不同干燥方式對藿香粉品質的影響

李琴，何蓮，喬明鋒，蔡雪梅，李秋云，鄧靜,易宇文*

(1.四川旅游學院 食品學院，成都 610100；2.四川旅游學院烹飪科學四川省高等學校重點實驗室，成都 610100)

藿香分為廣藿香和藿香(也稱川藿香)，廣藿香多用于藥物且選入2010版《中華人民共和國藥典》，川藿香主要以食用為主，為藥食兩用植物，未入2010版藥典[1]。川藿香含有大量揮發油，香氣宜人，回味略甜，具有清暑、健胃等功效[2]，在烹飪中主要以鮮食為主，藿香鯽魚即是以川藿香葉為主要調料制作的一道傳世名肴。鮮食固然有較多優點，但鮮葉不易保存，且攜帶、使用不便，市場需要干型藿香調味品。

冷凍、微波、熱風和自然干燥是食品干燥常用的方法[3-5]，其中微波、熱風干燥屬于熱能干燥，其原理是利用熱能加速食品中水分散失的速度，達到干燥的目的，但熱敏性物質容易損失，在糧食工業和茶葉等領域應用廣泛。冷凍干燥是固態水在真空下直接升華，而達到干燥的目的，其特點是低溫、熱敏性物質損失少，但能耗高[6]、效率低，在藥材和水果等方面應用較多。自然干燥是利用空氣熱量和空氣流動帶走原料中水分的干燥方法，環保節能，但效率低下。色差和電子鼻技術屬于智能感官，其評價結果較感官評價更為客觀，且重復性、穩定性好[7]，在食品行業應用廣泛?；瘜W計量學是研究食品化學的常用方法，如主成分分析(principal component analysis,PCA)、聚類分析(cluster analysis,CA)等[8，9]，在研究樣品分類和品質差異等方面應用廣泛[10]。

本文以藿香為研究對象，采用冷凍、微波、熱風和自然干燥方式處理鮮藿香葉，通過色差儀、電子鼻，結合化學計量學分析藿香干粉與鮮藿香葉整體感官品質的差異，比較不同干燥方式對藿香揮發性成分的影響，開發一種香味濃郁、使用方便、易于攜帶的藿香調料，為藿香深加工提供了參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

鮮藿香葉：購于京東商城。

FOX 4000型電子鼻 法國Alpha MOS公司；75 μm CAR/PDMS手動萃取頭 美國Supelco公司；SQ680型氣相色譜質譜聯用儀 美國PerkinElmer公司；FD-1-50型真空冷凍干燥機 北京博醫康實驗儀器有限公司；101-0 AB型電熱鼓風干燥箱 北京中興偉業儀器有限公司；P80D23N1L-A9(S0)微波爐 格蘭仕集團；ZT-400型多功能粉粹機 永康市展帆工商貿有限公司；DW-FW 110型超低溫冰箱 三洋集團；DC-P3型色差儀 北京興光測色儀器有限公司；其他實驗室常用設備。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品制備

將購置的鮮藿香葉清洗干凈，濾干水分備用。

真空冷凍干燥：取100 g濾干水分的鮮藿香葉平鋪(約0.3 cm厚)于托盤，置于超低溫冰箱(-50 ℃,8 h)，結束后置于冷凍真空干燥機(-50 ℃，15 Pa)，干燥8 h。計算蒸發的水分量，并以此為標準，作為其他幾種干燥方式的干燥終點。

微波干燥、熱風干燥：將100 g鮮藿香葉至于托盤，平鋪一層，分別放入微波爐(低火，30 s)、電熱鼓風機(40 ℃，2 h)，然后根據實際情況減少干燥時間，直至蒸發的水分含量與冷凍干燥一致(±2%)為止。

自然風干：將100 g鮮藿香葉置于簸箕，放在室外干燥通風處，每24 h稱量一次，隨后增加稱量的頻次，直至與冷凍干燥一致(±2%)為止。

將干燥樣品粉碎后，過50目篩，抽真空后密封備用。真空冷凍、微波干燥、熱風干燥、自然風干和藿香鮮品(未干燥樣品)編號分別為A,B,C,D,E。藿香鮮品(E)為參照品。

1.2.2 樣品色差檢測

色差儀的原理是基于任何一種顏色不可能既紅又綠、既黃又藍而建立的一種理論體系[11]。色差常用L、a*、b*表示。L表示亮度(0～100)，0表示黑色，100表示白色；-a*表示偏綠，+a*表示偏紅；-b*表示偏藍，+b*表示偏黃。在檢測藿香粉色差前，先用標準白板對儀器進行校正，然后將樣品裝入儀器并壓緊，再用探頭進行檢測。每個樣品測試6次，取后5次作為檢測結果。

1.2.3 電子鼻分析

準確稱量樣品1.00 g，放入10 mL頂空瓶中，密封、編號。

分析條件：手動進樣，頂空溫度75 ℃，加熱時間5 min，載氣流量150 mL/s，進樣量1500 μL，進樣速度1500 μL/s；數據采集時間120 s，采集延遲180 s，每個樣品平行檢測6次，取后3次穩定信號作為實驗結果進行分析。

1.2.4 感官評價

選擇25名系統學習過感官評價相關課程的食品專業學生進行感官評價，評價小組由13男12女組成，在感官評價前先對其依據GB/T 29605-2013標準進行培訓。藿香粉的評價標準見表1，從顏色、氣味兩個維度對其進行評價。

表1 感官評價標準Table 1 Sensory evaluation criteria

1.3 數據處理

數據處理采用SPSS 22軟件；作圖采用Origin 9.1軟件。

2 結果與分析

2.1 色差分析

2.1.1 色差方差分析

表2 色差方差分析Table 2 Analysis of chromatic aberration variance

注：字母a，b，c，d，e代表差異的顯著性(P<0.05)。

由表2可知，5個樣品的L值差異顯著，其中A樣品最亮，B樣品顏色較暗，這可能是因為微波加熱，受熱不均，有輕微碳化、褐變以及生成了脫鎂葉綠素[12]。5個樣品的a*值差異顯著，且均小于0，為負數，說明樣品偏綠，表明樣品中葉綠素破壞并不嚴重，其中E樣品為-11.9800，表明綠色很深(相對)，這與E樣品中葉綠素未受任何破壞一致(鮮品)。5個樣品在b*維度上A，B，D差異顯著，C，E差異不顯著。方差分析說明樣品之間是否有差異和差異是否顯著，很難說明樣品之間的相似度，為進一步說明干燥樣品與參照品之間的相似度進行主成分分析。

2.1.2 色差主成分分析

圖1 色差主成分分析Fig.1 Principal component analysis of chromatic aberration

由圖1可知，第一、第二主成分分別為68.88%和28.92%，累積為97.8%，在電子鼻分析中，主成分累積超過85%即可反映樣品的主要風味輪廓[13]，推測在色差分析中主成分累積為97.8%，應該能夠反映樣品的主要色澤輪廓。張曉敏等[14]認為如果第一主成分(PC1)遠遠大于第二主成分(PC2)，則樣品即使在X軸上距離很小，其差異也會很大，而樣品在Y軸上的距離即使很大，其差異也不會太大。圖中以E為參照物，A與E差異極為明顯(差異來源于PC1+PC2，PC1占權重較大)，E與D差異小(差異來源于PC2)，E與B的距離較E與C的距離小。由此表明自然風干與鮮藿香葉差異最小，其次是微波干燥和熱風干燥，差異最大的是冷凍真空干燥。

2.2 電子鼻分析

2.2.1 電子鼻傳感器響應值雷達圖

樣品電子鼻檢測結果雷達圖見圖2。

圖2 電子鼻感應器響應雷達圖Fig.2 Response radar map of electronic nose sensor

圖2中樣品傳感器響應值從強至弱分別是：鮮藿香葉、自然風干、熱風干燥、真空冷凍干燥和微波干燥，說明任何外力去除水分，都會使原料中的揮發性物質損失。圖中可以反映出，微波干燥使樣品中揮發性物質損失最為嚴重，這可能與微波干燥的原理有關：分子之間摩擦產生熱量，從而達到水分蒸發的目的，大多數揮發性物質是小分子物質，受熱極易損失，微波干燥從被干燥物內部加熱[15]，所以會使藿香葉的揮發性物質損失更為嚴重。

2.2.2 電子鼻主成分分析

樣品電子鼻主成分分析結果見圖3。

圖3 電子鼻主成分分析Fig.3 Principal component analysis of electronic nose

圖3中第一、第二主成分分別為81.96%和15.44%，累積為97.4%，完全能夠反映樣品的主要風味輪廓，易宇文等認為主成分累積超過85%即可反映樣品的主要風味輪廓。A,B樣品分布在Y軸左側，且差異主要來源于PC1；C,D,E分布在Y軸右側，其主要差異來源于PC2。依據張曉敏等的研究成果，圖中以E為參照樣，表明E,D,C的差異主要來源于PC2，D與E最為相似，其次是C，E與A,B差異大(差異來源于PC1+PC2)，其中與B差異最大(距離最遠)，也就是說自然風干與藿香鮮品最為相似，其次是熱風干燥，再次是真空冷凍干燥，最后是微波干燥(風味物質損失最為嚴重)。由此可見，微波干燥導致樣品中揮發性物質損失最為嚴重，其次是冷凍干燥，而熱風干燥和自然風干損失較小且與鮮品的氣味類似，這與常識中熱風干燥會導致風味損失較冷凍干燥嚴重有異，其原因可能與設置的熱風干燥溫度(40 ℃)有關。但冷凍干燥樣品與鮮品差異較大，其原因有待于進一步研究。

2.2.3 電子鼻聚類分析

藿香電子鼻聚類分析結果見圖4。

圖4中E，D樣品在0.67042處聚類(最為相似)，這與電子鼻主成分分析中都分布在第一象限且差異主要來源于PC2一致；C,D,E在1.18148處聚類，這與主成分分析中其差異主要來源于PC2一致；A,C,D,E在1.66116處聚類，這與主成分分析中A與C,D,E的距離較B近一致；5個樣品在3.17816處聚成大類，說明B樣品與A,C,D,E差異明顯，與主成分分析中B分布在最左側一致。

圖4 電子鼻聚類分析Fig.4 Cluster analysis of electronic nose

2.3 感官評價

感官評價結果的直方圖見圖5。

圖5 藿香粉感官評價結果(p<0.05)Fig.5 Sensory evaluation results of Agastache rugosus powder (p<0.05)

感官評分從高到低分別是E,D,C,A,B，表明樣品E感官評分最高，這可能與其為參照品有關，E,D最為相似(差異不顯著)，這與色差主成分、電子鼻主成分及聚類分析結果一致，C,D,E得分較為靠近，這與電子鼻主成分及聚類分析結果一致，但與色差主成分分析結果有差異(E與B更為靠近)。A與C,D,E得分較B近，這與電子鼻主成分中分布在緊鄰Y軸附近一致及聚類分析中在1.66116處聚類一致，而B則離Y軸較遠且與其他4個樣品在3.17816聚類一致，但與色差主成分分析結果有差異(A與B,C,D,E差異最大)，這可能與色澤在感官評價中所占的權重有關。

3 結論

本文以藿香為研究對象，采用冷凍、微波、熱風和自然干燥方式處理鮮藿香葉，通過色差、電子鼻結合化學計量學分析藿香干粉與鮮藿香葉整體色澤及風味差異，比較不同干燥方式對藿香色澤和風味的影響，開發一種香味濃郁、使用方便、易于攜帶的藿香調料。研究結果表明：以鮮藿香葉為參照品，色差主成分分析結果顯示，冷凍干燥樣品色澤變化最大，其次是熱風干燥、微波干燥，自然干燥樣品色澤變化最小(其色澤與鮮藿香葉最為相似)；電子鼻主成分及聚類分析顯示，自然干燥樣品在氣味上與鮮藿香葉最為相似，其次是熱風干燥、冷凍干燥，差異最大的是微波干燥；感官評價結果顯示，鮮藿香葉與自然風干最為相似，其次是熱風干燥、冷凍干燥及微波干燥。感官評價結果與電子鼻分析結果一致，與色差分析有異，這可能與色澤在感官評價中所占權重有關。綜合色差分析、電子鼻分析和感官評價：自然風干的樣品感官品質與鮮藿香葉最為相似，實驗結果為藿香深加工提供了參考。