干燥方法和包装材料对杜仲叶品质影响的研究

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杜仲(Eucommia ulmoides Oliver)是杜仲科(Eucommiaceae)杜仲属(Eucommia)植物。传统药用杜仲为杜仲树皮,具有抗肿瘤、抗氧化、降血压、降血脂等多种功效。杜仲叶和杜仲皮具有相似的化学成分和药理作用,被列入“药食同源”目录,成为杜仲产业开发的重要原料。随着《全国杜仲产业发展规划(2016-2030年)》的发布实施,杜仲及其相关产业受到广泛重视。目前在企业生产中杜仲叶干燥多采用晒干、阴干、烘干等传统干燥方法,这些方法干燥效率较低,干燥后杜仲叶品质不稳定。而杜仲叶的包装材料多采用编织袋甚至无包装。落后的干燥方法和包装材料影响杜仲叶的品质进而影响其后续产品的开发。为了探索新型杜仲叶干燥方法,寻找合适的包装材料,明确各种干燥方法和包装材料对杜仲叶品质的影响,采用8种干燥方法对杜仲叶进行干燥,测定干燥杜仲叶的外观品质、干燥动力学、活性成分含量以及抗氧化活性;之后制备4种杜仲提取物/壳聚糖复合薄膜并对其物理性质和化学结构进行表征,最后将制备的复合薄膜与其他5种材料用于干燥杜仲叶的包装,并分析杜仲叶在贮藏180天内的外观品质、水分含量、微观结构、活性成分含量以及抗氧化活性的变化情况。研究结果如下:1.采用4种单一干燥方法和4种联合方法对杜仲叶进行干燥,并测定了干燥杜仲叶的外观品质、化学成分、抗氧化活性,分析了不同方法的干燥动力学与能耗。结果表明,红外真空和微波真空两种干燥方法与阴干法相比,干燥时间分别缩短了97.94%和97.98%,与真空干燥相比能耗分别减少了51.14%和58.08%,干燥杜仲叶的品质接近。红外真空与红外干燥相比杜仲叶总多酚、总黄酮和绿原酸含量分别提升了22.09%,26.33%和18.05%,微波真空与微波干燥相比杜仲叶总多酚、总黄酮和绿原酸含量分别提升了13.75%,37.95%和8.78%。红外真空和微波真空干燥两种方法兼具效率和品质优势,值得推广与应用。2.采用杜仲叶提取物和壳聚糖为原材料制备了4种复合薄膜,测定了薄膜物理性能,表征了薄膜结构。结果表明杜仲提取物的添加加深了壳聚糖薄膜颜色,薄膜水分含量、结晶特性和热稳定性无明显变化。当杜仲叶提取物添加量达到5.0 wt%时,复合薄膜的抗拉强度高于纯壳聚糖薄膜,且薄膜断裂伸长率未明显下降,具有一定应用前景。3.采用尼龙绳捆扎、编织袋、聚乙烯(PE)塑料袋、真空包装袋、以及自制的杜仲提取物/壳聚糖复合薄膜包装干燥杜仲叶,测定其在180天贮藏期内的外观颜色、水分含量、微观结构、总黄酮和总多酚以及抗氧化活性的变化趋势,评价不同包装材料对杜仲叶品质的影响。结果表明尼龙绳捆扎和编织袋包装的杜仲叶外观品质、总多酚和总黄酮含量和抗氧化活性在贮藏期内下降明显,其中尼龙绳捆扎杜仲叶贮藏180天后其颜色由绿色转变为黄褐色,总多酚和总黄酮含量分别下降了7.22%和7.34%。PE塑料袋包装和复合薄膜包装的杜仲叶外观品质、总多酚和总黄酮含量、抗氧化活性相接近,复合薄膜有代替PE塑料袋包装的潜力。真空袋包装和编织袋内衬塑料袋包装的杜仲叶各项指标与贮藏前干燥杜仲叶相比变化最小,品质最佳。综上,干燥方法和包装材料能显著影响杜仲叶品质。微波真空和红外真空干燥法干燥的杜仲叶品质与真空干燥接近,能耗显著下降,是较好的杜仲叶干燥方法。编织袋内衬塑料袋包装成本较低,对干燥杜仲叶品质保护效果好。杜仲叶提取物/壳聚糖复合薄膜材料呈现出与塑料袋相近的保护效果,但需进一步降低成本,提高性能。本研究为杜仲叶的工业化干燥加工和包装提供了理论参考,有助于杜仲叶的产业化开发。
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