遠紅外輔助脈沖真空干燥與傳統(tǒng)干燥方法對枸杞子制干效果對比△

潘旭，許保海，張靜，王裴芳

北京積水潭醫(yī)院，北京 100035

枸杞子是國家衛(wèi)生健康委員會公布的藥食同源中藥材之一，其含有一系列生物活性成分，如多糖、維生素C 和總黃酮等，有促進膠質新陳代謝、修復心肌損傷、刺激免疫系統(tǒng)，甚至保護肝功能、抗腫瘤和抗衰老等功效[1]。

新鮮枸杞子即使在冷藏條件下，也會由微生物引起變質。因此，干燥是枸杞子生產必不可少的加工過程。傳統(tǒng)干燥方法是曬干和熱風烘干。枸杞子表皮有一層薄薄的蠟質，影響水分從內部向外部的擴散。為了縮短干燥時間，往往在枸杞子表面涂抹除蠟劑，然后清洗干燥。傳統(tǒng)除蠟劑為碳酸鈉（Na2CO3）稀溶液，近年來也有用亞硫酸鈉（Na2SO3）溶液作除蠟劑的[2]。但是傳統(tǒng)干燥方法受天氣影響較大，需要較大面積的開放區(qū)域，勞動力成本高且需長達4～5 d的干燥時間，并易遭受灰塵等污染。Na2SO3溶液殘留可引發(fā)食品安全風險，干燥過程中易霉變，干燥后干果褐變嚴重，含水量不均[3]。部分干果在表皮上會出現(xiàn)白色斑點，直接影響枸杞子外觀和營養(yǎng)成分的保留。

目前，除了傳統(tǒng)干燥方法，微波干燥、冷凍干燥、真空脈動干燥等也用于中藥材的干燥，但均具有不同程度的優(yōu)缺點，在此基礎上研發(fā)的遠紅外輔助脈沖真空干燥方法是一種利用遠紅外輻射在脈沖真空條件下加熱物料的新型干燥技術，可利用真空壓力下的脈沖操作，增強干燥室中干燥介質（空氣）的循環(huán)來提高干燥速率，有效地去除表面水分[4]，防止氧化、褐變等生物化學反應，使物料的色澤和營養(yǎng)成分得到最大程度的保留。

為篩選出適宜枸杞子的干燥加工技術和工藝，以遠紅外輔助脈沖真空干燥方式為主要研究對象，對比曬干、熱風烘干、真空冷凍干燥3 種干燥方式對枸杞子干燥后質量的影響，研究分析不同制干方式對枸杞子感官品質、色澤、復水特性和內在成分的影響，為完善枸杞子的干燥加工方法提供參考。

1 材料

1.1 儀器

自動控溫熱風烘干機（湘潭鑫源自控設備制造有限公司）；Christ EPSILON 2?4 型冷凍干燥機（德國Marin Christ 公司）；遠紅外真空脈動干燥機（寧夏杞之信農業(yè)科技有限公司）；759S 型紫外?可見分光光度計（北京盛明陽公司）；3nhNR?110 型色差儀（深圳市三恩時科技有限公司）；HHS?1 型數(shù)顯恒溫水浴鍋（浙江紹興上虞科銳儀器有限公司）；SP402型電子天平［奧豪斯儀器（上海）有限公司］；2030型高效液相色譜儀（日本島津公司）；堿性氧化鋁固相萃取柱［博雅匯聚（北京）科技有限公司］。

1.2 試藥

對照品D?無水葡萄糖（批號：110833?201707，純度≥99%）、甜菜堿（批號：110894?201604，純度≥98%）、蘆丁（批號：100080?201811，純度：91.6%）均購自中國食品藥品檢定研究院；抗壞血酸（批號：BWJ4260?2016，分析純，河南拓洋生物科技有限公司）；磷酸、乙醇、苯、甲醇、硫酸、苯酚、乙醚等試劑均為分析純［福晨（天津）化學試劑有限公司］。

1.3 供試品制備

鮮枸杞子樣品為“寧杞一號”，由寧夏中寧縣舟塔鄉(xiāng)枸杞子種植基地提供，經中國食品藥品檢定研究院主任藥師張繼鑒定為茄科植物寧夏枸杞Lycium barabarumL.的干燥成熟果實。為確保樣品物理特性的一致性，選擇了相同大小的枸杞子［平均半徑為（4.5±0.5）mm、長度為（18.0±2.0）mm、質量為（0.9±0.1）g］。仔細檢查，去除破損、變色的樣品。將實驗用枸杞子共120 kg 包裝在密封塑料袋中，放在冰箱中，保持溫度41 ℃和相對濕度90%約1 d 以平衡水分。

1.3.1 脫蠟 90 kg 枸杞子用3%食用碳酸氫鈉（NaHCO3）溶液進行脫蠟處理，浸泡5 min 后控干，將其中30 kg自然晾干、30 kg烘干房烘干、30 kg凍干干燥。同時，將30 kg未脫蠟處理的鮮枸杞子進行遠紅外真空脈沖干燥。

1.3.2 干燥 各樣品干燥方法見表1。

表1 各枸杞子樣品制干方法及判斷標準

2 方法

2.1 含水量

干燥過程中檢測樣品的含水量，檢測依據(jù)是GB/T 18672—2002枸杞[5]。

2.2 色澤的測定

新鮮枸杞子和干枸杞子的顏色屬性使用色差儀根據(jù)CIELAB參數(shù)明度（L*）、紅色/綠色（a*）和黃色/藍色（b*）進行測量。將4種干燥方式制得的枸杞子樣品顏色與鮮枸杞子顏色進行比較。根據(jù)方程計算總色差（ΔE）、色度（C）。每個樣品在壓碎后分成3份，計算平均值。

式中，L*、a*、b*為干燥處理的枸杞子色澤；a正值時為紅，負值時為綠；b正值時為黃，負值時為藍；L*0、a*0、b*0為枸杞子干燥處理前的色澤。

2.3 枸杞子的復水性

當浸泡在熱水中時，干燥枸杞子恢復到其原始狀態(tài)的能力由再水化率（RR）來描述。復水實驗按照Doymaz 描述的方法進行[6]。所有實驗進行3 次，復水比按公式（3）計算。

式中G復表示枸杞子吸水后瀝干的質量；G干表示枸杞子的質量。

2.4 枸杞子內在成分的測定

2.4.1 維生素C 的測定 依據(jù)《食品中抗壞血酸的測定方法》（GB 5009.86—2016）中的高效液相色譜法測定[7]。

2.4.2 總黃酮的測定 依據(jù)《保健食品檢驗與評價技術規(guī)范（2003版）》中總黃酮的測定方法測定[8]。

2.4.3 枸杞多糖、甜菜堿含量的測定 根據(jù)《中華人民共和國藥典》（以下簡稱《中國藥典》）2020年版枸杞項下方法測定[9]。

2.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計評價方法

使用R 語言（4.01）軟件，運用層次分析法（方根法）進行綜合評價[10]。各指標相對重要性評分體系參考文獻［11］進行。為使數(shù)據(jù)具有統(tǒng)一性，先對評價指標進行歸一化。正向指標為復水比及維生素C、總黃酮、枸杞多糖、甜菜堿含量，負向指標為ΔE、干燥時間（t）。歸一化公式分別為（4）、（5）。

式中，yi為歸一值，xi為指標實際值，xmax和xmin分別為指標最大值和最小值。構建評價指標成對比較判斷優(yōu)先矩陣，見表2。以方根法計算各指標成分的權重系數(shù)及隨機一致性比率。作為中藥的枸杞子，其藥用價值主要體現(xiàn)在有效成分的含量，然后才是感官，各指標權重系數(shù)由高到低為枸杞多糖0.328、甜菜堿0.232、維生素C 0.159、總黃酮0.107、復水比0.070，ΔE0.048，感官0.033、時間0.023；隨機一致性比率（CR）=一致性指標（CI）/平均隨機一致性指標（RI），當CR＜0.1 時，判斷矩陣具有滿意的一致性，且權重計算正確[10]。按照公式（4）、（5）進行加權，得出層次分析綜合評分（S）。

表2 枸杞子評價指標成對比較優(yōu)先矩陣判斷明細

式中y1～y8分別為復水比、感官值、ΔE、t及維生素C、總黃酮、枸杞多糖、甜菜堿含量歸一化后的結果，l1～l8分別對應其權重。S越高，說明枸杞子內在質量越好。

3 結果

3.1 含水量測定結果

熱風烘干的枸杞子含水量為6.5%，真空凍干的枸杞子含水量8.7%，曬干的枸杞子含水量8.8%，遠紅外輔助脈沖真空干燥的枸杞子含水量8.6%，均符合GB/T 18672—2002 枸杞和《中國藥典》2020 年版枸杞子水分不得過13.0%的規(guī)定。

3.2 不同干燥方式對感官品質的影響

4種制干方式對枸杞子感官品質的影響見表3。

表3 4種制干方式制得枸杞子的感官評價（,n=12）

表3 4種制干方式制得枸杞子的感官評價（,n=12）

注：同列不同小寫字母表示P＜0.05，表4～5同。

3.3 不同干燥方式對枸杞子復水性的影響

枸杞子在不同干燥條件下的復水比見表4。

表4 4種制干方式下枸杞子的復水比

3.4 不同干燥方式對枸杞子內在成分的影響

4種制干方式下枸杞子的內在成分變化見表5。

表5 4種制干方式下枸杞子的內在成分變化

3.5 4種干燥方式下枸杞子的品質指標的評價

將各指標含量及權重系數(shù)代入公式（6），得出4 種制干方式的綜合評分，由高到低：遠紅外輔助脈沖真空干燥0.99、真空凍干0.72、熱風烘干0.05、曬干0.23。

4 討論

采用真空凍干和遠紅外輔助脈沖真空干燥的物料大部分時間處于真空隔氧環(huán)境，能夠有效抑制干燥過程中發(fā)生的不利的氧化褐變，保持物料原有的感官品質。本研究顯示，遠紅外輔助脈沖真空干燥枸杞子樣品的ΔE最小，C最接近鮮品，說明遠紅外輔助脈沖真空干燥在真空環(huán)境操作且干燥時間短，防止了由氧化變質和熱敏物質損失引起的顏色退化。

本研究表明，與傳統(tǒng)干燥方法相比，遠紅外輔助脈沖真空干燥中的短紅外波具有較低的干燥溫度，在防止枸杞子中維生素C 的降解，保存有效成分總黃酮和甜菜堿上具有優(yōu)勢，并且不需脫蠟處理，不破壞表皮微孔結構，能提高干燥速率、縮短干燥時間，是枸杞子比較理想的干燥方式。雖然，目前該項技術只在枸杞子道地產區(qū)寧夏中寧縣有少量應用，但其優(yōu)點多、發(fā)展前景廣闊，隨著該項技術的推廣，枸杞子產地加工向現(xiàn)代化、可控化又邁進了一步。

本研究采用的層次分析法是一種解決復雜的多目標決策問題的分析方法，其權數(shù)法介于主、客觀權數(shù)之間，既考慮到對作為藥品評價指標的有效成分含量的重視程度，如《中國藥典》2020 年版中必檢的枸杞多糖和甜菜堿，又考慮了各項指標之間的相互聯(lián)系和影響，使得總體評價結果更合理、更科學。