不同干燥方法及微波照射对铁皮石斛干燥品质的影响研究

发布时间：2020-03-24 23:43

【摘要】：铁皮石斛为兰科石斛属铁皮石斛(Dendrobium officinale Kimura et Migo)的干燥茎,是我国名贵的中药材,具有抗衰老、抗肿瘤、降低血糖和提高免疫等功效。铁皮石斛鲜品通常加工成干品,探索寻找高品质、高效、较完善的干燥方法,是目前铁皮石斛干燥需要解决的关键问题。本论文应用微波干燥技术,通过探讨不同微波照射方法对铁皮石斛品质的影响,建立微波干燥动力模型,并探讨铁皮石斛中多酚氧化酶(PPO)酶活性的钝化作用,旨在为探索铁皮石斛高效率、高品质的干燥方法提供参考依据。主要研究方法和结果如下:方法:1、不同干燥方法对品质的影响:应用不同干燥方法(热风105℃干燥、蒸30 min后80℃干燥、远红外105℃干燥和微波干燥)对浙江、广西和云南产地铁皮石斛进行干燥,分别用硫酸-苯酚法、福林酚法、高效液相色谱法测定铁皮石斛样品中总多糖、总多酚和柚皮素的含量,以探讨不同干燥方法对铁皮石斛干燥品质的影响。2、干燥动力学研究:通过定时快速称定铁皮石斛重量,建立铁皮石斛水分比随干燥时间的干燥曲线和干燥速率曲线。通过应用Origin 8.0软件对三种常用干燥模型进行拟合,筛选出适合铁皮石斛干燥的最佳干燥模型,为监督铁皮石斛干燥过程和控制其干燥品质提供理论依据。3、微波照射对品质的影响:本章通过以下三方面的实验为铁皮石斛干燥工艺的优化提供了基础:1)通过控制微波功率和微波时间,研究微波照射对铁皮石斛中化学成分的影响。2)在微波干燥动力曲线的基础上,分别在初始总质量的80%±5%、60%±5%、40%±5%、20%±5%时设定微波转化点,设置了三种变功率微波干燥工艺,探讨微波变功率干燥对铁皮石斛品质的影响。3)通过控制不同功率下微波干燥的间歇比,分别设置了微波30 s后间歇1、3、5、7 min,探讨微波间歇干燥对铁皮石斛干燥品质的影响。4、多酚氧化酶酶学特性及钝化:1)通过控制多酚氧化酶(PPO)的反应底物、浓度、温度、p H、酶添加量、PVP加入量,探讨铁皮石斛PPO的酶学特性,为PPO酶的抑制和钝化提供依据;2)运用不同的加热方法钝化铁皮石斛中PPO酶活性,建立PPO酶活性动力曲线,可以深入探讨铁皮石斛外观品质以及酚酸类含量变化的依据。结果:1、不同干燥方法对铁皮石斛干燥的实验结果表明:1)总多糖按葡萄糖计,在浓度0.611~13.057μg/m L范围内与吸光度A值呈良好线性关系。不同产地铁皮石斛中总多糖的含量不一致,不同干燥方法对铁皮石斛中总多糖的含量影响较大,各产地均以微波干燥后总多糖含量最高。2)总多酚按阿魏酸计,在浓度0.806~12.096μg/m L范围内与吸光度A值呈良好线性关系。不同干燥方法干燥后对铁皮石斛中总多酚含量影响较大,其中以微波干燥最高,热风干燥最低。3)柚皮素在0.017~0.170μg范围内与峰面积呈良好线性关系,回归方程为Y=9165.7X+243.9(R2=0.9995),平均加样回收率为98.03%,RSD为1.80%,该方法精密度、稳定性和重复性良好,可用于铁皮石斛中柚皮素的含量测定。不同干燥方法对不同产地铁皮石斛中柚皮素的含量影响有差异,其中以微波干燥和蒸30 min后105℃最佳。2、干燥动力学实验结果表明:铁皮石斛的干燥特性呈现出先快后慢的规律,与热风干燥和远红外干燥相比,微波干燥可以显著地缩短干燥时间。随着微波功率的增加,铁皮石斛的干燥时间缩短,初始干燥速率增加,干燥曲线越陡。三种常用干燥模型中,Logairthmic模型对铁皮石斛不同干燥方法的干燥曲线均具有良好的拟合效果,其R2值均在0.99以上,RMSE和X~2值均最小。3、微波照射实验结果表明:1)与热风干燥相比,铁皮石斛微波干燥在微波600 W,干燥时间3min时,具有较好的干燥品质,其总多糖、总多酚、柚皮素以及醇溶性浸出物的含量分别为51.220%、1.069%、0.234 mg/g、12%,其综合评价最高。2)三种变功率微波干燥对铁皮石斛的干燥品质影响无显著性差异(P0.05),但均优于微波干燥和热风干燥。3)不同功率下微波间歇时间对铁皮石斛中总多糖和醇溶性浸出物的影响较小,对酚酸类化合物的影响较大,其中以微波600 W间歇3 min各综合评价最高。4、铁皮石斛多酚氧化酶实验结果表明:1)在40℃下0.1 mol/L柠檬酸-磷酸氢二钠缓冲溶液中(p H=6.8),添加60 mmol/L的焦性没食子酸0.30 m L,铁皮石斛PPO酶活力达到最大,酶促反应动力学符合米氏方程,其动力学常数Km:58.83 mmol/L,最大反应速率Vmax:3725.78 U/min;而添加0.20 g的PVP,可以有效地提高铁皮石斛PPO酶活性。2)各加热方法对铁皮石斛PPO酶钝化规律不一致。与蒸30 min和热风加热相比,微波加热可以显著地缩铁皮石斛PPO酶钝化时间,并随着微波功率的增加,其80%钝化率所需时间缩短。
【图文】：

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A：热风、远红外干燥 B：微波干燥A: Hot air drying and Far infrared drying B: Microwave drying图 3-2 铁皮石斛不同干燥方法的干燥速率曲线Fig.2 Dehydration rate curveiron of Dendrobium officinale Kimura et Migo dryed by different method由图 3-1 可知，，在干燥时间上：热风干燥和远红外干燥时间相近，均为 5 h；微燥可以显著地缩短铁皮石斛的干燥时间，随着微波功率的增加，所需干燥时间缩短

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A：热风干燥、远红外干燥 B：微波干燥A: Hot air drying and Far infrared drying B: Microwave drying图 3-1 铁皮石斛不同干燥方法的干燥曲线Fig.1 Drying curve of Dendrobium officinale Kimura et Migo dryed by different methods
【学位授予单位】：广东药科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：R283

【参考文献】