真空干燥条件对黄芪花干燥速率、外观品质及有效成分的影响研究

陈琪，王瑞雪，张可欣

（内蒙古恒光大药业股份有限公司，内蒙古赤峰 025250）

黄芪为多年生草本植物，一般种植3年以后大量开花结果，为避免结种子造成根部营养成分消耗，减少有效成分含量，每年大约有3万t的黄芪花被废弃[1-2]，造成资源的巨大浪费。

我国早有食用黄芪花习惯，多作茶饮，也常作为蔬菜用于烹饪。黄芪花还有一定程度的美容养颜功效，经常食用可以滋润肌肤，舒缓情绪，调理气血。目前，黑龙江省已发布《食品安全地方标准 干制黄芪花》（DBS 23/006—2019）。黄芪花内含有多糖类、黄酮类、皂苷类等多种有效成分，同时还含有大量的维生素、氨基酸、微量元素等人体所需成分，其具有补中益气，升阳举陷的功效[3-5]。黄酮类化合物是黄芪花中最丰富的植物次生代谢产物之一，主要含有6种黄酮类成分，对部分病毒、细菌等引起的过敏症状有一定的预防作用，对高血压及肥胖有一定的改善作用[4,6]；
皂苷类具有调节代谢、降血压等功效；
黄芪多糖具有免疫调节、抗衰老等作用。

黄芪花具有一定的营养价值与药用价值，可作为保健品。但由于新鲜收获的黄芪花含水率在60%～80%，并具有极强热敏性，如不及时处理，容易腐烂发霉变色，影响黄芪花的品质。真空干燥的条件下为低温低压，可以很好地维持产品外观，保护产品中所含有的大部分营养物质不被破坏，并且效率高，成本较低，已被大量应用于各种农产品的干制。

针对黄芪药材产区药农采集黄芪花后的处理情况，对干燥加工方法进行比较。并对黄芪花真空干燥后的有效成分和色泽进行对比，探讨不同干燥条件对黄芪花成分及色泽的影响，以期为黄芪花的保存及综合开发利用提供依据，避免资源浪费。

1.1 试验材料

黄芪花（蒙古黄芪），恒光大药业股份有限公司基地种植，2021年6月人工采摘。

1.2 试剂与仪器

乙腈和甲醇，HPLC级，天津科密欧试剂有限公司。

DZF-6050真空干燥箱、DHG-9420A鼓风干燥箱，上海一恒科技有限公司；
FA-2004电子分析天平，上海良平仪器仪表有限公司；
QUINTIX35-1CN天平，德国Sartorius公司；
HH-4水溶锅，国华（常州）仪器制造有限公司；
FW135中药粉碎机，天津市泰斯特仪器有限公司；
EX1600高效液相色谱仪，上海伍丰科学仪器有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 处理流程

称取约20 g大小相似，颜色均匀，无病虫害及其他损伤的黄芪花，铺平在玻璃料盘中，确保无上下重叠，以免干燥不均影响实验结果。花茶类含水率不得高于13%，因此干燥过程中每60 min称量一次黄芪花的质量并计算含水率，含水率低于13%后停止干燥。干燥后的黄芪花冷却至室温，装入密封袋内防止吸湿。

1.3.2 单因素实验

（1）温度。调节干燥箱真空度为-0.08 MPa，分别在50 ℃、60 ℃、70 ℃的条件下进行干燥。

（2）真空度。调节干燥箱温度为60 ℃，分别在-0.07 MPa、-0.08 MPa、-0.09 MPa及常压条件下进行干燥。

1.3.3 指标测定

干燥后的黄芪花根据《中华人民共和国药典》的要求测量其有效成分，为减小误差对实验结果造成的影响，每组实验3次重复，数据取平均值。

（1）含水率。干燥过程中不同时间的含水率按公式（1）计算。

式中：Mt为t时刻含水率；
mt为t时刻黄芪花的质量，g；
md为黄芪花干物质的质量，g。

（2）感官。参照中华人民共和国供销合作行业标准《代用茶》（GH/T 1091—2014），主要观察产品色泽。

（3）有效成分。参照《中华人民共和国药典（2020版）》黄芪项下黄芪甲苷含量测定方法和毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量测定方法。

2.1 不同干燥条件对干燥速率的影响

2.1.1 干燥温度

图1是真空度为-0.08 MPa时，不同温度条件下黄芪花含水率随时间变化曲线。从图1可以观察到，黄芪花的含水率随干燥时间延长逐渐下降，温度越高，含水率下降速度越快。与此同时，随着干燥温度的升高，干燥所需时间缩短，提高了干燥的效率，如在70 ℃下的干燥时间约为50 ℃时所用时间的40%。黄芪花的真空干燥过程与大部分物料的干燥过程相同（如荷花粉真空脉动干燥[7]），均为降速干燥，即进入降速干燥区后，物料含水迅速减少，绝对干燥速度也随之降低；
而与黄芪[8]的干燥特性不同，黄芪存在恒速干燥阶段。

图1 不同温度条件下黄芪花含水率变化曲线

2.1.2 干燥真空度

图2是在保持干燥温度60 ℃条件不变的情况下，真空度不同时黄芪花干燥时间与含水率的变化关系。由图2可以发现，真空度不同，干燥效率不同，如当真空度从-0.07 MPa提高到-0.09 MPa时，干燥时间由300 min下降到240 min，时间缩短了20%。由此可见，真空度能影响干燥速率，真空度越高，干燥所需时间越短，干燥效率也就越高。

图2 不同真空条件下黄芪花含水率变化线

2.2 感官特性

如表1所示，在干燥温度不同的实验组间，可以看出黄芪花的外观变化较大：温度≤60 ℃时，颜色由黄色变成更鲜亮的黄绿色；
而当温度达到70 ℃，颜色转变为黯淡的黄褐色。在干燥真空度不同的实验组间，黄芪花颜色并没有明显不同，干燥后的黄芪花比鲜花颜色更亮、更绿。这一结论与王俊英等的结果类似[9]。

表1 不同干燥条件对黄芪花感官特性的影响

总的来说，在60 ℃下干燥黄芪花，真空度对其表观品质的影响不显著。但真空干燥能更好地抑制黄芪花褐变程度，保护黄芪花的色泽度，提高黄芪花的表观质量。

2.3 有效成分

如表2所示，干燥条件对黄芪花有效成分影响不明显。此外，检测结果表明黄芪花中毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量极低，这与KIM等[10]的研究结果一致。黄芪花中其他活性成分是否受到干燥条件的影响还有待于进一步研究。

表2 干燥条件对黄芪花有效成分含量的影响

黄芪花常鲜用或晒干后作为一种纯绿色的天然饮品，通过对黄芪花真空干燥特点及干燥条件对药用活性成分的影响分析可以看出，提高温度和真空度有利于缩短干燥时间、提高干燥速率，但温度超过60 ℃可能会对黄芪花的外观品质产生不利影响。本研究为黄芪花干燥工艺优化提供了依据，有利于黄芪花的储存利用与精细化开发，提高黄芪花的利用价值。