真空干燥條件對黃芪花干燥速率、外觀品質及有效成分的影響研究

陳琪，王瑞雪，張可欣

（內蒙古恒光大藥業股份有限公司，內蒙古赤峰 025250）

黃芪為多年生草本植物，一般種植3年以后大量開花結果，為避免結種子造成根部營養成分消耗，減少有效成分含量，每年大約有3萬t的黃芪花被廢棄[1-2]，造成資源的巨大浪費。

我國早有食用黃芪花習慣，多作茶飲，也常作為蔬菜用于烹飪。黃芪花還有一定程度的美容養顏功效，經常食用可以滋潤肌膚，舒緩情緒，調理氣血。目前，黑龍江省已發布《食品安全地方標準 干制黃芪花》（DBS 23/006—2019）。黃芪花內含有多糖類、黃酮類、皂苷類等多種有效成分，同時還含有大量的維生素、氨基酸、微量元素等人體所需成分，其具有補中益氣，升陽舉陷的功效[3-5]。黃酮類化合物是黃芪花中最豐富的植物次生代謝產物之一，主要含有6種黃酮類成分，對部分病毒、細菌等引起的過敏癥狀有一定的預防作用，對高血壓及肥胖有一定的改善作用[4,6]；
皂苷類具有調節代謝、降血壓等功效；
黃芪多糖具有免疫調節、抗衰老等作用。

黃芪花具有一定的營養價值與藥用價值，可作為保健品。但由于新鮮收獲的黃芪花含水率在60%～80%，并具有極強熱敏性，如不及時處理，容易腐爛發霉變色，影響黃芪花的品質。真空干燥的條件下為低溫低壓，可以很好地維持產品外觀，保護產品中所含有的大部分營養物質不被破壞，并且效率高，成本較低，已被大量應用于各種農產品的干制。

針對黃芪藥材產區藥農采集黃芪花后的處理情況，對干燥加工方法進行比較。并對黃芪花真空干燥后的有效成分和色澤進行對比，探討不同干燥條件對黃芪花成分及色澤的影響，以期為黃芪花的保存及綜合開發利用提供依據，避免資源浪費。

1.1 試驗材料

黃芪花（蒙古黃芪），恒光大藥業股份有限公司基地種植，2021年6月人工采摘。

1.2 試劑與儀器

乙腈和甲醇，HPLC級，天津科密歐試劑有限公司。

DZF-6050真空干燥箱、DHG-9420A鼓風干燥箱，上海一恒科技有限公司；
FA-2004電子分析天平，上海良平儀器儀表有限公司；
QUINTIX35-1CN天平，德國Sartorius公司；
HH-4水溶鍋，國華（常州）儀器制造有限公司；
FW135中藥粉碎機，天津市泰斯特儀器有限公司；
EX1600高效液相色譜儀，上海伍豐科學儀器有限公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 處理流程

稱取約20 g大小相似，顏色均勻，無病蟲害及其他損傷的黃芪花，鋪平在玻璃料盤中，確保無上下重疊，以免干燥不均影響實驗結果?；ú桀惡什坏酶哂?3%，因此干燥過程中每60 min稱量一次黃芪花的質量并計算含水率，含水率低于13%后停止干燥。干燥后的黃芪花冷卻至室溫，裝入密封袋內防止吸濕。

1.3.2 單因素實驗

（1）溫度。調節干燥箱真空度為-0.08 MPa，分別在50 ℃、60 ℃、70 ℃的條件下進行干燥。

（2）真空度。調節干燥箱溫度為60 ℃，分別在-0.07 MPa、-0.08 MPa、-0.09 MPa及常壓條件下進行干燥。

1.3.3 指標測定

干燥后的黃芪花根據《中華人民共和國藥典》的要求測量其有效成分，為減小誤差對實驗結果造成的影響，每組實驗3次重復，數據取平均值。

（1）含水率。干燥過程中不同時間的含水率按公式（1）計算。

式中：Mt為t時刻含水率；
mt為t時刻黃芪花的質量，g；
md為黃芪花干物質的質量，g。

（2）感官。參照中華人民共和國供銷合作行業標準《代用茶》（GH/T 1091—2014），主要觀察產品色澤。

（3）有效成分。參照《中華人民共和國藥典（2020版）》黃芪項下黃芪甲苷含量測定方法和毛蕊異黃酮葡萄糖苷含量測定方法。

2.1 不同干燥條件對干燥速率的影響

2.1.1 干燥溫度

圖1是真空度為-0.08 MPa時，不同溫度條件下黃芪花含水率隨時間變化曲線。從圖1可以觀察到，黃芪花的含水率隨干燥時間延長逐漸下降，溫度越高，含水率下降速度越快。與此同時，隨著干燥溫度的升高，干燥所需時間縮短，提高了干燥的效率，如在70 ℃下的干燥時間約為50 ℃時所用時間的40%。黃芪花的真空干燥過程與大部分物料的干燥過程相同（如荷花粉真空脈動干燥[7]），均為降速干燥，即進入降速干燥區后，物料含水迅速減少，絕對干燥速度也隨之降低；
而與黃芪[8]的干燥特性不同，黃芪存在恒速干燥階段。

圖1 不同溫度條件下黃芪花含水率變化曲線

2.1.2 干燥真空度

圖2是在保持干燥溫度60 ℃條件不變的情況下，真空度不同時黃芪花干燥時間與含水率的變化關系。由圖2可以發現，真空度不同，干燥效率不同，如當真空度從-0.07 MPa提高到-0.09 MPa時，干燥時間由300 min下降到240 min，時間縮短了20%。由此可見，真空度能影響干燥速率，真空度越高，干燥所需時間越短，干燥效率也就越高。

圖2 不同真空條件下黃芪花含水率變化線

2.2 感官特性

如表1所示，在干燥溫度不同的實驗組間，可以看出黃芪花的外觀變化較大：溫度≤60 ℃時，顏色由黃色變成更鮮亮的黃綠色；
而當溫度達到70 ℃，顏色轉變為黯淡的黃褐色。在干燥真空度不同的實驗組間，黃芪花顏色并沒有明顯不同，干燥后的黃芪花比鮮花顏色更亮、更綠。這一結論與王俊英等的結果類似[9]。

表1 不同干燥條件對黃芪花感官特性的影響

總的來說，在60 ℃下干燥黃芪花，真空度對其表觀品質的影響不顯著。但真空干燥能更好地抑制黃芪花褐變程度，保護黃芪花的色澤度，提高黃芪花的表觀質量。

2.3 有效成分

如表2所示，干燥條件對黃芪花有效成分影響不明顯。此外，檢測結果表明黃芪花中毛蕊異黃酮葡萄糖苷含量極低，這與KIM等[10]的研究結果一致。黃芪花中其他活性成分是否受到干燥條件的影響還有待于進一步研究。

表2 干燥條件對黃芪花有效成分含量的影響

黃芪花常鮮用或曬干后作為一種純綠色的天然飲品，通過對黃芪花真空干燥特點及干燥條件對藥用活性成分的影響分析可以看出，提高溫度和真空度有利于縮短干燥時間、提高干燥速率，但溫度超過60 ℃可能會對黃芪花的外觀品質產生不利影響。本研究為黃芪花干燥工藝優化提供了依據，有利于黃芪花的儲存利用與精細化開發，提高黃芪花的利用價值。