菖蒲根茎采后干燥行为、能耗及挥发性成分谱的尺寸敏感性

《FOOD SCIENCE AND BIOTECHNOLOGY》：Size-sensitive post-harvest drying behavior, energy demand, and volatile profile in Acorus calamus rhizomes

　　

摘要

干燥是影响药用植物干燥效率、能耗及化学成分的关键采收后操作。本研究评估了干燥方法与根茎尺寸对石菖蒲（Acorus calamus）根茎干燥时长、能源性能及挥发性成分组成的影响。小片（5 mm）和大片（8 mm）根茎切片分别进行了荫干、日晒、热风干燥和微波干燥处理。与热风干燥相比，微波干燥表现出更优的能源性能，具体体现为更高的比水分提取率（0.559–0.746 kg/kWh）、更低的比能耗（1.34–1.79 kWh/kg水分）、更低的总电能耗（0.114–0.152 kWh）以及显著缩短的干燥时间。在微波干燥中，由于干燥时间较短，小片表现出比大片更优的能源性能。气相色谱-质谱（GC–MS）分析鉴定出23种挥发性和半挥发性成分，干燥处理显著影响了这些成分的相对丰度。总体而言，微波干燥是最节能的方法，同时对石菖蒲根茎的挥发性成分图谱产生了明显变化。这些发现为药用和芳香植物采收后高效可持续干燥策略的选择提供了有价值的参考依据。

图形摘要

干燥是影响药用植物干燥效率、能耗及化学成分的关键采收后操作。本研究评估了干燥方法与根茎尺寸对石菖蒲（Acorus calamus）根茎干燥时长、能源性能及挥发性成分组成的影响。小片（5 mm）和大片（8 mm）根茎切片分别进行了荫干、日晒、热风干燥和微波干燥处理。与热风干燥相比，微波干燥表现出更优的能源性能，具体体现为更高的比水分提取率（0.559–0.746 kg/kWh）、更低的比能耗（1.34–1.79 kWh/kg水分）、更低的总电能耗（0.114–0.152 kWh）以及显著缩短的干燥时间。在微波干燥中，由于干燥时间较短，小片表现出比大片更优的能源性能。气相色谱-质谱（GC–MS）分析鉴定出23种挥发性和半挥发性成分，干燥处理显著影响了这些成分的相对丰度。总体而言，微波干燥是最节能的方法，同时对石菖蒲根茎的挥发性成分图谱产生了明显变化。这些发现为药用和芳香植物采收后高效可持续干燥策略的选择提供了有价值的参考依据。

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