不同干燥方式金花葵花揮發性成分分析

李源棟，李娟，劉秀明，劉志華，申欽鵬，段焰青

云南中煙工業有限責任公司技術中心（昆明 650202）

金花葵（Hibiseus manihotL.）系草本錦葵科秋葵屬植物，別名菜芙蓉、野芙蓉、黏干或山榆皮[1]。野生金花葵近瀕臨絕種，最早于2003年8月在河北邢臺地區被中國農科院唐益雄研究員發現，目前市場上的金花葵大多數為人工種植的產品。金花葵營養豐富，富含蛋白質、高聚合糖膠、VC、VE及礦物質，并且還含有黃酮、多糖、不飽和脂肪酸及多種不皂化物等生物活性物質，尤其黃酮含量居所有含黃酮植物之首。相關研究表明金花葵花作為傳統的藥食兩用植物，具有顯著的解熱抗炎[2]、調節血脂[3]、鎮痛[4]、抗氧化[5]、免疫調節[6]、抗腫瘤[7]等多種保健功能，其功效物質是金花葵花中富含的黃酮、多糖、微量元素等活性成分，目前，金花葵在飲食業、食品工業、醫藥行業被廣泛應用[8]。但是，新鮮的金花葵花易受損，水分含量高，容易腐爛變質，貯藏時間不長，使得金花葵花開發利用受到了極大限制，因此，干燥成為金花葵花深加工中關鍵步驟，新鮮的金花葵花通過干燥可以拓展其應用，具有廣闊的市場前景。

干燥是金花葵花及其重要的加工和貯藏方式，目前干燥方式主要有自然干燥（曬干）、熱風干燥技術（heat air drying）、真空冷凍干燥技術（vacuum freeze drying）等[9]。自然干燥存在時間長，產品容易污染等不足；熱風干燥技術基于熱空氣為干燥介質，利用自然或強制對流循環的方式與干燥物料進行濕熱交換，具有熱效率高、氣流干燥器結構簡單、生產能力大、操作方便等原因而被廣泛應用于[10]；真空冷凍干燥是將被干燥的物料快速凍結，在真空狀態下，將物料中的水分從固態直接升華到氣態，將物料中的水分除去，達到干燥的目的，能最大程度地保持物料的顏色、形狀和組織成分，獲得高品質的干制品[11]。目前關于不同干燥方式下金花葵花揮發性成分的系統對比研究尚屬于空白，因此，研究采用熱風干燥、真空冷凍干燥兩種不同干燥方式對金花葵花進行處理，并對其揮發性成分進行研究，為金花葵花的貯存和進一步開發利用提供理論依據。

1 材料與儀器

供試材料：采摘即將閉合的金花葵花，采摘后立即預冷，置于4 ℃冰箱中冷藏。

儀器：Agilent7890A/5975C氣相色譜-質譜聯用儀（美國安捷倫科技有限公司）；50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭（美國Supelco公司生產）；DHG-9070電熱恒溫鼓風干燥箱（上海精宏實驗設備有限公司生產）；真空冷凍干燥機（江蘇博萊客冷凍科技發展有限公司生產）。

2 方法

2.1 金花葵花干燥方法

熱風干燥：將鮮花葵去除花萼后，平鋪于物料盤中，放入預熱至105 ℃的熱風干燥箱中殺青2 min后，立即放入70 ℃熱風干燥箱中，烘2 h[12]。

真空冷凍干燥：將鮮花去除花萼后，平鋪于物料盤上，溫度探測器插入花中，將冷凍盤放置于冷凍干燥設備中，當物料溫度達到-40 ℃時冷凍2 h，抽真空直至凍干倉真空度達到30 Pa以下，打開加熱板開關，進行真空冷凍干燥，待金花葵花中心溫度與加熱板溫度一致時，再干燥2 h為解析干燥終點[12]。

2.2 成分分析

2.2.1 SPME條件

選取50/30 μm DVB/CAR/PDMS固相微萃取頭在氣相色譜儀進樣口250 ℃老化1 h；稱取1.0 g干燥好的金花葵花于15 mL頂空進樣器中，進行頂空SPME萃取，時間40 min，然后GC/MS分析，解吸溫度230 ℃，解吸時間3 min。

2.2.2 GC/MS分析條件

色譜條件：RXi-5sil MS石英毛細管柱（60 m×0.25 mm×0.25 μm），載氣為氦氣（純度為99.99%）；流速：1.0 mL/min。升溫程序：初始溫度50 ℃，保持2 min；以3 ℃/min的速率升溫至180 ℃；再以10 ℃/min的速率升溫至230 ℃，保持10 min。進樣口溫度：250 ℃，進樣量：1.0 μL，分流比：20∶1，溶劑延遲6 min。質譜條件：電轟擊電離（EI）源；離子源溫度：230 ℃；四極桿溫度：150 ℃；電離能量：70 eV；傳輸線溫度：280 ℃；掃描范圍（m/z）：40～450；質譜檢索圖庫：NIST譜庫。

3 結果與分析

3.1 金花葵花揮發性成分分析

金花葵花中揮發性成分經GC/MS檢測結合Nist11進行檢索后，利用面積歸一化法計算得出金花葵花中各成分相對峰面積，結果見表1所示。

通過質譜庫檢索和人工圖譜解析，經過真空冷凍干燥的金花葵花中共鑒定出揮發性物質87個化合物，占揮發性成分的91.94%，其中烯烴類3個、醇類12個、醛類18個、脂類3個、醚類1個、酚類2個、酮類13個、酸類19個、其他化合物16個，主要成分包括棕櫚酸（27.457%）、異戊醛（9.769%）、亞油酸（6.215%）、順-9-烯-十八烷酸（5.690%）、2-乙酰基吡咯（3.194%）、糠醛（3.096%）、2,3-二氫-3,5二羥基-6-甲基-4（H）-吡喃-4-酮（2.534%）、壬醛（2.457%）、2-甲基丙醛（2.437%）等化合物；經過熱風干燥的金花葵花中共鑒定出67個化合物，占揮發性成分的90.34%，其中烯烴類1個、醇類9個、醛類13個、酯類2個、酚類4個、酮類11個、酸類16個、其他化合物11個，主要成分包括棕櫚酸（49.345%）、亞油酸（8.027%）、異戊醛（3.689%）、順-9-烯-十八烷酸（3.578%）、3-乙基丁醛（1.959%）、苯甲醛（1.431%）、2,3-丁二醇（1.292%）、糠醛（1.275%）、壬醛（1.198%）等化合物，其中真空冷凍和熱風干燥金花葵花揮發性成分中酸類含量最為豐富，為別占揮發性成分的41.741%和66.510%。由表2可見，不同的干燥方式使得金花葵花中的揮發性成分存在差異。

表2 不同干燥方式金花葵花成分類別及其質量分數

圖1 真空冷凍干燥金花葵花氣相色譜/質譜總離子流色譜圖

圖2 熱風干燥金花葵花氣相色譜/質譜總離子流色譜圖

3.2 金花葵花特征成分及含量分析

采用真空冷凍干燥、熱風干燥的金花葵花揮發性成分均含有2-甲基丙醛、異戊醛、庚醛、壬醛、糠醛、棕櫚酸、異戊酸、亞油酸等52個化合物，分別占總峰面積的87.05%和87.73%。真空冷凍干燥金花葵花特有成分為2-丁烯醛、2-丁烯醛、3-己酮、二甲基硫醚、（E）-2-甲基-2-丁烯醛等35個化合物，占總峰面積的4.89%，熱風干燥金花葵花特有成分為乙酸乙烯酯、2-甲基四氫呋喃-3-酮、（Z）-4-己烯醇、癸醛等12個化合物，占總峰面積的2.62%，共有成分表明不同的干燥方法獲得金花葵花揮發性成分具有一定的相似性，共有成分含量差異和特異成分表明不同干燥方法獲得金花葵花成分存在一定差異。

4 結論

研究采用HS-SPME-GC/MS對不同干燥方式獲得金花葵花的揮發性成分進行對比分析，共鑒定了101種化合物，其中采用真空冷凍干燥、熱風干燥的金花葵花中分別鑒定87和67種成分，占總峰面積的91.94%和90.34%；主要成分為異戊醛、庚醛、壬醛、糠醛、棕櫚酸、異戊酸、亞油酸等，其中共有成分52種，共有成分含量間的差異和特異成分表明不同干燥方式對金花葵花品質具有一定影響。該研究為金花葵花進一步開發提供理論基礎。