红外干燥作为一种快速制备方法干桔皮

文摘

建立干橘皮最方便、有效的方法,不同的方法(晒干、热空气干燥、冷冻干燥、真空干燥、和中期和短波红外干燥)被利用。我们的研究结果表明,中期和短波红外干燥是最好的方法来保持营养成分;例如,维生素C是6.77毫克/克(D.W.)从3.39毫克/克(晒干)。此外,干燥时间可缩短96%以上而晒干。重要的是,DPPH自由基清除的效率从26.66%提高到55.92%。这些研究结果将提供一个可靠和节省时间的方法来生产高质量的干桔皮。

1。介绍

橘红色(普通话)是第二个最重要的柑橘属,其特定的物种试(1]。数据的粮食及农业组织(粮农组织)联合国表明中国是世界上最大的橘子生产商,2013年生产了1517万吨的橘子。橘子通常是新鲜水果在中国消费,因为它美味,营养成分高。此外,橘子大多是加工生产果汁和橘子罐头(2]。橘子皮通常是作为农业的和工业的废物。然而,他们富含各种营养成分,包括精油、类黄酮,果胶,胡萝卜素2,3]。目前,这些功能组件的应用程序主要集中在化妆品、食品、染料、药物(3- - - - - -5]。

也是众所周知,橘子皮的主要原料是生产干桔皮,可作为中药的成分以及功能食品。干桔皮可能是由干燥的新皮试布兰科之间或其品种收集太阳或在低温下(9月至12月6]。据报道,以缓解消化不良,改善心脏血液循环,抑制炎症的支气管炎和哮喘等呼吸道症状(7,8]。新鲜的橘子皮据报道不如干橘皮的生物功能。新鲜的橘子皮的重要性相对较低的生物相关的高含水量(9和函数的低浓度的化合物,如橘皮苷。中国药典》明确规定,含水率Pericarpium Citri Reticulatae必须不超过13%,橘皮苷含量Pericarpium Citri Reticulatae必须超过3.5%。橘皮苷,橘子皮的丰富和重要的生物类黄酮的药用价值,决定干桔皮的质量,起着至关重要的作用在预防肿瘤,减少炎症,进行抑菌,降低胆固醇水平(10]。文献调查表明,酚类化合物,尤其是黄酮类化合物,是一种重要的类提供了许多有益健康的具有生物活性的植物化学物质,如hypocholesterolemic,那些潜在的抗氧化、抗炎、抗癌、antiatherogenic活动(7]。陈皮脱氧肾上腺素,另一个基本功能组件,用于扩张血管,降低血压,扩张气管和支气管5]。同样,维生素C,柑橘中重要营养物质,能促进身体生长和增强其抗病能力。它还扮演着一个重要的角色在预防和治疗坏血病,特别是在早期阶段(11]。这些有益的生物活性化合物中发现Pericarpium Citri Reticulatae,重要的是调查这些功能组件的变化在橘子皮的干燥。

的主要制备方法干桔皮,晒干,具有低成本和简单的操作。然而,橘子皮晒干在阳光下的质量不均匀且不稳定的,因为它是非常容易受天气和环境的变化,如自然灾害、昆虫和灰尘(12]。此外,太阳陈皮干燥方法非常耗时的产生,使其对寻求新的干燥方法生产至关重要。如今,许多干燥方法被用来干水果和蔬菜,如葡萄皮的热空气干燥,冷冻干燥对蘑菇,真空干燥胡萝卜片,和红外干燥土豆片(13- - - - - -15]。

尽管先前的研究在干燥过程的橘子皮12,16,17),没有详细的报告在不同的干燥方法对营养成分的影响在橘子皮,这是重要的指标评估干桔皮的质量。本研究系统地研究不同干燥方法的影响(晒干、热空气干燥、冷冻干燥、真空干燥、和中期和短波红外干燥)橘子皮的主要成分(水分、可溶性固形物、还原糖、总糖、粗纤维、可滴定酸、灰分含量,和矿物质),主要功能组件(总酚类化合物、总类黄酮、橘皮苷、脱氧肾上腺素,和维生素C),和干橘皮的抗氧化活性。

2。材料和方法

2.1。化学物质

Folin & Ciocalteu酚试剂1 1-diphenyl-2-picrylhydrazyl自由基(DPPH), 2, 4, 6-tripyridyl-1, 3, 5-triazine (TPTZ), 2, 2′-azinobis——(3-ethylbenzthiazoline-6-sulfonic酸)(abt) 6-hydroxy-2, 5, 7, 8-tetramethylchroman-2-carboxylic酸(Trolox)、没食子酸一水,2,6-dichloroindophenol,(+)儿茶酸水合物,维生素C从Sigma-Aldrich购买(上海,中国)。橘皮苷被成都生物研究所,中国科学院(中国成都)。辛是购自国家控制药品和生物制品研究所(NICPBP,北京)。所有其他试剂HPLC-grade和分析年级化学试剂购自国药控股有限公司有限公司(中国,北京)。

2.2。材料的预处理

新鲜橘子(试诉橘子)生长在江门(中国广东省)和从当地市场购买(2014年11月)在北京。成熟的橘子,平均151.83±4.65克的重量,洗净,晒干,去皮切成八块,小心翼翼地用手在不破坏他们的形状。橘子皮的初始水分含量为2.50±0.10 g / g水干物质和橘子皮的厚度为2.68±0.11毫米用游标卡尺测量。

2.3。干燥过程和条件

橘子皮晒干了5方法,是晒干(SD),冷冻干燥(FD),热空气干燥(已经),真空干燥(VD)和中期和短波红外干燥(IRD)。减肥的记录是cpa - 125数字电子天平从缝匠肌购买仪器系统有限公司有限公司(北京,中国),精度为0.1毫克。橘子皮干,直到水分含量少于0.05 g / g水干燥的材料。30克的橘子皮样品放置在钢托盘(30×50厘米²)与60孔的直径是5厘米,形成一层0.5厘米干。每个干燥方法的过程简述如下。

(1)SD。样品盘被暴露在阳光从早上9点到下午4点在环境温度(15 ~ 20°C)与相对湿度在30% - -40%。样品是每隔5小时,重了。

(2)FD。它进行了冷冻干燥机(Alphal-4 Lplus,马林基督,德国)−30°C下10⁻³Mpa。样品是每2小时,取出称重。

(3)有。是在烤箱(dhg - 9070,上海逸恒科学仪器有限公司,有限公司,中国)在60,70,80,90°C的一个固定的气流速度为2.1米/秒。热空气在垂直模型提供。样本每10分钟,重。

(4)VD。真空干燥机的干燥进行了(D2F6090、上海景洪实验室仪器有限公司,上海,中国)在60,70,80,90°C 3×10的一个固定的真空度⁻³Mpa。样本取出每20分钟减肥和分析。

(5)太少了。在中期和短波红外进行了红外辐射干燥器(Senttech Shengtaike红外技术仪器有限公司,中国)。干燥进行了在不同的温度下(60、70、80、90°C)功耗1350 w和固定的气流速度为2.1米/秒。样品是每5分钟取出和体重。

2.4。干燥动力学

橘子皮的干燥动力学是基于减肥,这是由干燥曲线和干燥速率曲线表示。干燥曲线,提出了水分率与干燥时间和干燥速率曲线,提出了干燥速率和水分含量(17]。

初始含水量与减少陈皮干燥前后的重量。橘子皮的初始含水率比较蒸发水的数量和获得的干燥样品在105±1°C,直到重量没有改变。在任何时候的含水率是如下所示12]: 在哪里样品的干重和吗是在任何时候的重量。

水分配给(先生)是通过以下(12]: 在哪里是初始含水率,是最终的水分含量(0.05 g / g水干重),然后呢在任何时候是水分。

干燥速率是通过以下17]:

2.5。干橘皮的主要组件

可溶性固体测量使用数显温控折射计(WZB 45岁,上海精密科学仪器有限公司,有限公司,上海,中国)和折射率的结果乘以稀释率(18]。总糖、还原糖、粗纤维、灰分含量、可滴定酸phenol-sulphuric酸测定方法(19],DNS方法[20.),重量法使用纤维测试仪、马弗炉(美国热费希尔林德伯格/蓝色)在550°C (17),和电位滴定法(18),分别。

2.6。提取

如图1,干橘皮磨杵在液态氮。一克样本均质与10毫升甲醇超声波协助提取1 h。然后,混合物在10000转离心10分钟。提取过程再次重复。浮在表面的结合来检测总酚类化合物,总类黄酮(21),橘皮苷(22),和脱氧肾上腺素的内容5]。为了分析维生素C含量,1 g粉样本提取10毫升2%草酸的混合物在7600转离心20分钟收集上层清液(23]。纯乙醇和50%甲醇也用于优化溶剂的提取橘皮苷和脱氧肾上腺素。

2.7。确定功能组件

2.7.1。总酚醛树脂含量和总类黄酮含量

Folin-Ciocalteu法和比色测定被用来确定总酚含量和总类黄酮含量的橘子皮有一些修改,分别为(21]。总酚含量测定时,光密度测量在765 nm使用紫外分光光度计(UV - 1800,日本岛津公司、中国)。没食子酸作为参考标准。总酚含量的值表示为毫克没食子酸当量(GAE)每克干样品(毫克GAE g⁻¹d.w。)。而总类黄酮含量测定的吸光度是510海里。总类黄酮含量的检测是基于的标准曲线(+)儿茶酸水合物,这是表示为毫克(+)儿茶酸水合物等价物(切)每克干样品重量(毫克GHE g⁻¹d.w。)。

2.7.2。橘皮苷含量和脱氧肾上腺素含量

高效液相色谱法用于确定橘皮苷和辛正如前面设计的方法与一些修改(5,22]。吸光度是278海里,注入体积是10μL和流率维持在1毫升/分钟。流动相系统是由甲醇作为流动相,0.1% (v / v)甲酸在去离子水作为流动相b线性溶剂梯度组成的30%从一开始5分钟,5%在15分钟,20分钟7%,30%从25分钟到30分钟。

2.7.3。维生素C含量

维生素C含量是由两种方法,即2,6-dichloroindophenol滴定法(24)和高效液相色谱法(23]。10毫升稀释浮在表面的滴定对二,6-dichloroindophenol解决方案。滴定过程中终止时出现了粉红色,持续了至少15秒(终点)。空白试验进行10毫升2%草酸溶液。维生素C的高效液相色谱方法测定了如下。甲醇作为流动相的流动相组成和磷酸盐缓冲以2%甲醇作为流动相注入体积是10μL,流率维持在1毫升/分钟,和吸光度是建立在245海里。线性溶剂梯度由100%的B开头,20% B在9分钟,20% B 9.1分钟,100% B从14.1分钟至20分钟。

2.8。抗氧化能力测定

一克干橘皮和20毫升甲醇混合,用近2 h。离心10分钟后在10000 r / min,上层。重复这个过程,上层清液结合并存储在4°C。在测定之前,上层清液与甲醇稀释40倍。抗氧化能力评价三个化验:DPPH自由基清除活性的方法,由abt方法总抗氧化能力,减少铁的能力通过收紧方法(25]。检测波长为517、734和593 nm DPPH, abt和收紧化验。Trolox被用作标准。结果表示为DPPH自由基回收的百分比,百分比激进的回收,μ摩尔Trolox相当于每100毫克干样品重量(抗氧化能力μ摩尔TE / 100毫克dw)对DPPH, abt和收紧化验。

2.9。统计分析

所有测量进行了一式三份。分析了实验数据通过SPSS 19.0。质量指标之间的差异影响不同治疗由方差分析过程 和最小显著差(LSD)方法。8.0数据绘制的起源。

3所示。结果与讨论

通常知道干橘皮有更多的潜力比新鲜的存储和应用程序。水分含量是脱水之间的主要区别之一,新鲜的橘子皮。但干燥过程不仅减少了水分,营养成分也有很大的影响,包括橘子皮的主要成分和功能组件。

3.1。干燥条件对干燥动力学的影响橘子皮

橘子皮,被干晒干(SD),热空气干燥(已经),冷冻干燥(FD),真空干燥(VD),分别和红外干燥(IRD)。干燥时间对水分比和含水率对干燥速率进行调查来评估不同的干燥方法的影响,分别。

FD和SD的结果并没有显示在图2由于冷冻干燥样品干燥和阳光需要大约1320分钟和3000分钟到达最后的水分含量,分别。数据2(一),2(b)2(c)表明,干燥陈皮在60岁的时候,70年,80年和90°c, VD,解码器,范围从150到200分钟,280到400分钟,和75 - 110分钟。干燥时间随着温度的增加减少。在测试干燥方法,其次是FD SD是最耗时的方法,VD,。IRD干橘皮是跑得最快的方法在所有的方法。干燥时间越长在SD方法可能与较低且不稳定的温度和样品易受空气湿度(26,27]。因为冰冻和升华的过程也费时,FD需要长时间干燥的样本。的有可能是由热对流垂直供给模型从外部到橘子皮。然而,辐射热IRD可能直接生成的样本深处,导致一个高效的传热由内向外。VD的水分保持的时间也要超过,所以VD的干燥时间更长。在真空炉,样品表面水分蒸发很快,但内部水分不能及时迁移到表面;因此,膜表面形成样本,这阻碍了内部水分迁移和长时间的干燥时间14]。

数据2(d),2(e)2(f)插图的降速干燥阶段的主要干燥过程是橘子皮,这是类似于甘薯的干燥工序28]。这些结果表明,干燥速率与温度的增加增加。例如,当样品的水分比例从1到0.2,在热空气干燥器是降低干燥乘以60,70年,80年和90°C约有80,70年,55岁和40分钟。现象是相同的VD和太少了。干燥时间的减少在高温和低水分含量可能归因于干燥空气之间的温差的增加和产品,并加速水扩散的速度(29日]。

3.2。不同干燥方法对橘子皮的主要成分

表1显示了橘子皮晒干的主要组件在不同方法,包括可溶性固形物、还原糖、总糖、粗纤维、可滴定酸、灰分含量和矿物内容(钠、镁、钾、钙、铁、锰、铜、锌、和Se)。这些组件的内容有着密切的关系,干橘皮的功能。80°C的干燥温度设置为,解码器,VD因为橘子皮的主要组件是高在80°C的不同的干燥方法和低温干燥时间长。

可溶性固体在不同干橘皮在41% ~ 54%的范围,而新鲜的橘子皮是14%。众所周知,干可溶性固体样品已经高于新鲜的。解码器橘子皮后最可溶性固体和FD治疗,而皮后最不溶性固体SD治疗。可溶性固形物是相对重要的指数,因为干皮总是浸泡在水喝。所以IRD和FD是合适的方式来存储可溶性固体。

橘子皮的糖可能是其他化合物的基质,如维生素C和糖苷。糖含量的调查是有益的在提供其他化合物的变化机制。橘子皮的还原糖含量在不同的干燥过程是在489.43 ~ 545.59毫克/克dw的范围,和橘子皮的可溶性总糖含量在不同的干燥过程是在325.86 ~ 553.45毫克/克dw的范围。还原糖和总糖含量的干皮均低于新鲜的(725.41毫克/克dw, 753.50毫克/克dw)。糖可能退化而加热样品在SD治疗很长一段时间。样品干SD可溶性总糖含量最低,而样品后FD最高(553.45毫克/克dw)之一。

粗纤维是细胞壁的主要成分。其内容的变化可以反映细胞膜的损伤程度。新鲜样品的粗纤维含量为12.8%,而在干燥的样品低10.5% ~ 11.1%的范围内,与以前的报告(21]。结果表明,干燥过程有轻微影响细胞壁的破坏。

可滴定酸含量有很大的影响干橘皮的风味质量。与0.875%新鲜皮相比,干样品可滴定酸含量在0.355% ~ 0.835%的范围。所有的干燥方法,可滴定酸含量最高的太少了,治疗后,SD治疗后的最低水平。有机酸降低在晒干快得多。

橘子皮的存储和风味质量也受到矿物含量的影响。在80°C组的干燥温度,IRD VD,大量的钠、镁、钙、锰和锌的新样本高于干样品。此外,大量的铁和Se在新鲜的高于干样品除了干的SD,而K和铜的新样本的数量低于干样品。Na的内容和铜是最高的干后样品太少了。毫克的内容、钙、铁和Se SD治疗后的最高水平。钾和锌的内容后被最高FD, Mn的水平高时比别人干的VD处理样品。所以可以看出,矿物内容受到治疗的影响。

灰分含量是一个重要的无机物质指数食物。火山灰含量干样本的2.574% ~ 2.874%与2.881%相比,新鲜的来吧。陈皮VD后灰分含量高,而它后低灰分。干燥后的灰分含量持续下降。灰分含量代表了矿物质的总含量(30.]。类似的结果在矿物的决心。

整体,FD和解码器是最好的保持可溶性固体、还原糖、总糖、粗纤维,和可滴定酸的橘子皮,虽然SD是更好地保护陈皮的矿物质,在协议与以前的报告在草莓31日]。然而,FD是最昂贵的过程。上述本研究的研究成果可以为质量评价和工业化提供实证证据。

3.3。不同干燥方法对总酚醛树脂含量和总类黄酮含量的橘子皮

在自然的功能组件,酚类化合物吸引了广泛关注的有前途的抗氧化活性和潜在的角色在治疗慢性退化性疾病。据透露,陈皮干燥后用不同的方法给出了变量总酚含量范围在15.66 ~ 17.24毫克GAE / g dw(图3),这是低于新鲜的GAE(22.24毫克/ g dw) 。总酚类化合物在干燥的内容排名由多到少IRD / FD / > SD > VD ,分别。干燥温度的增加,总酚醛树脂含量略有增加IRD的观察陈皮,VD。当植物被干,酚类化合物储存在植物液泡更自由地释放(32]。IRD可以分解共价键的酚类化合物和解放低分子量抗氧化剂,如类黄酮和多酚。其他热处理可能摧毁其他类型的债券和酚醛含量增加(33,34]。

橘子皮黄酮类化合物(如橘皮苷,柚皮苷和neohesperidin)用于治疗各种身体上的症状,比如高胆固醇水平,心血管疾病,胃肠功能。橘子皮晒干的总类黄酮含量5干燥方法如图3。橘子皮晒干的总类黄酮含量FD和IRD在70°C,新鲜的两倍,高于干了其他方法 内容达到最低,而橘子皮VD后90°C (6.99 mg GHE dw / g)。大量的总类黄酮含量也通过了,但低于FD和IRD在70°C 。与新鲜的橘子皮的总类黄酮含量在不同温度下干燥后增加。据报道,加热和辐射可以打破某些类型的债券和释放从聚合物抗氧化剂类黄酮和多酚等33]。图3也宣布样本的总类黄酮含量和IRD几乎不受温度的影响(⩽80°C),但降低了进一步提高空调的温度(> 80°C)。温度过高被确认是有害的保护黄烷酮苷(35,36]。这可能与这一事实有关天然抗氧化剂,如类黄酮可能被过高的温度。因此,FD,解码器,并有利于保持总黄酮类化合物在低温(< 80°C)。然而,减少总类黄酮是解放IRD自干燥时间短于FD和。总之,IRD的效果相对比另一种更好的方法。

3.4。不同干燥方法对橘皮苷的影响、脱氧肾上腺素和维生素C含量的橘子皮

橘皮苷是主要的类黄酮,而脱氧肾上腺素是最重要的柑橘类生物碱。因此,研究了不同干燥方法对橘皮苷的影响和脱氧肾上腺素。如图4(一),橘子皮的橘皮苷含量FD方法获得的1.77倍,新鲜的。此外,橘皮苷含量通过这种方法也高于其他干燥方法。所有的干燥方法,橘皮苷含量最低的样品是通过SD。食品加工帮助破坏细胞壁和酚类化合物可以被释放从桔皮的不溶性部分,从而导致增加水平的橘皮苷含量(36]。干燥是一个更好的方法来保护比VD橘皮苷和IRD后统计分析 。FD,解码器,都有利于保护橘皮苷。

像橘皮苷,陈皮干燥后的脱氧肾上腺素含量显著高于新鲜的来吧 如图4 (b)。同样的,它在很大程度上是与精油的内容。在新鲜的皮,精油的含量高,所以辛含量相对较低。干后,精油在样本显著降低,,因此,脱氧肾上腺素的比例增加。高温对VD,表面形成的膜,阻碍了精油的挥发。FD,总之,IRD最合适的保留和辛在高温下(80°C和90°C)和干橘皮有更多的功能比新鲜的皮。

皮的维生素C含量是由2,6-dichloroindophenol滴定法和高效液相色谱方法(图4 (c))。两种方法检测结果的趋势是相似的。然而,用高效液相色谱法获得的数据高于通过滴定方法。这可能是因为2,6-dichloroindophenol滴定法很容易受到环境的影响,人工操作,确定滴定的最后一点。高效液相色谱方法被选中,是因为它的高准确性和灵敏度。新鲜的橘子皮的维生素C含量明显高于干的 。一般知道维生素C是容易受到热和氧。加热和氧化可能加速干燥过程中维生素C的退化。因此,维生素C的含量逐渐下降随着温度的增加(21,37]。维生素C含量低的原因可能通过SD样品暴露在空气温度不一致的结果在很长一段时期。另一方面,干燥在相对较低的温度和氧含量减少了影响FD方法获得的维生素C含量比其他测试方法。因为样品在低温短时间内干,解码器皮干的维生素C含量要明显高于干的,VD和SD 。在干燥方法,IRD是一种经济有效的方法保护维生素C。

3.5。不同干燥方法对橘子皮的抗氧化活性

新鲜和干橘皮的抗氧化活动进行评估,abt DPPH并收紧化验(图5)。皮的抗氧化活动SD后最低的干皮,也低于新鲜的 。这个结果是不一致的与维生素C和酚类化合物含量低的皮干的阳光。这意味着干橘皮的抗氧化活动获得的传统方法(SD)已大大减少。总抗氧化能力评价的abt皮在90°C VD后比其他人强 。后的皮比FD IRD总抗氧化能力更强 。同样,皮干SD和FD对自由基清除能力最低 通过DPPH评估。自由基清除的能力是比和VD后皮 。减少铁,皮SD后明显不如其他干燥方法 。解码器因此,我们的研究结果表明,合适的干燥方法获得高抗氧化活动由于所需的较低的温度和较短的干燥时间所需的水分含量比其他干燥方法。

4所示。结论

5的影响干燥方法对营养成分和抗氧化活性的橘子皮进行了研究。一般来说,IRD干橘皮是一个适当的选择。与传统干燥方法相比(SD), IRD不仅有利于保护橘子皮的营养成分也更大程度上缩短了干燥时间。完全不同的干燥方法可能有不同的优势来维持最优浓度所需的组件的干皮,但IRD方法被发现是最有效和方便的干燥方法在保留主要成分、营养成分、和橘子皮的抗氧化活性。总的来说,这项研究将提供有用的信息陈皮的制备方法及其工业应用。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

作者的贡献

明月徐和闺房添了同样工作。

确认

作者要感谢中国国家自然科学基金会的资金支持(31401581和31401581号)。这项工作也支持的项目引进国际先进农业科学技术的中国农业部948项目,不。2016 - x31)。

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