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1.研究背景

近年來，柑橘類水果以其美味的風(fēng)味和高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值在世界范圍內(nèi)越來越受歡迎,。甜橙通常新鮮出售的,，它們也被廣泛用于食品工業(yè)，用于制作柑橘類食品,，產(chǎn)生大量的副產(chǎn)品,，特別是果皮，僅果皮就占水果總重量的約50-55%,。桔皮作為農(nóng)業(yè)廢棄物普遍被丟棄,，沒有認(rèn)識(shí)到其潛在的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和生物活性成分，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染和資源浪費(fèi),。

在許多亞洲國(guó)家,，柑橘果皮(CFPs)傳統(tǒng)上被用作保健食品和藥用已有數(shù)千年的歷史。在藥理學(xué)上,，CFPs被認(rèn)為是多種生物活性化合物豐富的來源,，在某些情況下甚至是單一的來源，包括抗壞血酸,、類胡蘿卜素,、酚酸、類黃酮,、辛弗林,、檸檬素等,，這些化合物在體外和體內(nèi)都具有很好的促進(jìn)健康的作用。因此,，利用“廢物"變成“黃金"的概念和CFPs的多種生物活性特性推動(dòng)了許多食品,、化妝品,、制藥和保健食品中的廢物增值成分的研究,。然而，CFPs含有較高的水分,，并且由于真菌/昆蟲污染和霉菌的生長(zhǎng)而極易腐爛,，這是其有效利用的主要障礙。

揚(yáng)州大學(xué)楊振泉教授團(tuán)隊(duì)在《Food Chemistry 》期刊（IF=8.8）上發(fā)表了題目為“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"的文章（DOI: 10.1016/j.foodchem.2023.136539）,，文章主要探討了不同干燥方法(冷凍干燥,、熱泵干燥、微波干燥,、遠(yuǎn)紅外干燥)對(duì)橙汁生產(chǎn)中廣泛使用的錦橙果皮的物理特性,、植物化學(xué)特征、生物可及性和抗氧化活性的影響,。

文章中評(píng)價(jià)樣品之間的香氣特征相似性的儀器就是我們上海保圣的電子鼻,，那么具體操作方法是什么呢？

2.實(shí)驗(yàn)方法

2.1樣品制備

在商業(yè)成熟時(shí),，隨機(jī)手工采摘沒有身體損傷或感染的錦橙,。水果被立即運(yùn)送到實(shí)驗(yàn)室，大小和顏色均勻,，用自來水清洗,，然后在25°C風(fēng)干。之后,，在不破壞分段膜的情況下,，使用手動(dòng)去皮機(jī)剝離錦橘皮(BOPs)，切成小塊,，充分混合,，隨機(jī)分組，隨后進(jìn)行干燥操作,。

根據(jù)《中華人民共和國(guó)藥典》和中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)DB4407/ t70(2021)規(guī)定,，CRP的生產(chǎn)必須在相對(duì)低溫(≤45℃)下進(jìn)行，最終產(chǎn)品的水分含量<0.13 kg/kg干重(DW),。

 (a)在-80℃下預(yù)凍4小時(shí),，然后在低于-60℃的冷凍干燥機(jī)中進(jìn)行凍干，真空度<10 mbar,，約48小時(shí),；(b) BOPs在熱泵干燥機(jī)中干燥,，溫度為(43±2)℃，相對(duì)濕度為90%,，空氣流量為1200 m3/h,，干燥16 h。每次實(shí)驗(yàn)前,，烘干機(jī)運(yùn)行20min,，達(dá)到所需溫度；(c)將BOPs放入商用微波爐中,，在350 W下每隔1分鐘烘干35分鐘,；(d)使用紅外干燥機(jī)在(43±2)℃下干燥20 h。同樣,，干燥系統(tǒng)空轉(zhuǎn)20 min,，以達(dá)到干燥處理前的溫度。

2.2電子鼻分析

通過電子鼻(cNose,，上海保圣)來估計(jì)樣品之間的香氣特征相似性,，電子鼻與為不同類型的香氣物質(zhì)編程的十個(gè)氣體傳感器相耦合。

將1.0 g干粉裝在20 mL頂空瓶中,，在50°C條件下培養(yǎng)30 min后進(jìn)行測(cè)量,。以干燥空氣為載氣，流速為400 mL/ min,，清洗時(shí)間為120 s,，測(cè)試時(shí)間為90 s。每次樣品測(cè)量前,，電子鼻空運(yùn)轉(zhuǎn)一次,，對(duì)電子鼻傳感器進(jìn)行凈化。最后,，利用E- nose軟件系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行線性判別分析(LDA),。

3.實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1電子鼻結(jié)果分析

圖為干錦橘皮揮發(fā)物香氣譜相似度

冷凍干燥(FD)、熱泵干燥(HPD),、微波干燥(MD)和遠(yuǎn)紅外干燥(FID)

電子鼻系統(tǒng)可以實(shí)時(shí),、客觀地檢測(cè)和分析不同樣品的味道和香氣的細(xì)微變化，模仿人類的嗅覺,。針對(duì)目前BOPs香氣成分定性和半定量分析的不足,，進(jìn)一步利用電子鼻分析從另一個(gè)角度表征其整體特性的揮發(fā)性變化。在傳感器3和8中觀察到對(duì)樣品芳香化合物的更強(qiáng)響應(yīng),，這意味著BOPs可能含有豐富的氨芳香成分,、無機(jī)硫化物、醇類和醛類,。如上所述,，所有樣品中同時(shí)存在的揮發(fā)性物質(zhì)最多的是具有柑橘味,、芳香味和水果味的檸檬烯，具有芳香味,、樹脂味,、肥皂味和辛辣味的β-月桂烯，以及具有醛味,、脂肪味,、花香味、綠色味,、肥皂味,、柑橘味和蠟味的癸醛,，分別占總揮發(fā)性物質(zhì)的67.80 ~ 89.15%,、2.31 ~ 5.58%和0.80 ~ 3.79%。雖然這些物質(zhì)被認(rèn)為是關(guān)鍵的有影響力的代謝物,，但傳感器3和8的反應(yīng)沒有顯著差異可能與低氣味閾值密不可分,，僅為10、13和2 ppb,，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了氣體傳感器的檢測(cè)極限,。另一方面，在傳感器1,、4,、5、6和7中觀察到的顯著差異可能在很大程度上取決于揮發(fā)物的分布和濃度,。確切地說,，芳樟醇在6 ppb時(shí)具有較低的氣味閾值，具有大料,、柑橘,、花香和萜烯的味道，而壬醛在1 ppb時(shí)可以在醛,、柑橘,、脂肪、花香,、綠草,、微辛辣、肥皂,、油脂和蠟的味道中被感知.

綜合我們的數(shù)據(jù),，最引人注目的結(jié)果是，冷凍干燥可以很大程度地保持物理顏色和植物化學(xué)特征,，,，但其干燥速度緩慢,，能源成本較高。據(jù)估計(jì),，冷凍干燥的成本比對(duì)流干燥高4-8倍,，這限制了冷凍干燥的工業(yè)規(guī)模適用性。因此,，冷凍干燥僅限于速溶咖啡和食用和藥用物種等高價(jià)值產(chǎn)品,。另一方面，熱泵干燥特別是微波干燥的BOPs,，具有相對(duì)吸引人的顏色,、高含量的色素、生物活性化合物和揮發(fā)物,，以及生物利用度和活性,。