紫蘇智能排濕干燥過程的干燥動力學及品質變化規律研究

曾 巖，曹崇江,，李竹心，黃德春，樂 龍

（1.中國藥科大學工學院，國家中藥材加工加工技術研發專業中心，江蘇南京 211198；2.中國藥科大學工學院，制藥工程教研室，江蘇南京 211198）

唇形科植物紫蘇（Perilla frutescens（L.）Britt.）是傳統的藥食同源中藥材，其干燥的莖、葉及果實均可入藥。傳統中醫認為紫蘇味辛、性溫，歸肺脾經。紫蘇具有解表散寒、行氣和胃等功效，可用于風寒感冒、妊娠嘔吐、解蟹毒魚毒等[1]。現代研究證明紫蘇還具有鎮靜、抗抑郁、調節代謝等多種藥理活性[2-3]。紫蘇作為藥食同源中藥材，其鮮香撲鼻的獨特風味也讓其成為一種飲食調味品，常用于肉類食材的烹制。揮發油是紫蘇中最主要的活性成分，也是紫蘇獨特風味的來源，其中包括紫蘇酮、紫蘇醛、檸檬烯等風味物質[4]。此外，紫蘇還含有多種必需脂肪酸、黃酮類、酚酸類及花色素等豐富的化學成分[5]。

紫蘇在我國分布廣泛，主要產于山東、江蘇及浙江等地[6]。一般紫蘇葉及紫蘇莖在夏季采收，紫蘇子在秋季采收，目前紫蘇采后多制成干燥品以便長時間保藏，以自然陰干為主要的干燥方式，此外也有少部分會使用烘干、凍干等現代干燥工藝。但是干燥過程中紫蘇的品質容易發生變化，如揮發油、黃酮類及酚酸類等物質受環境因素影響較大[7]，自然干燥難以對溫度、濕度等條件進行精準控制，此外還容易造成藥材染菌或引入雜質而影響其品質。劉佳隴等[8]研究了不同干燥方式下紫蘇梗中迷迭香酸的差異，結果表明自然陰干條件下迷迭香酸損失量最少。毛祈萍等[9]基于UHPLC-Q/TOF-MS 的方法分析鑒定了紫蘇的化學成分，紫蘇經過陰干和冷凍干燥處理后成分會發生變化，且紫蘇陰干及冷凍干燥兩種不同處理方式鑒別出成分也存在差異。烘干是目前較為常用的一種干燥方式，由于其具有操作簡單、干燥效率高、投資成本少等優點，因而適用于大面積生產，在紫蘇初加工方面具有應用的潛力[10]。冷凍干燥雖然可以較大程度地保持藥材品質，但設備昂貴，耗能較高[11]。干燥是一個復雜的過程，但是可以通過數學模型來描述干燥行為，并優化干燥參數。薄層干燥模型可用于干燥時間預測，并概括干燥曲線。常用的薄層干燥模型有：Newton 模型、Page 模型、Henderson and Pabis 模型、logarithmic 模型及Wang and Singh模型等[12-13]。Goyal 等[14]用六種薄層干燥模型描述了李子切片后的干燥過程，結果顯示logarithmic 模型的擬合結果最好，具有較高的R2值。

本課題組先前研制的干燥裝置會在干燥過程中實時監控干燥介質的濕度，在保證恒定風速的同時，通過冷凝的方式除去介質中的水汽，以此種干燥方法可以一定程度減少干燥過程中的能耗。本研究使用自研的智能除濕烘干裝置在不同溫度下對紫蘇莖葉分別進行干燥處理，并用不同的薄層干燥模型對干燥過程進行動力學分析，明確其干燥特性與過程。為了反映不同溫度干燥處理后紫蘇的品質，本文以自然陰干處理和凍干處理的紫蘇莖葉為對照，借助HPLC、電子鼻等手段表征紫蘇莖、葉的品質變化，以期為紫蘇采后干燥處理提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮紫蘇 購于上海老一生鮮有限公司，經中國藥科大學國家中藥材加工技術研發專業中心鑒定為唇形科植物紫蘇（Perilla frutescens（L.）Britt.）的新鮮莖葉；迷迭香酸 色譜純，上海阿拉丁生化科技有限公司；蘆丁、沒食子酸、ABTS、DPPH 色譜純，上海源葉生物科技有限公司；甲醇、丙酮 色譜純，美國天地有限公司；其余試劑均為國產分析純。

5HY-32A0 型恒溫除濕干燥箱 自研，如圖1所示；FreeZone 2.5 L 冷凍干燥機器 美國Labconco公司；UltiMate 3000 超高效液相色譜儀、Multiskan GO 酶標儀 美國ThermoFisher 公司；Heracles II 型電子鼻 法國Alpha MOS 公司。

圖1 干燥裝置圖Fig.1 Drying device diagram

1.2 實驗方法

1.2.1 紫蘇前處理 將新鮮紫蘇清洗并晾干表面水分，后將紫蘇莖與紫蘇葉分開。選擇葉片完好，大小相似的紫蘇葉備用。選取粗細相當的紫蘇莖并切分成長度均為5 cm 的短桿備用。

1.2.2 紫蘇樣本干燥處理 紫蘇葉和紫蘇莖分開測定，每次實驗所用樣本量均為500 g。將待測物料均勻攤放在智能除濕干燥箱的置物架上，分別于50、60、70、80 ℃的溫度條件下以恒定風速（25 m/s）進行干燥處理，實時監控介質空氣相對濕度，定期排濕保持介質相對濕度≤17%。干燥過程中以適宜的時間間隔定期記錄物料的重量變化，直至物料接近恒重時停止實驗。

此外將500 g 的紫蘇莖葉用凍干及自然陰干的方式干燥。凍干方法：凍干機冷阱提前預冷至-60 ℃以下，將500 g 紫蘇莖葉先放置于-80 ℃冰箱預凍2 h 后快速轉移至凍干機的置物架上，開啟真空泵，保持真空度≤0.2 MBar 干燥24 h。陰干方法：將紫蘇莖葉平鋪在陰涼通風的室內，室溫（約25 ℃）陰干2～3d。

干燥后的樣本按照中國藥典2015 版通則0832水分測定法第二法測定其含水量。另按照與上述實驗相同的干燥條件干燥用于測試表征的紫蘇莖及紫蘇葉，將所有用于后續實驗的樣本密封置于-20 ℃冰箱保存。

1.2.3 干燥動力學數據處理 干燥動力學計算參考Zhao 等[15]的方法，干基含水率（Dry Basis Moisture content，X）以公式（1）計算：

式中，mt、md分別代表干燥過程中任意時間的物料重量（g）、絕對干燥的物料重量（g）。

水分比（Moisture ratio，MR）以公式（2）計算：

式中，X0、X、Xe分別代表初始狀態物料、干燥過程中任意時刻物料及干燥平衡時物料的干基含水率，在整個干燥過程中Xe值都遠小于X0及X，可將其忽略不計，則公式（2）可簡化為式（3）：

干燥速率（Drying rate，DR）以公式（4）計算：

即求任意時刻干基含水量對時間的微分。

本實驗采用四個較為典型的薄層干燥模型（見表1）對干燥數據進行曲線擬合以篩選較為合適的干燥模型來描述紫蘇的干燥過程。數據擬合的結果中決定系數R2是評判模型優劣最主要的標準之一，此外，各種統計學參數也可以作為評判依據，如：簡化卡方（reduce chi-square,χ2）、均方根誤差（root mean square error,RMSE）。χ2和RMSE 按公式（5）、（6）計算：

表1 描述干燥過程的理論模型Table 1 Mathematical models to describe the drying process

式中，N 為一組數據中的樣本數量；z 為公式中干燥常數的數量；MRexp、MRpre分別為實測值及擬合值。

1.2.4 干燥紫蘇品質分析

1.2.4.1 紫蘇葉中揮發油含量測定 揮發油是紫蘇葉中的主要活性成分，按中國藥典2015 版[1]通則2204 揮發油測定法甲法測定1.2.2 步中各紫蘇葉樣品的揮發油含量（mL 揮發油/g 干燥紫蘇）。

1.2.4.2 紫蘇莖中迷迭香酸含量測定 參照藥典[1]方法以高效液相色譜法測定迷迭香酸的含量，取1.2.2 步中紫蘇莖樣品各0.5 g，精密稱量，置于具塞錐形瓶中，精密加入60%丙酮25 mL，密塞并稱重，超聲（250 W，40 kHz）提取30 min，用60%丙酮補足失重，搖勻，濾過，取續濾液過0.22 μm 濾膜即得到供試品溶液。取迷迭香酸標準品，精密稱定，用60%丙酮制成0.05 mg/mL 迷迭香酸對照品溶液，標準曲線：y=39849.0774x+1.0905，R2=0.9999。

高效液相色譜色譜條件：Agilent Zorbax SB-Ag C18（4.6 mm×250 mm，5 μm）色譜柱，流動相：甲醇-0.2%甲酸水溶液（34:66）等度洗脫，流速1 mL/min，柱溫30 ℃，紫外檢測波長330 nm，進樣量10 μL。通過保留時間定性判定，以外標法定量計算迷迭香酸的含量（mg 迷迭香酸/g 干燥紫蘇）。

1.2.4.3 總黃酮及總酚含量測定 提取液制備：取1.2.2 步中各紫蘇莖、葉樣品0.2 g，精密稱量。首先置于索氏提取器中，加石油醚100 mL，回流1 h 左右脫脂脫色。回流結束，棄去石油醚將藥渣揮干后置于50 mL 具塞錐形瓶，加60%乙醇溶液10 mL，超聲（250 W，40 kHz）提取30 min，將提取液轉入25 mL容量瓶，重復上述操作再次提取后合并提取液并用60%乙醇定容即得紫蘇提取液，置于4 ℃冰箱貯藏待測。

總黃酮含量（mg 黃酮/g 干燥紫蘇）測定法：參照Xie 等[19]的方法，向2 mL 紫蘇提取液中加入200 μL 5% NaNO2，避光反應片刻后加入200 μL 10% Al（NO3）3，再避光反應5 min，最后加入600 μL 1% NaOH，避光反應20 min 后以40%乙醇為空白對照測定反應液在510 nm 波長處的吸光度。以蘆丁作為標準品，配制1 mg/mL 的蘆丁標準溶液，梯度稀釋后測定并繪制標準曲線：y=2.3597x+0.0014，R2=0.9999。

總酚含量（mg 總酚/g 干燥紫蘇）測定：參照Cheng等[20]的方法，向1 mL 紫蘇提取液中加入1 mL 福林-酚試劑，反應片刻后加入2 mL 1% Na2CO3溶液，40 ℃避光孵育30 min 后以15%乙醇為空白對照測定765 nm 波長處的吸光度。以沒食子酸為標準品，配置2 mg/mL 的沒食子酸標準溶液，梯度稀釋后測定并繪制標準曲線：y=7.7828x+0.0077，R2=0.9999。

1.2.4.4 抗氧化能力測定 抗氧化實驗參照Chen 等[21]的方法。1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH·）自由基清除率測定：DPPH 用60%乙醇配制成5×10-4mol/L的溶液，向1 mL 上述紫蘇提取液中加入2 mL DPPH溶液，靜置避光反應20 min 后測量波長517 nm 下的吸光度At，以60%乙醇作為空白對照測量吸光度A0。依公式（7）計算DPPH·清除率：

2,2’-聯氮雙（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）（ABTS）自由基清除率測定：稱量0.05 g ABTS 用少量60%乙醇溶解后，加入10 mL 1 mg/mL 的K2S2O8溶液，避光靜置反應12 h 后用60%乙醇稀釋至工作液在波長734 nm 處的吸光度為0.70±0.02。向1 mL 紫蘇提取液中加入ABTS 工作液5 mL，靜置避光反應20 min 后測量波長734 nm 處的吸光度At，以60%乙醇作為空白對照測量吸光度A0。依公式（7）計算ABTS+自由基清除率：

總還原能力測定：采用普魯士藍法測定紫蘇提取液總還原能力。向2 mL 紫蘇提取液中加入2 mL 2x pH6.6 PBS 及2 mL 1% K3[Fe（CN）6]溶液，37℃孵育20 min 后再加入2 mL 10%三氯乙酸和0.5 mL 0.1% FeCl3溶液，避光反應5 min 后測定其在波長700 nm 下的吸光度，此結果的吸光度越高，待測樣的還原力越強。

1.2.4.5 電子鼻氣味分析 揮發性氣味是紫蘇葉作為調味品的重要特征，對于不同干燥溫度下的紫蘇葉樣本，用Heracles II 型超快速氣相電子鼻對其進行揮發性風味物質分析。實驗及分析方法參照D’Alessandro 等[22]的方法，在20 mL 的頂空進樣瓶中裝入0.5 g 樣品，并用聚四氟乙烯表面的硅橡膠帽密封。孵化溫度40℃、捕集溫度40 ℃、進樣量5000 μL、采集時間14.8 min、初始爐溫50 ℃、初始溫線20，其余條件為系統預設。

1.3 數據處理

使用Excel 2019、Origin 2019b 進行數據處理及繪圖，統計學分析使用IMB SPSS Statistics 23，電子鼻氣味分析使用Alphasoft v16.0，風味物質信息來自于AroChemBase 數據庫（Alpha M.O.S,Toulouse,France）。

2 結果與分析

2.1 紫蘇干燥特性及其干燥動力學分析

干燥曲線即物料的平均干基濕度與干燥時間的關系曲線，它反映物料在干燥過程中平均干基濕度隨干燥時間變化的關系。如圖2 所示，是紫蘇葉（圖2a）及紫蘇莖（圖2b）在不同干燥溫度下其干基含水率的變化。總體趨勢表明，在50～80 ℃的溫度區間內，溫度越高則物料含水率降低到目標值所需的時間越快。由于紫蘇葉葉片薄，有效干燥面積更大，因此相較于紫蘇莖所需的干燥時間更短。對于紫蘇葉和紫蘇莖，提高干燥溫度（80 ℃）相較于低溫干燥（50 ℃）耗時分別降低了67.53%、80.64%。

圖2 不同干燥溫度下物料的干基含水率曲線Fig.2 Dry basis moisture content curves of materials at different temperatures

典型的干燥過程分為三個階段，即提速干燥階段、恒速干燥階段及降速干燥階段三個過程。圖3反映了不同干燥溫度下紫蘇葉及紫蘇莖的干燥速率變化，在干基含水率相同的情況下，溫度越高則干燥速率越快，這一點與前文所述干燥時間的變化相匹配。關于物料的干燥特性，圖3a 是紫蘇葉的干燥速率曲線，在溫度為50、60、70 ℃時，整個干燥過程中干燥速率總體都呈現明顯下降的趨勢，且干基含水率越高干燥速率越快，處于降速干燥階段。而溫度為80 ℃時，前期為恒速干燥階段，當干基含水率降至223%時干燥速率開始明顯下降，而后是降速干燥階段。由于紫蘇葉的厚度很薄，傳熱效率高，因此加速干燥階段歷時很短而難以被觀測到，表觀上以降速干燥階段為主，Bensebia 等[23]在研究迷迭香葉片干燥過程時也得到類似的結論。圖3b 是紫蘇莖的干燥速率曲線，在溫度為70 和80 ℃時可以明顯觀測到加速干燥階段的存在。在80 ℃條件下，干基含水率在1150%～280%之間為恒速干燥階段，之后轉變為降速階段。70 ℃條件下，干基含水率在1150%～240%之間呈幅度較小的降速干燥階段，而后的干燥速率則急劇下降。對于較低的溫度（50、60 ℃）條件，整個干燥過程以降速干燥為主，且干燥速率降低的趨勢較為平緩。在干燥過程的初期，以物料表層的水分蒸發為主，同時熱量由外向內傳遞，隨著干燥時間的增長與物料溫度的提高，植物細胞死亡后細胞膜細胞壁失去活性，水分活度大、水分快速蒸發。當物料內部水分擴散速率與水分蒸發速率達到平衡時，物料進入恒速干燥階段[24-25]。當水分含量降低到一定值后水分活度下降、有效水分擴散率降低，干燥速率開始逐漸降低[26]。

圖3 不同溫度下物料的的干燥速率曲線Fig.3 Drying rates curves of materials at different temperatures

紫蘇葉及紫蘇莖在外形及內部結構上的不同決定了二者不同的干燥特性，為了更直觀地描述這種變化，表2 及表3 給出了不同薄層干燥模型對實測數據擬合的結果：可以看出，表中所示的四種模型對干燥數據擬合得到的R2值均在0.99 左右，因此這些薄層干燥模型都可以用于描述紫蘇的干燥過程。對于紫蘇葉，Two-term 模型相較于其他模型在各個溫度條件下的R2值（0.9981～0.9996）最高，χ2值（0.000022～0.000105）及RMSE 值（0.0045～0.0084）均最小。對于紫蘇莖，Page 相較于其他模型在各個溫度條件下的R2值最高（0.9963～0.9997）,χ2（0.000114～0.000199）及RMSE 值（0.0044～0.0295）均最小。綜上所述，可見在本文所選擇的四個薄層干燥模型中，Two-term模型更適合用于描述紫蘇葉的干燥過程，而Page 模型更適合用于描述紫蘇莖的干燥過程。

表2 薄層干燥模型擬合結果Table 2 Fitting results of thin layer drying model

續表2

表3 薄層干燥模型擬合的統計學結果Table 3 Results of statistical analysis on the thin layer drying

2.2 不同干燥條件下紫蘇品質特性變化規律分析

2.2.1 不同干燥條件下紫蘇的活性成分對比 2015版中國藥典中規定以揮發油含量（＞0.004 mL/g）為紫蘇葉的質量標準，迷迭香酸含量（＞1 mg/g）為紫蘇莖的質量標準。由圖4 可知，常溫陰干、冷凍干燥以及溫度在50～70 ℃間的干燥得到的干燥紫蘇均能滿足藥典標準，其中凍干品不論是紫蘇葉還是紫蘇莖的活性成分含量均為最高（紫蘇葉中揮發油含量為0.0190 mL/g，紫蘇莖中迷迭香酸含量為14.90 mg/g），50 ℃干燥品在智能排濕干燥組中活性成分含量最高（紫蘇葉中揮發油含量為0.0147 mL/g，紫蘇莖中迷迭香酸含量為7.57 mg/g）。對于紫蘇葉，干燥溫度等因素對其揮發油含量影響較大，不同干燥條件下的揮發油含量均有顯著性差異（P＜0.05），但是低溫烘干（50 ℃）的紫蘇葉的揮發油含量較傳統的陰干品相比反而較高，雖然在自然陰干的條件下紫蘇始終處于較低的溫度環境，但是相比加熱烘干及凍干等條件此過程不僅歷時久而且細胞代謝與呼吸也更為活躍，因此反而會造成活性成分的代謝損失[27]。溫度對紫蘇莖中迷迭香酸含量存在一定影響，50 ℃條件下得到的干燥紫蘇莖中迷迭香酸含量與陰干品相比無顯著性差異（P＞0.05），但總體趨勢為溫度越高，活性成分含量越低。迷迭香酸與揮發油都是對溫度較為敏感的物質，在干燥過程中極易因溫度的提高而被降解或揮發損失，程嘉莉等[28]在對紅花玉蘭干燥特性的研究中也得到了相同的結論。

圖4 不同干燥條件下活性成分含量對比Fig.4 Comparison of active components in Perilla at different drying conditions

總黃酮和總酚廣泛存在于多種植物中，也是一些中藥材的主要活性來源。圖5 所示是不同干燥條件下紫蘇中總黃酮及總酚的變化情況。對于紫蘇葉，冷凍干燥、自然陰干及50 ℃干燥三種條件下總酚含量無顯著性差異（P＞0.05），總黃酮含量雖有差異，但不甚明顯。當溫度提高至60 ℃后總酚及總黃酮含量明顯下降。對于紫蘇莖，冷凍干燥品的總酚及總黃酮含量均最高；其次為自然陰干品及50 ℃干燥品，且二者無顯著性差異（P＞0.05），當溫度提高至60 ℃后，總酚及總黃酮含量明顯下降。

圖5 不同干燥條件下紫蘇中總黃酮及總酚含量變化Fig.5 Comparison of total flavonoids and phenolic contents in Perilla at different drying conditions

已有研究指出，低溫干燥有利于保留植物中活性成分，此外較快的干燥速度也能更小程度的減少加工處理中活性成分的流失[29]，本研究的結果同樣表明低溫干燥更有利于保留中藥材中的活性成分。值得關注的是，常溫陰干品的活性成分含量有時稍低于50 ℃干燥組，可能是因為自然干燥過程水分流失速度慢，在持續漫長的干燥過程中，黃酮及酚類等多數活性成分都會有不同程度的氧化或參與細胞代謝被消耗，這些原因都可能導致了活性成分的降低[30-31]。許多研究指出高于50 ℃的干燥條件相較于低溫干燥，植物內黃酮等成分的含量一般無顯著性差異，也會出現溫度升高，黃酮含量少量增加的情況，這也與本研究的結果相吻合，一種可能是干燥前期在細胞還保留活性的時候可能仍有部分活性物質生產，這與干燥后期高溫造成的損耗相互抵消，還有一種可能是高溫條件下快速滅酶，在細胞凋亡后活性成分不會被酶解破壞[32]。

2.2.2 不同干燥方式下紫蘇的抗氧化活性 紫蘇具有極強的抗氧化作用，其中所含的迷迭香酸及黃酮、酚類都是優良的抗氧化劑[33]，觀測干燥對抗氧化性能的影響能側面反映紫蘇的品質變化。試驗過程中發現紫蘇葉及紫蘇莖對DPPH 自由基及ABTS+自由基均有清除作用及一定的還原能力（表4），凍干品的還原能力及自由基清除能力最優，其次是陰干品，智能排濕干燥組均不及凍干品及陰干品。在智能排濕干燥的各個溫度條件下，50 ℃的自由基清除能力及還原能力最強，隨溫度的提高有所降低，溫度為80 ℃時，自由基清除能力又有所回升（低于50 ℃但高于60 ℃），干燥過程中的美拉德反應及褐變等因素發生的復雜物質變化也可能影響抗氧化能力[34-35]，因此抗氧化性能隨溫度的異常升高可能與美拉德反應產物積累有關。

表4 不同干燥條件下紫蘇的抗氧化活性Table 4 Antioxidant activity of Perilla under different drying conditions

2.2.3 不同干燥方式的紫蘇電子鼻風味分析 紫蘇葉作為一種調味品含有豐富的揮發性氣味物質，其風味物質的變化值得關注，本文對不同干燥條件下的紫蘇葉進行了電子鼻風味分析。基于電子鼻記錄的風味物質信息做出圖6 所示的主成分分析圖，其中PC1 貢獻率為63.2%、PC2 貢獻率為27.9%，累計貢獻率為91.1%。凍干品、陰干品及50 ℃干燥品之間的置信區間無重疊，三者可以較好地區分開。而剩余三個溫度條件下的紫蘇氣味信息有部分重疊，說明三者的主要氣味信息差異較小。總體來看，凍干品的氣味信息與其他干燥品相比較差異更顯著，而陰干品與智能排濕干燥品的氣味主成分相似，含量上有一定差異。表5 反映了各個溫度條件下紫蘇葉的具體氣味信息。

表5 不同干燥條件下紫蘇的揮發性風味物質分析Table 5 Analysis of volatile flavor compounds of Perilla under different drying conditions

圖6 不同干燥條件下紫蘇的氣味PCA 圖Fig.6 PCA of Perilla under different drying conditions

通過Heracles II 型電子鼻給出的色譜峰信息，計算篩選出相對峰面積在1%以上的色譜峰并將實測峰的Kovats 保留指數與Arochem Base 數據庫比對，判定其可能的化學成分，判定結果與和Ha 等[36]的報導基本一致。結合圖7 的色譜峰分布及其響應值可以看出凍干品中各類氣味物質均有較高的相應值，說明其保留了較多風味物質，而其他干燥方式所得紫蘇葉的響應值均有所下降，說明在干燥過程中損失了部分風味物質。在凍干品中，丙醛、1-丙醇、3-甲基丁醇、2-甲基丁醇、2-辛酮、L-檸檬烯及E-2,4-癸二烯醛等物質均在較高的響應值水平。而對于其他干燥條件下的紫蘇葉，丙醛、1-丙醇、3-甲基丁醇、2-甲基丁醇、2-辛酮等物質相對含量明顯降低，L-檸檬烯等物質相對含量提高，實際上從響應值可以看出多數風味物質成分含量是有所下降的。但是在干燥過程中可能發生的氧化反應等物質變化導致了這些物質的生成與轉化[37]，如50 ℃干燥品的L-檸檬烯的響應值較其他組別更高，60 ℃干燥品的E-2,4-癸二烯醛較其他組更高。對比所有干燥條件，可以看出，干燥溫度對醇類物質及醛類物質的含量及豐度有較大程度的影響，在高溫下，脂肪酸氧化、美拉德反應等復雜的熱誘導化學反應促進了這一現象的發生，而醇、醛類等化合物多為脂肪氧化產物，這些揮發性風味物質變化可能與前體化合物的代謝及成分之間的相互異構、分解轉化有關[38]。

圖7 不同干燥條件下紫蘇的電子鼻色譜圖Fig.7 Electronic nose chromatograms of Perilla under different drying conditions

3 討論與結論

適宜的農產品采后初加工方式能夠在保證農產品品質的同時，延長其貯存時間，而紫蘇作為芳香性藥食同源中藥材，其干制過程對其品質特性影響極大，目前國內外對芳香性藥食同源中藥材的研究多集中于品質特性的檢測分析。本研究基于恒定風速、實時排出干燥介質水分的烘干方式探討了紫蘇莖、葉在不同干燥溫度下的干燥特性。結果表明，紫蘇莖、葉的干燥特性分別適合用Page 模型及Twoterm 模型進行擬合描述，紫蘇莖葉的干燥過程以降速干燥階段為主，提高溫度雖然能增大恒速干燥階段的占比，從而減少干燥時間，但是會造成活性成分的損失、抗氧化能力減弱以及芳香性風味物質含量減少。雖然冷凍干燥處理在產品品質上有一定優勢，但是其投入成本高、設備耗能大、處理量小等問題限制了在紫蘇采后大規模處理中的應用。此外，自然陰干作為目前應用最為廣泛的紫蘇初加工方式，仍存在一定的弊端，本研究中，智能排濕的低溫烘干條件（50 ℃）與傳統的陰干處理相比，在活性成分含量、抗氧化性能及氣味物質含量及豐度上均無較大的差異，如揮發油等物質含量上低溫智能烘干反而較自然陰干表現更優。因此以輕微的品質減損換取更大的處理量和更低的能耗是可行的，低溫智能烘干在紫蘇采后加工上具有良好的發展前景。