干燥條件對茶枝柑果皮黃酮和精油成分的影響

周菲菲,肖更生,林 羨,徐玉娟,吳繼軍,陳于隴,傅曼琴

(1.華南農業大學食品學院,廣東廣州 510642;2.廣東省農業科學院蠶業與農產品加工研究所,廣東省農產品加工重點實驗室,廣東廣州 510610)

干燥條件對茶枝柑果皮黃酮和精油成分的影響

周菲菲1,2,肖更生2,*,林 羨2,徐玉娟2,吳繼軍2,陳于隴2,傅曼琴2

(1.華南農業大學食品學院,廣東廣州 510642;2.廣東省農業科學院蠶業與農產品加工研究所,廣東省農產品加工重點實驗室,廣東廣州 510610)

采用HPLC對日曬和不同溫度熱風干燥下的茶枝柑果皮中的黃酮進行定性和定量分析,同時利用GC-MS檢測分析了其精油成分及相對含量。結果表明,36、40、45和50℃干燥條件下的茶枝柑果皮的主要黃酮類化合物的含量與日曬相比有顯著差異,42℃熱風干燥與日曬相比則無顯著差異。不同熱風干燥條件下茶枝柑果皮精油的總離子流圖基本一致,但是精油成分的總含量均顯著高于日曬,此外精油成分的種類、數目、相對含量也存在一定的差異性,42℃熱風干燥下的精油成分與日曬最為接近。結論:從保證茶枝柑果皮品質和節約能源提高生產效率的角度出發,42℃熱風干燥是有利于保存茶枝柑果皮黃酮和精油成分的較佳干燥方式。

茶枝柑,HPLC,GC-MS,熱風干燥,黃酮,精油

茶枝柑(Citrusreticulatacv.Chachiensis)果皮是制作“廣陳皮”(PericarpiumCitriReticulatae)的主要原料,作為陳皮中的上等品,具有重要的藥用價值,主要用于治療消化系統和呼吸系統疾病,可治療脘腹脹滿、噯氣泛酸、惡心嘔吐、便秘或腹瀉等消化道病癥[1]。同時也是傳統的香料和除膻增鮮的調味佳品[2-3],向來享有盛譽。目前廣陳皮的生產仍處于傳統的家庭作坊模式,存在傳統日曬干燥方式受天氣影響大、衛生條件不能控制、干燥時間長、規模小等問題[4]。

“中國藥典質量標準-陳皮”,廣東省地方標準“DB44/T604-2009地理標志產品新會陳皮”中,規定了以橙皮苷和揮發油的含量為指標的廣陳皮質量標準,表明廣陳皮最主要的活性成分是黃酮類化合物和揮發油。故本研究通過對比各種不同干燥技術對茶枝柑果皮主要黃酮類化合物和揮發油的影響,以確定不同干燥方式對茶枝柑果皮品質的影響。以日曬干燥對為對照,研發出茶枝柑果皮高效保質干燥技術,為茶枝柑果皮的標準化干燥工藝提供理論依據,對促進廣陳皮的標準化生產具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

茶枝柑果皮 2013年10月采自江門市新會區果園;橙皮苷、柚皮苷、川陳皮素、橘皮素等標準品 美國Sigma公司;冰乙酸、甲醇(分析純) 天津市大茂化學試劑廠;甲醇(色譜純) 美國Fisher公司。

電子天平ALC210.4 德國賽多利斯公司;N-1000旋轉蒸發儀 日本Eyala公司;Agilent1260高效液相色譜儀 美國安捷倫公司;Agilent 6890N/5975B氣質聯用儀 美國安捷倫公司;Milli-QII型純水器 日本日立公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 干燥 將茶枝柑果皮分為6份,分別采用日曬(9月廣州,日平均氣溫32℃),36、40、42、45和50℃熱風,干燥至其水分含量<13%。

1.2.2 黃酮類物質的提取及測定 提取:稱取干燥果皮粉末5.0g左右,用500mL甲醇超聲波提取20min,抽濾,濾液濃縮后定容至100mL,置4℃備用[5]。

標準品溶液的配制:精密稱取柚皮苷、橙皮苷、川陳皮素和橘皮素各20mg,用甲醇溶解并定容至10mL,置4℃備用。

測定:各供試樣品適量稀釋過0.22μm微孔濾膜用于HPLC分析。色譜條件:Agilent1260高效液相色譜儀,色譜柱Agilent ZORBAX SB C18柱(4.6 mm×250 mm,5.0 μm),檢測波長為280nm和330nm,流動相A:2%冰乙酸,B:甲醇,梯度洗脫:0～20min,20% B;20～35min,40% B;35～45min,60% B;45～55min,80% B;55～65min,100% B。流速0.6mL/min,柱溫25℃,進樣量10μL。

1.2.3 精油的提取成分測定 提取:稱取干燥粉碎的茶枝柑果皮50g左右,采用改進的Clevenger裝置,蒸餾2h,收集精油,加入無水硫酸鈉干燥,置4℃備用[6-7]。

測定:各供試樣品適量稀釋用于GC-MS分析。色譜條件:Agilent6980N氣相色譜儀,色譜柱型號DB-5MS(30m×25mm×25μm),He流量1.0mL/min,進樣量1.0μL,分樣進流20∶1,進樣口溫度220℃。起始柱溫40℃,以10℃/min的升溫速率升溫到70℃,然后以3℃/min的升溫速率升溫到190℃,再以10℃/min的升溫速率升溫到220℃。

質譜條件:MSD質譜,電離方式EI,電子能量70eV,燈絲發熱電流0.25mA,電子倍增器電壓1000V,離子源溫度230℃,接口溫度280℃,掃描速度全程(40～500)AMU/sec,掃描范圍:50～300amu。

2 結果與討論

2.1 不同干燥條件對茶枝柑果皮主要黃酮類成分的影響

2.1.1 混合標準品的液相色譜圖 分別將柚皮苷、橙皮苷、川陳皮素、橘皮素標準液及不同干燥方式下的茶枝柑果皮提取液用孔徑0.22μm的有機相濾膜過濾后,按照1.2.2的方法進樣。如圖1所示,得到柚皮苷、橙皮苷、川陳皮素、橘皮素的保留時間分別為:27.677、28.475、47.450、50.311min。

圖1 四個標準品組成的混標的高效液相色譜圖Fig.1 HPLC chromatograms of the mixture of four standard substances注:1-柚皮苷,2-橙皮苷,3-川陳皮素,4-橘皮素。

2.1.2 標準曲線、相關系數及檢測限 按照方法1.2.2,得系列化合物分別在一定濃度范圍內呈良好的線性關系,適用于定量分析。四個黃酮類化合物的線性回歸方程、線性范圍、相關系數及檢測限如表1所示。

表1 4個標準品的回歸分析和檢出限Table 1 Regression analysis and detection limits of four standard substances

表2 幾種干燥條件下茶枝柑皮的黃酮類成分含量Table 2 Contents of four flavonoids in Citrus reticulata cv. Chachiensis peel under different drying conditions

注:同一列中不同字母表示差異顯著(p<0.05)。

2.1.3 不同干燥條件對茶枝柑果皮主要黃酮類物質含量的影響 采用HPLC定性定量分析不同干燥溫度及方式下(日曬、36、40、42、45和50℃熱風)的茶枝柑皮的主要黃酮類成分含量(表2)。

結果表明,不同的干燥條件對茶枝柑果皮中主要黃酮類成分的含量有一定的影響。36、40、45℃熱風干燥與日曬總黃酮含量存在顯著差異,36℃下柚皮苷、橙皮苷、川陳皮素與日曬差異顯著,45℃干燥下的柚皮苷、橙皮苷、橘皮素也與日曬存在顯著性差異。而42℃熱風干燥條件下,茶枝柑總黃酮含量與日曬無顯著差異,除了川陳皮素的含量顯著低于日曬之外,其他三種黃酮與日曬也無顯著差異,因此,42℃熱風干燥最為接近日曬方式。當熱風干燥溫度設為50℃,干燥時間3h時,除了川陳皮素含量顯著低于日曬組外,黃酮總含量以及其他三種主要的黃酮含量與日曬相比并無顯著差異。所以,從節約企業成本和提高生產效率來講,42℃熱風干燥優于日曬和50℃熱風干燥。

2.2 不同干燥條件對茶枝柑果皮精油的影響

2.2.1 不同干燥條件對茶枝柑果皮精油總含量的影響 由圖2可知,不同溫度和時間的熱風干燥條件下,茶枝柑的精油總含量均高于日曬的精油總含量,且在一定溫度范圍內隨著干燥溫度的升高精油的總含量呈現逐漸升高的趨勢。可能是由于日曬是開放式的,長期暴露于空氣中,茶枝柑果皮中的精油成分揮發得更快,故提取所得的精油相對較少。此外,由于傳統的開放式日曬干燥容易受天氣質量的影響,加上干燥過程中容易受到其他污染源的污染,因此傳統的日曬干燥不利于橘皮精油的保持。

圖2 不同干燥溫度下茶枝柑皮精油含量的比較Fig.2 Contents of essential oils in Citrus reticulata cv. Chachiensis peel under different drying temperature

2.2.2 不同干燥條件對茶枝柑果皮精油化合物成分的影響 采用GC-MS分析對不同干燥方式下(日曬、36、40、42、45、50℃熱風)的茶枝柑果皮精油成分進行分析,得到精油成分的總離子流圖和總離子流圖疊加圖如圖3～圖4所示。所檢測出的精油化合物成分保留時間以及相對百分比含量如表3所示。

圖3 茶枝柑果皮精油成分的總離子流圖Fig.3 Total ion chromatogram of essential oils of Citrus reticulata cv. Chachiensis peel

圖4 不同種干燥方式下茶枝柑皮精油的總離子流圖疊加圖Fig.4 Total ion chromatogram stacking chart of essential oils of Citrus reticulata cv. Chachiensis peel under different drying conditions注：從上到下依次是50、45、42、40、36℃熱風干燥，日曬。

表3 不同干燥條件下茶枝柑皮精油化合物成分相對含量Table 3 Relative content of each component of essential oils of Citrus reticulata cv. Chachiensis peel under different drying conditions

由圖3,圖4可以得出,不同的熱風干燥條件下茶枝柑果皮精油的指紋圖譜與日曬相比基本保持一致,表明與日曬相比不同的干燥方式對茶枝柑果皮精油的成分無顯著影響。從表3可以看出,采用GC-MS法檢測出來的不同干燥方式下的茶枝柑果皮精油主要成分共有45種,含量最高的成分為D-檸檬烯,且不同的熱風干燥條件下D-檸檬烯的含量均高于日曬,表明封閉式的熱風干燥能更好的保持茶枝柑果皮精油成分,可以取代傳統的日曬干燥。

2.2.3 茶枝柑果皮精油的種類及相對含量 依據揮發性物質的化學結構特點,將上述揮發性物質進行分類,按萜烯類、醇類、醛類、酯類、酮類、酚類、酸類以及其他共分為8類(表4)。精油成分化合物的組成如表5所示。

表4 不同溫度下茶枝柑皮精油 成分化合物組成相對含量Table 4 Relative content of different types of compounds of essential oils of Citrus reticulata cv. Chachiensis peel under different temperature

表5 不同干燥溫度下茶枝柑皮精油成分化合物的組成Table 5 The composition of different types compounds of essential oils of Citrus Chachiensis peel

從表4數據可以看出,茶枝柑果皮精油的主要化合物類型為萜烯烴類,且不同干燥方式下的萜烯烴類的含量均在85%左右,其次為酯類化合物。但是同熱風干燥相比,日曬干燥后的果皮中烯烴類化合物的含量明顯較少,醇類、酚類、酯類和酸類化合物較多,充分說明在開放式的日曬環境下,部分分子量小的烯烴類化合物揮發掉了。由表3可知,不同熱風干燥下D-檸檬烯、α-蒎烯、β-蒎烯、β-月桂烯的含量均高于日曬,說明日曬不利于保存橘皮中的主要精油成分。由表5可以看出,50℃熱風干燥條件下茶枝柑果皮精油成分化合物的個數最多為39個,萜烯烴類的個數也顯著高于其他干燥方式,可能是精油成分在50℃高溫干燥下發生了化學變化。從總的化合物數目或者各類型精油化合物成分來看,42℃熱風干燥的結果相對于其他熱風干燥而言更加接近日曬。

3 結論

通過HPLC定性定量分析不同干燥條件下茶枝柑果皮總黃酮和主要黃酮類化合物含量,GC-MS分析其中精油成分及相對含量,結果表明42℃熱風干燥4h與日曬干燥無顯著性差異,說明42℃熱風干燥可替代傳統陳皮生產的日曬干燥,同時保證品質、提高效率。

[1]國家藥典委員會.中華人民共和國藥典(一部)(2005年版本)[M].北京:化學工業出版社,2005.

[2]Kim Y C,Koh K S,Koh J S. Changes of Some Flavonoids in the Peel of Late Maturing Citrus during Maturation[J]. Journal of Food Science and Nutrition,2002,7(1):1-4.

[3]Xia J,Kotani A,Hakamata H, et al. Determination of hesperidin in Pericarpium Citri Reticulatae by semi-micro HPLC with electrochemical detection[J]. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis,2006,41(4):1401-1405.

[4]桑迎迎,周國燕,王愛民,等.中藥材干燥技術研究進展[J].中成藥,2010,32(12):2140-2144.

[5]鄭國棟,蔣林,楊得坡,等.HPLC法同時測定不同產地廣陳皮中5種活性黃酮成分[J].中草藥,2010(4):652-655.

[6]丁雄,蘇健裕,石磊,等.龍腦樟鮮葉揮發油成分及其抗菌活性的研究[J].食品工業科技,2012,33(18):167-171.

[7]高蓓.廣陳皮黃酮類化合物和揮發油成分及其活性研究[D].廣州:華中農業大學,2011.

Effect of different drying conditions on flavonoids and essential oils ofCitrusreticulatacv.Chachiensispeel

ZHOU Fei-fei1,2,XIAO Geng-sheng2,*,LIN Xian2,XU Yu-juan2,WU Ji-jun2,CHEN Yu-long2,FU Man-qin2

(1.College of Food Science,South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China;2.Guangdong Key Laboratory of Agri-product Processing,Sericulture and Agri-product Processing Research Institute,Guangdong Academy of Agricultural Science,Guangzhou 510610,China)

Qualitative and quantitative analysis of flavonoids ofCitrusreticulatacv.Chachiensispeel dried under natural sun drying and different hot-air drying conditions were determined by HPLC,and the compositions of its essential oils were detected by GC-MS. The results showed significant difference in the contents of four main flavonoids ofCitrusChachiensispeel under different drying temperature such as 36,40,45,50℃ compared to natural sun drying,whereas no significant difference was found under 42℃ hot-air drying. Total ion chromatograms of essential oils were basically the same,though the total contents of essential oils ofCitrusChachiensispeel by hot-air drying were significantly higher than natural sun drying,and some differences in the types,numbers and relative contents of the composition of essential oils. The essential oils ofChachiensispeel under 42℃ hot-air drying was closest to natural drying. Conclusion:Considering saving energy and improving production efficiency,42℃ hot-air drying is a relatively good drying method to preserve flavonoids and essential oils ofCitrusChachiensispeel.

Citrusreticulatacv.Chachiensis;HPLC;GC-MS;hot-air drying;flavonoids;essential oils

2014-08-06

周菲菲(1988-),男，碩士研究生,研究方向:農產品加工與貯藏工程。

*通訊作者:肖更生(1965-)，男,碩士，研究員,研究方向：農產品加工與貯藏工程。

廣東省農業科學院院長基金項目(201315)；廣東省教育部產學研結合項目(2012B09100004)。

TS255.1

A

1002-0306(2015)11-0287-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.11.049