创新干燥方法对接骨木花生物活性与芳香成分的影响机制研究

本研究针对接骨木花(Sambucus nigra)干燥过程中挥发性成分易流失的问题，系统评估了五种干燥技术（对流干燥CD、真空微波干燥VMD、微波对流干燥MCD、真空干燥VD和冷冻干燥FD）对黄酮类、多酚、高级萜类等生物活性成分及挥发性有机化合物(VOCs)的影响。研究发现MCD 40°C+120W能最佳保留挥发性成分，而冷冻干燥导致58%挥发物损失；非挥发性成分（多酚、甾醇等）在不同方法中均保持稳定。该研究为接骨木花在食品、制药和化妆品工业的高效加工提供了关键技术参数。

　　

接骨木花作为传统药食两用植物，其花朵富含黄酮类、多酚和挥发性芳香成分，在食品、医药和化妆品领域具有重要价值。然而，干燥过程中温度敏感成分的保留一直是产业痛点——高温会导致芳香物质流失，而低温干燥效率低下。更关键的是，现有研究对干燥方法与成分保留的关联机制缺乏系统解析，这严重制约了接骨木花产品的品质控制。

针对这一科学问题，波兰弗罗茨瓦夫环境与生命科学大学的研究团队在《Industrial Crops and Products》发表了突破性研究。该团队采用GC-MS、HS-SPME-Arrow和LC-MS等分析技术，结合干燥动力学建模，首次全面评估了五种干燥方法对23类活性成分的影响。研究特别关注挥发性成分（通过蒸馏提取的EO和顶空挥发性有机物VOCs）与非挥发性成分（通过有机溶剂提取的多酚、甾醇等）的保留规律。

关键技术方法包括：1) 设计五种干燥工艺（CD 40-60°C、VMD 120-360W、MCD 40-60°C+120-360W、VD 40-60°C和FD -50°C）；2) 采用Midilli模型拟合干燥曲线；3) GC-MS分析蒸馏精油(EO)和顶空挥发性成分(VOCs)；4) LC-MS/MS定量21种酚类化合物；5) 统计学分析（ANOVA和PCA）。实验样本为波兰弗罗茨瓦夫地区栽培的接骨木花。

3.1 干燥动力学
通过Midilli模型成功拟合所有干燥曲线（R²
≥0.9927），发现VMD360干燥时间最短（39分钟），而CD40最长（420分钟）。温度升高显著加速水分蒸发，但微波功率对干燥效率的影响呈现非线性特征。

3.2 新鲜接骨木花植物化学成分
GC-MS鉴定出73种EO成分和69种VOCs。新鲜花朵中EO以二十一烷（18.74%）和二十三烷（18.05%）为主，而顶空分析显示吡喃型顺式芳樟醇氧化物（27.93%）和芳樟醇（13.41%）是主要香气成分，这与文献报道的"蜂蜜柑橘香"感官特征相符。

3.3 干燥方法的影响
3.3.1 精油(EO)
冷冻干燥导致最大挥发损失（58%），而MCD 40/120最佳保留EO成分（178.55 μg·g^-1
）。PCA分析显示高温方法（如VMD360）促进长链烷烃积累，但会减少单萜类物质。

3.3.2 顶空挥发物(HS-SPME)
苯甲醛在VMD240中含量提升至30.44%（新鲜样为8.83%），而芳樟醇在VMD120中仅存0.07%。微波功率与香气成分保留呈负相关，这与微波的分子激发效应有关。

3.3.3 脂肪酸
棕榈酸（4.20-4.58 mg·g^-1
）和亚麻酸（1.31-1.75 mg·g^-1
）在所有方法中保持稳定（p>0.05），证实脂质对热处理的耐受性。

3.3.4 甾醇与三萜类
熊果酸（5.13-5.35 mg·g^-1
）和β-谷甾醇（0.17-0.30 mg·g^-1
）含量无显著变化，其热稳定性与分子结构中环状结构相关。

3.3.5 酚类化合物
LC-MS显示芦丁（6.2-6.4 mg·g^-1
）和绿原酸（5.7-5.9 mg·g^-1
）不受干燥方法影响。方法验证显示LOD低至0.04 ng·mL^-1
（紫铆花素），RSD<3%，证实数据可靠性。

该研究首次阐明接骨木花干燥过程中成分变化的分子机制：挥发性成分的保留取决于干燥能量输入方式，而非挥发性成分具有内在热稳定性。实践意义在于：1) 为保留香气推荐MCD 40/120工艺；2) 证实传统对流干燥（CD50）对非挥发性成分同样有效；3) 冷冻干燥在工业应用中需谨慎使用。这些发现对接骨木花在功能食品开发（如保留抗氧化多酚）和芳香疗法产品（如优化精油保留）具有指导价值，也为其他药用植物的干燥工艺优化提供了方法论参考。