常山胡柚小青果干制工艺对制成品“衢枳壳”品质的影响
2022-08-03汪丽霞徐小忠刘春荣李鸿春徐礼萍
汪丽霞,郑 浩,徐小忠,杨 波,刘春荣,黄 志,李鸿春,徐礼萍
(1 浙江省常山县农业特色产业发展中心,浙江常山,324200;2 浙江忠诚生物科技有限公司,浙江常山,324200;3 衢州市农业林业科学研究院,浙江衢州,324000;4 常山天道中药饮片有限公司,浙江常山,324200;5 常山县鸿春果业专业合作社,浙江常山,324200;6 衢州市食品药品检验研究院/衢州市医疗器械质量监督检验所,浙江衢州,324000)
中药“枳壳”由芸香科酸橙Citrusaurantium及其栽培变种未成熟果干燥制成。相关研究证实,常山胡柚Citrusaurantium‘Changshanhuyou’是酸橙的栽培变种(酸橙与柚的杂种)[1-2]。“衢枳壳”是枳壳家族的新成员,为常山胡柚的干燥未成熟果实,收录于2015年版《浙江省中药炮制规范》[3]。“衢枳壳”含有挥发油、黄酮类化合物、有机酸等,其黄酮类化合物主要成分包括柚皮苷、新橙皮苷、芸香柚皮苷、桔皮素、川陈皮素、橙皮苷、木犀草素和桔皮内酯等,有理气宽中、行滞消胀的功效,还具有抗氧化[4]、抗炎[5]、降血糖[6]、抗菌[7]、化痰和改善胃肠运动[8]等作用。“衢枳壳”的品质标准为:水分≤12.0%、总灰分≤7.0%、柚皮苷≥4.0%、新橙皮苷≥3.0%[9]。常山胡柚栽培面积7 000 hm2,年产小青果(鲜质量)24 000 t,年产“衢枳壳”6 000 t,年产值约2亿元。为制作“衢枳壳”,柚农于6月25日至7月20日采收常山胡柚小青果,以全果或自果实中部横切为两半后晒干,或者用机器烘干。因干制条件和方法各异,使得干制品的含水量及柚皮苷、新橙皮苷等有效成分的含量不稳定,从而影响干制品的品质及其稳定性。本课题组在前期实地调查的基础上,进行了常山胡柚小青果加工方式和干燥方法对“衢枳壳”品质的影响试验,并优化干制工艺,以提高制成品的有效成分含量和产品品质,为“衢枳壳”药材产业的可持续高质量发展提供技术指导。
1 材料与方法
1.1 仪器与设备美国Agilent U3000高效液相色谱仪;紫外可见分光光度计(T9CS,北京普析通用有限责任公司);电热恒温鼓风干燥箱(DHG-9140A,上海一恒科学仪器有限公司);冻干试验机(LG1.0,浙江同景冻干科技有限公司);真空低温带式干燥机(SW-10,杭州春风实业有限公司);循环水多用真空泵(Shb-3t,浙江和王科技有限公司);水浴恒温振荡仪(Sha-c,江苏金坛市医疗仪器厂);层析柱(16 mm×200 mm,浙江和王科技有限公司);pH酸度计(PHS-2c,上海精密科学仪器公司);秤(佑力,承重100 kg);天平(ME204E,梅特勒);多功能清洗机(4T/H)、多功能提取罐(SN-1000L)、真空双效浓缩罐(SN-500L)和粉碎机(FL-10B)(杭州春风实业有限公司)。
1.2 原料与试剂柚皮苷对照品(批号110722-201815)、新橙皮苷对照品(批号111857-201804)均由中国食品药品检定研究院提供;甲醇(CH3OH)为一级色谱纯,氢氧化钠为分析纯,由浙江和王科技有限公司提供;水为重蒸馏去离子水。常山胡柚小青果于2020年7月2日采自浙江省常山县青石镇澄潭村,小青果横径在4~7 cm之间,采收后放置于清洁通风干燥的室内备用。
1.3 试验方法果实切片方法设全果(A),对半横切(B),切薄片(切厚0.2 cm、宽1 cm左右的薄片,C)等3种(见图1),干燥方法设晒干(1)、烘干(2)和冻干(3)等3种,共9个处理(A1、B1、C1、A2、B2、C2、A3、B3、C3)。烘干按照60 ℃干燥,冻干按照-40 ℃冷冻干燥。每处理重复3次,每处理每重复用小青果60 kg。小青果干制品净片加工流程:采小青果→去除杂质→洗净→润透→去瓤→切薄片→干燥→筛去碎落的瓤核。其中,A、B处理是干燥后再全部都切成片状,即干燥后除去杂质,置循环水洗药机洗净,放置1 h,水淋3~5次,直至润透,然后用往复式切片机切薄片,将薄片晒干,用筛选机过4号筛,筛除灰屑,得净片。干制终点以制成品水分含量≤12.0%为标准,记录干制时间。加工流程结束后计算净片得率,净片得率=(每处理实际净片质量/每处理小青果鲜果实际质量)×100%。取各处理制成品(干制品净片)测定水分含量、总灰分含量、柚皮苷、新橙皮苷等主要品质指标。
水分含量测定。采用甲苯法[10]进行水分测定,水分含量=(蒸馏出的水质量/小青果干制品质量)×100%。
总灰分测定。干制品净片经过粉碎,使其能通过2号筛,混合均匀后,取供试品2~3 g,置炽灼至恒重的坩埚中,称定质量(准确至0.01 g),缓缓炽热,注意避免燃烧,至完全炭化时,逐渐升高温度至500~600 ℃,使其完全灰化至恒重。根据残渣质量,计算供试品总灰分含量(%)。总灰分含量=(干制品高温灼烧后的无机物质量/干制品质量)×100%。
柚皮苷和新橙皮苷含量测定。参照相关文献[3,10],采用高效液相色谱法进行分析。干制品净片提取物制备:取各处理干制品净片,分别打碎成粉末,经热水提取→浸提液→减压浓缩→离心除杂→加入70%乙醇沉淀后得到粗提物→减压浓缩除去乙醇→离心、透析除杂→干燥→粗提物→加10倍量水浸泡0.5 h,煎煮2次,首次1.5 h,第二次1.0 h,合并2次提取液→过滤→浸膏→提取物。供试品溶液制备:分别称取各处理“衢枳壳”提取物各20 mg,置于具塞锥形瓶中定容,加入甲醇(CH3OH)50 mL定容后摇匀,并过滤,准确量取得到过滤液100 μL,并直接加入到250 μL容量瓶中,加CH3OH到刻度线定容,摇匀后备用。对照品溶液制备:取适量经105 ℃干燥至恒重的柚皮苷和新橙皮苷标准品,均放入50 mL容量瓶中,加入CH3OH到刻度线定容后即刻摇匀,得到含柚皮苷、新橙皮苷各80 μg/mL的标准品溶液,放置备用。色谱条件:色谱柱为Agilent Extend C18(250 mm × 4.6 mm,5 μm);流动相A相为浓度0.1%甲酸水溶液,B相为乙腈;梯度洗脱;流速为1.0 mL/min;柱温:30 ℃;进样量:10 μL;检测波长:330 nm。色谱分析的峰值分别计算柚皮苷和新橙皮苷的含量。
1.4 试验数据处理采用SPSS 13.0数据处理软件进行方差分析及差异显著性检验。
2 结果与分析
2.1 净片得率各处理干制前后的状况见图1。每60 kg小青果经不同处理后得到的干制品净片为10.4~15.57 kg,得率在17.41%~26.52%之间。方差分析结果表明,切片方法和干燥方法的交互作用及切片方法对得率的影响无统计学意义,仅干燥方法对得率的影响有统计学意义,其中,烘干和冷冻干燥的得率相近,两者显著高于晒干的得率。比较处理间净片得率,C3(25.94%±0.31%)和B3(25.94%±0.75%)较高,显著大于A1(17.72%±0.21%)、B1(17.33%±0.47%)和C1(20.44%±0.08%)(见图2)。
图1 常山胡柚小青果切片干制前后的状况
注:干制工艺A为全果,B为对半横切,C为切薄片,1为晒干,2为烘干,3为冻干。处理间不同小写字母表示差异显著(p<0.05)。表1和表2同。
2.2 净片品质不同处理干制品净片的柚皮苷含量在8.3%~11.9%之间,新橙皮苷含量在4.2%~7.9%之间,水分含量在4.8%~10.8%之间,总灰分含量在2.35%~4.98%之间,均符合《浙江省中药炮制规范》2015年版[3]的要求。
方差分析结果表明,切片方法和干燥方法的交互作用及干燥方法对净片柚皮苷含量的影响无统计学意义,仅切片方法对柚皮苷含量的影响有统计学意义,其中,全果<对半横切<切薄片;切片方法和干燥方法对净片新橙皮苷含量的影响均无统计学意义,切片方法和干燥方法的交互作用对净片新橙皮苷含量的影响有统计学意义,其中,C3的新橙皮苷含量最高;切片方法对净片总灰分含量的影响无统计学意义,切片方法和干燥方法的交互作用及干燥方法对净片总灰分含量的影响有统计学意义,其中,在全果(A)和对半横切(B)时均为晒干>烘干>冻干,在切薄片(C)时为烘干>晒干>冻干;切片方法、干燥方法及两者的交互作用对净片水分含量的影响均有统计学意义,其中,在全果(A)和对半横切(B)时均为晒干>烘干>冻干,在切薄片(C)时为晒干>烘干≈冻干。不同处理间比较,C3综合质量最好,净片柚皮苷和新橙皮苷含量高,而总灰分和水分含量低,C2综合质量其次(见表1)。
表1 常山胡柚小青果不同干制工艺干制品净片的品质
相关性分析结果表明,柚皮苷含量与新橙皮苷含量显著相关(r=0.759,p<0.05),新橙皮苷含量与水分含量之间(r=-0.408)以及柚皮苷含量与水分含量之间(r=-0.233)均不存在显著相关性(p>0.05)。
2.3 效益A1、B1、C1、A2、B2、C2、A3、B3、C3各处理的干制时间分别为120、100、60、96、60、48、24、22和18 h。可见,相同切片方法下,不同干燥方法的干制时间是冷冻干燥法<烘干法<晒干法;相同干燥方法下,不同切片方法的干制时间是全果<对半横切<切薄片。晒干法的额外成本是进行翻晒和收集的人工成本,烘干法的额外成本是柴火等燃料费和人工费,冷冻干燥法的额外成本是电费(设备费除外),总成本以冷冻干燥法远远高于其他两种干燥方法。各处理净片总成本为A3>B3>C3>A1>B1>A2>C1>B2>C2,其中C2最低,为12.7 元/kg。冷冻干燥法的纯收益为负,采用晒干法的纯收益为10.7~13.9元/kg,烘干法的纯收益为13.2~16.8元/kg,其中,C2(切薄片烘干)的纯收益最高(见表2)。
表2 不同干制工艺净片成本与收益 元/kg
3 讨论
“衢枳壳”药材的品质主要是由原料常山胡柚小青果的品质和干制方法所决定。宋剑锋等[11]研究表明,5—7月采收的小青果中柚皮苷和新橙皮苷含量均符合中国药典枳壳项下含量的要求,毕旭灿等[12]调查发现这段时间采收的小青果大小在2.5~6 cm之间,因此,常山胡柚小青果的收购标准可定为大小不超过7 cm。
常山胡柚小青果传统干制方法是全果或从果实中间横切后置于房前屋后的空地上晒制。该方法生产加工的环境条件不可控,受天气变化影响较大,遇上多雨天气则所得产品含水量高、柚皮苷和新橙皮苷等有效成分含量低,甚至长霉变质;再加上各个场地的卫生条件不一,难以有效控制小青果净片的质量安全风险。烘干方法的环境条件可控,不受天气影响,且卫生条件有保障。冷冻干燥法的干燥效率高(干制时间越短,效率越高)、净片得率和有效成分含量高,但加工成本太高,甚至超出了市场销售价,目前没有经济适用性。在相同干燥方法下(晒干或烘干),常山胡柚小青果不同切片方法的干燥效率和净片品质为切薄片>对半横切>全果,与王海丽等[13]在白芍加工、李月侠[14]在苦参加工、康立等[15]在鲜白术加工上的试验结果一致。常山胡柚小青果切成薄片提高干制效率,可能与表面积增大有关。
本试验结果表明,常山胡柚小青果以切薄片用60 ℃的温度烘干处理(C2),净片得率(24.2%)排第二,总灰分含量和水分含量较低,柚皮苷含量最高(11.43%)、与C3相同,新橙皮苷含量(6.47%)仅次于C3(7.63%),总成本最低(12.7 元/kg),纯收益最高(16.8 元/kg),综合效果最好。
本试验烘干温度采用《浙江省中药炮制规范》2015年版推荐的60 ℃。笔者认为在烘干过程中应加入冷却润泽环节进行变温烘干,即先将胡柚小青果迅速加热到100 ℃后即降温至80 ℃,再逐步降低温度至60 ℃干燥,其效果如何有待以后试验验证。