鐵皮石斛熱風干燥工藝優化研究

◎ 方良材，劉夢姣，黃衛萍

（廣西農業職業技術學院，廣西 南寧 530007）

鐵皮石斛為多年生草本蘭科石斛屬植物，在我國民間被稱為“救命仙草”，具有較高的藥用價值[1-3]。鐵皮石斛在中醫上有安神、補五臟、滋陰益精等功效，現代的藥理研究發現，鐵皮石斛不僅可以增強免疫力，還具有抗氧化、抗疲勞、抗腫瘤等多種功能[4]。有研究發現，鐵皮石斛中莖、葉、花的成分各不相同，功效也有差別。鐵皮石斛主要以莖入藥，其莖中主要含有多糖、糖苷類、氨基酸等成分，多糖含量最高可達31.9%[5-7]。多糖亦是鐵皮石斛中的主要有效成分之一，有抗腫瘤及提高人體免疫力等功效，《中國藥典》（2015年版）更是將多糖作為評價石斛質量的關鍵指標之一[8]。

目前，國內外對石斛的研究主要在多糖的提取與純化、功能活性及結構鑒定等方面。李俊健等[4]研究了烘干溫度對鐵皮石斛莖中多糖抗氧化活性的影響，結果表明：烘干溫度對鐵皮石斛莖中多糖的獲得率及抗氧化活性影響顯著，隨烘干溫度的升高，多糖獲得率及抗氧化活性降低。MENG等[9]的研究結果表明：經熱風干燥處理的石斛，抗氧化活性及水溶性多糖含量的保留比曬干和真空干燥等其他處理方式要更好。查學強等[10]的研究結果表明：石斛中的多糖能不同程度的清除兩種自由基。馬厚麗等[11]通過研究不同干燥溫度對鐵皮石斛顆粒多糖溶出速度和溶出率的影響及其機理，發現當溫度在一定范圍內時，較低的干燥溫度更利于減少鐵皮石斛顆粒收縮，且能保持其內部組織結構，同時降低焦糖化和美拉德反應速率，在石斛內部的細胞組織產生空隙，從而促進多糖的溶出。鐵皮石斛產業加工的第一步是干燥，烘干溫度過高會使其干制品品質降低[9]。當前對于鐵皮石斛熱風干燥工藝的優化研究還有待進一步加強。

本研究旨在探討直接熱風干燥和冷凍后熱風干燥對鐵皮石斛多糖提取率的影響，通過比較兩種干燥工藝樣品的多糖溶解度以及外觀品質，得出較優的鐵皮石斛干燥方法，為鐵皮石斛熱風干燥工藝的優化提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗材料：廣西弄峰山鐵皮石斛科技股份有限公司的同一批次采收的新鮮干凈鐵皮石斛莖。

主要試劑：葡萄糖、6%苯酚、濃硫酸等。

1.2 試驗儀器

DHG-9246A電熱恒溫鼓風干燥箱烘箱4臺（上海精宏實驗設備有限公司）、HWS-24電熱恒溫水浴鍋（上海齊欣科學儀器有限公司）、VIS-7220N可見光分度計（北京瑞利分析有限公司）、HHS數顯恒溫水浴鍋（江蘇省金壇市醫療儀器廠）、PL203電子天平（梅特勒-托利多儀器上海有限公司）、離心機（上海安亭科學儀器廠）、攪拌器（海門市其林貝爾儀器制造有限公司）、高速粉粹機（鉑歐五金制造有限公司）、潔凈的廣口瓶、保鮮袋、干凈鐵絲網、不銹鋼盆等。

1.3 試驗方法

1.3.1 鐵皮石斛干燥工藝流程

（1）直接熱風干燥流程。原料100 g→篩選→原料預處理瀝干→切成1～2 cm小段→均勻攤平→調節電熱恒溫鼓風干燥箱溫度→將鐵皮石斛放進干燥箱干燥→干燥→將烘干的鐵皮石斛制成粉末→測鐵皮石斛多糖溶解度。

（2）冷凍后熱風干燥流程。原料100 g→篩選→原料預處理瀝干→切成1～2 cm小段→稱重，裝入保鮮袋密封→將密封好的鐵皮石斛速凍12 h→解凍→調節電熱恒溫鼓風干燥箱溫度→將鐵皮石斛放進干燥箱干燥→干燥→將烘干的鐵皮石斛制成粉末→測定鐵皮石斛多糖溶解度。

1.3.2 鐵皮石斛干燥注意事項

（1）新鮮石斛的預處理。用清水將新鮮的鐵皮石斛洗凈，瀝干，切成1～2 cm長的小段，放入干凈的容器中。

（2）新鮮石斛干燥步驟。每組試驗的干燥物料均為用電子天平稱取的100 g新鮮石斛段，試驗開始前，將其按照設定的鋪排密度，均勻平鋪在事先準備好的干燥盤中，將干燥盤置入恒溫鼓風干燥箱內，根據每個試驗組對應的參數設置干燥箱溫度（50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃）。干燥過程中嚴格按照試驗要求定時稱取石斛重量，直到樣品含水量低于10%時停止干燥。同時認真記錄干燥時間、樣品感官品質，并測定樣品多糖提取率。每組試驗重復3次取平均值。

1.3.3 干燥鐵皮石斛感官指標評定

鐵皮石斛樣品感官評分標準見表1。

表1 鐵皮石斛樣品感官品質評定標準表

1.3.4 干燥鐵皮石斛多糖提取率測定

（1）葡萄糖溶液標準曲線制作。準確稱取干燥至恒重的葡萄糖1 g，用蒸餾水定容至1 000 mL，搖勻后吸取10 mL，用蒸餾水稀釋定容至250 mL，得到標準葡萄糖溶液濃度為0.04 mg·mL-1。分別吸收標準葡萄糖溶液0 mL、0.2 mL、0.4 mL、0.6 mL、0.8 mL、1.0 mL、1.2 mL、1.4 mL、1.6 mL、1.8 mL于比色管，加蒸餾水至2.0 mL，加入6%苯酚1.0 mL及濃硫酸5.0 mL搖勻冷卻，沸水浴顯色15 min后于490 nm波長測定其吸光度，得到葡萄糖標準曲線。葡萄糖與吸光度的線性關系為y=0.298 8x-0.002 5（R2=0.999 3）。

（2）多糖提取率測定。稱取3 g不同處理的鐵皮石斛粉末，置于100 mL容量瓶中浸提，過濾得過濾液，吸取過濾液2 mL于100 mL容量瓶中，加水定容，吸取1 mL樣品液于試管中，加入蒸餾水1 mL，6%苯酚溶液5 mL，顯色測其吸光度，與葡萄糖標準的曲線對照，由式（1）算出多糖的含量。每組試驗重復3次取平均值。

1.4 數據處理

使用Microsoft Excel 2013匯總試驗數據并進行圖表制作，同時通過鄧肯新復極差法分析各處理間的差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 不同干燥方法對干燥時間的影響

新鮮石斛段干燥至含水量低于10%時停止干燥，取出樣品并記錄干燥時間，如表2所示。由表2可知，熱風干燥溫度越高，干燥時間越短；冷凍后的熱風干燥時間比同溫度下熱風干燥的時間短。

表2 不同干燥條件下鐵皮石斛樣品干燥時間表

2.2 不同干燥方法對鐵皮石斛感官品質的影響

通過表1評定標準對不同處理的樣品進行感官評分，評分結果如表3所示。由表3得，冷凍后熱風干燥的鐵皮石斛樣品在各個溫度階段的感官評分均優于直接熱風干燥，且兩種干燥方式下，溫度越高，對鐵皮石斛色澤、形態評分越高，但溫度對鐵皮石斛干燥樣品的香氣影響較小。這可能是由于溫度越高，樣品干燥時間越短，從而使樣品的色香形保存較好。

表3 不同干燥方式下鐵皮石斛樣品感官評分表

2.3 不同干燥方法對鐵皮石斛多糖提取率的影響

如圖1所示，通過對不同干燥樣品的多糖提取率測定可以分析得出，冷凍后熱風干燥樣品的各個溫度階段多糖提取率均高于直接熱風干燥樣品，由此可以推測干燥前進行冷凍處理更有利于鐵皮石斛多糖的保存。同時，兩種干燥方式設定溫度為70 ℃時，多糖提取率均高于其他處理，由此可以得出，熱風干燥溫度為70 ℃時更有利于鐵皮石斛干燥樣品中多糖的保存。

圖1 不同處理下鐵皮石斛樣品的多糖提取率圖

3 結論

通過試驗得出，鐵皮石斛冷凍后干燥效果比直接熱風干燥效果更好，冷凍后的鐵皮石斛干燥樣品的外觀品質得以改善，干燥時間明顯減少，干燥速率明顯增快，多糖含量得以更好地保存。同時，溫度越高，鐵皮石斛的色澤、形態評分越高，這可能由于溫度越高，樣品干燥時間越短，從而使樣品色香形也保存較好；且兩種干燥方式溫度設置為70 ℃時更有利于鐵皮石斛干樣中多糖地保存。