不同干燥方式对藿香粉品质的影响

李琴，何莲，乔明锋，蔡雪梅，李秋云，邓静,易宇文*

(1.四川旅游学院 食品学院，成都 610100；2.四川旅游学院烹饪科学四川省高等学校重点实验室，成都 610100)

藿香分为广藿香和藿香(也称川藿香)，广藿香多用于药物且选入2010版《中华人民共和国药典》，川藿香主要以食用为主，为药食两用植物，未入2010版药典[1]。川藿香含有大量挥发油，香气宜人，回味略甜，具有清暑、健胃等功效[2]，在烹饪中主要以鲜食为主，藿香鲫鱼即是以川藿香叶为主要调料制作的一道传世名肴。鲜食固然有较多优点，但鲜叶不易保存，且携带、使用不便，市场需要干型藿香调味品。

冷冻、微波、热风和自然干燥是食品干燥常用的方法[3-5]，其中微波、热风干燥属于热能干燥，其原理是利用热能加速食品中水分散失的速度，达到干燥的目的，但热敏性物质容易损失，在粮食工业和茶叶等领域应用广泛。冷冻干燥是固态水在真空下直接升华，而达到干燥的目的，其特点是低温、热敏性物质损失少，但能耗高[6]、效率低，在药材和水果等方面应用较多。自然干燥是利用空气热量和空气流动带走原料中水分的干燥方法，环保节能，但效率低下。色差和电子鼻技术属于智能感官，其评价结果较感官评价更为客观，且重复性、稳定性好[7]，在食品行业应用广泛。化学计量学是研究食品化学的常用方法，如主成分分析(principal component analysis,PCA)、聚类分析(cluster analysis,CA)等[8，9]，在研究样品分类和品质差异等方面应用广泛[10]。

本文以藿香为研究对象，采用冷冻、微波、热风和自然干燥方式处理鲜藿香叶，通过色差仪、电子鼻，结合化学计量学分析藿香干粉与鲜藿香叶整体感官品质的差异，比较不同干燥方式对藿香挥发性成分的影响，开发一种香味浓郁、使用方便、易于携带的藿香调料，为藿香深加工提供了参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

鲜藿香叶：购于京东商城。

FOX 4000型电子鼻 法国Alpha MOS公司；75 μm CAR/PDMS手动萃取头 美国Supelco公司；SQ680型气相色谱质谱联用仪 美国PerkinElmer公司；FD-1-50型真空冷冻干燥机 北京博医康实验仪器有限公司；101-0 AB型电热鼓风干燥箱 北京中兴伟业仪器有限公司；P80D23N1L-A9(S0)微波炉 格兰仕集团；ZT-400型多功能粉粹机 永康市展帆工商贸有限公司；DW-FW 110型超低温冰箱 三洋集团；DC-P3型色差仪 北京兴光测色仪器有限公司；其他实验室常用设备。

1.2 实验方法

1.2.1 样品制备

将购置的鲜藿香叶清洗干净，滤干水分备用。

真空冷冻干燥：取100 g滤干水分的鲜藿香叶平铺(约0.3 cm厚)于托盘，置于超低温冰箱(-50 ℃,8 h)，结束后置于冷冻真空干燥机(-50 ℃，15 Pa)，干燥8 h。计算蒸发的水分量，并以此为标准，作为其他几种干燥方式的干燥终点。

微波干燥、热风干燥：将100 g鲜藿香叶至于托盘，平铺一层，分别放入微波炉(低火，30 s)、电热鼓风机(40 ℃，2 h)，然后根据实际情况减少干燥时间，直至蒸发的水分含量与冷冻干燥一致(±2%)为止。

自然风干：将100 g鲜藿香叶置于簸箕，放在室外干燥通风处，每24 h称量一次，随后增加称量的频次，直至与冷冻干燥一致(±2%)为止。

将干燥样品粉碎后，过50目筛，抽真空后密封备用。真空冷冻、微波干燥、热风干燥、自然风干和藿香鲜品(未干燥样品)编号分别为A,B,C,D,E。藿香鲜品(E)为参照品。

1.2.2 样品色差检测

色差仪的原理是基于任何一种颜色不可能既红又绿、既黄又蓝而建立的一种理论体系[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*表示偏绿，+a*表示偏红；-b*表示偏蓝，+b*表示偏黄。在检测藿香粉色差前，先用标准白板对仪器进行校正，然后将样品装入仪器并压紧，再用探头进行检测。每个样品测试6次，取后5次作为检测结果。

1.2.3 电子鼻分析

准确称量样品1.00 g，放入10 mL顶空瓶中，密封、编号。

分析条件：手动进样，顶空温度75 ℃，加热时间5 min，载气流量150 mL/s，进样量1500 μL，进样速度1500 μL/s；数据采集时间120 s，采集延迟180 s，每个样品平行检测6次，取后3次稳定信号作为实验结果进行分析。

1.2.4 感官评价

选择25名系统学习过感官评价相关课程的食品专业学生进行感官评价，评价小组由13男12女组成，在感官评价前先对其依据GB/T 29605-2013标准进行培训。藿香粉的评价标准见表1，从颜色、气味两个维度对其进行评价。

表1 感官评价标准Table 1 Sensory evaluation criteria

1.3 数据处理

数据处理采用SPSS 22软件；作图采用Origin 9.1软件。

2 结果与分析

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代表差异的显著性(P<0.05)。

由表2可知，5个样品的L值差异显著，其中A样品最亮，B样品颜色较暗，这可能是因为微波加热，受热不均，有轻微碳化、褐变以及生成了脱镁叶绿素[12]。5个样品的a*值差异显著，且均小于0，为负数，说明样品偏绿，表明样品中叶绿素破坏并不严重，其中E样品为-11.9800，表明绿色很深(相对)，这与E样品中叶绿素未受任何破坏一致(鲜品)。5个样品在b*维度上A，B，D差异显著，C，E差异不显著。方差分析说明样品之间是否有差异和差异是否显著，很难说明样品之间的相似度，为进一步说明干燥样品与参照品之间的相似度进行主成分分析。

2.1.2 色差主成分分析

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

由图1可知，第一、第二主成分分别为68.88%和28.92%，累积为97.8%，在电子鼻分析中，主成分累积超过85%即可反映样品的主要风味轮廓[13]，推测在色差分析中主成分累积为97.8%，应该能够反映样品的主要色泽轮廓。张晓敏等[14]认为如果第一主成分(PC1)远远大于第二主成分(PC2)，则样品即使在X轴上距离很小，其差异也会很大，而样品在Y轴上的距离即使很大，其差异也不会太大。图中以E为参照物，A与E差异极为明显(差异来源于PC1+PC2，PC1占权重较大)，E与D差异小(差异来源于PC2)，E与B的距离较E与C的距离小。由此表明自然风干与鲜藿香叶差异最小，其次是微波干燥和热风干燥，差异最大的是冷冻真空干燥。

2.2 电子鼻分析

2.2.1 电子鼻传感器响应值雷达图

样品电子鼻检测结果雷达图见图2。

图2 电子鼻感应器响应雷达图Fig.2 Response radar map of electronic nose sensor

图2中样品传感器响应值从强至弱分别是：鲜藿香叶、自然风干、热风干燥、真空冷冻干燥和微波干燥，说明任何外力去除水分，都会使原料中的挥发性物质损失。图中可以反映出，微波干燥使样品中挥发性物质损失最为严重，这可能与微波干燥的原理有关：分子之间摩擦产生热量，从而达到水分蒸发的目的，大多数挥发性物质是小分子物质，受热极易损失，微波干燥从被干燥物内部加热[15]，所以会使藿香叶的挥发性物质损失更为严重。

2.2.2 电子鼻主成分分析

样品电子鼻主成分分析结果见图3。

图3 电子鼻主成分分析Fig.3 Principal component analysis of electronic nose

图3中第一、第二主成分分别为81.96%和15.44%，累积为97.4%，完全能够反映样品的主要风味轮廓，易宇文等认为主成分累积超过85%即可反映样品的主要风味轮廓。A,B样品分布在Y轴左侧，且差异主要来源于PC1；C,D,E分布在Y轴右侧，其主要差异来源于PC2。依据张晓敏等的研究成果，图中以E为参照样，表明E,D,C的差异主要来源于PC2，D与E最为相似，其次是C，E与A,B差异大(差异来源于PC1+PC2)，其中与B差异最大(距离最远)，也就是说自然风干与藿香鲜品最为相似，其次是热风干燥，再次是真空冷冻干燥，最后是微波干燥(风味物质损失最为严重)。由此可见，微波干燥导致样品中挥发性物质损失最为严重，其次是冷冻干燥，而热风干燥和自然风干损失较小且与鲜品的气味类似，这与常识中热风干燥会导致风味损失较冷冻干燥严重有异，其原因可能与设置的热风干燥温度(40 ℃)有关。但冷冻干燥样品与鲜品差异较大，其原因有待于进一步研究。

2.2.3 电子鼻聚类分析

藿香电子鼻聚类分析结果见图4。

图4中E，D样品在0.67042处聚类(最为相似)，这与电子鼻主成分分析中都分布在第一象限且差异主要来源于PC2一致；C,D,E在1.18148处聚类，这与主成分分析中其差异主要来源于PC2一致；A,C,D,E在1.66116处聚类，这与主成分分析中A与C,D,E的距离较B近一致；5个样品在3.17816处聚成大类，说明B样品与A,C,D,E差异明显，与主成分分析中B分布在最左侧一致。

图4 电子鼻聚类分析Fig.4 Cluster analysis of electronic nose

2.3 感官评价

感官评价结果的直方图见图5。

图5 藿香粉感官评价结果(p<0.05)Fig.5 Sensory evaluation results of Agastache rugosus powder (p<0.05)

感官评分从高到低分别是E,D,C,A,B，表明样品E感官评分最高，这可能与其为参照品有关，E,D最为相似(差异不显著)，这与色差主成分、电子鼻主成分及聚类分析结果一致，C,D,E得分较为靠近，这与电子鼻主成分及聚类分析结果一致，但与色差主成分分析结果有差异(E与B更为靠近)。A与C,D,E得分较B近，这与电子鼻主成分中分布在紧邻Y轴附近一致及聚类分析中在1.66116处聚类一致，而B则离Y轴较远且与其他4个样品在3.17816聚类一致，但与色差主成分分析结果有差异(A与B,C,D,E差异最大)，这可能与色泽在感官评价中所占的权重有关。

3 结论

本文以藿香为研究对象，采用冷冻、微波、热风和自然干燥方式处理鲜藿香叶，通过色差、电子鼻结合化学计量学分析藿香干粉与鲜藿香叶整体色泽及风味差异，比较不同干燥方式对藿香色泽和风味的影响，开发一种香味浓郁、使用方便、易于携带的藿香调料。研究结果表明：以鲜藿香叶为参照品，色差主成分分析结果显示，冷冻干燥样品色泽变化最大，其次是热风干燥、微波干燥，自然干燥样品色泽变化最小(其色泽与鲜藿香叶最为相似)；电子鼻主成分及聚类分析显示，自然干燥样品在气味上与鲜藿香叶最为相似，其次是热风干燥、冷冻干燥，差异最大的是微波干燥；感官评价结果显示，鲜藿香叶与自然风干最为相似，其次是热风干燥、冷冻干燥及微波干燥。感官评价结果与电子鼻分析结果一致，与色差分析有异，这可能与色泽在感官评价中所占权重有关。综合色差分析、电子鼻分析和感官评价：自然风干的样品感官品质与鲜藿香叶最为相似，实验结果为藿香深加工提供了参考。