不同熱風(fēng)干燥溫度對高良姜片品質(zhì)特性的影響

李照瑩 黃曉兵 周偉 張晴雯 彭芍丹 黃亮舞 阮榕生

摘? 要：為明確熱風(fēng)干燥溫度對高良姜片品質(zhì)特性的影響，以高良姜為原料，分別對60、70、80、90 ℃條件下干燥獲得的高良姜片的干燥時間、色澤、總酚、總黃酮和揮發(fā)性成分進行了比較分析。結(jié)果表明：高良姜片的干燥時間隨溫度升高而減小，60 ℃時干燥時間為29 h，90 ℃時縮短為11 h;高良姜片L*值隨溫度的升高而增大，a*值和b*值則整體呈下降趨勢;總酚和總黃酮含量隨干燥溫度升高呈現(xiàn)波動趨勢，在80 ℃時，總酚和總黃酮的含量最高，分別為（5.70±0.06）mg/g和（37.71±0.44）mg/g;從不同溫度干燥的高良姜片中共鑒定出61種揮發(fā)性化合物，主要包括醇類、醚類、酮類、萜烯類和酯類，其中特征成分1，8-桉葉素相對含量隨溫度升高而逐漸降低，70 ℃時最高為21.15%，90 ℃時最低為17.46%。研究結(jié)果表明，兼顧高良姜的干燥效率和品質(zhì)因素，80 ℃是較為適宜的熱風(fēng)干燥溫度，這可為高良姜片干燥的實際應(yīng)用提供技術(shù)指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：高良姜片;熱風(fēng)干燥;揮發(fā)性成分;品質(zhì)特性

中圖分類號：TS255.3? ? ? 文獻標(biāo)識碼：A

Abstract： In order to study the influence of hot air drying temperature on the quality of Alpinia officinarum Hance slices， hot air drying was performed on A. officinarum Hance slices at 60， 70， 80 and 90 ℃， respectively， and the color， total phenols， total flavonoids and volatile compounds were analyzed. The results showed that with the temperature increasing， the drying time of A. officinarum Hance slices was shortened from 29 h at 60 °C to 11 h at 90 ℃. The L* value of dried slices showed an increasing trend while the a* and b* colour values showed a downward trend when temperature increasing. The content of total phenols and total flavonoids fluctuated with the increase of drying temperature， which reached the highest value at 80 ℃， respectively （5.700.06）mg/g and （37.71±0.44）mg/g. A total of 61 volatile compounds were identified from the A. officinarum Hance slices at different temperatures， mainly including alcohols， ethers， ketones， terpenes and esters. As the characteristic volatile compound， 1，8-cineole relative content showed a gradual decrease with the temperature increasing， the highest was 21.15% at 70 ℃， and the lowest was 17.46% at 90 ℃. This study indicated that 80 ℃ was a suitable temperature for hot air drying considering the drying efficiency and quality of A. officinarum Hance， which could provide technical guidance for the practical application of the drying of A. officinarum Hance slices.

Keywords： Alpinia officinarum Hance slices; hot air drying; volatile components; quality characteristic

DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.01.032

高良姜（Alpinia officinarum Hance）是姜科山姜屬植物高良姜的干燥根莖，主產(chǎn)于我國廣東、海南、福建、云南、臺灣等地，為常用中藥之一[1-2]，其中以廣東徐聞縣龍?zhí)伶?zhèn)所產(chǎn)高良姜質(zhì)量最優(yōu)，為道地高良姜[3]，2006年徐聞高良姜被評為國家地理標(biāo)志保護產(chǎn)品。據(jù)報道高良姜藥理活性極強，其提取物具有抗菌、抗氧化、抗病毒、抗癌、保護腦血管和胃黏膜損傷、改善實驗小鼠記憶獲得性障礙等多種功效[4-7]，目前除作為世界著名漢藥萬金油最主要原料外，還廣泛用于食品、化妝品和藥品添加劑的制備。研究表明高良姜中所含化學(xué)成分非常復(fù)雜，國外學(xué)者從其中分離的活性化學(xué)成分以揮發(fā)油、酚類、黃酮類和二苯基庚烷類為主，也含有少量糖苷類、甾醇類和苯丙素類[8-10]。其中，高良姜根莖中揮發(fā)油含量高達1.5%左右[11]，辛香氣味與揮發(fā)油成分密不可分，因此揮發(fā)性組分是判斷高良姜質(zhì)量優(yōu)劣的重要指標(biāo)[12]。

2.1? 熱風(fēng)干燥溫度對干燥時間的影響

水分含量是影響干制高良姜干燥時間和產(chǎn)品貨架期的重要因素，前期研究結(jié)果[18]表明，水分含量在10%以下時，高良姜在密封條件下中可以長期貯藏?！吨腥A人民共和國藥典》[1]是目前唯一約定高良姜品質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)，其要求干燥高良姜段的水分含量不高于16%，高良姜片不高于13%。因此，本研究中的高良姜是否達到烘干標(biāo)準(zhǔn)主要以其水分含量衡量。由表1可以知，隨著干燥溫度升高，高良姜（新鮮的高良姜水分含量為（83.66± 1.78）%干燥時間隨之縮短。其中高良姜在60 ℃溫度下的干燥時間最長為29 h，其水分含量可降低至（5.33 1.09）%。在高于90 ℃時，11 h即可完成干燥過程，且水分含量可降低到（4.27±0.88）%。彭芍丹等[13]的研究發(fā)現(xiàn)，在切片厚度為2 cm時，高良姜片在60 ℃條件下熱風(fēng)干燥至水分含量11.69%需耗時36 h。由對比可知，厚度也是制約干燥效率的關(guān)鍵因素之一。因此，在較好地保留高良姜活性物質(zhì)的前提下，適當(dāng)提高干燥溫度、減小切片厚度可大幅提高高良姜的干燥效率。

2.2? 熱風(fēng)干燥溫度對高良姜片色澤的影響

表2為不同干燥溫度對高良姜片切面和側(cè)面色澤的影響，整體上L*值隨著干燥溫度的升高而呈現(xiàn)增加趨勢，而a*值和b*值則隨溫度升高而降低，表明高良姜的色澤隨溫度升高而逐漸變亮，褐變程度在降低。進一步推測，60 ℃干燥時，由于干燥時間長，發(fā)生褐變的程度更高一些;而在70 ℃和80 ℃條件下，干燥時間相同時，溫度越高，則L*值越低，a*值越高，表現(xiàn)為外觀亮度降低，褐變程度增加;而在90 ℃狀態(tài)下，高良姜片亮度明顯增加，褐變程度也有所下降，導(dǎo)致的原因可能是：（1）高溫使部分呈色物質(zhì)降解;（2）高溫鈍化了參與褐變反應(yīng)的酶[19];（3）高良姜快速失水而發(fā)生質(zhì)構(gòu)變化所致;（4）在低溫或日曬狀態(tài)下，由于長時間加熱，導(dǎo)致酚類物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)而產(chǎn)生褐變[20-22]。因此，《中華人民共和國藥典》[1]在曬制工藝的基礎(chǔ)上，明確高良姜和高良姜片的外觀色澤，即表面棕紅色至暗褐色或暗棕色，斷面灰棕色或紅棕色[1]，這正是高良姜在曬干過程中發(fā)生褐變的結(jié)果。

2.3? 熱風(fēng)干燥溫度對高良姜片總酚和總黃酮含量的影響

酚類和黃酮類物質(zhì)是普遍存在于植物中的活性成分，其含量高低在一定程度上也反應(yīng)了功能的強弱。本研究對不同熱風(fēng)干燥溫度下高良姜片中的總多酚和總黃酮含量進行了分析，結(jié)果如圖1、圖2所示。從圖中可以看出，干燥溫度對高良姜片的黃酮、多酚含量有顯著影響（P<0.05）。隨著干燥溫度升高，高良姜中的總酚和總黃酮含量呈現(xiàn)先增后減的趨勢，80 ℃條件下多酚和黃酮含量明顯高于60 ℃和70 ℃條件下的含量，原因可能是在相對低溫干燥時物料中的氧化酶未完全失活，從而導(dǎo)致多酚和黃酮物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)[23];在90 ℃條件下多酚、黃酮化合物含量都呈現(xiàn)降低趨勢，可能是因為在高溫下，多酚及黃酮類物質(zhì)發(fā)生了分解或聚合反應(yīng)[20]，因此，建議在不高于80 ℃條件下進行干燥，可使高良姜中活性組分得到較好保留。在《中華人民共和國藥典》[1]中，僅規(guī)定了高良姜素含量不低于0.7%，高良姜素屬于黃酮類化合物，植物功能作用的發(fā)揮往往是多種活性成分共同作用的結(jié)果[24]，而黃酮類和酚類化合物總量是能夠較好反映植物活性的基礎(chǔ)物質(zhì)，因此本研究僅對黃酮和酚類物質(zhì)含量進行研究。

2.4? 不同干燥溫度制備的高良姜片揮發(fā)性組分比較

2.4.1? 不同干燥溫度制備的高良姜揮發(fā)性成分的分析及鑒定? 對所得樣品進行GC-MS分析，并采用峰面積歸一化法確定各組分峰相對含量，結(jié)果見表3和圖3。由表3可知，從不同干燥溫度所得高良姜片中共分離鑒定出61種化合物，主要為醇類、酚類、酐類、醚類、萜烯類、酮類、酯類化合物，其中，1，8-桉葉素、α-松油醇、α-法尼烯、γ-杜松烯、石竹烯、反式佛手柑油烯為高良姜的特征性組分，1，8-桉葉素含量最高，相對含量在17.46%～ 21.15%之間，與相關(guān)報道一致[1， 19-21]。

熱風(fēng)干燥溫度對高良姜揮發(fā)性物質(zhì)含量有明顯影響。從圖3可以直觀看出，隨著溫度的升高，包括1，8-桉葉素在內(nèi)的分子量較小、揮發(fā)度高的化合物，其相對含量呈現(xiàn)下降趨勢;而α-法尼烯、γ-杜松烯等分子量較高、揮發(fā)度相對較低的化合物，其相對含量整體上隨溫度的升高而增加。主要原因是高揮發(fā)度的物質(zhì)在干燥過程中會隨著原料中水分的向外遷移而快速揮發(fā)，而低揮發(fā)度的物質(zhì)隨水分揮發(fā)的速度較慢，從而導(dǎo)致在高溫條件下高良姜片中大分子物質(zhì)得到較好保留，其含量也相對提高。若從產(chǎn)品角度考慮，能夠保持高良姜特征性成分的干燥方式都是可以接受的，而溫度過高則容易使1，8-桉葉素等高揮發(fā)性化合物大量揮發(fā)，不利于高良姜香氣的保留，因此，根據(jù)生產(chǎn)需要可選擇80 ℃及以下溫度條件進行生產(chǎn)。

2.4.2? 不同溫度制備高良姜的揮發(fā)性成分分類分析? 由表4可知，高良姜揮發(fā)性成分主要包括醇類、醚類、酮類、萜烯類和酯類等5種類型化合物，總相對含量占98%以上。其中，相對含量最高的是萜烯類化合物，其次是醚類和醇類化合物，最低是酯類化合物。隨著干燥溫度的升高，醚類物質(zhì)相對含量呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，萜烯類、醇類物質(zhì)總體呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢，這主要與化合物性質(zhì)和物料中水分的遷移速率有關(guān)，而酮類和酯類化合物含量相對穩(wěn)定。

本研究中所體現(xiàn)的醚類化合物以及表3中少量的酐類化合物在其他報道[14-16， 24]中鮮有提及，此外酮類物質(zhì)總含量偏低，且沒有報道中所提醛類物質(zhì)。這可能是由于在干燥過程中，醛類物質(zhì)被氧化為揮發(fā)性酸或生成的酸與醇類物質(zhì)反應(yīng)形成酯;酸類物質(zhì)受熱脫水形成丁酸酐、戊酸酐等酐類物質(zhì);大量的醇類也在此過程中分子間脫水形成醚類物質(zhì)，以上現(xiàn)象有待進一步研究考證。

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責(zé)任編輯：崔麗虹