探索干燥方法对黑蜀葵生物活性成分的影响:优化药用植物加工的关键

《BMC Plant Biology》:Effect of drying methods on mucilage, anthocyanin content, and antioxidant activity of black hollyhock (Alcea rosea var. nigra)

【字体: 时间:2025年04月16日 来源:BMC Plant Biology 4.3

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  在药用植物研究领域,为探究不同干燥方法对黑蜀葵(Alcea rosea var. nigra)生物活性成分的影响,研究人员开展实验。结果表明,荫干和 40°C 烘箱干燥能较好保留活性成分,微波干燥虽快但有质量折损。该研究为优化黑蜀葵采后加工提供依据。

  在传统医学和现代制药科学领域,药用植物作为生物活性化合物的重要来源,一直备受关注。然而,收获后的药用植物面临着诸多挑战。其较高的水分含量为微生物生长和酶促反应创造了有利条件,若不及时干燥,具有药用价值的次生代谢产物就会降解,从而降低药用植物的功效。而且,不同的干燥方法对药用植物的品质、保质期以及活性成分的保留有着显著影响。例如,太阳晒干虽成本低,但会导致颜色和香气质量下降,光敏感化合物降解;烘箱干燥能精确控制温度,却可能使挥发性化合物损失;微波干燥可快速干燥,但控制不当会破坏植物细胞结构。
在这样的背景下,为了找到最适宜黑蜀葵(Alcea rosea var. nigra)的干燥方法,以最大程度保留其生物活性成分,提升药用和营养价值,来自 Shahid Beheshti University 的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《BMC Plant Biology》上,为该领域提供了重要参考。

研究人员主要采用了以下几种关键技术方法:首先是样本处理技术,他们在 2024 年于 Medicinal Plants and Drugs Research Institute 的教育农场进行实验,种植从基因库获取的黑蜀葵种子,待其开花后收获花、叶和根,分别进行不同方式的干燥处理。其次是成分测定技术,运用 Folin-Ciocalteu 试剂法测定总酚含量(TPC)、铝盐显色法测定总黄酮含量(TFC)、铁离子还原抗氧化能力(FRAP)法评估抗氧化活性、pH 差值法检测总花青素含量,采用热水提取结合丙酮沉淀法测量黏液质百分比。最后通过方差分析(ANOVA)和邓肯检验(Duncan test)对数据进行统计分析。

研究结果如下:

  • 干燥时间:不同干燥方法对黑蜀葵干燥时间影响显著。烘箱 40°C 干燥时,花、叶、根分别需约 25h、20h、31h;升至 60°C 时,各器官干燥时间大幅缩短,如根缩短至 10.1h、叶 8.4h、花 12.7h 。自然干燥中,荫干耗时最长,根需 89h、叶 76h、花 74h;晒干相对较短,根 50h、叶 38h、花 35h 。微波干燥最快,900W 时地上部分仅需 3 - 5min,540W 时根需 12.97min 。
  • 总酚(TPC)和总黄酮(TFC)含量:荫干样本中 TPC 和 TFC 含量最高,花中 TPC 达 171.75mg GAE/g DW、TFC 为 68.97mg RE/g DW 。太阳晒干样本中二者含量最低。烘箱干燥 40°C 时,TPC 和 TFC 含量较高;微波干燥 540W 时,这两种成分保留较好,但相比荫干仍有一定程度降低。
  • 总抗氧化活性:荫干样本抗氧化能力最强,花、叶、根中抗氧化能力分别为 59.61、42.67、20.15μmol Fe2+/g DW 。太阳晒干样本最弱。烘箱 40°C 干燥时抗氧化能力较高。
  • 总花青素含量:荫干样本总花青素含量最高,花、叶、根分别为 9.74mg CGE/g DW、3.41mg CGE/g DW、0.46mg CGE/g DW 。太阳晒干最低。烘箱 40°C 干燥和微波 540W 处理时,花青素保留相对较好。
  • 黏液质百分比:荫干和烘箱 40°C 干燥的样本中,不同器官黏液质含量较高,如荫干时根黏液质含量达 29.07%。微波 900W 干燥时黏液质含量最低。
  • 相关性分析:通过 Pearson 相关系数分析发现,TPC 和 TFC 与抗氧化活性呈显著正相关,花青素含量与 TPC、TFC、抗氧化活性和黏液质含量也呈显著正相关。

研究结论和讨论部分指出,确定合适的干燥时间对维持农产品质量和减少真菌污染至关重要。微波干燥虽能大幅缩短干燥时间、降低能耗,但需精确控制功率和时间,以免破坏热敏性化合物。不同干燥方法对黑蜀葵的各类生物活性成分影响各异。荫干和低温烘箱(40°C)干燥是保留生物活性化合物和抗氧化能力的有效方法;微波干燥虽能快速干燥,但高功率(900W)会导致黏液质含量降低,存在干燥效率和质量保留之间的权衡。

这项研究意义重大,它明确了不同干燥方法对黑蜀葵生物活性成分的具体影响,为黑蜀葵的采后加工提供了科学依据,有助于优化干燥工艺,提升其在医药和食品领域的应用价值。不过,该研究未对特定生物活性化合物进行单独定量分析,也未分析组织结构,未来研究可从这些方面深入,进一步完善对黑蜀葵干燥效果的认识。
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