金丝皇菊的干燥加工工艺

金雅慧， 曹少疑， 孙晗靖， 金建儿， 缪强*， 何格伦

(1.杭州市富阳区植物检疫所，浙江 杭州 311400； 2.杭州春蕾生态农业开发有限公司，浙江 杭州 311411；3.杭州市富阳区农业技术推广中心，浙江 杭州 311400； 4.杭州市富阳区富春街道农业技术推广中心，浙江 杭州 311400)

脱水干燥是目前延长农副产品货架期的重要途径[1]，通过干燥降低含水率和生物酶活性，抑制微生物生长，从而延长货架期。菊花产品干燥加工多参照杭白菊生产蒸汽杀青烘干法或烘干法[2-5]。李卫文等[6-11]发现，不同加工方法会影响亳菊等品质及有效成分含量，生产中金丝皇菊常采用热风循环式对流干燥，但由于金丝皇菊花朵中间厚、边缘薄，干燥前含水率、热风温度、干燥用时等因素均会引起干花品质变化，同时烘干用电能耗直接关系到运营成本，因此，探索烘干工艺、精确控制温度变化过程显得尤为重要。一般评判金丝皇菊市场价值多采用干花收缩程度、黄酮素含量等指标。本试验通过比较空气源热泵干燥和电热管干燥技术对金丝皇菊干燥能耗、品质的影响，探索金丝皇菊烘干脱水率、干燥时间、黄酮素含量、收缩率、用电能耗等基础数据，为金丝皇菊烘干加工工艺优化及标准化生产提供科技支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

试验金丝皇菊鲜品由富阳区场口镇瓜桥埠村杭州春蕾生态农业开发有限公司种植基地生产，于10月底至11月中旬采收，花瓣平展，花开放程度70%～80%。采收时间选择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，花梗长度小于0.5 cm。按照DB41/T 378—2004《无公害中药材 菊花生产技术规范》要求，采花时将好花、次花分开放置，剔除泥花、虫花、病花，不夹带杂物。采用清洁、通风良好的竹编、筐篓容器盛装鲜花，及时运抵干制加工场所，保持环境清洁，防止菊花变质或混入杂质。

本试验采用空气源热泵烘干和电热管烘干方式，主要仪器设备有空气源热泵烘干机(5HGFH-0.2FB，功率0.5 kW，浙江金光新能源设备科技有限公司)和电热管烘干机(5HGFH-0.3F，功率1.5 kW，浙江金光新能源设备科技有限公司)。

托盘由孔径为5 mm×5 mm不锈钢筛网制成，烘焙过程分筛选、装盘、干燥三道工序。将鲜花大小筛选后，装盘摆放均匀整齐，花朵间不留空隙，每盘摆放1层鲜花。

1.2 处理设计

设定35 ℃、55 ℃、75 ℃共3个烘干温度梯度，并根据国家医药管理局(82)药储字第17号文件中菊花储存安全水分为10%～16%的要求，以金丝皇菊干燥后含水率≤10%为设定指标，统计干燥时间、用电能耗等参数。

根据生产季节，空气源热泵烘干于2019年10月28日、11月7日、11月14日进行，电热管烘干于2019年10月30日、11月8日、11月16日进行，烘干温度依次为35 ℃、55 ℃、75 ℃，其中2019年10月28日与30日、11月7日与8日、11月14日与16日烘干采用田间同批次花。

试验当天每批次金丝皇菊鲜花抽取大小相近10朵花测量记录鲜花直径，放入卤素灯水分测定仪测定并记录含水率。鲜花批量放入干燥机器，记录试验热风温度，及时观察金丝皇菊摆放位置及干燥情况；干燥结束取出摊凉，测量并记录试验样品干花直径，放入卤素灯水分测定仪记录含水率。

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日空气源热泵烘干的金丝皇菊样和2019年10月30日、11月8日电热管烘干的金丝皇菊样送浙江省林业科学研究院分析测试中心开展黄酮素含量测定。不同温度对黄酮素影响的采用空气源热泵烘干金丝皇菊干花黄酮素含量测定对比，不同方式烘干(空气源热泵、电热管)对黄酮素的影响采用金丝皇菊水溶液黄酮素含量测定对比。

1.3 数据处理与分析

采用SPSS软件进行单因素对比分析。

2 结果与分析

2.1 不同干燥温度梯度影响

2.1.1 对干燥时间影响

根据国家医药管理局(82)药储字第17号文件要求，常温储藏干菊花要求烘干至含水量≤10%，回潮后最终含水量≤13%；冷库储藏干菊花则要求最终含水量≤16%[13]。由表1可知，本试验中干燥后金丝皇菊含水率均小于10%，达到安全储存的标准。根据GB/T 5 009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》中含水量测定方法，本试验金丝皇菊在35 ℃、55 ℃、75 ℃下干燥，空气源热泵烘干和电热管烘干所需时间分别为119、74、39、118、74、38 h，表现出热风温度越高、干燥时间越短趋势，但不同方式间未出现显著时间差异。

表1 不同烘干方式及温度含水量的影响

2.1.2 对干花黄酮含量影响

2019年11月下旬对空气源热泵不同烘干温度金丝皇菊干花取样送浙江省林业科学研究院分析测试中心开展黄酮素含量测定，检测依据DB/T 20574—2006、DB 37T 3123—2018、DB43T 476—2009方法进行。根据检测结果显示，干燥温度与干花黄酮素含量表现为负相关，烘干温度越高，干花黄酮素含量越低，干燥温度35 ℃、55 ℃、75 ℃对应黄酮素含量分别为167.33、119.15、53.82 mg·g-1。

2.1.3 对干花收缩率的影响

生产中要求金丝皇菊干花自然伸展，因此，干花收缩程度直接影响金丝皇菊市场价值。本试验测定35 ℃、55 ℃、75 ℃空气源热泵烘干和电热管烘干金丝皇菊收缩率，探索干燥温度与金丝皇菊收缩率的关系。

由表2得知，干花收缩率与干燥温度呈正相关，热风温度越高，花朵收缩率越大；收缩程度越高，则干花花瓣不易伸展，不仅影响干花美观度及商品价值，也影响小包装加工。

表2 不同烘干方式及温度对收缩率的影响

2.2 不同干燥技术影响

2.2.1 对干花黄酮素含量的影响

2019年11月下旬对不同干燥技术(空气源热泵烘干、电热管烘干)及温度(35 ℃、55 ℃)下金丝皇菊干花取样，送浙江省林业科学研究院分析测试中心进行其水溶液黄酮素含量测定，检测方法依据DB/T 20574—2006、DB 37T 3123—2018、DB43T 476—2009进行。结果(图1)显示，空气源热泵干燥的金丝皇菊黄酮素含量明显高于电热管干燥产品。此外，检测数据均显示，不同干燥技术热风温度越低，黄酮素含量越高。

图1 不同烘干方式对干花黄酮素含量的影响

2.2.2 对烘干加工用电能耗的影响

图2显示，根据试验测定能耗数据，金丝皇菊干燥时，相同的热风温度下，空气源热泵干燥技术用电能耗大约为电热管干燥技术的39%。

图2 不同烘干方式的用电能耗

3 小结

时间成本亦是干制加工总成本的重要组成部分，试验中加工时间随干燥温度升高而缩短，但干花收缩大、黄酮素等有效成分降低影响质量，因此，实现经济效率与加工质量间的平衡，还需更多试验数据支撑，以确定更合理干燥工艺。

金丝皇菊等级可随采摘批次推移分头花、中花、尾花，一般头花鲜花直径13 cm左右，烘干后8～10 cm，冲泡后11～12 cm；中花鲜花直径10 cm左右，烘干后6～7 cm，冲泡后8～9 cm；尾花鲜花直径8 cm左右，烘干后4～5 cm，冲泡后6～7 cm。本试验基地所产鲜花按生产批次未达最优质量标准，生产上还需加强管理，培养更优质加工原料。

4 讨论

不同温度、干燥方式、花朵开放程度对金丝皇菊干燥效果均会产生影响。彭华等[14]发现，多酚氧化酶会导致金丝黄菊加工过程中褐变，开放程度低的花朵在低温、长时间干燥下易花心变黑，但70%以上开放度的花朵烘制中未褐变发黑，推断金丝皇菊开放多酚氧化酶含量降低，提出80%～100%开放度花朵为金丝皇菊最适釆摘时期。本试验发现，90%以上乃至花瓣全开者由于花体松散、香味散发，烘干后易碎裂，故本试验采用70%～80%开放度鲜花。

菊花中所含绿原酸等多酚、黄酮类活性成分在高温加工时极易发生酶促褐变[14](酚类物质在多酚氧化酶和过氧化物酶等催化作用下氧化为醌，再经聚合形成褐色物质使颜色褐变)，蒸干法、自然晒干法、阴干法、传统烘烤法、热风烘房烘干法等方法由于不同加工温度对绿原酸等活性成分影响不一。目前贡菊加工烘房温度控制在40～50 ℃[15]，而彭华等[14]采用茶叶提香机加工金丝黄菊，在65、80 ℃高温加工条件下，金丝黄菊花瓣在1 min内立刻萎蔫、色泽变暗，而低温条件(40 ℃)更利于花瓣色泽保持，推断40～50 ℃为金丝黄菊烘制最适合温度。本试验中新能源干燥方式的空气源热泵干燥，工作时借助传热工质循环系统提高温度进行干燥[1]，由于效率提高，能在更低干燥温度(35 ℃)下加工金丝黄菊，能耗低、收缩率小、干花黄酮素含量高，不失为金丝黄菊等农产品较佳的干燥加工方式。

由于试验设备条件限制，有待引入具备控制干燥湿度、升温速度、风速、风量功能的专用干燥试验设备，对金丝皇菊干制加工工艺做更精准量化研究，以探索不同干燥阶段金丝皇菊外观及生理指标变化情况，优化金丝皇菊干燥加工工艺，制定、完善一系列相应的金丝皇菊干燥加工工艺标准化操作规范，为金丝皇菊品质的提升提供技术保障。