓉燙漂前處理及干燥技術(shù)研究進展

閆圣坤，肖紅偉，王慶惠

（1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機械化研究所，新疆烏魯木齊 830091；2.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院，北京 100083）

肉蓯蓉為列當(dāng)科植物肉蓯蓉（Cistanche deserticolaY.C.Ma）或管花肉蓯蓉[Cistanche tubulosa(Schenk) Wight]的干燥帶鱗葉的肉質(zhì)莖，營養(yǎng)豐富，主要含有苯乙醇苷類、苯甲醇苷類、環(huán)烯醚萜類、單萜類、木脂素類、生物堿類、糖類、揮發(fā)油類等多種化學(xué)成分，是我國新疆、內(nèi)蒙、寧夏、甘肅等西部地區(qū)重要的特色中藥材，為著名的補益中藥，素有“沙漠人參”之美譽，同時也是加工功能性食品的重要原料。明朝倪朱謨在《本草匯言》中對肉蓯蓉的功效有極高的評價：“蓯蓉養(yǎng)五臟，滋補腎陽、補精血、平補之藥食材、溫而不熱、補而不峻、暖而不燥，故有從容之名。久服可輕身延年！”[1]。肉蓯蓉采挖后，由于含水量高、營養(yǎng)豐富，生化反應(yīng)和呼吸代謝旺盛，導(dǎo)致貨架期僅3～5 d。干燥是延長肉蓯蓉貨架期的主要方式，對其產(chǎn)品品質(zhì)具有重要的影響。由于肉蓯蓉中富含多種酶類物質(zhì)，在干燥加工前需要漂燙滅酶，燙漂可以使肉蓯蓉中的多酚氧化酶等失活，從而抑制干燥過程中酶促反應(yīng)的發(fā)生，減少松果菊苷、毛蕊花糖苷等有效成分在干燥過程中的降解轉(zhuǎn)化，保持肉質(zhì)原有的色澤，黃白色，防止褐變，保證肉蓯蓉的質(zhì)量和商品價值[2-5]。綜上所述，燙漂和干燥是制備高品質(zhì)肉蓯蓉產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)，因此，完善肉蓯蓉漂燙及干燥方法，探索快速殺酶干燥技術(shù)，并保持肉蓯蓉原有色澤、防止肉蓯蓉有效成分含量降低是一項亟待解決的研究課題。本文主要針對現(xiàn)有的肉蓯蓉燙漂技術(shù)和干燥技術(shù)開展了研究，介紹了其技術(shù)原理及相關(guān)進展，并闡述了其在品質(zhì)提升上的優(yōu)勢，為推動其肉蓯蓉漂燙干燥技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用提供參考。

1 肉蓯蓉燙漂技術(shù)

干燥是延長肉蓯蓉貨架期的主要加工方式。由于肉蓯蓉中富含多種酶類物質(zhì)，在干燥加工前需要漂燙滅酶，燙漂可以使肉蓯蓉中的多酚氧化酶等失活，從而抑制干燥過程中酶促反應(yīng)的發(fā)生和松果菊苷、毛蕊花糖苷等有效成分的降解轉(zhuǎn)化。目前肉蓯蓉燙漂預(yù)處理的主要方法包括熱水燙漂法、蒸汽燙漂法、微波燙漂法和真空-蒸汽脈動燙漂等。

1.1 熱水燙漂法

熱水漂燙法是將物料放在90～100 ℃的熱水中加熱，使其中的酶失活，該方法在工業(yè)上已得到了廣泛的應(yīng)用。蔡鴻等[6]研究表明，將新鮮肉蓯蓉切片，經(jīng)熱水燙漂處理后干燥，相比于切片后直接干燥，其有效成分可提高5～10 倍，這是由于熱水燙漂處理消除了苯乙醇苷酶的對苯乙醇苷的水解作用。但熱水燙漂容易造成物料中水溶性營養(yǎng)成分的流失。蔡鴻等[6]研究還發(fā)現(xiàn)，經(jīng)熱水殺酶后自然干燥，肉蓯蓉中的松果菊苷、毛蕊花糖苷的含量高于直接自然干燥組，而半乳糖醇的含量則低于直接自然干燥組，這是由于水溶性的半乳糖醇在熱水殺酶過程中，少量溶解于水中造成的。熱水漂燙法操作簡單易行，但易導(dǎo)致果蔬中的營養(yǎng)物質(zhì)流失，組織變軟。

1.2 蒸汽燙漂法

蒸汽漂燙法是將物料置于蒸汽中，利用水蒸汽冷凝放熱使物料升溫，達到滅酶的效果。但往往靠近蒸汽的一側(cè)或料籃外側(cè)的物料先燙漂好，物料燙漂均勻性差，且一次性加工量小。王立民等[7]提出了蒸汽燙漂1～3 min 或微波燙漂3 min 后，采用液態(tài)麥芽糖醇抽真空保鮮肉蓯蓉的方法；與傳統(tǒng)的熱水漂燙相比，蒸汽漂燙法的溫度提高，升溫較快，可在短時間內(nèi)使多酚氧化酶失活，抑制褐變反應(yīng)的發(fā)生。但該法可能存在質(zhì)構(gòu)坍塌和軟化等問題。

1.3 微波燙漂法

微波是頻率為300 MHz～300 GHz 的電磁波，微波的電場作用使自然狀態(tài)下雜亂無章的偶極子變成具有一定取向、排列規(guī)則的極化分子，這些極化分子隨微波電場方向的變換而不停變換取向，由此摩擦生熱。微波漂燙技術(shù)近年來被廣泛研究與應(yīng)用，微波具有加熱迅速、熱效率高的優(yōu)點，但由于微波穿透深度淺，其燙漂處理具有不均勻性。研究發(fā)現(xiàn)，微波燙漂預(yù)處理對肉蓯蓉干制品中苯乙醇苷、松果菊苷、麥角甾苷的保持效果不如熱水燙漂預(yù)處理，這可能是由于微波具有催化作用，因此加速了苯乙醇苷酶對苯乙醇苷的水解作用[8-10]。但微波波長較短，加熱均勻性差，不適于加熱體積較大的物料。

1.4 真空-蒸汽脈動燙漂法

真空-蒸汽脈動燙漂指的是燙漂罐內(nèi)的壓力在真空和蒸汽的額定壓力之間交替變換，燙漂罐內(nèi)部的物料在蒸汽作用下實現(xiàn)燙漂的過程。一個脈動循環(huán)包含三個階段，分別是抽真空階段、通入蒸汽階段和蒸汽保持階段。王軍等[11]發(fā)現(xiàn)物料所處的介質(zhì)中包含大量水蒸氣及各種氣體，物料表面被一層不利于傳熱的細(xì)薄氣體和水包圍。同時物料內(nèi)部也存在阻礙熱量傳遞的細(xì)胞間空氣，細(xì)胞間空氣的存在還會造成罐裝過程罐體的變形和裂縫。抽真空階段能夠有效去除物料內(nèi)外不利于傳熱的空氣和水。通入蒸汽階段使蒸汽直接向物料傳熱，避免長時間傳熱造成營養(yǎng)成分和能耗的損失，此外高溫蒸汽會在低溫的物料表面冷凝，冷凝釋放的潛熱傳熱系數(shù)是一般液膜凝結(jié)的6～18 倍，進而使漂燙室內(nèi)各處的物料溫度均勻快速地上升。蒸汽保持一段時間后，對物料的燙漂作用降低，此時需要重復(fù)三個階段脈動過程。通過控制蒸汽壓力在一定的時間內(nèi)循環(huán)交替變化，從而保證燙漂快速進行。國內(nèi)這類技術(shù)與裝備的研究主要集中在中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，到目前為止，還未運用到肉蓯蓉加工上來。巨浩羽等[12]開展的百合真空蒸汽脈動燙漂處理研究表明，相比普通的連續(xù)蒸汽燙漂，真空蒸汽脈動燙漂可顯著提高百合的燙漂均勻性和一次性加工量。這從側(cè)面反映了真空蒸汽脈動燙漂技術(shù)用于肉蓯蓉燙漂滅酶的可行性。

2 肉蓯蓉干燥技術(shù)

肉蓯蓉干制品品質(zhì)與工藝設(shè)備密切相關(guān)，干燥設(shè)備的自控程度越高，商品的品質(zhì)越有保證。國內(nèi)外現(xiàn)有肉蓯蓉干燥的基本方法主要有自然晾曬法、烘干法、熱風(fēng)干燥法、氣體射流沖擊干燥法、真空冷凍干燥法等。

2.1 自然晾曬法

自然晾曬法是以太陽光為熱源，以自然風(fēng)為輔助進行干燥的一種方法。自然干制法存在干制時間長、衛(wèi)生條件差、環(huán)境無法控制、受天氣影響大等缺點。由于肉蓯蓉體積大、含糖量高，干燥困難，采用自然晾曬法一般需要2～4 個月，在雨水較多的季節(jié)極易發(fā)霉，所以采用自然晾曬方法加工的肉蓯蓉，其主要有效成分松果菊苷和毛蕊花糖苷的含量非常低。李建國[13]設(shè)計了一種帶有玻璃頂蓋的支架式肉蓯蓉晾曬裝置，該裝置利用有機玻璃采光好且能有效隔離強輻射的特點，考慮了晾曬肉蓯蓉對通風(fēng)、透氣性的要求，使肉蓯蓉在晾曬過程中能夠均勻風(fēng)干，不易發(fā)霉腐爛，保存時間更長。但由于物料長期暴露在日光條件下，易導(dǎo)致變色、變質(zhì)，影響內(nèi)在品質(zhì)和商品規(guī)格，無法滿足更高的要求。

2.2 烘干法

傳統(tǒng)的肉蓯蓉烘干是利用柴火加熱金屬容器至適合的溫度，將需要干燥的肉蓯蓉放入金屬容器中，操作人員根據(jù)經(jīng)驗將其炒制，達到烘干的目的。這種方法干燥量有限，工作效率低，勞動強度大，難以控制烘后的含水率，無法用于大批量的肉蓯蓉烘干處理。賈其煜[14]設(shè)計了一種電熱滾筒式肉蓯蓉烘干裝置，將不銹鋼滾筒加熱至設(shè)定溫度后，通過電動機帶動滾筒旋轉(zhuǎn)，通過熱傳導(dǎo)方式烘干肉蓯蓉，產(chǎn)品質(zhì)量良好。烘干法溫度需大于60 ℃，可以有效抑制肉蓯蓉中酶或微生物的活性，有利于藥效成分的保存和品質(zhì)的穩(wěn)定，但對于根莖類物料，易造成角質(zhì)樣變化。

2.3 熱風(fēng)干燥法

熱風(fēng)干燥又稱對流干燥，設(shè)備形式較多，如廂式干燥、隧道干燥、帶式干燥和流化床干燥等。目前大部分中藥材都采用廂式干燥方法（如電熱鼓風(fēng)干燥箱、烘房）進行干燥，以熱空氣作為干燥介質(zhì)，將熱量傳遞給干燥器中的物料，同時將從物料中蒸發(fā)出來的水分帶走。李彪[10]、王麗楠等[15]研究發(fā)現(xiàn)，肉蓯蓉在廂式干燥機內(nèi)干燥時，隨著干燥溫度的升高，其主要有效成分苯乙醇苷、多糖含量逐漸減低。楊建華等[8]對比了自然晾曬及不同溫度熱風(fēng)干燥后肉蓯蓉中苯乙醇苷的含量，研究發(fā)現(xiàn)，溫度高有助于提高肉蓯蓉干制品中苯乙醇苷的含量。葉文明[16]設(shè)計了一種肉蓯蓉滾筒式熱風(fēng)干燥裝置，使肉蓯蓉在滾筒內(nèi)旋轉(zhuǎn)過程中與熱風(fēng)接觸，相比于普通的廂式干燥方法，其干燥均勻性有所改善。

2.4 氣體射流沖擊干燥法

氣體射流沖擊干燥技術(shù)是將具有一定壓力的加熱氣體，經(jīng)一定形狀的噴嘴噴出，并直接沖擊物料表面的一種新型干燥方法。由于噴出的氣體具有較高的速度，且流體的流程短，氣體與物料表面之間產(chǎn)生非常薄的邊界層，因此，氣體射流沖擊干燥的對流換熱系數(shù)比一般熱風(fēng)干燥要高出幾倍至幾十倍，節(jié)約能耗20%～30%。杜友等[17]采用氣體射流沖擊干燥法對鮮管花肉蓯蓉切片進行干燥，研究了風(fēng)溫、風(fēng)速和切片厚度對干燥肉蓯蓉飲片色澤和有效成分含量的影響，結(jié)果表明，鮮肉蓯蓉飲片的最佳干燥工藝為風(fēng)溫70 ℃，風(fēng)速12 m/s，肉蓯蓉切片厚度2 mm。該工藝干燥的肉蓯蓉飲片半乳糖醇含量較高，色澤呈淡黃色，有效提高了其商品價值。氣體射流沖擊干燥技術(shù)應(yīng)用剛剛起步，未形成配套系列專用設(shè)備，生產(chǎn)成本高，有待于進一步研究和集成。

2.5 真空冷凍干燥法

真空冷凍干燥法是先將肉蓯蓉中的水分凍成冰晶，然后在較高真空度下將冰直接汽化除去。其干制品的品質(zhì)要明顯優(yōu)于自然干燥和熱風(fēng)干燥，不僅會使肉蓯蓉中含有的熱敏性物質(zhì)不發(fā)生變性或失活，且揮發(fā)性成分損失很少；干燥后的肉蓯蓉疏松多孔，呈海綿狀，加水后2～4 h 即可恢復(fù)原狀，體積幾乎不變[18]。因此，從營養(yǎng)物質(zhì)的損失、有效成分保存和復(fù)原性考慮，真空冷凍干制法是一種很好的干制方式，干制后可獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品。但真空冷凍干制技術(shù)設(shè)備投資費用高，且生產(chǎn)能力有限。

3 小結(jié)

目前，肉蓯蓉漂燙及干燥技術(shù)多以自然晾干為主，該過程易導(dǎo)致苯乙醇苷損失，因此科學(xué)合理的加工方法對肉蓯蓉品質(zhì)及功效的保證具有重要意義[19-22]。而各種加工方法對肉蓯蓉化學(xué)成分和藥效的影響研究還知之甚少，因此，還需進行跨學(xué)科綜合分析，進一步加強加工方法對化學(xué)或藥理的分析研究。

前期研究發(fā)現(xiàn)，真空蒸汽脈動燙漂技術(shù)和射流沖擊干燥法具有干燥時間短、產(chǎn)品有效成分含量高等優(yōu)點，在工業(yè)中有良好的應(yīng)用前景，但目前以上兩項技術(shù)的智能化水平還沒達到要求，解決這些不足之處，為新型燙漂技術(shù)及干燥技術(shù)的商業(yè)化推廣具有重要的意義。