干燥方式对山楂总黄酮总有机酸含量的影响

石晓晨,王蕾,王尧尧,戚莹雪,刘红艳,李佳,张永清

(山东中医药大学，山东 济南 250355)

山楂为蔷薇科植物山里红(Crataeguspinnatifidavar.majorN.E.Br.)或山楂(CrateaguspinnatifidaBge.)的干燥成熟果实[1]。具有消食健胃、行气散瘀、化浊降脂等功效，可用于治疗肉食积滞证、泻痢腹痛、疝气痛、瘀滞腹痛胸痛、恶露不尽、痛经、吐血、便血等症[2]，研究表明，山楂中主要含有黄酮类、低聚黄烷类、有机酸类、三萜类、甾体类和有机胺类等成分[3]，其有机酸类和黄酮类成分在促消化、心肌缺血保护等方面有较强的药理作用。

产地加工是药材生产与品质形成的重要环节,而干燥是产地加工中的关键环节之一。适宜的干燥方法可有效促进功效物质与营养成分的最大化保留以及药用和非药用部位的分离，并能实现各化学成分之间的相互转化，最终生产出集有效性与安全性于一体的品质优良的药材[4-7]。

目前对于山楂的研究多集中在化学成分、药理作用及提取工艺等方面，而关于干燥方式的研究尚未见报道。本实验以自然干燥、烘箱干燥、真空冷冻干燥和微波干燥方式处理的山楂样品为对象，对其中总黄酮、总有机酸、维生素C和色泽指标进行了研究，探讨干燥方式对山楂品质的影响。以期为山楂产地干燥方式研究提供数据支撑。

1 材料、试剂与仪器

1.1 材料

山楂鲜果：大金星品种。2017年9月28日采自山东省泗水县，经山东中医药大学张永清教授鉴定，确定为蔷薇科植物山里红(Crataeguspinnatifidavar.majorN.E.Br.)的果实。

选取无机械伤、无病虫害、大小均匀的山楂鲜果，洗净、去核，切成厚度为3～4 mm的薄片，单层平铺装盘。采用以下4种加工方法进行干燥，得含水量低于12%的样品。

(1)烘箱烘干：60 ℃烘箱内连续干燥4 h。

(2)自然晒干：在阳光下晾晒1周。

(3)微波干燥：800 W微波功率干燥5 min,480 W微波功率干燥4 min,240 W微波功率烘干。

(4)真空冷冻干燥：-70 ℃冰箱中预冻约30 min。打开真空泵，预热约20～30 min,同时打开冷冻干燥机，预冷15 min左右，使冷凝室温度降至-40 ℃以下。将预冻好的样品和搁板从超低温冰箱中取出，放在干燥室内干燥约24 h，出料。

1.2 试剂

金丝桃苷标准品(购自上海源叶生物科技有限责任公司,批号110766-201708)、硝酸铝、亚硝酸钠、氢氧化钠、无水乙醇、酚酞、草酸、维生素C、2，6-二氯靛酚等均为分析纯。

1.3 仪器

LE204E/02电子天平( 梅特勒-托利多公司)；KQ-500DE型数控超声波清洗器( 昆山市超声仪器有限公司)；TDZ4-WS台式提速离心机(长沙高新技术产业开发区湘仪离心机仪器有限公司)；UV5100B紫外分光光度计 (上海元析仪器有限公司)；真空冷冻干燥机( 日照市凯良食品设备有限公司)；HH6数显恒温水浴锅(上海梅香仪器有限公司)；MM823LA6-NS美的微波炉(广东美的微波电器制造有限公司)。

2 测定方法

2.1 水分含量(质量分数)测定

按照水分测定法烘干法[1]测定：取供试品各约4 g，平铺于干燥至恒重的扁形称量瓶中，疏松度不超过10 mm，精密称定，打开瓶盖在40～60 ℃条件下干燥5 h，将瓶盖盖好，移置干燥器中，冷却30 min，精密称定，再在上述温度干燥1 h，冷却，称重，至连续2次称重的差异不超过5 mg为止。根据减失的质量，计算样品中水分含量。

2.2 总黄酮含量(质量分数)测定

使用比色法[8]对山楂中的总黄酮含量进行测定。

2.2.1 标准溶液的制备

精确称取金丝桃苷标准品10.7 mg，置于100 mL容量瓶中，加70%乙醇溶解并定容到刻度，得0.107 mg/mL金丝桃苷标准溶液，备用。

2.2.2 总黄酮的提取

山楂样品，粉碎，过孔径60目筛。精密称取4种样品各0.5 g，分别置于100 mL圆底烧瓶中，加70%乙醇50 mL,在70 ℃条件下回流提取2 h，冷却至室温，称重，补足损失溶剂的质量，摇匀，过滤，得山楂总黄酮提取液，作为供试品溶液。

2.2.3 标准曲线绘制

分别精密吸取0.107 mg/mL金丝桃苷标准溶液0，1.0，2.0，3.0，4.0，5.0 mL,分别置于10 mL容量瓶中，各加入70%乙醇至5 mL，10%亚硝酸钠溶液0.3 mL，摇匀，静置6 min；加10%硝酸铝溶液0.3 mL，摇匀，再静置6 min；加1 mol/L氢氧化钠4 mL,加水至刻度,摇匀,静置15 min后,在500 nm 处测其吸光度值。以吸光度为纵坐标，浓度为横坐标，绘制标准曲线。得标准曲线为：y=16.499x-0.008 5,R2=0.999 6 (x为金丝桃苷标准品浓度mg/mL,y为吸光度值)。

2.3 维生素C的含量(质量分数)测定

使用2,6-二氯靛酚滴定法[9]测定维生素C的含量，取山楂药材粉末适量，精密称定，置100 mL容量瓶中，1%草酸定容至刻度，超声处理30 min，过滤。取上述滤液10 mL于锥形瓶中，用标定好的2，6-二氯靛酚标准溶液滴定，直至溶液变为淡红色，30 s内不褪色为止。同时取不加样品的1%草酸溶液，作空白试验。记录两次滴定所消耗的标准溶液的体积。计算每100 g样品中含维生素C的质量。

2.4 总有机酸的含量(质量分数)测定

采用2015版《中国药典》酸碱滴定法[1]检测：精密称取山楂药材细粉约1 g,加蒸馏水100 mL，室温下浸泡4 h,时时振摇，滤过。精密量取续滤液25 mL，加蒸馏水50 mL,加酚酞指示液2滴，用NaOH溶液(0.1 mol/L)滴定，即得。每1 mL NaOH滴定液(0.1 mol/L)相当于6.404 mg的枸橼酸。

2.5 色泽的测定

用色差仪测定各不同干燥方式山楂粉的颜色数据，记录L*,a*，b*值，每个样品测定8次，剔除最大值和最小值，取平均值。色差仪中L*值表示物料的明度，L*值越大表明颜色越白；a*值表示红(+a*)/绿(-a*)，正值越大越红，负值越小越绿；b*值表示黄(+b*)/蓝(-b*)，正值越大越黄，负值越小越蓝[10]。ΔE表示总色度，按下式计算：

3 结果与分析

3.1 不同干燥方式山楂中水分的含量

经测定烘干、自然干燥、微波干燥、真空冷冻干燥4种干燥方式的山楂含水量分别为3.45%、3.69%、3.22%、3.09%，相对标准偏差值均在5%以内。

3.2 不同干燥方式山楂中总黄酮的含量

取2.2.2项中各不同干燥方式的山楂总黄酮提取液1 mL，按照2.2.3项中制备标准曲线的方法依次加入70%乙醇、亚硝酸钠溶液、硝酸铝溶液、氢氧化钠和水，在500 nm 处测其吸光度，把测定的吸光度代入回归方程中，求出各样品的浓度，再根据浓度计算各样品中总黄酮的百分含量。结果见表1。

表1 不同干燥方式山楂总黄酮含量测定实验结果(mg/g,±RSD, n=5)Table 1 Test results of total flavonoids content in Hawthorn by different drying methods(mg/g,±RSD, n=5)

干燥方式对山楂总黄酮含量的影响见表1，可以看出，山楂总黄酮的含量差异显著。微波干燥山楂总黄酮含量最高，为42.26 mg/g，自然晒干山楂总黄酮含量最低，为32.25 mg/g。自然干燥总黄酮含量为冷冻干燥的76.31%。

3.3 不同干燥方式山楂中维生素C的含量

按照2.3项的方法制备供试品溶液，用2，6-二氯靛酚进行滴定。计算各不同干燥方式山楂中维生素C的含量，结果见表2。

表2 不同干燥方式山楂维生素C含量测定实验结果(mg/g,±RSD, n=5)Table 2 Test results of ascorbic acid content in Hawthorn by different drying methods(mg/g,±RSD, n=5)

表2可以看出，4种干燥方式山楂中维生素C含量差异显著。冷冻干燥山楂中维生素C含量最高(0.322 4 mg/g)，自然干燥山楂中维生素C含量最低(0.163 1 mg/g)。自然干燥维生素C的含量为冷冻干燥的50.59%。

3.4 不同干燥方式山楂中总有机酸的含量

分别精密量取不同干燥方式山楂细粉1.0 g,按照2.4项的方法制备供试品溶液，进行酸碱滴定。计算各不同干燥方式山楂中总有机酸的含量，结果见表3。

表3 不同干燥方式山楂总有机酸含量测定实验结果(mg/g,±RSD, n=5)Table 3 Test results of total organic acid content in Hawthorn by different drying methods(mg/g,±RSD, n=5)

表3可以看出，除烘干和自然干燥两组样品外，其他样品中有机酸的含量均有显著性差异。冷冻干燥山楂总有机酸最高，为133.25 mg/g，自然晒干法总有机酸最低，为94.55 mg/g。自然干燥总有机酸含量为冷冻干燥的70.96%。

3.5 干燥方式对山楂色差值的影响

不同干燥方式对山楂色泽的影响见表4，由表4可知，干燥方式不同使山楂色泽具有显著性差异。其中，L、ΔE值的由大到小的干燥方式排序为：冷冻干燥，烘干，自然干燥和微波干燥。a、b值由小到大的干燥方式排序为：冷冻干燥，烘干，自然干燥和微波干燥。冷冻干燥的山楂，在低温条件下可以较好地抑制酶促反应和非酶促反应，所以，冷冻干燥的山楂色泽最好。

表4 不同干燥方式对山楂色泽的影响(±RSD, n=5)Table 4 Effects of different drying methods on values of color difference of Hawthorn(±RSD, n=5)

4 方法学验证方法与结果

4.1 精密度考察结果

精密吸取同一供试品(微波干燥品)溶液1 mL,置于10 mL容量瓶中，按照2.2.3项下方法操作，在500 nm波长处测定吸光度值，连续测定6次，计算相对标准偏差为0.705±1.41%，表明仪器精密度良好。

4.2 稳定性考察结果

精密吸取同一供试品(微波干燥品)溶液1 mL,置于10 mL容量瓶中，按照2.2.3项下方法于500 nm波长处测定在5，10，15，20，25，30，35，40 min的吸光度，计算相对标准偏差为0.704±1.34%，表明样品稳定性良好。

4.3 重复性考察结果

精密称取同一干燥方式(微波干燥)的山楂细粉0.5 g,按照2.2.2项下方法制备供试品溶液，按照2.2.3项下方法操作，于500 nm波长处测定吸光度，平行测定6次，计算相对标准偏差为0.703±1.47%，表明样品测定符合技术要求，重现性良好。

4.4 加样回收实验结果

精密吸取已知总黄酮含量的烘干法的山楂供试品溶液0.5 mL,分置于6只具塞试管中。再分别精确量取浓度为0.107 mg/mL金丝桃苷标准溶液适量,依次加入上述6只试管中，余下操作按照2.2.3项下方法进行，于500 nm波长处测定吸光度，平行操作6次，计算平均回收率为100.14%，相对标准偏差为1.32%，表明方法可靠，结果见表5。

表5 加样回收实验结果(n=6)Table 5 Experimental results of sample recovery(n=6)

5 讨论与结论

5.1 干燥方式对山楂总有机酸含量的影响

4种干燥方式山楂中总有机酸含量由大到小的顺序为冷冻干燥品、微波干燥品、烘干品和自然干燥品。山楂中含有丰富的维生素C[11]，而维生素C是一种极不稳定的营养物质，对光、热、氧敏感，易分解[12]。真空冷冻干燥采用的真空、低温干燥方式避免了高温和氧气对维生素的破坏。微波干燥过程中的加热速度快、干制时间短等优点，对热敏性维生素C的破坏也相对较小，所以，冷冻干燥和微波干燥山楂中总有机酸含量相对较高。烘干法和晒干法由于干燥时间相对较长，促进了样品与氧气的充分接触，加上氧化酶对有机酸类成分的氧化也起到了催化作用，所以总有机酸的损失相对较多。

5.2 干燥方式对山楂总黄酮含量的影响

4种干燥方式山楂中总黄酮含量由大到小的顺序为微波干燥品、烘干品、冷冻干燥品和自然干燥品。推测原因可能是山楂中黄酮类成分大部分与碳水化合物等大分子结合在一起的，微波干燥可促使其共价键断裂，有利于黄酮类物质的溶出和提取。高温还可促使山楂中分解黄酮的氧化酶失活，又进一步减少了黄酮类成分的破坏。

5.3 干燥方式对山楂色泽的影响

干燥方式对山楂色泽的影响结果L、ΔE值由大到小的顺序为冷冻干燥、烘干、自然干燥和微波干燥。a、b值由小到大的顺序为冷冻干燥、烘干、自然干燥和微波干燥。综合考虑，冷冻干燥山楂色泽最好。

6 结论

综合以上因素，冷冻干燥山楂在最大程度保留维生素C的基础上，还在一定程度上减少了总黄酮的损失，且表现出最理想的色泽。因此，真空冷冻干燥加工的山楂品质最优。但在实际生产中，干燥时间的长短与能源损耗的多少同样是产地加工方法优选的重要因素。真空冷冻干燥需要较高的能耗和设备投资，微波干燥热传递速率快，能效利用率高，但会造成物料局部温度过高，产品质量不稳定[13]。自然干燥和烘箱干燥虽然能减少能源的损耗，但干燥周期较长，生产效率低。故在实际生产中，应综合考虑多重因素选择适宜不同需求的山楂干燥方式。