不同干燥方式對藿香粉品質(zhì)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(xué)院 食品學(xué)院，成都 610100；2.四川旅游學(xué)院烹飪科學(xué)四川省高等學(xué)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(fā)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(diào)料制作的一道傳世名肴。鮮食固然有較多優(yōu)點，但鮮葉不易保存，且攜帶、使用不便，市場需要干型藿香調(diào)味品。

冷凍、微波、熱風(fēng)和自然干燥是食品干燥常用的方法[3-5]，其中微波、熱風(fēng)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(zhì)容易損失，在糧食工業(yè)和茶葉等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。冷凍干燥是固態(tài)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(zhì)損失少，但能耗高[6]、效率低，在藥材和水果等方面應(yīng)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(huán)保節(jié)能，但效率低下。色差和電子鼻技術(shù)屬于智能感官，其評價結(jié)果較感官評價更為客觀，且重復(fù)性、穩(wěn)定性好[7]，在食品行業(yè)應(yīng)用廣泛?；瘜W(xué)計量學(xué)是研究食品化學(xué)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(zhì)差異等方面應(yīng)用廣泛[10]。

本文以藿香為研究對象，采用冷凍、微波、熱風(fēng)和自然干燥方式處理鮮藿香葉，通過色差儀、電子鼻，結(jié)合化學(xué)計量學(xué)分析藿香干粉與鮮藿香葉整體感官品質(zhì)的差異，比較不同干燥方式對藿香揮發(fā)性成分的影響，開發(fā)一種香味濃郁、使用方便、易于攜帶的藿香調(diào)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(zhì)譜聯(lián)用儀 美國PerkinElmer公司；FD-1-50型真空冷凍干燥機 北京博醫(yī)康實驗儀器有限公司；101-0 AB型電熱鼓風(fēng)干燥箱 北京中興偉業(yè)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(mào)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(shè)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(jié)束后置于冷凍真空干燥機(-50 ℃，15 Pa)，干燥8 h。計算蒸發(fā)的水分量，并以此為標(biāo)準(zhǔn)，作為其他幾種干燥方式的干燥終點。

微波干燥、熱風(fēng)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(fēng)機(40 ℃，2 h)，然后根據(jù)實際情況減少干燥時間，直至蒸發(fā)的水分含量與冷凍干燥一致(±2%)為止。

自然風(fēng)干：將100 g鮮藿香葉置于簸箕，放在室外干燥通風(fēng)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(fēng)干燥、自然風(fēng)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(biāo)準(zhǔn)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(jié)果。

1.2.3 電子鼻分析

準(zhǔn)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(shù)據(jù)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(wěn)定信號作為實驗結(jié)果進行分析。

1.2.4 感官評價

選擇25名系統(tǒng)學(xué)習(xí)過感官評價相關(guān)課程的食品專業(yè)學(xué)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(jù)GB/T 29605-2013標(biāo)準(zhǔn)進行培訓(xùn)。藿香粉的評價標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation criteria

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理采用SPSS 22軟件；作圖采用Origin 9.1軟件。

2 結(jié)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(shù)，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(fēng)味輪廓[13]，推測在色差分析中主成分累積為97.8%，應(yīng)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(quán)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(fēng)干與鮮藿香葉差異最小，其次是微波干燥和熱風(fēng)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(yīng)值雷達圖

樣品電子鼻檢測結(jié)果雷達圖見圖2。

圖2 電子鼻感應(yīng)器響應(yīng)雷達圖Fig.2 Response radar map of electronic nose sensor

圖2中樣品傳感器響應(yīng)值從強至弱分別是：鮮藿香葉、自然風(fēng)干、熱風(fēng)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(fā)性物質(zhì)損失。圖中可以反映出，微波干燥使樣品中揮發(fā)性物質(zhì)損失最為嚴重，這可能與微波干燥的原理有關(guān)：分子之間摩擦產(chǎn)生熱量，從而達到水分蒸發(fā)的目的，大多數(shù)揮發(fā)性物質(zhì)是小分子物質(zhì)，受熱極易損失，微波干燥從被干燥物內(nèi)部加熱[15]，所以會使藿香葉的揮發(fā)性物質(zhì)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(jié)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(fēng)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(fēng)味輪廓。A,B樣品分布在Y軸左側(cè)，且差異主要來源于PC1；C,D,E分布在Y軸右側(cè)，其主要差異來源于PC2。依據(jù)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(fēng)干與藿香鮮品最為相似，其次是熱風(fēng)干燥，再次是真空冷凍干燥，最后是微波干燥(風(fēng)味物質(zhì)損失最為嚴重)。由此可見，微波干燥導(dǎo)致樣品中揮發(fā)性物質(zhì)損失最為嚴重，其次是冷凍干燥，而熱風(fēng)干燥和自然風(fēng)干損失較小且與鮮品的氣味類似，這與常識中熱風(fēng)干燥會導(dǎo)致風(fēng)味損失較冷凍干燥嚴重有異，其原因可能與設(shè)置的熱風(fēng)干燥溫度(40 ℃)有關(guān)。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(jié)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(cè)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(jié)果的直方圖見圖5。

圖5 藿香粉感官評價結(jié)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(guān)，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(jié)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(jié)果一致，但與色差主成分分析結(jié)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(jié)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(quán)重有關(guān)。

3 結(jié)論

本文以藿香為研究對象，采用冷凍、微波、熱風(fēng)和自然干燥方式處理鮮藿香葉，通過色差、電子鼻結(jié)合化學(xué)計量學(xué)分析藿香干粉與鮮藿香葉整體色澤及風(fēng)味差異，比較不同干燥方式對藿香色澤和風(fēng)味的影響，開發(fā)一種香味濃郁、使用方便、易于攜帶的藿香調(diào)料。研究結(jié)果表明：以鮮藿香葉為參照品，色差主成分分析結(jié)果顯示，冷凍干燥樣品色澤變化最大，其次是熱風(fēng)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(fēng)干燥、冷凍干燥，差異最大的是微波干燥；感官評價結(jié)果顯示，鮮藿香葉與自然風(fēng)干最為相似，其次是熱風(fēng)干燥、冷凍干燥及微波干燥。感官評價結(jié)果與電子鼻分析結(jié)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(quán)重有關(guān)。綜合色差分析、電子鼻分析和感官評價：自然風(fēng)干的樣品感官品質(zhì)與鮮藿香葉最為相似，實驗結(jié)果為藿香深加工提供了參考。