Shanghai Baoshan Elektronische Nase hilft Yangzhou Universität Professor Yang Zhenquan Team veröffentlicht verschiedene Trocknungsprozesse für Jin Orange Haut Artikel

1. Forschungshintergrund

In den letzten Jahren wurden Zitrusfrüchte weltweit für ihren leckeren Geschmack und ihren hohen Nährwert immer beliebter. Süße Orangen, die in der Regel frisch verkauft werden, werden auch in der Nahrungsmittelindustrie weit verbreitet, um Zitrusnahrungsmittel herzustellen, die eine große Menge an Nebenprodukten erzeugen, insbesondere die Schalen, die allein etwa 50-55% des Gesamtgewichts der Früchte ausmachen. Orangenschale wird als landwirtschaftlicher Abfall weit verbreitet, ohne ihren potenziellen Nährwert und ihre biologisch aktiven Inhaltsstoffe zu erkennen, was zu einer erheblichen Umweltverschmutzung und Ressourcenverschwendung führt.

In vielen asiatischen Ländern werden Zitrusschalen (CFPs) seit Tausenden von Jahren traditionell als gesundheitliche Lebensmittel und Medizin verwendet. Pharmakologisch betrachtet werden CFPs als eine reiche Quelle für eine Vielzahl von biologisch aktiven Verbindungen, in einigen Fällen sogar als eine einzige Quelle, einschließlich Ascorbinsäure, Carotinoide, Phenolsäure, Flavonoide, Synephrin, Citronin usw., die eine gute gesundheitsfördernde Wirkung in vitro und in vivo haben. Daher hat die Nutzung des Konzepts, dass „Abfall“ in „Gold“ verwandelt wird, und die vielfältigen biologisch aktiven Eigenschaften von CFPs die Forschung über die Wertschöpfungsbestandteile von Abfällen in vielen Lebensmitteln, Kosmetika, Pharma und Gesundheitsmitteln vorangetrieben. CFPs enthalten jedoch eine hohe Feuchtigkeit und sind aufgrund von Pilz- / Insektenverschmutzung und dem Wachstum von Schimmel sehr fälschlich, was ein Haupthindernis für ihre effektive Nutzung ist.

Professor Yang Zhenquan von der Yangzhou University veröffentlichte in der Zeitschrift Food Chemistry (IF=8.8) einen Artikel mit dem Titel "Comparison of different drying technologies for brocade orange (Citrus sinensis) peels: Changes in color, phytochemical profile, volatile, and biological availability and activity of bioactive compounds" (DOI: 10.1016/j.foodchem.2023.136539), in dem die Auswirkungen verschiedener Trocknungsmethoden (Gefriertrocknen, Wärmepumpe-Trocknung, Mikrowelle-Trocknung, Ferninfrarot-Trocknung) auf die physikalischen Eigenschaften, phytochemische Eigenschaften, biologische Zugänglichkeit und antioxidative Aktivität der weit verbreiteten Orangensaftproduktion untersucht wurden.

Das Instrument für die Bewertung der Ähnlichkeit der Aromaeigenschaften zwischen den Proben in diesem Artikel ist unsere elektronische Nase in Shanghai, was ist die konkrete Methode?

2. Experimentelle Methoden

2.1 Probenvorbereitung

In der kommerziellen Reife werden Orangen ohne körperliche Verletzungen oder Infektionen zufällig von Hand geerntet. Die Früchte werden sofort in das Labor transportiert, gleichmäßig in Größe und Farbe, mit Leitungswasser gereinigt und dann bei 25 ° C getrocknet. Anschließend, ohne die segmentierte Membran zu zerstören, werden die Orangenschalen (BOPs) mit einem manuellen Peeler entfernt, in kleine Stücke geschnitten, vollständig vermischt, zufällig gruppiert und anschließend getrocknet.

Gemäß der Pharmakopädie der Volksrepublik China und der chinesischen Norm DB4407 / t70 (2021) muss die Herstellung von CRP bei relativ niedrigen Temperaturen (≤ 45 ° C) durchgeführt werden und der Feuchtigkeitsgehalt des Endprodukts < 0,13 kg / kg Trockengewicht (DW).

a) 4 Stunden bei -80 °C vorgefriert und anschließend etwa 48 Stunden in einem Gefriertrockner unter -60 °C mit einem Vakuumgehalt < 10 mbar gefriertrocknet; (b) BOPs werden in einem Wärmepumpen-Trockner mit einer Temperatur von (43 ± 2) °C, einer relativen Luftfeuchtigkeit von 90% und einem Luftstrom von 1200 m3/h getrocknet und 16 h getrocknet. Vor jedem Versuch läuft der Trockner 20 Minuten, um die gewünschte Temperatur zu erreichen; (c) die BOPs in eine kommerzielle Mikrowelle geben und alle 1 Minute 35 Minuten bei 350 W trocknen; (d) Trocknen Sie 20 h mit einem Infrarottrockner bei (43 ± 2) °C. Ebenso wird das Trocknungssystem 20 min leer gedreht, um die Temperatur vor der Trocknungsbehandlung zu erreichen.

2.2 Elektronische Nasenanalyse

Zur Schätzung der Ähnlichkeit der Aromatherapie zwischen den Proben wird eine Elektronennose (cNose, Shanghai) verwendet, die mit zehn Gassensoren gekoppelt ist, die für verschiedene Arten von Aromastoffen programmiert sind.

1,0 g Trockenpulver werden in 20 ml leere Flasche gefüllt und nach 30 min Kultivierung bei 50°C gemessen. Mit trockener Luft mit einer Durchflussgeschwindigkeit von 400 mL/min, einer Reinigungszeit von 120 s und einer Prüfzeit von 90 s. Vor jeder Probenmessung wird die elektronische Nasensensensor einmal gereinigt. Schließlich wird das E-nose-Softwaresystem zur linearen Differentialanalyse (LDA) der Daten verwendet.

3. Experimentergebnisse

3.1 Elektronische Nasenenalyse

Diagramm für die Ähnlichkeit des Duftspektrums der flüchtigen getrockneten Orangenhalle

Gefriertrocknen (FD), Wärmepumpentrocknen (HPD), Mikrowellentrocknen (MD) und Ferninfrarottrocknen (FID)

Elektronische Nasensysteme erkennen und analysieren in Echtzeit und objektiv feine Veränderungen in Geschmack und Aroma in verschiedenen Proben und imitieren den menschlichen Geruchssinn. Angesichts der gegenwärtigen Mängel der qualitativen und semi-quantitativen Analyse der Aromakomponenten von BOPs wurde die Elektronennasanalyse weiter verwendet, um die flüchtigen Veränderungen ihrer gesamten Eigenschaften aus einem anderen Blickwinkel zu charakterisieren. Eine stärkere Reaktion auf die aromatischen Verbindungen der Probe wurde in den Sensoren 3 und 8 beobachtet, was bedeutet, dass BOPs reich an Ammoniakaromaten, anorganischen Sulfiden, Alkoholen und Aldehyden enthalten können. Wie oben erwähnt, sind die flüchtigen Stoffe, die in allen Proben gleichzeitig am meisten vorhanden sind, Citronen mit Aroma, Aroma und Fruchtgeschmack, Beta-Lauren mit Aroma, Harzgarf, Seifengeschmack und würzigem Geschmack sowie Dealdehyd mit Aldehyd, Fett, Blumendeuch, Grün, Seifengeschmack, Zitrusgeschmack und Waxgeschmack, die 67,80 ~ 89,15%, 2,31 ~ 5,58% und 0,80 ~ 3,79% der gesamten flüchtigen Stoffe ausmachen. Obwohl diese Substanzen als kritisch wirksame Metabolite angesehen werden, können keine signifikanten Unterschiede in den Reaktionen der Sensoren 3 und 8 mit niedrigen Geruchsschwellen von nur 10, 13 und 2 ppb verbunden sein, die die Detektionsgrenzen des Gassensors weit übersteigen. Andererseits können die in den Sensoren 1, 4, 5, 6 und 7 beobachteten signifikanten Unterschiede weitgehend von der Verteilung und der Konzentration der flüchtigen Stoffe abhängen. Genau gesagt, Aromangal hat eine niedrigere Geruchsschwelle bei 6 ppb mit einem Geschmack von Rohstoffen, Zitrusen, Blumen und Terpenen, während Nonaldehyde bei 1 ppb in den Geschmacken von Aldehyde, Zitrusen, Fetten, Blumen, Grüngras, leichten Gewürzen, Seifen, Fetten und Wachsen wahrgenommen werden kann.

Wenn wir unsere Daten zusammenfassen, ist das auffälligste Ergebnis, dass die Gefriertrocknung die physikalische Farbe und die phytochemischen Eigenschaften weitgehend beibehalten kann, aber ihre Trocknungsgeschwindigkeit ist langsam und die Energiekosten höher. Es wird geschätzt, dass die Kosten der Gefriertrockneung 4-8 Mal höher sind als die Konvektionstocknung, was die Anwendbarkeit der Gefriertrockneung im industriellen Maßstab einschränkt. Daher beschränkt sich die Gefriertrockneung auf hochwertige Produkte wie Instantkaffee und Speise- und Medizinprodukte. Auf der anderen Seite trocknen Wärmepumpen insbesondere Mikrowellen getrocknete BOPs mit relativ attraktiven Farben, hohen Gehalten an Pigmenten, biologisch aktiven Verbindungen und flüchtigen Stoffen sowie biologischer Verfügbarkeit und Aktivität.