金絲皇菊的干燥加工工藝

金雅慧， 曹少疑， 孫晗靖， 金建兒， 繆強*， 何格倫

(1.杭州市富陽區(qū)植物檢疫所，浙江 杭州 311400； 2.杭州春蕾生態(tài)農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司，浙江 杭州 311411；3.杭州市富陽區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江 杭州 311400； 4.杭州市富陽區(qū)富春街道農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，浙江 杭州 311400)

脫水干燥是目前延長農(nóng)副產(chǎn)品貨架期的重要途徑[1]，通過干燥降低含水率和生物酶活性，抑制微生物生長，從而延長貨架期。菊花產(chǎn)品干燥加工多參照杭白菊生產(chǎn)蒸汽殺青烘干法或烘干法[2-5]。李衛(wèi)文等[6-11]發(fā)現(xiàn)，不同加工方法會影響亳菊等品質(zhì)及有效成分含量，生產(chǎn)中金絲皇菊常采用熱風(fēng)循環(huán)式對流干燥，但由于金絲皇菊花朵中間厚、邊緣薄，干燥前含水率、熱風(fēng)溫度、干燥用時等因素均會引起干花品質(zhì)變化，同時烘干用電能耗直接關(guān)系到運營成本，因此，探索烘干工藝、精確控制溫度變化過程顯得尤為重要。一般評判金絲皇菊市場價值多采用干花收縮程度、黃酮素含量等指標。本試驗通過比較空氣源熱泵干燥和電熱管干燥技術(shù)對金絲皇菊干燥能耗、品質(zhì)的影響，探索金絲皇菊烘干脫水率、干燥時間、黃酮素含量、收縮率、用電能耗等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為金絲皇菊烘干加工工藝優(yōu)化及標準化生產(chǎn)提供科技支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗金絲皇菊鮮品由富陽區(qū)場口鎮(zhèn)瓜橋埠村杭州春蕾生態(tài)農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司種植基地生產(chǎn)，于10月底至11月中旬采收，花瓣平展，花開放程度70%～80%。采收時間選擇9：00—16：00，晴天露水干后采收，不采露水花和雨水花[12]。人工逐朵采收，注意保持花形完整，花梗長度小于0.5 cm。按照DB41/T 378—2004《無公害中藥材 菊花生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范》要求，采花時將好花、次花分開放置，剔除泥花、蟲花、病花，不夾帶雜物。采用清潔、通風(fēng)良好的竹編、筐簍容器盛裝鮮花，及時運抵干制加工場所，保持環(huán)境清潔，防止菊花變質(zhì)或混入雜質(zhì)。

本試驗采用空氣源熱泵烘干和電熱管烘干方式，主要儀器設(shè)備有空氣源熱泵烘干機(5HGFH-0.2FB，功率0.5 kW，浙江金光新能源設(shè)備科技有限公司)和電熱管烘干機(5HGFH-0.3F，功率1.5 kW，浙江金光新能源設(shè)備科技有限公司)。

托盤由孔徑為5 mm×5 mm不銹鋼篩網(wǎng)制成，烘焙過程分篩選、裝盤、干燥三道工序。將鮮花大小篩選后，裝盤擺放均勻整齊，花朵間不留空隙，每盤擺放1層鮮花。

1.2 處理設(shè)計

設(shè)定35 ℃、55 ℃、75 ℃共3個烘干溫度梯度，并根據(jù)國家醫(yī)藥管理局(82)藥儲字第17號文件中菊花儲存安全水分為10%～16%的要求，以金絲皇菊干燥后含水率≤10%為設(shè)定指標，統(tǒng)計干燥時間、用電能耗等參數(shù)。

根據(jù)生產(chǎn)季節(jié)，空氣源熱泵烘干于2019年10月28日、11月7日、11月14日進行，電熱管烘干于2019年10月30日、11月8日、11月16日進行，烘干溫度依次為35 ℃、55 ℃、75 ℃，其中2019年10月28日與30日、11月7日與8日、11月14日與16日烘干采用田間同批次花。

試驗當天每批次金絲皇菊鮮花抽取大小相近10朵花測量記錄鮮花直徑，放入鹵素?zé)羲譁y定儀測定并記錄含水率。鮮花批量放入干燥機器，記錄試驗熱風(fēng)溫度，及時觀察金絲皇菊擺放位置及干燥情況；干燥結(jié)束取出攤涼，測量并記錄試驗樣品干花直徑，放入鹵素?zé)羲譁y定儀記錄含水率。

2019年11月下旬按每批次100 g，取2019年10月28日、11月7日、11月14日空氣源熱泵烘干的金絲皇菊樣和2019年10月30日、11月8日電熱管烘干的金絲皇菊樣送浙江省林業(yè)科學(xué)研究院分析測試中心開展黃酮素含量測定。不同溫度對黃酮素影響的采用空氣源熱泵烘干金絲皇菊干花黃酮素含量測定對比，不同方式烘干(空氣源熱泵、電熱管)對黃酮素的影響采用金絲皇菊水溶液黃酮素含量測定對比。

1.3 數(shù)據(jù)處理與分析

采用SPSS軟件進行單因素對比分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同干燥溫度梯度影響

2.1.1 對干燥時間影響

根據(jù)國家醫(yī)藥管理局(82)藥儲字第17號文件要求，常溫儲藏干菊花要求烘干至含水量≤10%，回潮后最終含水量≤13%；冷庫儲藏干菊花則要求最終含水量≤16%[13]。由表1可知，本試驗中干燥后金絲皇菊含水率均小于10%，達到安全儲存的標準。根據(jù)GB/T 5 009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》中含水量測定方法，本試驗金絲皇菊在35 ℃、55 ℃、75 ℃下干燥，空氣源熱泵烘干和電熱管烘干所需時間分別為119、74、39、118、74、38 h，表現(xiàn)出熱風(fēng)溫度越高、干燥時間越短趨勢，但不同方式間未出現(xiàn)顯著時間差異。

表1 不同烘干方式及溫度含水量的影響

2.1.2 對干花黃酮含量影響

2019年11月下旬對空氣源熱泵不同烘干溫度金絲皇菊干花取樣送浙江省林業(yè)科學(xué)研究院分析測試中心開展黃酮素含量測定，檢測依據(jù)DB/T 20574—2006、DB 37T 3123—2018、DB43T 476—2009方法進行。根據(jù)檢測結(jié)果顯示，干燥溫度與干花黃酮素含量表現(xiàn)為負相關(guān)，烘干溫度越高，干花黃酮素含量越低，干燥溫度35 ℃、55 ℃、75 ℃對應(yīng)黃酮素含量分別為167.33、119.15、53.82 mg·g-1。

2.1.3 對干花收縮率的影響

生產(chǎn)中要求金絲皇菊干花自然伸展，因此，干花收縮程度直接影響金絲皇菊市場價值。本試驗測定35 ℃、55 ℃、75 ℃空氣源熱泵烘干和電熱管烘干金絲皇菊收縮率，探索干燥溫度與金絲皇菊收縮率的關(guān)系。

由表2得知，干花收縮率與干燥溫度呈正相關(guān)，熱風(fēng)溫度越高，花朵收縮率越大；收縮程度越高，則干花花瓣不易伸展，不僅影響干花美觀度及商品價值，也影響小包裝加工。

表2 不同烘干方式及溫度對收縮率的影響

2.2 不同干燥技術(shù)影響

2.2.1 對干花黃酮素含量的影響

2019年11月下旬對不同干燥技術(shù)(空氣源熱泵烘干、電熱管烘干)及溫度(35 ℃、55 ℃)下金絲皇菊干花取樣，送浙江省林業(yè)科學(xué)研究院分析測試中心進行其水溶液黃酮素含量測定，檢測方法依據(jù)DB/T 20574—2006、DB 37T 3123—2018、DB43T 476—2009進行。結(jié)果(圖1)顯示，空氣源熱泵干燥的金絲皇菊黃酮素含量明顯高于電熱管干燥產(chǎn)品。此外，檢測數(shù)據(jù)均顯示，不同干燥技術(shù)熱風(fēng)溫度越低，黃酮素含量越高。

圖1 不同烘干方式對干花黃酮素含量的影響

2.2.2 對烘干加工用電能耗的影響

圖2顯示，根據(jù)試驗測定能耗數(shù)據(jù)，金絲皇菊干燥時，相同的熱風(fēng)溫度下，空氣源熱泵干燥技術(shù)用電能耗大約為電熱管干燥技術(shù)的39%。

圖2 不同烘干方式的用電能耗

3 小結(jié)

時間成本亦是干制加工總成本的重要組成部分，試驗中加工時間隨干燥溫度升高而縮短，但干花收縮大、黃酮素等有效成分降低影響質(zhì)量，因此，實現(xiàn)經(jīng)濟效率與加工質(zhì)量間的平衡，還需更多試驗數(shù)據(jù)支撐，以確定更合理干燥工藝。

金絲皇菊等級可隨采摘批次推移分頭花、中花、尾花，一般頭花鮮花直徑13 cm左右，烘干后8～10 cm，沖泡后11～12 cm；中花鮮花直徑10 cm左右，烘干后6～7 cm，沖泡后8～9 cm；尾花鮮花直徑8 cm左右，烘干后4～5 cm，沖泡后6～7 cm。本試驗基地所產(chǎn)鮮花按生產(chǎn)批次未達最優(yōu)質(zhì)量標準，生產(chǎn)上還需加強管理，培養(yǎng)更優(yōu)質(zhì)加工原料。

4 討論

不同溫度、干燥方式、花朵開放程度對金絲皇菊干燥效果均會產(chǎn)生影響。彭華等[14]發(fā)現(xiàn)，多酚氧化酶會導(dǎo)致金絲黃菊加工過程中褐變，開放程度低的花朵在低溫、長時間干燥下易花心變黑，但70%以上開放度的花朵烘制中未褐變發(fā)黑，推斷金絲皇菊開放多酚氧化酶含量降低，提出80%～100%開放度花朵為金絲皇菊最適釆摘時期。本試驗發(fā)現(xiàn)，90%以上乃至花瓣全開者由于花體松散、香味散發(fā)，烘干后易碎裂，故本試驗采用70%～80%開放度鮮花。

菊花中所含綠原酸等多酚、黃酮類活性成分在高溫加工時極易發(fā)生酶促褐變[14](酚類物質(zhì)在多酚氧化酶和過氧化物酶等催化作用下氧化為醌，再經(jīng)聚合形成褐色物質(zhì)使顏色褐變)，蒸干法、自然曬干法、陰干法、傳統(tǒng)烘烤法、熱風(fēng)烘房烘干法等方法由于不同加工溫度對綠原酸等活性成分影響不一。目前貢菊加工烘房溫度控制在40～50 ℃[15]，而彭華等[14]采用茶葉提香機加工金絲黃菊，在65、80 ℃高溫加工條件下，金絲黃菊花瓣在1 min內(nèi)立刻萎蔫、色澤變暗，而低溫條件(40 ℃)更利于花瓣色澤保持，推斷40～50 ℃為金絲黃菊烘制最適合溫度。本試驗中新能源干燥方式的空氣源熱泵干燥，工作時借助傳熱工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)提高溫度進行干燥[1]，由于效率提高，能在更低干燥溫度(35 ℃)下加工金絲黃菊，能耗低、收縮率小、干花黃酮素含量高，不失為金絲黃菊等農(nóng)產(chǎn)品較佳的干燥加工方式。

由于試驗設(shè)備條件限制，有待引入具備控制干燥濕度、升溫速度、風(fēng)速、風(fēng)量功能的專用干燥試驗設(shè)備，對金絲皇菊干制加工工藝做更精準量化研究，以探索不同干燥階段金絲皇菊外觀及生理指標變化情況，優(yōu)化金絲皇菊干燥加工工藝，制定、完善一系列相應(yīng)的金絲皇菊干燥加工工藝標準化操作規(guī)范，為金絲皇菊品質(zhì)的提升提供技術(shù)保障。