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干燥条件对茶枝柑果皮黄酮和精油成分的影响



全 文 :287
干燥条件对茶枝柑果皮黄酮
和精油成分的影响
周菲菲1,2,肖更生2,* ,林 羡2,徐玉娟2,吴继军2,陈于陇2,傅曼琴2
(1.华南农业大学食品学院,广东广州 510642;
2.广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所,广东省农产品加工重点实验室,广东广州 510610)
收稿日期:2014-08-06
作者简介:周菲菲(1988-) ,男,硕士研究生,研究方向:农产品加工与贮藏工程。
* 通讯作者:肖更生(1965-) ,男,硕士,研究员,研究方向:农产品加工与贮藏工程。
基金项目:广东省农业科学院院长基金项目(201315) ;广东省教育部产学研结合项目(2012B09100004)。
摘 要:采用 HPLC对日晒和不同温度热风干燥下的茶枝柑果皮中的黄酮进行定性和定量分析,同时利用 GC-MS 检
测分析了其精油成分及相对含量。结果表明,36、40、45 和 50℃干燥条件下的茶枝柑果皮的主要黄酮类化合物的含量
与日晒相比有显著差异,42℃热风干燥与日晒相比则无显著差异。不同热风干燥条件下茶枝柑果皮精油的总离子流
图基本一致,但是精油成分的总含量均显著高于日晒,此外精油成分的种类、数目、相对含量也存在一定的差异性,
42℃热风干燥下的精油成分与日晒最为接近。结论:从保证茶枝柑果皮品质和节约能源提高生产效率的角度出发,
42℃热风干燥是有利于保存茶枝柑果皮黄酮和精油成分的较佳干燥方式。
关键词:茶枝柑,HPLC,GC-MS,热风干燥,黄酮,精油
Effect of different drying conditions on flavonoids and
essential oils of Citrus reticulata cv.Chachiensis peel
ZHOU Fei-fei1,2,XIAO Geng-sheng2,* ,LIN Xian2,XU Yu-juan2,WU Ji-jun2,CHEN Yu- long2,FU Man-qin2
(1.College of Food Science,South China Agricultural University,Guangzhou 510642,China;
2.Guangdong Key Laboratory of Agri-product Processing,Sericulture and Agri-product Processing
Research Institute,Guangdong Academy of Agricultural Science,Guangzhou 510610,China)
Abstract:Qualitative and quantitative analysis of flavonoids of Citrus reticulata cv.Chachiensis peel dried under
natural sun drying and different hot-air drying conditions were determined by HPLC,and the compositions of its
essential oils were detected by GC-MS.The results showed significant difference in the contents of four main
flavonoids of Citrus Chachiensis peel under different drying temperature such as 36,40,45,50℃ compared to
natural sun drying,whereas no significant difference was found under 42℃ hot-air drying.Total ion chromatograms
of essential oils were basically the same,though the total contents of essential oils of Citrus Chachiensis peel by hot
-air drying were significantly higher than natural sun drying,and some differences in the types,numbers and
relative contents of the composition of essential oils.The essential oils of Chachiensis peel under 42℃ hot - air
drying was closest to natural drying.Conclusion:Considering saving energy and improving production efficiency,
42℃ hot - air drying is a relatively good drying method to preserve flavonoids and essential oils of Citrus
Chachiensis peel.
Key words:Citrus reticulata cv.Chachiensis;HPLC;GC-MS;hot-air drying;flavonoids;essential oils
中图分类号:TS255.1 文献标识码:A 文 章 编 号:1002-0306(2015)11-0287-05
doi:10. 13386 / j. issn1002 - 0306. 2015. 11. 049
茶枝柑(Citrus reticulata cv.Chachiensis)果皮是制
作“广陈皮”(Pericarpium Citri Reticulatae)的主要原
料,作为陈皮中的上等品,具有重要的药用价值,主
要用于治疗消化系统和呼吸系统疾病,可治疗脘腹
胀满、嗳气泛酸、恶心呕吐、便秘或腹泻等消化道病
症[1]。同时也是传统的香料和除膻增鲜的调味佳
品[2-3],向来享有盛誉。目前广陈皮的生产仍处于传
统的家庭作坊模式,存在传统日晒干燥方式受天气
影响大、卫生条件不能控制、干燥时间长、规模小等
问题[4]。
“中国药典质量标准-陈皮”,广东省地方标准
“DB44 /T604-2009 地理标志产品新会陈皮”中,规定
288
了以橙皮苷和挥发油的含量为指标的广陈皮质量标
准,表明广陈皮最主要的活性成分是黄酮类化合物
和挥发油。故本研究通过对比各种不同干燥技术对
茶枝柑果皮主要黄酮类化合物和挥发油的影响,以
确定不同干燥方式对茶枝柑果皮品质的影响。以日
晒干燥对为对照,研发出茶枝柑果皮高效保质干燥
技术,为茶枝柑果皮的标准化干燥工艺提供理论依
据,对促进广陈皮的标准化生产具有重要意义。
1 材料与方法
1.1 材料与仪器
茶枝柑果皮 2013 年 10 月采自江门市新会区
果园;橙皮苷、柚皮苷、川陈皮素、橘皮素等标准
品 美国 Sigma公司;冰乙酸、甲醇(分析纯) 天津
市大茂化学试剂厂;甲醇(色谱纯) 美国 Fisher
公司。
电子天平 ALC210.4 德国赛多利斯公司;
N-1000旋转蒸发仪 日本 Eyala 公司;Agilent1260
高效液相色谱仪 美国安捷伦公司;Agilent 6890N /
5975B气质联用仪 美国安捷伦公司;Milli- QII 型
纯水器 日本日立公司。
1.2 实验方法
1.2.1 干燥 将茶枝柑果皮分为 6 份,分别采用日晒
(9 月广州,日平均气温 32℃) ,36、40、42、45 和 50℃
热风,干燥至其水分含量 < 13%。
1.2.2 黄酮类物质的提取及测定 提取:称取干燥
果皮粉末 5.0g 左右,用 500mL 甲醇超声波提取
20min,抽滤,滤液浓缩后定容至 100mL,置 4℃
备用[5]。
标准品溶液的配制:精密称取柚皮苷、橙皮苷、
川陈皮素和橘皮素各 20mg,用甲醇溶解并定容至
10mL,置 4℃备用。
测定:各供试样品适量稀释过 0.22μm 微孔滤膜
用于 HPLC 分析。色谱条件:Agilent1260 高效液相
色谱仪,色谱柱 Agilent ZORBAX SB C18柱(4.6 mm ×
250 mm,5.0 μm) ,检测波长为 280nm和 330nm,流动
相 A:2%冰乙酸,B:甲醇,梯度洗脱:0~20min,20%
B;20~35min,40% B;35~45min,60% B;45~55min,
80% B;55~65min,100% B。流速 0.6mL /min,柱温
25℃,进样量 10μL。
1.2.3 精油的提取成分测定 提取:称取干燥粉碎
的茶枝柑果皮 50g左右,采用改进的 Clevenger 装置,
蒸馏 2h,收集精油,加入无水硫酸钠干燥,置 4℃
备用[6-7]。
测定:各供试样品适量稀释用于 GC-MS 分析。
色谱条件:Agilent6980N 气相色谱仪,色谱柱型号
DB-5MS(30m × 25mm × 25μm),He 流量 1.0mL /min,
进样量 1.0μL,分样进流 20∶1,进样口温度 220℃。起
始柱温 40℃,以 10℃ /min 的升温速率升温到 70℃,
然后以 3℃ /min 的升温速率升温到 190℃,再以
10℃ /min的升温速率升温到 220℃。
质谱条件:MSD 质谱,电离方式 EI,电子能量
70eV,灯丝发热电流 0.25mA,电子倍增器电压
1000V,离子源温度 230℃,接口温度 280℃,扫描速
度全程(40~500)AMU/sec,扫描范围:50~300amu。
1.2.4 统计学处理 各组数据均以 珋x ± s 表示,采用
SASV810 统计软件对数据进行处理,采用 One-way
ANOVA法进行多组间比较。
2 结果与讨论
2.1 不同干燥条件对茶枝柑果皮主要黄酮类成分的
影响
2.1.1 混合标准品的液相色谱图 分别将柚皮苷、
橙皮苷、川陈皮素、橘皮素标准液及不同干燥方式下
的茶枝柑果皮提取液用孔径 0.22μm 的有机相滤膜
过滤后,按照 1.2.2 的方法进样。如图 1 所示,得到柚
皮苷、橙皮苷、川陈皮素、橘皮素的保留时间分别为:
27.677、28.475、47.450、50.311min。
图 1 四个标准品组成的混标的高效液相色谱图
Fig.1 HPLC chromatograms of the
mixture of four standard substances
注:1-柚皮苷,2-橙皮苷,3-川陈皮素,4-橘皮素。
2.1.2 标准曲线、相关系数及检测限 按照方法
1.2.2,得系列化合物分别在一定浓度范围内呈良好
的线性关系,适用于定量分析。四个黄酮类化合物
的线性回归方程、线性范围、相关系数及检测限如表
1 所示。
2.1.3 不同干燥条件对茶枝柑果皮主要黄酮类物质
含量的影响 采用 HPLC 定性定量分析不同干燥温
度及方式下(日晒、36、40、42、45 和 50℃热风)的茶
枝柑皮的主要黄酮类成分含量(表 2)。
结果表明,不同的干燥条件对茶枝柑果皮中主
要黄酮类成分的含量有一定的影响。36、40、45℃热
风干燥与日晒总黄酮含量存在显著差异,36℃下柚
皮苷、橙皮苷、川陈皮素与日晒差异显著,45℃干燥
下的柚皮苷、橙皮苷、橘皮素也与日晒存在显著性差
异。而 42℃热风干燥条件下,茶枝柑总黄酮含量与
日晒无显著差异,除了川陈皮素的含量显著低于日
晒之外,其他三种黄酮与日晒也无显著差异,因此,
289
表 1 4 个标准品的回归分析和检出限
Table 1 Regression analysis and detection limits of four standard substances
化合物 线性范围(mg /L) 标准曲线 R2 检出限(μg /L)
柚皮苷 0.42~210 y = 27.159x-3.3417 0.9999 12.9
橙皮苷 0.44~220 y = 31.393x + 5.4333 0.9999 17.1
川陈皮素 0.38~190 y = 75.871x-2.3417 0.9999 18.5
橘皮素 0.46~230 y = 67.963x + 1.8458 0.9999 21.2
表 2 几种干燥条件下茶枝柑皮的黄酮类成分含量
Table 2 Contents of four flavonoids in Citrus reticulata cv.Chachiensis peel under different drying conditions
干燥方式
干燥时间
(h)
水分含量
(%)
主要成分含量(mg /g)
柚皮苷 橙皮苷 川陈皮素 橘皮素
总黄酮
(mg /g)
日晒 20 11.22 ± 1.2 1.06 ± 0.2b 48.12 ± 3.8a 3.66 ± 0.5d 2.69 ± 0.3a 56.13b
36℃ 4.5 9.85 ± 1.7 0.68 ± 0.1a 50.69 ± 2.5b 3.11 ± 0.1b 2.65 ± 0.1a 57.13c
40℃ 4.5 10.77 ± 2.0 0.91 ± 0.2b 49.23 ± 3.0a 2.92 ± 0.2a 2.66 ± 0.2a 55.72a
42℃ 4 10.11 ± 1.5 0.87 ± 0.1b 49.64 ± 2.8a 3.13 ± 0.1b 2.69 ± 0.1a 56.33b
45℃ 3 11.03 ± 1.4 0.74 ± 0.1a 48.75 ± 4.1a 3.39 ± 0.4c 2.76 ± 0.1b 55.64a
50℃ 3 9.64 ± 1.3 1.05 ± 0.2b 49.16 ± 3.2a 3.29 ± 0.3b 2.82 ± 0.2b 56.32b
注:同一列中不同字母表示差异显著(p < 0.05)。
42℃热风干燥最为接近日晒方式。当热风干燥温度
设为 50℃,干燥时间 3h 时,除了川陈皮素含量显著
低于日晒组外,黄酮总含量以及其他三种主要的黄
酮含量与日晒相比并无显著差异。所以,从节约企
业成本和提高生产效率来讲,42℃热风干燥优于日
晒和 50℃热风干燥。
2.2 不同干燥条件对茶枝柑果皮精油的影响
2.2.1 不同干燥条件对茶枝柑果皮精油总含量的影
响 由图 2 可知,不同温度和时间的热风干燥条件
下,茶枝柑的精油总含量均高于日晒的精油总含量,
且在一定温度范围内随着干燥温度的升高精油的总
含量呈现逐渐升高的趋势。可能是由于日晒是开放
式的,长期暴露于空气中,茶枝柑果皮中的精油成分
挥发得更快,故提取所得的精油相对较少。此外,由
于传统的开放式日晒干燥容易受天气质量的影响,
加上干燥过程中容易受到其他污染源的污染,因此
传统的日晒干燥不利于橘皮精油的保持。
图 2 不同干燥温度下茶枝柑皮精油含量的比较
Fig.2 Contents of essential oils in
Citrus reticulata cv.Chachiensis peel
under different drying temperature
2.2.2 不同干燥条件对茶枝柑果皮精油化合物成分
的影响 采用 GC-MS 分析对不同干燥方式下(日
晒、36、40、42、45、50℃热风)的茶枝柑果皮精油成分
进行分析,得到精油成分的总离子流图和总离子流
图叠加图如图 3~图 4 所示。所检测出的精油化合物
成分保留时间以及相对百分比含量如表 3 所示。
图 3 茶枝柑果皮精油成分的总离子流图
Fig.3 Total ion chromatogram of essential oils
of Citrus reticulata cv.Chachiensis peel
图 4 不同种干燥方式下茶枝柑皮精油的总离子流图叠加图
Fig.4 Total ion chromatogram stacking chart of
essential oils of Citrus reticulata cv.Chachiensis peel
under different drying conditions
注:从上到下依次是 50、45、42、40、36℃热风干燥,日晒。
由图 3,图 4 可以得出,不同的热风干燥条件下
茶枝柑果皮精油的指纹图谱与日晒相比基本保持一
致,表明与日晒相比不同的干燥方式对茶枝柑果皮
290
表 3 不同干燥条件下茶枝柑皮精油化合物成分相对含量
Table 3 Relative content of each component of essential oils of Citrus reticulata cv.Chachiensis peel under different drying conditions
序号 化合物名称
出峰时间
(min)
匹配度
(%)
相对含量(%)
36℃ 40℃ 42℃ 45℃ 50℃ 日晒
1 3-侧柏烯 8.722 91 0.816 0.856 0.817 0.851 0.993 0.643
2 (1R)-(+)-α-蒎烯 9.006 96 2.026 2.11 1.991 2.073 2.401 1.599
3 莰烯 9.57 90 0.064
4 桧烯 10.404 91 0.337 0.324 0.34 0.362 0.413 0.275
5 β-蒎烯 10.627 94 1.848 1.946 1.975 1.941 2.107 1.732
6 α-月桂烯 11.039 76 2.441 2.395 2.397 2.533 2.838 2.127
7 正辛醛 11.573 93 0.471 0.528 0.513 0.46 0.493 0.215
8 β-水芹烯 11.71 90 0.146
9 d-长松针烯 12.147 97 0.591 0.72 0.66 0.717 0.584 0.767
10 间异丙基甲苯 12.472 94 0.398 0.4 0.448 0.454 0.585
11 D-柠檬烯 13.305 94 53.28 49.1 50.054 52.2 53.81 48.51
12 3-蒈烯 13.509 90 0.854
13 萜品烯 14.271 94 20.25 22.96 21.701 20.18 20.42 22.25
14 异松油烯 15.16 96 1.626 2.08 2.022 2.093 1.781 1.906
15 枞油烯 15.323 93 0.757 0.272
16 丁酸-1-乙烯基-1,5-二甲基-4-己烯基酯 15.75 64 0.747 0.955 0.782 0.888 0.672 0.762
17 双戊烯 15.943 60 0.103 0.561 0.121 0.114 0.112
18 (1R)-(+)-α-蒎烯 16.817 70 0.037 0.279 0.042 0.037 0.043
19 1,5-二甲基-1,5-环辛二烯 17.356 87 0.061
20 反式-(+)-异柠檬烯 17.61 90 0.037
21 香茅醛 18.026 97 0.128 0.141 0.159 0.207 0.162 0.139
22 4-甲基-1-(1-甲基乙基)-3-环己烯-1-醇 19.368 97 0.85 0.855 0.965 0.904 0.8 1.078
23 α-松油醇 20.069 90 1.601 1.463 1.624 1.634 1.552 1.618
24 3-蒈烯 20.217 91 0.056 0.059
25 癸醛 20.491 98 0.331 0.373 0.399 0.387 0.389 0.347
26 (-)-香芹酚 21.024 95 0.102 0.091 0.093 0.098 0.112 0.109
27 3,7-二甲基-2,6-辛二烯-1-醇 21.263 68 0.202 0.177 0.246 0.257 0.251
28 D-香茅醇 21.38 96 0.304 0.227 0.394 0.647 0.346 0.433
29 1S-α-蒎烯 21.975 96 0.041
30 L-香芹酮; 22.148 95 0.042 0.039 0.044 0.044 0.044
31 β-d-呋喃甘露糖苷 22.402 92 0.042 0.057 0.076
32 3,7-二甲基-2,6-辛二烯醇 23.22 68 0.122 0.062 0.112 0.165 0.165 0.059
33 4-(1-甲基乙烯基)-1-环己烯-1-甲醛 23.581 97 0.339 0.31 0.292 0.263 0.278 0.343
34 5-异丙基-2-甲基苯基乙酸酯 24.216 99 0.829 0.806 0.943 0.761 0.663 0.984
35 4-乙烯基-2-甲氧基苯酚 25.009 93 0.058 0.05 0.063 0.065 0.046 0.061
36 - 3,7-二甲基-2,6-辛二烯-1-醇乙酸酯 27.163 90 0.034 0.039
37 α-蒎烯 27.885 99 0.033 0.063 0.035
38 2-(甲氨基)苯甲酸甲酯 29.414 94 6.915 6.739 7.457 6.93 5.342 9.412
39 1-石竹烯 29.796 99 0.237 0.29 0.317 0.288 0.239 0.349
40 2-氯萘 32.87 96 0.094 0.08 0.109 0.089 0.085 0.1
41 (E,E,E)-2,6,10-三甲基-2,6,9,11-十二烷四烯-1-醛 33.266 90 1.194 1.587 1.766 1.435 1.215 1.729
42 毕澄茄烯 33.76 96 0.046 0.034 0.055 0.051 0.047 0.05
43 2-溴十六烷酸 49.96 98 0.373 0.379 0.475 0.515 0.365 0.612
44 植醇 53.156 91 0.03 0.042 0.058 0.073 0.042 0.025
45 全顺式-9,12,15-十八碳三烯-1-醇 53.613 93 0.285 0.307 0.446 0.571 0.353 0.773
精油的成分无显著影响。从表 3 可以看出,采用
GC-MS法检测出来的不同干燥方式下的茶枝柑果皮
精油主要成分共有 45 种,含量最高的成分为 D-柠
檬烯,且不同的热风干燥条件下 D-柠檬烯的含量均
高于日晒,表明封闭式的热风干燥能更好的保持茶
枝柑果皮精油成分,可以取代传统的日晒干燥。
291
2.2.3 茶枝柑果皮精油的种类及相对含量 依据挥
发性物质的化学结构特点,将上述挥发性物质进行
分类,按萜烯类、醇类、醛类、酯类、酮类、酚类、酸类
以及其他共分为 8 类(表 4)。精油成分化合物的组
成如表 5 所示。
表 4 不同温度下茶枝柑皮精油
成分化合物组成相对含量
Table 4 Relative content of different types of compounds
of essential oils of Citrus reticulata cv.Chachiensis peel
under different temperature
化合物
类型
相对含量(%)
36℃ 40℃ 42℃ 45℃ 50℃ 日晒
萜烯烃类 86.122 86.174 84.212 84.048 87.577 82.071
醇类 3.344 3.120 3.768 3.854 3.420 4.262
醛类 2.246 2.691 2.949 2.654 2.424 2.489
酯类 6.915 6.739 7.491 7.930 5.342 9.451
酮类 0.042 0.000 0.039 0.044 0.044 0.044
酚类 0.917 0.898 1.064 0.899 0.751 1.070
酸类 0.373 0.379 0.475 0.515 0.365 0.612
其他 0.042 0.000 0.000 0.057 0.076 0.000
总和 100.000 100.000 99.998 100.000 99.999 99.999
表 5 不同干燥温度下茶枝柑皮精油成分化合物的组成
Table 5 The composition of different types compounds
of essential oils of Citrus Chachiensis peel
化合物
种类数
化合物个数(个)
36℃ 40℃ 42℃ 45℃ 50℃ 日晒
萜烯烃类 18 19 19 18 21 19
醇类 6 6 6 6 7 7
醛类 5 5 5 5 4 4
酯类 1 1 2 1 1 2
酮类 1 0 1 1 1 1
酚类 3 3 3 3 3 3
酸类 1 1 1 1 1 1
其他 1 0 0 1 1 0
总和 36 35 37 36 39 37
从表 4 数据可以看出,茶枝柑果皮精油的主要
化合物类型为萜烯烃类,且不同干燥方式下的萜烯
烃类的含量均在 85%左右,其次为酯类化合物。但
是同热风干燥相比,日晒干燥后的果皮中烯烃类化
合物的含量明显较少,醇类、酚类、酯类和酸类化合
物较多,充分说明在开放式的日晒环境下,部分分子
量小的烯烃类化合物挥发掉了。由表 3 可知,不同
热风干燥下 D-柠檬烯、α-蒎烯、β-蒎烯、β-月桂烯
的含量均高于日晒,说明日晒不利于保存橘皮中的
主要精油成分。由表 5 可以看出,50℃热风干燥条
件下茶枝柑果皮精油成分化合物的个数最多为 39
个,萜烯烃类的个数也显著高于其他干燥方式,可能
是精油成分在 50℃高温干燥下发生了化学变化。从
总的化合物数目或者各类型精油化合物成分来看,
42℃热风干燥的结果相对于其他热风干燥而言更加
接近日晒。
3 结论
通过 HPLC定性定量分析不同干燥条件下茶枝
柑果皮总黄酮和主要黄酮类化合物含量,GC-MS 分
析其中精油成分及相对含量,结果表明 42℃热风干
燥 4h与日晒干燥无显著性差异,说明 42℃热风干燥
可替代传统陈皮生产的日晒干燥,同时保证品质、提
高效率。
参考文献
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