詹 歌 孫艷輝 嚴(yán)佳慧 王金濤 孫夢(mèng)媛 龍 門

(1. 滁州學(xué)院生物與食品工程學(xué)院，安徽 滁州 239000；2. 安徽省熱敏性物料加工工程技術(shù)中心，安徽 滁州 239000)

滁菊屬菊目菊科植物，又名“白菊”“甘菊”，產(chǎn)于安徽滁州，屬藥、茶兩用佳品。滁菊入藥時(shí)可治療高血壓、冠心病等病癥；做茶飲時(shí)，可以清風(fēng)散熱、舒筋活血和排毒養(yǎng)顏。此外，滁菊還可作枕明目、治療目赤腫痛和頭痛弦暈，其藥用價(jià)值名列中國四大藥菊(滁菊、杭菊、懷菊、亳菊)之首[1]。滁菊含有黃酮類化合物、氨基酸、揮發(fā)油和微量元素等有效成分[2]，具有很好的抗氧化、抑菌、抗衰老、抗病毒和抗炎功效[3-4]。

鮮菊花水分含量較高，不易貯藏保鮮，因此通常采用殺青后直接干燥的加工方法進(jìn)行貯藏。而不同的干燥方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)菊花品質(zhì)的影響也有差異。Yuan等[5]考察了陰干、曬干、直接烘干對(duì)小白菊品質(zhì)的影響；結(jié)果顯示陰干小白菊中的酚類物質(zhì)含量最高，具有最強(qiáng)的抗氧化活性；Kim等[6]研究顯示遠(yuǎn)紅外干燥野菊花中總酚含量、總黃酮含量和抗腫瘤活性顯著高于陰干野菊花。目前針對(duì)滁菊的研究主要集中在藥理作用、化學(xué)成分等方面[7-9]，而關(guān)于干燥方式對(duì)滁菊品質(zhì)影響的研究較少，僅徐建[10]就5種傳統(tǒng)干燥方式滁菊中綠原酸、木犀草苷、二咖啡酰基奎寧酸的含量進(jìn)行了分析和比較，缺乏新型干燥方式對(duì)滁菊生物活性及風(fēng)味影響的研究。

本研究擬以滁菊為研究對(duì)象，分別通過真空冷凍、熱泵、熱風(fēng)干燥3種干燥方式對(duì)其進(jìn)行處理，并比較分析不同干燥方式對(duì)滁菊的抗氧化和抑菌性能、香氣成分以及感官特性的影響，以期確定滁菊干燥工藝，為滁菊的穩(wěn)定加工提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮滁菊：滁州市滁菊研究所；

金黃色葡萄球菌(NCTC 6538)、大腸桿菌(ATC25922)：北京陸橋技術(shù)有限公司；

DPPH、ABTS、TBA、BHT、VC、亞油酸、卵黃脂蛋白等生化試劑：國藥集團(tuán)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

電子天平：JA2003B型，上海越平科學(xué)儀器有限公司；

紫外可見分光光度計(jì)：T6新世紀(jì)型，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；

冷凍干燥機(jī)：SCIENTZ-10ND型，寧波新芝生物科技股份有限公司；

生化培養(yǎng)箱：LRH-250A型，韶關(guān)市泰宏醫(yī)療器械有限公司；

電熱鼓風(fēng)干燥箱：GZX-9240 MBE型，上海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；

臺(tái)式低速離心機(jī)：L530型，湖南湘儀實(shí)驗(yàn)室儀器開發(fā)有限公司；

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器：YRE-301型，鞏義市予華儀器有限責(zé)任公司；

CAR/PDMS萃取頭：75 μm，美國Supelco公司；

氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀：7890A/5975C型，美國安捷倫公司；

數(shù)控超聲波清洗器：KQ3200DA型，昆山市超聲儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品制備方法 選擇沒有蟲害和病斑的新鮮滁菊，100 ℃ 殺青5 min，瀝干冷卻，分別采用如下工藝對(duì)滁菊進(jìn)行干燥處理：

(1) 真空冷凍干燥工藝(T1)：將平鋪一層滁菊的料盤置于干燥倉隔板上，設(shè)置隔板溫度-30 ℃，常壓下冷凍4 h；然后擱板溫度30 ℃、真空度8 Pa條件下將樣品干燥至含水率為10%左右時(shí)停止干燥，密封保存?zhèn)溆貌⒂涗浉稍飼r(shí)間。

(2) 熱泵干燥工藝(T2)：將平鋪一層滁菊的料盤置于冷風(fēng)干燥室中，然后在溫度為40 ℃、風(fēng)速為2.5 m/s、相對(duì)濕度40%的條件下將樣品干燥至含水率為10%左右時(shí)停止干燥，密封保存?zhèn)溆貌⒂涗浉稍飼r(shí)間。

(3) 熱風(fēng)干燥工藝(T3)：將平鋪一層滁菊的料盤置于鼓風(fēng)干燥箱中，然后在60 ℃條件下將樣品干燥至含水率為10%左右時(shí)停止干燥，密封保存?zhèn)溆貌⒂涗浉稍飼r(shí)間。

1.3.2 滁菊水提物制備 稱取100 g干燥滁菊，按料水比為1∶7.5 (g/mL)加入沸水浸提3次，每次浸提10 min，合并濾液并通過真空濃縮、冷凍干燥得到滁菊水提物。

1.3.3 抗氧化能力測(cè)定

(1) DPPH自由基和ABTS自由基清除能力：參照Zhan等[11]的測(cè)定方法。分析3種干燥方式滁菊水提物在添加量分別為1.0，2.0，3.0，4.0，5.0，6.0 mg/mL時(shí)對(duì)兩種自由基的清除能力，同時(shí)以VC為陽性對(duì)照(n=3)。

(2) 脂質(zhì)過氧化抑制能力：分別參照And等[12]和陳彩薇等[13]的測(cè)定方法。分析3種不同的滁菊水提物在添加量為1.0，2.0，3.0，4.0，5.0，6.0 mg/mL時(shí)對(duì)亞油酸及卵黃脂蛋白的抑制能力，同時(shí)以BHT為陽性對(duì)照(n=3)。

1.3.4 抑菌活性測(cè)定 參考Edziri等[14]的方法測(cè)定最低抑菌濃度(MIC)及最低殺菌濃度(MBC)。將滁菊水提物用Muller-Hinton broth(MHB)液體培養(yǎng)基調(diào)節(jié)為不同濃度梯度。取95 μL 樣品溶液與5 μL菌液(106CFU/mL)在96微孔板中混勻，置于37 ℃恒溫箱中培養(yǎng)24 h。MIC是指完全抑制細(xì)菌的生長所需樣品的最低濃度。吸取澄清孔中培養(yǎng)液涂布在Muller-Hinton agar(MHA)固體培養(yǎng)基平皿上，于37 ℃培養(yǎng)24 h，將無菌生長的最小樣品濃度定義為MBC。

1.3.5 揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)測(cè)定 取滁菊4 g放于100 mL燒杯中，錫箔紙密封后在60 ℃平衡10 min，再將萃取頭(75 μm CAR/PDMS)置于滁菊上方吸附30 min，立即插入氣相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用儀(gas chromatography-mass spectrometer，GC-MS)進(jìn)樣，解析時(shí)間2 min。

色譜條件：HP-5毛細(xì)管柱(30 m×250 μm，0.25 μm)；進(jìn)樣口采用不分流模式；溫度250 ℃；載氣(He)流量為1.2 mL/min；升溫程序：起始柱溫40 ℃，保持3 min，以3 ℃/min 升到160 ℃，保持2 min，然后以8 ℃/min升至220 ℃，保持3 min。

質(zhì)譜條件：離子源EI，接口溫度250 ℃，離子源溫度230 ℃，四極桿溫度150 ℃。電子能量70 eV，質(zhì)量掃描范圍(m/z)40～450 amu。

揮發(fā)性風(fēng)味化合物分析：將分離出的化合物的質(zhì)譜數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)檢索標(biāo)準(zhǔn)譜圖庫進(jìn)行對(duì)比確認(rèn)揮發(fā)性物質(zhì)的組成；采用峰面積歸一法確定揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的相對(duì)含量[15]。

1.3.6 感官評(píng)定方法 參照GB/T 19692—2008和黃風(fēng)格等[16]的方法對(duì)不同干燥方式的滁菊干花及沖泡后滁菊茶進(jìn)行感官評(píng)定，具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表1。

1.3.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析 所有數(shù)據(jù)利用Microsoft Excel 2010進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，用SAS 9.2進(jìn)行ANOVA分析，不同平均值之間利用LSD(Least-Significant Difference)法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)(X±SDV，n=3)。

2 結(jié)果與分析

2.1 對(duì)滁菊抗氧化性能的影響

2.1.1 自由基清除能力 圖1對(duì)不同干燥方式的滁菊水提物對(duì)DPPH自由基及ABTS自由基的清除作用進(jìn)行了比較。測(cè)試樣品均有不同程度的清除作用，且在相應(yīng)的濃度范圍內(nèi)，清除率和樣品濃度呈現(xiàn)較好的量效關(guān)系。其中，真空冷凍干燥后的滁菊水提物(T1)對(duì)2種自由基的清除作用最強(qiáng)，顯著(P<0.05)高于其他處理組；其次為熱泵干燥處理組(T2)；而熱風(fēng)干燥的滁菊水提物(T3)自由基清除能力相對(duì)較差。此外，與VC處理組相比，當(dāng)不同水提物添加量分別超過4，3 mg/mL 時(shí)，其對(duì)DPPH自由基和ABTS自由基的清除能力均超過同量VC的。

表1 滁菊感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

圖1 干燥方式對(duì)滁菊自由基清除能力的影響

2.1.2 脂質(zhì)過氧化抑制能力 不同處理組滁菊水提物的亞油酸和卵黃脂質(zhì)過氧化抑制能力結(jié)果見圖2。從圖2可以看出，滁菊水提物能顯著(P<0.05)抑制亞油酸及卵黃脂的氧化，并呈濃度依賴關(guān)系。其中，真空冷凍干燥處理組(T1)對(duì)2種脂質(zhì)的氧化抑制率最大，在添加量為6 mg/mL時(shí)，對(duì)亞油酸和卵黃脂的氧化抑制率分別為59.52%和54.53%；其次為熱泵干燥處理組(T2)，最后為熱風(fēng)處理組(T3)。3個(gè)處理組對(duì)脂質(zhì)氧化的抑制率均顯著(P<0.05)低于等量BHT的。

綜上，不同干燥方式滁菊水提物的抗氧化活性均隨著添加量的增加而提高，并且表現(xiàn)為T1>T2>T3。這主要是因?yàn)榫栈ㄖ杏休^多的黃酮、多酚、揮發(fā)油等抗氧化物質(zhì)[17-19]，而較高溫度的熱風(fēng)干燥會(huì)加速這些物質(zhì)的分解[20]。

2.2 對(duì)滁菊抑菌性能的影響

MIC和MBC值是用來定量分析抑菌物質(zhì)的抑菌效力，表現(xiàn)為MIC和MBC值越小抑菌能力越強(qiáng)[21]。由表2可看出，真空冷凍干燥處理組(T1)對(duì)2種供試菌具有最小的MIC值，即抑制效果最好，分別為40(金黃色葡萄球菌)，35(大腸桿菌)mg/mL；而熱泵干燥處理組(T2)和熱風(fēng)處理組(T3)對(duì)2種致病菌具有相同的抑制效力，且明顯弱于T1，MIC值均為45(金黃色葡萄球菌)，40(大腸桿菌) mg/mL；但3種不同干燥方式的滁菊水提物對(duì)2種供試菌具有相同的MBC(60 mg/mL)。此外，不同處理組對(duì)金黃色葡萄球菌作用的MIC均大于大腸桿菌，表明滁菊水提物對(duì)大腸桿菌的殺菌作用效果更明顯。這主要是因?yàn)榻瘘S色葡萄球菌為革蘭氏陽性菌，其細(xì)胞壁對(duì)細(xì)胞膜及其內(nèi)容物有較強(qiáng)的保護(hù)作用[22]。

圖2 干燥方式對(duì)滁菊脂質(zhì)過氧化抑制能力的影響

表2 干燥方式對(duì)滁菊抑菌能力的影響

菊花中富含豐富的有機(jī)酸、黃酮類、萜類、甾體類等有效成分，其中含有大量的還原基團(tuán)，對(duì)致病菌具有抑制作用[23]。而真空冷凍干燥能夠較好地保留滁菊中原有組分，因此該方式處理的滁菊具有更明顯的抑菌效果。

2.3 對(duì)揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)影響

由表3可知，從干制滁菊中共檢測(cè)到121種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，包括31種烴類、48種萜烯類、10種酮類、6種醛類、9種醇類、5種酯類、4種含氮化合物、3種酚類、3種酸類、異丙基乙烯基醚和白菖油萜環(huán)氧化物。T1、T2、T3組中分別檢測(cè)到71，88，56種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)。

從表3還可以看出，萜烯類是干制滁菊最主要的風(fēng)味物質(zhì)，含量分別為59.74%(T1)，46.70%(T2)，63.28%(T3)，種類也均為最多。其中β-瑟林烯和月桂烯在3種干制滁菊中占有比例較高(>8%)，它們具有強(qiáng)烈持久辛香、藥草香氣，常被用于調(diào)配香水、化妝品、香皂香精，具有抗病毒、抗生育、抗?jié)⑹幍榷喾N活性[24-25]；而α-長葉蒎烯是熱風(fēng)干燥滁菊中(T3)特有的萜烯類香氣成分，含量達(dá)到14.34%。其他種類的萜烯類物質(zhì)在不同產(chǎn)品中的種類和含量也存在一定的差異，但對(duì)滁菊的香味也有一定的貢獻(xiàn)，如β-欖香烯是菊花辛辣氣味的主要風(fēng)味成分[26]；別羅勒烯和羅勒烯具有草香、花香并伴有橙花油氣息[27]。

在3種干制滁菊中烴類物質(zhì)的種類和含量?jī)H次于萜烯類，其中姜黃烯含量最為豐富，是T2(17.89%)和T3(18.61%)中含量最高的揮發(fā)性物質(zhì)，在T1中的含量也僅次于β-瑟林烯(22.02%)，達(dá)到12.38%，對(duì)滁菊的風(fēng)味起到重要作用。姜黃烯是姜制品中常見的風(fēng)味物質(zhì)，具有獨(dú)特的芳香風(fēng)味和辛辣口感，同時(shí)顯示出良好的生理活性[28]。其他烴類物質(zhì)風(fēng)味閾值普遍較高且含量較低，對(duì)原料整體風(fēng)味變化影響不大。

酮類化合物貢獻(xiàn)的花果香味具有優(yōu)異持久的特點(diǎn)。其中3,5-辛二烯-2-酮、6-甲基-3,5-戊二烯-2-酮和3-甲基苯乙酮為3種滁菊共有物質(zhì)；2-茨酮、3,3-二氯樟腦僅存在于T1、T2中，它們賦予滁菊清涼的草藥香味。

表3 干燥方式對(duì)滁菊揮發(fā)性成分的影響?

續(xù)表3

? “-”表示未檢出。

3種方式干燥滁菊的醛類、醇類和酯類呈香物質(zhì)主要包括正己醛、苯甲醛、2-茨醇、乙酸冰片酯、乙酸薰衣草酯，其中正己醛具有青草味[29]；苯甲醛具有特殊的杏仁氣味[30]；2-茨醇和乙酸冰片酯具有樟腦香氣[31]；乙酸薰衣草酯帶有薰衣草的香韻[32]。而含氮化合物、酚類、酸類、異丙基乙烯基醚和白菖油萜環(huán)氧化物等風(fēng)味物質(zhì)在干制滁菊中檢測(cè)到的含量較少。

綜上可以看出，在不同干燥處理的滁菊中，揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的種類和含量均存在一定的差異。這可能是滁菊在不同方式干燥過程中發(fā)生了多種反應(yīng)造成的，如美拉德反應(yīng)、脂肪酸氧化、聚合及降解等[33]。

2.4 感官評(píng)價(jià)結(jié)果

表4為不同干燥處理滁菊的感官評(píng)分結(jié)果。從表4中可以看出，T1組滁菊有最高的感官評(píng)分為84.33，其次為T2組(79.00)，評(píng)分最低組為T3組(64.00)，顯著(P<0.05)低于其他2組。并且在外形、顏色、氣味、滋味方面，T1及T2的評(píng)分結(jié)果均顯著(P<0.05)高于T3的，即真空冷凍干燥處理工藝及熱泵干燥均能更有效地完成對(duì)采后滁菊的脫水干燥處理，并且干燥后的滁菊有相對(duì)較高的感官品質(zhì)。

表4 干燥方式對(duì)滁菊感官評(píng)價(jià)的影響?

? 同列不同字母表示差異顯著(P<0.05)。

2.5 干燥工藝耗時(shí)分析

3種干燥工藝耗時(shí)測(cè)試結(jié)果如圖3所示，其中真空冷凍干燥方式(T1)凍結(jié)時(shí)間為3 h，干燥時(shí)間為16.5 h，總干燥工藝耗時(shí)為19.5 h；熱泵干燥工藝(T2，18 h)耗時(shí)顯著低于T1(P<0.05)，是熱風(fēng)干燥(T3，7.5 h)耗時(shí)的2倍以上。

不同字母表示差異顯著(P<0.05)

3 結(jié)論

經(jīng)3種干燥方法制備的滁菊都具有一定的抗氧化和抑菌能力，表現(xiàn)為T1>T2>T3。萜烯類是3種干制滁菊的主要揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，相對(duì)含量均達(dá)到45%以上。其他風(fēng)味物質(zhì)在不同產(chǎn)品中的種類和含量均存在一定的差異，它們共同對(duì)滁菊的風(fēng)味做出貢獻(xiàn)。感官評(píng)價(jià)結(jié)果顯示真空冷凍干燥(T1)能夠較好地保持新鮮滁菊的外形和色澤，沖泡后具有滁菊特有的香氣和滋味。綜上，真空冷凍干燥適用于高品質(zhì)、高附加值滁菊干制品加工，值得進(jìn)一步推廣應(yīng)用，但由于該方法干制時(shí)間相對(duì)較長，后期還需進(jìn)一步對(duì)干燥工藝進(jìn)行優(yōu)化，縮短干制時(shí)間，以適應(yīng)滁菊干制品的大規(guī)模生產(chǎn)。