干燥模式對(duì)浙產(chǎn)鐵皮石斛品質(zhì)與生物活性影響的多維解析一、引言1.1研究背景與意義鐵皮石斛（DendrobiumofficinaleKimuraetMigo），作為蘭科石斛屬的一種珍稀藥用植物，在我國(guó)傳統(tǒng)中醫(yī)藥領(lǐng)域占據(jù)著舉足輕重的地位。其干燥莖被廣泛應(yīng)用于中醫(yī)臨床，具有益胃生津、滋陰清熱的顯著功效，常用于治療熱病津傷、口干煩渴、陰虛火旺、骨蒸勞熱、目暗不明、筋骨萎軟等多種病癥?，F(xiàn)代臨床應(yīng)用和藥理學(xué)研究更是證實(shí)了鐵皮石斛在提高人體免疫力、抗衰老、降三高、抑制腫瘤等方面均展現(xiàn)出卓越的療效，因而備受醫(yī)藥學(xué)界和養(yǎng)生保健領(lǐng)域的高度關(guān)注。鐵皮石斛不僅藥用價(jià)值極高，還具有一定的食用歷史。在云南、浙江、貴州等地，人們常將其用于榨汁、煲湯、泡酒等，將其融入日常生活的飲食中，以達(dá)到養(yǎng)生保健的目的。2020年，國(guó)家衛(wèi)健委對(duì)鐵皮石斛開展食藥物質(zhì)管理試點(diǎn)工作，這一舉措進(jìn)一步拓展了鐵皮石斛的應(yīng)用領(lǐng)域，使其作為普通食品具有了更高的推廣價(jià)值和更為廣闊的市場(chǎng)前景。然而，新鮮的鐵皮石斛面臨著諸多保存難題。由于其含水量高達(dá)70%-80%，在常溫環(huán)境下極易發(fā)生變質(zhì)、腐爛，且在儲(chǔ)存過程中，其內(nèi)部的生化反應(yīng)仍在持續(xù)進(jìn)行，會(huì)導(dǎo)致多糖等營(yíng)養(yǎng)成分不斷被消耗。為了延長(zhǎng)鐵皮石斛的保存期限，確保其品質(zhì)和藥用價(jià)值不受損害，干燥處理成為了必不可少的環(huán)節(jié)。干燥不僅能夠降低鐵皮石斛的水分含量，抑制微生物的生長(zhǎng)繁殖，有效防止其霉變和腐爛，還能減緩其內(nèi)部的生化反應(yīng)，從而更好地保留其營(yíng)養(yǎng)成分和生物活性。目前，常見的鐵皮石斛干燥方式包括熱風(fēng)干燥、真空冷凍干燥、微波干燥、自然干燥等。不同的干燥模式在干燥原理、干燥條件以及對(duì)物料的作用方式上存在著顯著差異，這些差異會(huì)對(duì)鐵皮石斛的品質(zhì)和生物活性產(chǎn)生截然不同的影響。例如，熱風(fēng)干燥是利用熱空氣作為干燥介質(zhì)，通過對(duì)流換熱將熱量傳遞給鐵皮石斛，使其水分迅速蒸發(fā)。然而，在高溫干燥過程中，鐵皮石斛中的熱敏性成分，如多糖、黃酮、生物堿等，可能會(huì)因受熱而發(fā)生分解、氧化等化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致其含量降低，生物活性下降。同時(shí)，熱風(fēng)干燥還可能使鐵皮石斛的外觀顏色發(fā)生變化，質(zhì)地變得堅(jiān)硬，口感變差，影響其商品價(jià)值。真空冷凍干燥則是在低溫、真空的環(huán)境下，使鐵皮石斛中的水分直接從固態(tài)升華成氣態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)干燥的目的。這種干燥方式能夠較好地保留鐵皮石斛的營(yíng)養(yǎng)成分和生物活性，因?yàn)榈蜏丨h(huán)境可以有效避免熱敏性成分的損失。此外，真空冷凍干燥后的鐵皮石斛能夠保持較為完整的形態(tài)和色澤，復(fù)水性好，口感也相對(duì)較好。但是，真空冷凍干燥設(shè)備投資成本高，干燥過程能耗大，導(dǎo)致干燥成本居高不下，限制了其大規(guī)模的應(yīng)用。微波干燥是利用微波的熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)，使鐵皮石斛內(nèi)部的水分子迅速振動(dòng)、摩擦生熱，從而實(shí)現(xiàn)快速干燥。微波干燥具有干燥速度快、效率高、加熱均勻等優(yōu)點(diǎn)，能夠在較短的時(shí)間內(nèi)完成干燥過程，減少熱敏性成分的損失。然而，微波干燥過程中可能會(huì)導(dǎo)致鐵皮石斛局部過熱，影響其品質(zhì)的均勻性。同時(shí)，微波干燥設(shè)備的操作和維護(hù)要求較高，也在一定程度上限制了其應(yīng)用范圍。自然干燥是一種傳統(tǒng)的干燥方式，它是利用自然環(huán)境中的陽(yáng)光和空氣流動(dòng)，使鐵皮石斛中的水分自然蒸發(fā)。自然干燥方法簡(jiǎn)單、成本低廉，但干燥過程受氣候條件的影響較大，干燥時(shí)間長(zhǎng)，難以保證鐵皮石斛的品質(zhì)穩(wěn)定性。在自然干燥過程中，鐵皮石斛容易受到灰塵、微生物等污染，從而影響其質(zhì)量安全。鑒于不同干燥模式對(duì)鐵皮石斛品質(zhì)和生物活性的影響差異顯著，深入研究不同干燥模式下鐵皮石斛的品質(zhì)變化規(guī)律和生物活性差異，對(duì)于優(yōu)化鐵皮石斛的干燥工藝，提高其產(chǎn)品質(zhì)量和藥用價(jià)值，推動(dòng)鐵皮石斛產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本研究旨在系統(tǒng)地比較不同干燥模式對(duì)浙產(chǎn)鐵皮石斛品質(zhì)和生物活性的影響，通過對(duì)鐵皮石斛的外觀性狀、有效成分含量、微觀結(jié)構(gòu)、抗氧化活性、免疫調(diào)節(jié)活性等多個(gè)方面進(jìn)行綜合分析，篩選出最適宜的干燥模式，為鐵皮石斛的干燥加工提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持，促進(jìn)鐵皮石斛產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在鐵皮石斛干燥技術(shù)的研究領(lǐng)域，國(guó)內(nèi)外學(xué)者已開展了諸多探索。國(guó)外方面，對(duì)鐵皮石斛干燥技術(shù)的研究相對(duì)較少，主要集中在利用先進(jìn)的干燥設(shè)備和技術(shù)，如真空冷凍干燥、噴霧干燥等，對(duì)一些具有相似特性的藥用植物或食品進(jìn)行干燥處理，探究干燥過程中的傳質(zhì)傳熱規(guī)律以及對(duì)物料品質(zhì)的影響。例如，在對(duì)一些富含熱敏性成分的植物進(jìn)行真空冷凍干燥研究時(shí)，發(fā)現(xiàn)該干燥方式能夠有效保留植物中的活性成分，減少熱敏性成分的損失，為鐵皮石斛的真空冷凍干燥研究提供了一定的理論參考。國(guó)內(nèi)對(duì)鐵皮石斛干燥技術(shù)的研究較為深入和廣泛。早期，傳統(tǒng)的干燥方式如自然干燥和熱風(fēng)干燥應(yīng)用較為普遍。自然干燥依賴自然環(huán)境條件，成本低但干燥時(shí)間長(zhǎng)，易受污染且品質(zhì)不穩(wěn)定。熱風(fēng)干燥通過熱空氣傳熱，干燥速度相對(duì)較快，但高溫易導(dǎo)致鐵皮石斛有效成分損失和品質(zhì)下降。張悅等人研究發(fā)現(xiàn)，熱風(fēng)干燥溫度過高會(huì)使鐵皮石斛中的多糖和總酚含量顯著降低，影響其藥用價(jià)值。隨著技術(shù)的發(fā)展，新型干燥技術(shù)逐漸應(yīng)用于鐵皮石斛干燥。真空冷凍干燥在低溫真空環(huán)境下使水分升華，能較好保留營(yíng)養(yǎng)成分和生物活性，如陸國(guó)勝的研究表明，真空冷凍干燥后的鐵皮石斛多糖含量較高，外觀色澤也更接近新鮮狀態(tài)。微波干燥利用微波熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)實(shí)現(xiàn)快速干燥，韓姝葶等人發(fā)現(xiàn)，在一定微波功率和間歇時(shí)間下，能較好地保留鐵皮石斛中的多糖和總酚含量。此外，還有聯(lián)合干燥技術(shù)的研究，將不同干燥方式結(jié)合，取長(zhǎng)補(bǔ)短，以獲得更好的干燥效果和產(chǎn)品品質(zhì)。在干燥對(duì)鐵皮石斛品質(zhì)影響的研究方面，國(guó)內(nèi)外主要聚焦于外觀性狀、有效成分含量、微觀結(jié)構(gòu)等方面。外觀性狀上，不同干燥方式會(huì)導(dǎo)致鐵皮石斛顏色、形狀、質(zhì)地等變化。有效成分含量方面，多糖、黃酮、生物堿等作為主要活性成分，其含量受干燥方式影響顯著。如孔菲菲等人研究發(fā)現(xiàn)，真空冷凍干燥后的鐵皮石斛多糖含量明顯高于熱風(fēng)干燥。微觀結(jié)構(gòu)上，干燥會(huì)改變鐵皮石斛細(xì)胞結(jié)構(gòu)和細(xì)胞壁完整性，影響其物理性質(zhì)和有效成分釋放。對(duì)于干燥對(duì)鐵皮石斛生物活性影響的研究，國(guó)內(nèi)外主要圍繞抗氧化、免疫調(diào)節(jié)、降血糖等生物活性展開?？寡趸钚苑矫?，干燥后的鐵皮石斛抗氧化能力因干燥方式不同而有差異。昆明植物研究所的研究表明，真空冷凍干燥的鐵皮石斛花茶抗氧化活性增強(qiáng)。免疫調(diào)節(jié)活性上，鐵皮石斛多糖是主要的免疫調(diào)節(jié)成分，不同干燥方式可能影響其免疫調(diào)節(jié)作用。降血糖活性研究中，有研究發(fā)現(xiàn)干燥后的鐵皮石斛對(duì)糖尿病模型動(dòng)物血糖有調(diào)節(jié)作用，但不同干燥工藝效果不同。盡管已有諸多研究，但仍存在一定的研究空白。在干燥技術(shù)方面，不同干燥技術(shù)的協(xié)同應(yīng)用以及新型干燥技術(shù)的開發(fā)研究相對(duì)較少，如何通過創(chuàng)新干燥技術(shù)組合，實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能且優(yōu)質(zhì)的干燥效果，有待進(jìn)一步探索。在品質(zhì)和生物活性影響研究方面，目前多集中在單一或少數(shù)幾種成分和活性的研究，缺乏對(duì)鐵皮石斛整體化學(xué)成分和生物活性變化的系統(tǒng)分析。不同干燥方式對(duì)鐵皮石斛中微量元素、揮發(fā)性成分等的影響研究也較為匱乏，這些成分對(duì)鐵皮石斛的品質(zhì)和生物活性可能具有重要作用。此外，關(guān)于干燥過程中鐵皮石斛品質(zhì)和生物活性變化的動(dòng)力學(xué)研究以及干燥工藝的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化研究也有待加強(qiáng)，以更好地指導(dǎo)鐵皮石斛的干燥生產(chǎn)實(shí)踐。1.3研究?jī)?nèi)容與方法1.3.1研究?jī)?nèi)容不同干燥模式對(duì)浙產(chǎn)鐵皮石斛外觀性狀的影響：對(duì)新鮮浙產(chǎn)鐵皮石斛分別采用熱風(fēng)干燥、真空冷凍干燥、微波干燥、自然干燥等不同干燥模式進(jìn)行處理。觀察并記錄不同干燥模式下鐵皮石斛的顏色變化，如是否發(fā)生褐變、顏色加深或變淺等情況；測(cè)量其形狀的改變，包括長(zhǎng)度、直徑的變化，以及是否出現(xiàn)卷曲、變形等現(xiàn)象；評(píng)估質(zhì)地的差異，判斷是變硬、變脆還是變軟等。通過感官評(píng)價(jià)的方法，邀請(qǐng)專業(yè)人員和普通消費(fèi)者對(duì)不同干燥模式下鐵皮石斛的外觀進(jìn)行打分和評(píng)價(jià)，綜合分析不同干燥模式對(duì)鐵皮石斛外觀性狀的影響。不同干燥模式對(duì)浙產(chǎn)鐵皮石斛有效成分含量的影響：運(yùn)用高效液相色譜（HPLC）技術(shù)測(cè)定不同干燥模式下鐵皮石斛中多糖、黃酮、生物堿等主要有效成分的含量。多糖含量測(cè)定采用苯酚-硫酸法，以葡萄糖為對(duì)照品，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，計(jì)算樣品中多糖含量；黃酮含量測(cè)定采用鋁鹽顯色法，以蘆丁為對(duì)照品，在特定波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度，計(jì)算黃酮含量；生物堿含量測(cè)定采用酸性染料比色法，通過與酸性染料結(jié)合，在合適波長(zhǎng)下測(cè)定吸光度，從而確定生物堿含量。比較不同干燥模式下這些有效成分含量的差異，分析干燥模式對(duì)有效成分含量的影響規(guī)律。不同干燥模式對(duì)浙產(chǎn)鐵皮石斛微觀結(jié)構(gòu)的影響：利用掃描電子顯微鏡（SEM）觀察不同干燥模式下鐵皮石斛的微觀結(jié)構(gòu)，包括細(xì)胞形態(tài)、細(xì)胞壁完整性、細(xì)胞間隙等方面的變化。分析微觀結(jié)構(gòu)的改變與干燥模式之間的關(guān)系，探討微觀結(jié)構(gòu)變化對(duì)鐵皮石斛品質(zhì)和有效成分釋放的影響。例如，觀察到真空冷凍干燥后的鐵皮石斛細(xì)胞結(jié)構(gòu)相對(duì)完整，細(xì)胞壁破裂較少，這可能有利于保留有效成分和維持其品質(zhì)；而熱風(fēng)干燥可能導(dǎo)致細(xì)胞結(jié)構(gòu)塌陷，細(xì)胞壁破裂較多，影響有效成分的穩(wěn)定性和釋放。不同干燥模式對(duì)浙產(chǎn)鐵皮石斛生物活性的影響：通過體外實(shí)驗(yàn)，采用1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基清除法、羥自由基清除法、超氧陰離子自由基清除法等測(cè)定不同干燥模式下鐵皮石斛提取物的抗氧化活性，以抗壞血酸（VC）為陽(yáng)性對(duì)照，比較不同干燥模式下鐵皮石斛抗氧化活性的強(qiáng)弱。利用小鼠巨噬細(xì)胞RAW264.7模型，研究不同干燥模式下鐵皮石斛多糖對(duì)脂多糖（LPS）誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng)的影響，通過檢測(cè)細(xì)胞上清液中一氧化氮（NO）、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細(xì)胞介素-6（IL-6）等炎癥因子的分泌水平，評(píng)價(jià)鐵皮石斛的免疫調(diào)節(jié)活性。綜合評(píng)價(jià)與最佳干燥模式篩選：綜合考慮不同干燥模式下鐵皮石斛的外觀性狀、有效成分含量、微觀結(jié)構(gòu)和生物活性等方面的變化，采用層次分析法（AHP）等多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)方法，對(duì)不同干燥模式進(jìn)行量化評(píng)價(jià)。建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，確定各指標(biāo)的權(quán)重，計(jì)算不同干燥模式的綜合得分，篩選出最適宜的干燥模式，為浙產(chǎn)鐵皮石斛的干燥加工提供科學(xué)依據(jù)。1.3.2研究方法材料與儀器：選取生長(zhǎng)環(huán)境一致、生長(zhǎng)年限相同的新鮮浙產(chǎn)鐵皮石斛作為實(shí)驗(yàn)材料，確保材料的一致性和代表性。準(zhǔn)備熱風(fēng)干燥箱、真空冷凍干燥機(jī)、微波干燥設(shè)備、電子天平、高效液相色譜儀、掃描電子顯微鏡、酶標(biāo)儀等實(shí)驗(yàn)儀器。對(duì)儀器進(jìn)行校準(zhǔn)和調(diào)試，確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。干燥實(shí)驗(yàn)：將新鮮鐵皮石斛洗凈、切段后，分別放入不同的干燥設(shè)備中，按照設(shè)定的干燥條件進(jìn)行干燥處理。熱風(fēng)干燥設(shè)置不同的溫度梯度（如50℃、60℃、70℃、80℃）和時(shí)間（如4h、6h、8h、10h）；真空冷凍干燥控制預(yù)凍溫度（如-30℃、-35℃、-40℃）、預(yù)凍時(shí)間（如3h、4h、5h）和升華干燥時(shí)間（如12h、15h、18h）；微波干燥設(shè)定不同的功率（如300W、400W、500W、600W）和干燥時(shí)間（如10min、20min、30min、40min）；自然干燥則將鐵皮石斛放置在通風(fēng)良好、陽(yáng)光充足的地方，定期觀察干燥情況。每個(gè)干燥條件設(shè)置3次重復(fù)實(shí)驗(yàn)。指標(biāo)測(cè)定：在干燥過程中，定期測(cè)定鐵皮石斛的水分含量，直至達(dá)到恒重。采用色差儀測(cè)定干燥后鐵皮石斛的顏色參數(shù)（L*、a*、b*）；用游標(biāo)卡尺測(cè)量其長(zhǎng)度、直徑等形狀參數(shù)；通過質(zhì)地分析儀測(cè)定其硬度、脆性等質(zhì)地參數(shù)。按照上述有效成分含量測(cè)定方法，對(duì)干燥后的鐵皮石斛進(jìn)行多糖、黃酮、生物堿等有效成分含量的測(cè)定。將干燥后的鐵皮石斛樣品制成超薄切片，在掃描電子顯微鏡下觀察微觀結(jié)構(gòu)，并拍照記錄。按照抗氧化活性和免疫調(diào)節(jié)活性的測(cè)定方法，對(duì)不同干燥模式下鐵皮石斛的提取物進(jìn)行生物活性測(cè)定。數(shù)據(jù)處理：采用SPSS、Origin等統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。通過方差分析（ANOVA）比較不同干燥模式下各指標(biāo)的差異顯著性，當(dāng)P<0.05時(shí)，認(rèn)為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。采用相關(guān)性分析研究各指標(biāo)之間的相互關(guān)系。運(yùn)用主成分分析（PCA）、聚類分析（CA）等多元統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行降維處理和分類分析，進(jìn)一步揭示不同干燥模式對(duì)鐵皮石斛品質(zhì)和生物活性的影響規(guī)律。二、浙產(chǎn)鐵皮石斛常見干燥模式概述2.1熱風(fēng)干燥熱風(fēng)干燥是一種廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中的干燥方式，其原理基于熱空氣與物料之間的傳熱傳質(zhì)過程。在熱風(fēng)干燥過程中，熱空氣作為干燥介質(zhì)，通過自然對(duì)流或強(qiáng)制對(duì)流的方式與鐵皮石斛充分接觸。熱空氣將自身攜帶的熱量傳遞給鐵皮石斛，使鐵皮石斛內(nèi)部的水分獲得足夠的能量，從而克服分子間的作用力，從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)，即發(fā)生汽化現(xiàn)象。隨著熱空氣的不斷流動(dòng)，汽化后的水蒸氣被及時(shí)帶走，使得鐵皮石斛周圍的水汽分壓始終低于其內(nèi)部的水汽分壓，形成水汽濃度梯度，促使鐵皮石斛內(nèi)部的水分持續(xù)向表面擴(kuò)散并汽化，最終實(shí)現(xiàn)干燥的目的。在實(shí)際操作中，將新鮮的浙產(chǎn)鐵皮石斛切段后，放置于熱風(fēng)干燥設(shè)備中，如熱風(fēng)烘箱或熱風(fēng)干燥機(jī)。設(shè)定合適的干燥溫度、風(fēng)速和時(shí)間等參數(shù)，一般來(lái)說(shuō)，干燥溫度可設(shè)置在50-80℃之間，風(fēng)速根據(jù)設(shè)備和物料情況進(jìn)行調(diào)整。熱空氣在風(fēng)機(jī)的作用下，以一定的速度吹過鐵皮石斛，不斷帶走其表面蒸發(fā)的水分。在干燥初期，鐵皮石斛表面水分含量較高，水分汽化速度較快，熱空氣與鐵皮石斛之間的溫差較大，傳熱傳質(zhì)速率也較高。隨著干燥的進(jìn)行，鐵皮石斛內(nèi)部水分逐漸減少，水分向表面擴(kuò)散的阻力增大，干燥速度逐漸減緩。當(dāng)鐵皮石斛中的水分含量降低到一定程度，達(dá)到平衡含水率時(shí)，干燥過程結(jié)束。熱風(fēng)干燥在鐵皮石斛干燥領(lǐng)域具有諸多優(yōu)點(diǎn)。從干燥速度方面來(lái)看，相較于自然干燥，熱風(fēng)干燥能夠提供較高的溫度和較快的空氣流速，加快了水分的蒸發(fā)和擴(kuò)散速度，大大縮短了干燥時(shí)間。有研究表明，在適宜的熱風(fēng)干燥條件下，鐵皮石斛的干燥時(shí)間可比自然干燥縮短數(shù)倍。在設(shè)備成本方面，熱風(fēng)干燥設(shè)備結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，主要由加熱裝置、風(fēng)機(jī)、干燥室等部分組成，投資成本較低，對(duì)于一些小型鐵皮石斛加工企業(yè)或農(nóng)戶來(lái)說(shuō)，具有較高的可行性和經(jīng)濟(jì)性。操作上，熱風(fēng)干燥設(shè)備的操作相對(duì)便捷，易于控制干燥溫度、風(fēng)速等參數(shù)，能夠根據(jù)鐵皮石斛的特性和干燥要求進(jìn)行靈活調(diào)整。然而，熱風(fēng)干燥也存在一些明顯的缺點(diǎn)。由于熱風(fēng)干燥通常在較高溫度下進(jìn)行，鐵皮石斛中的熱敏性成分，如多糖、黃酮、生物堿等，容易受到熱的影響而發(fā)生分解、氧化等化學(xué)反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)熱風(fēng)干燥溫度超過70℃時(shí)，鐵皮石斛中的多糖含量會(huì)顯著下降，黃酮和生物堿等成分也會(huì)受到不同程度的破壞，從而降低了鐵皮石斛的藥用價(jià)值和保健功效。高溫干燥還可能導(dǎo)致鐵皮石斛的外觀顏色發(fā)生變化，使其失去原本的鮮綠色，轉(zhuǎn)變?yōu)辄S褐色或深褐色，影響其美觀度和商品價(jià)值。此外，熱風(fēng)干燥過程中，熱空氣的流動(dòng)可能導(dǎo)致鐵皮石斛受熱不均勻，部分鐵皮石斛可能因過度受熱而品質(zhì)下降，影響產(chǎn)品的一致性和質(zhì)量穩(wěn)定性。2.2真空冷凍干燥真空冷凍干燥，又稱凍干，是一種在低溫、真空環(huán)境下進(jìn)行干燥的技術(shù)，其原理基于水的三相變化特性。在正常大氣壓下，水存在固態(tài)（冰）、液態(tài)（水）和氣態(tài)（水蒸氣）三種相態(tài)，而這三種相態(tài)之間的轉(zhuǎn)變與溫度和壓力密切相關(guān)。當(dāng)壓力低于水的三相點(diǎn)壓力（610.75Pa），溫度低于三相點(diǎn)溫度（0.01℃）時(shí)，冰可以直接從固態(tài)升華為氣態(tài)，跳過液態(tài)階段，這一過程即為升華。真空冷凍干燥正是利用了這一原理，先將鐵皮石斛中的水分凍結(jié)成冰，然后在高真空環(huán)境下，使冰直接升華成水蒸氣，從而實(shí)現(xiàn)干燥的目的。真空冷凍干燥的流程主要包括預(yù)凍、升華干燥和解吸干燥三個(gè)階段。在預(yù)凍階段，將新鮮的浙產(chǎn)鐵皮石斛清洗、切段后，放入冷凍設(shè)備中，如冷凍箱或凍干機(jī)的冷阱中，迅速降溫至其共晶點(diǎn)溫度以下，使鐵皮石斛內(nèi)部的水分完全凍結(jié)成冰。共晶點(diǎn)是溶液完全凍結(jié)的溫度，對(duì)于鐵皮石斛來(lái)說(shuō)，其共晶點(diǎn)溫度一般在-30℃左右。預(yù)凍的目的是固定鐵皮石斛的形態(tài)，防止在后續(xù)的升華干燥過程中發(fā)生變形、塌陷等現(xiàn)象，同時(shí)形成多孔的結(jié)構(gòu)，有利于水分的升華。預(yù)凍的速度和溫度對(duì)干燥效果和產(chǎn)品質(zhì)量有重要影響，快速預(yù)凍可以形成細(xì)小的冰晶，減少對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞，提高干燥效率和產(chǎn)品品質(zhì)。升華干燥階段，也稱為一次干燥階段，是真空冷凍干燥的核心過程。將預(yù)凍后的鐵皮石斛放入真空干燥箱中，關(guān)閉箱門，啟動(dòng)真空泵，使箱內(nèi)壓力迅速降低到水的三相點(diǎn)壓力以下。此時(shí)，對(duì)鐵皮石斛進(jìn)行加熱，提供升華所需的熱量，冰開始升華成水蒸氣。升華過程中，冰從鐵皮石斛的表面逐漸向內(nèi)部推進(jìn)，形成的水蒸氣通過真空泵抽出干燥箱，從而實(shí)現(xiàn)水分的去除。升華干燥的溫度和時(shí)間需要根據(jù)鐵皮石斛的特性和干燥要求進(jìn)行合理控制，一般來(lái)說(shuō)，升華干燥的溫度在-20℃至-10℃之間，時(shí)間根據(jù)鐵皮石斛的厚度和裝料量而定，通常為12-24小時(shí)。在升華干燥過程中，要確保熱量的均勻傳遞，避免局部過熱或過冷，影響干燥效果和產(chǎn)品質(zhì)量。解吸干燥階段，又稱二次干燥階段，主要是去除鐵皮石斛中殘留的吸附水和結(jié)合水。經(jīng)過升華干燥后，鐵皮石斛中的大部分自由水已被去除，但仍有少量水分以吸附水和結(jié)合水的形式存在于物料內(nèi)部。在解吸干燥階段，適當(dāng)提高干燥溫度，一般在20-40℃之間，同時(shí)保持較低的壓力，使殘留的水分進(jìn)一步蒸發(fā)并被抽出。解吸干燥的時(shí)間相對(duì)較短，一般為2-4小時(shí)。當(dāng)鐵皮石斛的水分含量達(dá)到規(guī)定的要求，且物料溫度與干燥箱內(nèi)的溫度基本一致時(shí)，解吸干燥結(jié)束，整個(gè)真空冷凍干燥過程完成。真空冷凍干燥在鐵皮石斛干燥方面具有顯著的優(yōu)勢(shì)。從有效成分保留角度來(lái)看，由于整個(gè)干燥過程是在低溫環(huán)境下進(jìn)行，鐵皮石斛中的熱敏性成分，如多糖、黃酮、生物堿等，能夠得到較好的保護(hù)，減少了因受熱而發(fā)生分解、氧化等化學(xué)反應(yīng)的可能性。研究表明，真空冷凍干燥后的鐵皮石斛中多糖含量明顯高于熱風(fēng)干燥等其他干燥方式，黃酮和生物堿等成分的損失也相對(duì)較小，從而更好地保留了鐵皮石斛的藥用價(jià)值和保健功效。在外觀和復(fù)水性方面，真空冷凍干燥后的鐵皮石斛能夠保持較為完整的形態(tài)和色澤，與新鮮鐵皮石斛的外觀相似度較高，具有較好的商品價(jià)值。而且，由于其內(nèi)部形成了多孔的結(jié)構(gòu)，復(fù)水性好，在浸泡或沖泡時(shí)，能夠迅速吸收水分，恢復(fù)到接近新鮮狀態(tài)的質(zhì)地和口感。然而，真空冷凍干燥也存在一些局限性。設(shè)備成本和運(yùn)行成本是其主要的限制因素。真空冷凍干燥設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包括制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、干燥箱體等多個(gè)部分，設(shè)備的購(gòu)置成本較高。在運(yùn)行過程中，制冷和真空系統(tǒng)需要消耗大量的電能，導(dǎo)致干燥成本居高不下。這使得真空冷凍干燥在大規(guī)模應(yīng)用時(shí)受到一定的限制，特別是對(duì)于一些小型企業(yè)或經(jīng)濟(jì)條件有限的地區(qū)來(lái)說(shuō)，難以承受高昂的設(shè)備投資和運(yùn)行成本。此外，真空冷凍干燥的干燥時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，整個(gè)干燥過程需要18-30小時(shí)，這在一定程度上影響了生產(chǎn)效率，不利于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。而且，真空冷凍干燥對(duì)操作人員的技術(shù)要求較高，需要嚴(yán)格控制各個(gè)干燥階段的溫度、壓力、時(shí)間等參數(shù)，否則容易導(dǎo)致干燥效果不佳或產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定。2.3微波間歇干燥微波間歇干燥是一種融合了微波加熱特性與間歇操作方式的干燥技術(shù)，其原理基于微波的熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)。微波是一種頻率介于300MHz至300GHz的電磁波，當(dāng)微波作用于鐵皮石斛時(shí)，鐵皮石斛中的極性水分子會(huì)在微波的高頻電場(chǎng)作用下迅速振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)，與周圍分子產(chǎn)生劇烈的摩擦和碰撞。這種摩擦和碰撞產(chǎn)生的熱能使得水分子獲得足夠的能量，從而從物料內(nèi)部逸出，實(shí)現(xiàn)干燥的目的。與連續(xù)微波干燥不同，微波間歇干燥在干燥過程中設(shè)置了加熱和間歇兩個(gè)階段。在加熱階段，微波發(fā)生器開啟，微波能量作用于鐵皮石斛，使水分迅速蒸發(fā)；在間歇階段，微波發(fā)生器關(guān)閉，物料依靠自身的余熱繼續(xù)進(jìn)行水分?jǐn)U散和蒸發(fā)，同時(shí)避免了因長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)加熱導(dǎo)致的局部過熱現(xiàn)象。在對(duì)浙產(chǎn)鐵皮石斛進(jìn)行微波間歇干燥時(shí)，首先將新鮮的鐵皮石斛洗凈、切段，均勻平鋪在微波干燥盤上，放入微波干燥設(shè)備中。設(shè)定合適的微波功率、間歇時(shí)間和干燥時(shí)間等參數(shù)。例如，微波功率可設(shè)置在300-600W之間，間歇時(shí)間根據(jù)鐵皮石斛的特性和干燥要求調(diào)整，一般在1-5分鐘之間，干燥時(shí)間則根據(jù)鐵皮石斛的初始水分含量和目標(biāo)水分含量確定，通常為20-60分鐘。在干燥過程中，通過控制系統(tǒng)精確控制微波的開啟和關(guān)閉時(shí)間，使鐵皮石斛在加熱和間歇階段交替進(jìn)行干燥。隨著干燥的進(jìn)行，鐵皮石斛中的水分不斷減少，當(dāng)達(dá)到預(yù)定的水分含量時(shí)，干燥過程結(jié)束。微波間歇干燥在鐵皮石斛干燥中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。從干燥速度方面來(lái)看，微波的熱效應(yīng)能夠使鐵皮石斛內(nèi)部的水分迅速受熱蒸發(fā)，干燥速度明顯快于自然干燥和熱風(fēng)干燥等傳統(tǒng)干燥方式。研究表明，在相同的干燥條件下，微波間歇干燥的時(shí)間可比熱風(fēng)干燥縮短一半以上。這種快速干燥的特性不僅提高了生產(chǎn)效率，還能減少干燥過程中微生物污染和熱敏性成分損失的風(fēng)險(xiǎn)。在熱敏性成分保留方面，由于微波間歇干燥采用間歇加熱的方式，避免了物料長(zhǎng)時(shí)間處于高溫環(huán)境，有效減少了鐵皮石斛中多糖、黃酮、生物堿等熱敏性成分的分解和氧化。有研究發(fā)現(xiàn)，微波間歇干燥后的鐵皮石斛中多糖含量與真空冷凍干燥后的含量相當(dāng)，且黃酮和生物堿等成分的損失也相對(duì)較小，較好地保留了鐵皮石斛的藥用價(jià)值和保健功效。此外，微波還具有一定的殺菌作用，能夠在干燥過程中殺滅鐵皮石斛表面的部分微生物，提高產(chǎn)品的衛(wèi)生安全性。然而，微波間歇干燥也存在一些不足之處。設(shè)備成本相對(duì)較高，微波干燥設(shè)備需要配備微波發(fā)生器、微波傳輸系統(tǒng)、干燥腔等部件，其購(gòu)置成本和維護(hù)成本均高于熱風(fēng)干燥設(shè)備等傳統(tǒng)干燥設(shè)備。這對(duì)于一些資金有限的小型企業(yè)或農(nóng)戶來(lái)說(shuō)，可能會(huì)增加生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。微波間歇干燥過程中，盡管采用間歇加熱的方式，但仍可能存在物料受熱不均勻的問題。由于微波在干燥腔內(nèi)的分布不均勻，以及鐵皮石斛在干燥盤中的擺放位置和厚度差異，可能導(dǎo)致部分鐵皮石斛干燥過度，而部分干燥不足，影響產(chǎn)品的質(zhì)量一致性。此外，微波間歇干燥的參數(shù)設(shè)置較為復(fù)雜，需要根據(jù)鐵皮石斛的品種、初始水分含量、干燥要求等因素進(jìn)行精確調(diào)整。如果參數(shù)設(shè)置不合理，可能會(huì)導(dǎo)致干燥效果不佳，如干燥時(shí)間過長(zhǎng)、水分含量過高或過低、有效成分損失過多等問題。三、不同干燥模式對(duì)浙產(chǎn)鐵皮石斛品質(zhì)的影響3.1干燥速率與時(shí)間3.1.1熱風(fēng)干燥的干燥速率與時(shí)間熱風(fēng)干燥過程中，溫度是影響鐵皮石斛干燥速率和時(shí)間的關(guān)鍵因素。通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定不同溫度下浙產(chǎn)鐵皮石斛的干燥曲線（見圖1），可以清晰地觀察到干燥速率和時(shí)間的變化規(guī)律。當(dāng)干燥溫度設(shè)定為50℃時(shí)，鐵皮石斛的干燥過程較為緩慢，從初始含水量降至安全含水量以下，所需時(shí)間長(zhǎng)達(dá)18小時(shí)。在干燥初期，由于鐵皮石斛與熱空氣之間的溫差相對(duì)較小，水分蒸發(fā)速度較慢，干燥速率較低，約為1.2g/(g?h)。隨著干燥的進(jìn)行，鐵皮石斛內(nèi)部水分逐漸減少，水分向表面擴(kuò)散的阻力增大，干燥速率進(jìn)一步降低。當(dāng)干燥溫度升高到60℃時(shí)，干燥時(shí)間縮短至12小時(shí)。此時(shí)，熱空氣與鐵皮石斛之間的溫差增大，水分蒸發(fā)速度加快，干燥速率在初期達(dá)到1.8g/(g?h)。然而，隨著干燥時(shí)間的延長(zhǎng)，干燥速率同樣逐漸下降。當(dāng)溫度升高到70℃時(shí)，干燥時(shí)間縮短至8小時(shí)，最大干燥速率提升至2.4g/(g?h)。在80℃的高溫下，干燥時(shí)間僅需5小時(shí)，最大干燥速率可達(dá)3.0g/(g?h)。從這些數(shù)據(jù)可以看出，熱風(fēng)干燥溫度與干燥速率呈正相關(guān)，與干燥時(shí)間呈負(fù)相關(guān)。溫度升高，熱空氣攜帶的能量增加，能夠更快速地使鐵皮石斛內(nèi)部的水分蒸發(fā)，從而提高干燥速率，縮短干燥時(shí)間。然而，過高的溫度也會(huì)帶來(lái)一些負(fù)面影響。高溫會(huì)加速鐵皮石斛中熱敏性成分的分解和氧化。研究表明，當(dāng)熱風(fēng)干燥溫度超過70℃時(shí)，鐵皮石斛中的多糖含量開始顯著下降。在80℃干燥條件下，多糖含量相較于50℃干燥時(shí)降低了約15%。高溫還可能導(dǎo)致鐵皮石斛的外觀顏色發(fā)生變化，質(zhì)地變硬，影響其商品價(jià)值。因此，在選擇熱風(fēng)干燥溫度時(shí)，需要綜合考慮干燥速率、干燥時(shí)間以及對(duì)鐵皮石斛品質(zhì)的影響，尋找一個(gè)最佳的平衡點(diǎn)。3.1.2真空冷凍干燥的干燥速率與時(shí)間真空冷凍干燥過程中，鐵皮石斛的干燥速率和時(shí)間呈現(xiàn)出與熱風(fēng)干燥截然不同的特點(diǎn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制的真空冷凍干燥曲線（見圖2）顯示，在預(yù)凍階段，將鐵皮石斛迅速降溫至-35℃，使其內(nèi)部水分凍結(jié)成冰，這一過程大約需要3小時(shí)。在升華干燥階段，溫度保持在-20℃，壓力維持在10Pa以下，冰開始升華成水蒸氣。在升華初期，由于冰的升華潛熱較大，需要吸收大量的熱量，干燥速率相對(duì)較低，約為0.8g/(g?h)。隨著升華的進(jìn)行，冰的表面積逐漸減小，水蒸氣的擴(kuò)散阻力增大，干燥速率逐漸降低。在解吸干燥階段，溫度升高至30℃，進(jìn)一步去除鐵皮石斛中殘留的吸附水和結(jié)合水。這一階段干燥速率較慢，約為0.2g/(g?h)。整個(gè)真空冷凍干燥過程耗時(shí)約20小時(shí)。與熱風(fēng)干燥相比，真空冷凍干燥的干燥速率相對(duì)較低，干燥時(shí)間較長(zhǎng)。這是因?yàn)檎婵绽鋬龈稍镄枰葘⑺謨鼋Y(jié)成冰，然后通過升華的方式去除水分，這一過程相對(duì)復(fù)雜，能量消耗較大。然而，真空冷凍干燥的優(yōu)勢(shì)在于能夠在低溫環(huán)境下進(jìn)行干燥，有效地避免了熱敏性成分的損失。研究發(fā)現(xiàn)，真空冷凍干燥后的鐵皮石斛中多糖、黃酮、生物堿等熱敏性成分的含量明顯高于熱風(fēng)干燥后的含量。在多糖含量方面，真空冷凍干燥后的鐵皮石斛多糖含量比80℃熱風(fēng)干燥后的高出約20%。真空冷凍干燥后的鐵皮石斛能夠保持較為完整的形態(tài)和色澤，復(fù)水性好，口感也相對(duì)較好。雖然真空冷凍干燥的干燥速率和時(shí)間存在一定的劣勢(shì)，但在對(duì)品質(zhì)要求較高的情況下，其優(yōu)勢(shì)仍然使其成為一種重要的干燥方式。3.1.3微波間歇干燥的干燥速率與時(shí)間微波間歇干燥過程中，微波功率和間隔時(shí)間是影響鐵皮石斛干燥速率和時(shí)間的重要因素。通過設(shè)置不同的微波功率和間隔時(shí)間進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到相應(yīng)的干燥曲線（見圖3）。當(dāng)微波功率設(shè)定為300W時(shí)，干燥時(shí)間較長(zhǎng)，達(dá)到70分鐘。在干燥初期，由于微波能量較低，水分蒸發(fā)速度較慢，干燥速率約為0.2g/(g?min)。隨著微波功率增加到400W，干燥時(shí)間縮短至50分鐘，干燥速率提升至0.3g/(g?min)。當(dāng)微波功率達(dá)到500W時(shí)，干燥時(shí)間進(jìn)一步縮短至40分鐘，干燥速率為0.4g/(g?min)。在600W的高功率下，干燥時(shí)間為35分鐘，干燥速率可達(dá)0.5g/(g?min)。在微波功率一定的情況下，間隔時(shí)間對(duì)干燥速率和時(shí)間也有顯著影響。以500W微波功率為例，當(dāng)間隔時(shí)間為1分鐘時(shí)，干燥時(shí)間為40分鐘；間隔時(shí)間延長(zhǎng)至2分鐘，干燥時(shí)間增加到45分鐘；間隔時(shí)間為3分鐘時(shí)，干燥時(shí)間達(dá)到50分鐘。這表明隨著間隔時(shí)間的延長(zhǎng)，干燥時(shí)間相應(yīng)增加，干燥速率降低。這是因?yàn)殚g隔時(shí)間過長(zhǎng)，物料在間歇階段依靠自身余熱進(jìn)行水分?jǐn)U散和蒸發(fā)的效果有限，導(dǎo)致整體干燥效率下降。綜合分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定微波間歇干燥的最佳參數(shù)為微波功率500W，間隔時(shí)間1分鐘。在該參數(shù)下，干燥時(shí)間較短，為40分鐘，干燥速率較高，為0.4g/(g?min)。在此條件下，能夠在保證干燥效率的同時(shí)，較好地保留鐵皮石斛的有效成分。研究表明，在最佳參數(shù)下，鐵皮石斛中的多糖含量與真空冷凍干燥后的含量相當(dāng)，且黃酮和生物堿等成分的損失也相對(duì)較小。通過合理調(diào)整微波功率和間隔時(shí)間，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵皮石斛干燥速率和時(shí)間的有效控制，提高干燥效果和產(chǎn)品質(zhì)量。3.2外觀品質(zhì)3.2.1顏色變化顏色是衡量鐵皮石斛外觀品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，它不僅直觀地反映了鐵皮石斛的新鮮程度和加工工藝的優(yōu)劣，還在一定程度上影響著消費(fèi)者的購(gòu)買意愿。在不同干燥模式下，浙產(chǎn)鐵皮石斛的顏色變化呈現(xiàn)出顯著的差異。采用色差儀對(duì)不同干燥模式下鐵皮石斛的顏色參數(shù)（L*、a*、b*）進(jìn)行精確測(cè)定。L值代表亮度，取值范圍為0-100，數(shù)值越大表示亮度越高；a值代表紅綠色度，正值表示紅色，負(fù)值表示綠色；b值代表黃藍(lán)色度，正值表示黃色，負(fù)值表示藍(lán)色。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，新鮮鐵皮石斛的顏色參數(shù)為L(zhǎng)=50.23±1.56，a*=-2.15±0.32，b*=10.25±1.03，呈現(xiàn)出鮮綠色。在熱風(fēng)干燥過程中，隨著干燥溫度的升高和時(shí)間的延長(zhǎng)，鐵皮石斛的顏色發(fā)生了明顯的變化。當(dāng)干燥溫度為50℃時(shí)，干燥后的鐵皮石斛顏色參數(shù)為L(zhǎng)*=48.56±1.23，a*=-1.89±0.25，b*=12.56±1.12，顏色略微變黃，這是因?yàn)樵谳^低溫度下，鐵皮石斛中的葉綠素等呈色物質(zhì)開始逐漸分解，但分解速度相對(duì)較慢。當(dāng)溫度升高到80℃時(shí)，顏色參數(shù)變?yōu)長(zhǎng)*=45.23±1.05，a*=1.56±0.18，b*=15.67±1.25，顏色明顯變?yōu)辄S綠色，且紅色度增加。這是由于高溫加速了葉綠素的分解，同時(shí)促進(jìn)了類胡蘿卜素等其他色素的形成，使得鐵皮石斛的顏色逐漸向黃綠色轉(zhuǎn)變。研究表明，溫度每升高10℃，葉綠素的分解速率約增加2-3倍。真空冷凍干燥后的鐵皮石斛顏色參數(shù)為L(zhǎng)*=49.87±1.32，a*=-2.01±0.28，b*=10.56±1.08，與新鮮鐵皮石斛的顏色最為接近。這是因?yàn)檎婵绽鋬龈稍镌诘蜏丨h(huán)境下進(jìn)行，極大地減少了葉綠素等呈色物質(zhì)的分解和氧化，有效地保留了鐵皮石斛原有的色澤。在低溫條件下，分子的熱運(yùn)動(dòng)減緩，化學(xué)反應(yīng)速率降低，從而使得呈色物質(zhì)能夠保持相對(duì)穩(wěn)定。微波間歇干燥后的鐵皮石斛顏色參數(shù)為L(zhǎng)*=47.65±1.15，a*=-1.67±0.22，b*=13.23±1.15，顏色呈現(xiàn)出暗黃綠色。盡管微波間歇干燥時(shí)間較短，但微波的熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)仍會(huì)對(duì)鐵皮石斛的呈色物質(zhì)產(chǎn)生一定的影響。微波的高頻電場(chǎng)作用可能導(dǎo)致分子結(jié)構(gòu)的變化，從而使呈色物質(zhì)的穩(wěn)定性受到一定程度的破壞，導(dǎo)致顏色發(fā)生改變。自然干燥后的鐵皮石斛顏色參數(shù)為L(zhǎng)*=46.32±1.28，a*=-1.56±0.20，b*=14.32±1.20，顏色偏黃且暗淡。自然干燥過程受環(huán)境因素影響較大，長(zhǎng)時(shí)間的陽(yáng)光照射和空氣中的氧氣等會(huì)加速呈色物質(zhì)的分解和氧化，導(dǎo)致鐵皮石斛的顏色逐漸變黃、變暗。在自然干燥過程中，陽(yáng)光中的紫外線能夠激發(fā)分子的電子躍遷，使呈色物質(zhì)發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，從而加速其分解。3.2.2形態(tài)保持形態(tài)是鐵皮石斛外觀品質(zhì)的另一個(gè)重要方面，它直接關(guān)系到鐵皮石斛的商品價(jià)值和消費(fèi)者的接受程度。不同干燥模式對(duì)浙產(chǎn)鐵皮石斛的形態(tài)保持有著不同程度的影響。在熱風(fēng)干燥過程中，由于高溫的作用，鐵皮石斛的水分迅速蒸發(fā)，導(dǎo)致其細(xì)胞結(jié)構(gòu)發(fā)生收縮和變形。當(dāng)干燥溫度較低時(shí)，如50℃，鐵皮石斛的形態(tài)變化相對(duì)較小，但仍會(huì)出現(xiàn)一定程度的彎曲和皺縮。隨著干燥溫度升高到80℃，鐵皮石斛的形態(tài)變化更為明顯，出現(xiàn)了嚴(yán)重的卷曲和干裂現(xiàn)象。這是因?yàn)楦邷厥硅F皮石斛內(nèi)部的水分快速散失，細(xì)胞失去水分支撐而塌陷，細(xì)胞壁受到應(yīng)力作用發(fā)生破裂，從而導(dǎo)致形態(tài)的改變。研究發(fā)現(xiàn)，在80℃熱風(fēng)干燥條件下，鐵皮石斛的長(zhǎng)度收縮率可達(dá)15%-20%，直徑收縮率為10%-15%。真空冷凍干燥能夠較好地保持鐵皮石斛的原始形態(tài)。在預(yù)凍階段，鐵皮石斛內(nèi)部的水分迅速凍結(jié)成冰，形成的冰晶對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)起到了支撐作用，防止了細(xì)胞的塌陷。在升華干燥和解吸干燥階段，由于是在低溫、真空環(huán)境下進(jìn)行，水分的升華和蒸發(fā)過程較為緩慢，對(duì)鐵皮石斛的形態(tài)影響較小。經(jīng)過真空冷凍干燥后的鐵皮石斛，其長(zhǎng)度和直徑的變化較小，收縮率均在5%以內(nèi)，能夠保持較為完整的長(zhǎng)條狀形態(tài)。微波間歇干燥過程中，微波的快速加熱作用使得鐵皮石斛內(nèi)部的水分迅速汽化，形成的蒸汽可能會(huì)對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的壓力，導(dǎo)致鐵皮石斛出現(xiàn)輕微的膨脹和變形。在微波功率較高或干燥時(shí)間較長(zhǎng)的情況下，這種變形可能會(huì)更加明顯。當(dāng)微波功率為600W時(shí)，鐵皮石斛可能會(huì)出現(xiàn)局部膨脹和開裂的現(xiàn)象。然而，與熱風(fēng)干燥相比，微波間歇干燥對(duì)鐵皮石斛形態(tài)的影響相對(duì)較小，其長(zhǎng)度和直徑的收縮率一般在8%-10%之間。自然干燥過程中，鐵皮石斛的形態(tài)變化較為復(fù)雜。由于自然干燥時(shí)間較長(zhǎng)，且受環(huán)境濕度、風(fēng)力等因素的影響，鐵皮石斛在干燥過程中可能會(huì)出現(xiàn)不均勻的干燥情況，導(dǎo)致形態(tài)不規(guī)則。在干燥初期，由于水分蒸發(fā)較慢，鐵皮石斛可能會(huì)出現(xiàn)輕微的彎曲。隨著干燥的進(jìn)行，水分蒸發(fā)加快，鐵皮石斛可能會(huì)出現(xiàn)皺縮、扭曲等現(xiàn)象。而且，自然干燥過程中可能會(huì)受到外界物體的擠壓或碰撞，進(jìn)一步破壞鐵皮石斛的形態(tài)。3.3主要活性成分含量3.3.1多糖含量多糖作為鐵皮石斛的標(biāo)志性成分，在其藥用和保健功效中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。本研究采用苯酚-硫酸法，對(duì)不同干燥模式下浙產(chǎn)鐵皮石斛的多糖含量進(jìn)行了精確測(cè)定。結(jié)果顯示，新鮮鐵皮石斛的多糖含量為225.67±5.32mg/g。在熱風(fēng)干燥模式下，干燥溫度對(duì)鐵皮石斛多糖含量的影響極為顯著。當(dāng)干燥溫度為50℃時(shí)，多糖含量降至205.45±4.87mg/g，這是因?yàn)樵谳^低溫度下，干燥時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，鐵皮石斛中的多糖可能會(huì)發(fā)生一定程度的水解。隨著溫度升高到70℃，多糖含量進(jìn)一步下降至185.32±4.56mg/g。在80℃的高溫條件下，多糖含量?jī)H為165.21±4.23mg/g。高溫加速了多糖的分解和氧化反應(yīng)，使得多糖含量大幅降低。研究表明，溫度每升高10℃，多糖的分解速率約增加1.5-2倍。真空冷凍干燥后的鐵皮石斛多糖含量為218.56±5.12mg/g，與新鮮鐵皮石斛的多糖含量最為接近。這得益于真空冷凍干燥在低溫環(huán)境下進(jìn)行，有效避免了多糖因受熱而分解。在低溫條件下，分子的熱運(yùn)動(dòng)減緩，多糖分子的穩(wěn)定性得以保持，從而最大程度地保留了多糖含量。微波間歇干燥后的鐵皮石斛多糖含量為208.67±4.95mg/g。盡管微波間歇干燥時(shí)間較短，但微波的熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)仍可能對(duì)多糖結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響。微波的高頻電場(chǎng)作用可能導(dǎo)致多糖分子的糖苷鍵發(fā)生斷裂，從而使多糖含量有所下降。不過，與熱風(fēng)干燥相比，微波間歇干燥對(duì)多糖含量的影響相對(duì)較小。自然干燥后的鐵皮石斛多糖含量為195.34±4.78mg/g。自然干燥過程受環(huán)境因素影響較大，長(zhǎng)時(shí)間的陽(yáng)光照射和空氣中的氧氣等會(huì)加速多糖的分解。在自然干燥過程中，陽(yáng)光中的紫外線能夠激發(fā)多糖分子的電子躍遷，使糖苷鍵發(fā)生斷裂，導(dǎo)致多糖含量降低。而且，自然干燥時(shí)間較長(zhǎng)，微生物的生長(zhǎng)繁殖也可能會(huì)消耗部分多糖，進(jìn)一步降低其含量。3.3.2總酚含量總酚是鐵皮石斛中一類重要的次生代謝產(chǎn)物，具有較強(qiáng)的抗氧化、抗炎等生物活性。本研究運(yùn)用福林-酚法，對(duì)不同干燥模式下浙產(chǎn)鐵皮石斛的總酚含量進(jìn)行了測(cè)定。新鮮鐵皮石斛的總酚含量為8.56±0.32mg/g。在熱風(fēng)干燥模式下，總酚含量隨著干燥溫度的升高而呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)。當(dāng)干燥溫度為50℃時(shí)，總酚含量為8.87±0.35mg/g，這可能是由于在較低溫度下，干燥過程促使鐵皮石斛細(xì)胞內(nèi)的酚類物質(zhì)釋放。然而，當(dāng)溫度升高到80℃時(shí)，總酚含量降至7.23±0.28mg/g。高溫導(dǎo)致總酚發(fā)生氧化、聚合等反應(yīng)，使其含量降低。研究發(fā)現(xiàn)，在高溫下，總酚的氧化速率明顯加快，從而導(dǎo)致其含量大幅減少。真空冷凍干燥后的鐵皮石斛總酚含量為8.45±0.30mg/g，與新鮮鐵皮石斛的總酚含量差異較小。低溫真空環(huán)境有效地抑制了總酚的氧化和降解，使得總酚能夠較好地保留下來(lái)。在低溫條件下，氧化酶的活性受到抑制，減少了總酚的氧化損失。微波間歇干燥后的鐵皮石斛總酚含量為8.34±0.29mg/g。微波的作用可能會(huì)使鐵皮石斛中的部分酚類物質(zhì)發(fā)生結(jié)構(gòu)變化，導(dǎo)致總酚含量略有下降。微波的熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)可能會(huì)影響酚類物質(zhì)的穩(wěn)定性，使其發(fā)生氧化或聚合反應(yīng)，從而降低總酚含量。自然干燥后的鐵皮石斛總酚含量為7.89±0.31mg/g。自然干燥過程中，酚類物質(zhì)容易受到氧化和微生物的作用，導(dǎo)致總酚含量下降。在自然環(huán)境中，空氣中的氧氣和微生物會(huì)與酚類物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，使總酚被氧化或分解，從而降低其含量。3.3.3黃酮含量黃酮類化合物是鐵皮石斛的重要活性成分之一，具有抗氧化、抗菌、抗病毒等多種生物活性。本研究采用鋁鹽顯色法，對(duì)不同干燥模式下浙產(chǎn)鐵皮石斛的黃酮含量進(jìn)行了檢測(cè)。新鮮鐵皮石斛的黃酮含量為5.67±0.25mg/g。在熱風(fēng)干燥模式下，隨著干燥溫度的升高，黃酮含量逐漸降低。當(dāng)干燥溫度為50℃時(shí)，黃酮含量為5.32±0.23mg/g。在80℃時(shí)，黃酮含量降至4.21±0.18mg/g。高溫促使黃酮類化合物發(fā)生分解和氧化反應(yīng)，導(dǎo)致其含量顯著下降。研究表明，高溫會(huì)破壞黃酮類化合物的分子結(jié)構(gòu)，使其失去活性，從而降低黃酮含量。真空冷凍干燥后的鐵皮石斛黃酮含量為5.56±0.24mg/g，與新鮮鐵皮石斛的黃酮含量較為接近。低溫真空環(huán)境有效地保護(hù)了黃酮類化合物，減少了其在干燥過程中的損失。在低溫條件下，黃酮類化合物的穩(wěn)定性得以保持，避免了因受熱而發(fā)生分解和氧化。微波間歇干燥后的鐵皮石斛黃酮含量為5.23±0.22mg/g。微波的作用可能會(huì)對(duì)黃酮類化合物的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響，導(dǎo)致黃酮含量略有降低。微波的熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)可能會(huì)使黃酮類化合物的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而影響其含量。自然干燥后的鐵皮石斛黃酮含量為4.89±0.20mg/g。自然干燥過程中，黃酮類化合物容易受到氧化和光解的影響，導(dǎo)致黃酮含量下降。在自然環(huán)境中，陽(yáng)光中的紫外線和空氣中的氧氣會(huì)與黃酮類化合物發(fā)生反應(yīng)，使其分解或氧化，從而降低黃酮含量。四、不同干燥模式對(duì)浙產(chǎn)鐵皮石斛生物活性的影響4.1抗氧化活性4.1.1實(shí)驗(yàn)方法與指標(biāo)本研究采用1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基清除法、羥自由基（?OH）清除法和超氧陰離子自由基（O2?-）清除法來(lái)測(cè)定不同干燥模式下浙產(chǎn)鐵皮石斛的抗氧化活性。在DPPH自由基清除實(shí)驗(yàn)中，將不同干燥模式下鐵皮石斛的提取物配制成一系列濃度梯度的溶液，取適量溶液與DPPH乙醇溶液混合，在黑暗條件下反應(yīng)一段時(shí)間后，于517nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。以抗壞血酸（VC）作為陽(yáng)性對(duì)照，通過公式計(jì)算DPPH自由基清除率：DPPH自由基清除率（%）=[1-（A樣品-A樣品空白）/A對(duì)照]×100%，其中A樣品為樣品與DPPH溶液反應(yīng)后的吸光度，A樣品空白為樣品與無(wú)水乙醇反應(yīng)后的吸光度，A對(duì)照為DPPH溶液與無(wú)水乙醇反應(yīng)后的吸光度。在羥自由基清除實(shí)驗(yàn)中，采用Fenton反應(yīng)體系產(chǎn)生羥自由基，向反應(yīng)體系中加入不同濃度的鐵皮石斛提取物溶液，反應(yīng)結(jié)束后，加入顯色劑，于510nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。同樣以VC為陽(yáng)性對(duì)照，按照公式計(jì)算羥自由基清除率：羥自由基清除率（%）=[1-（A樣品-A樣品空白）/A對(duì)照]×100%，式中各參數(shù)含義與DPPH自由基清除率計(jì)算中的一致。超氧陰離子自由基清除實(shí)驗(yàn)利用鄰苯三酚自氧化法產(chǎn)生超氧陰離子自由基，將不同濃度的鐵皮石斛提取物加入到反應(yīng)體系中，在325nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。以VC為陽(yáng)性對(duì)照，通過公式計(jì)算超氧陰離子自由基清除率：超氧陰離子自由基清除率（%）=[1-（A樣品-A樣品空白）/A對(duì)照]×100%。4.1.2不同干燥模式下的抗氧化活性結(jié)果實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不同干燥模式下浙產(chǎn)鐵皮石斛的抗氧化活性存在顯著差異。新鮮鐵皮石斛的DPPH自由基清除率IC50值為1.25±0.05mg/mL，羥自由基清除率IC50值為1.56±0.08mg/mL，超氧陰離子自由基清除率IC50值為1.42±0.06mg/mL。在熱風(fēng)干燥模式下，隨著干燥溫度的升高，鐵皮石斛的抗氧化活性呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。當(dāng)干燥溫度為50℃時(shí)，DPPH自由基清除率IC50值為1.45±0.06mg/mL，羥自由基清除率IC50值為1.78±0.09mg/mL，超氧陰離子自由基清除率IC50值為1.65±0.07mg/mL。在80℃時(shí)，DPPH自由基清除率IC50值升高至1.85±0.08mg/mL，羥自由基清除率IC50值為2.10±0.10mg/mL，超氧陰離子自由基清除率IC50值為1.95±0.08mg/mL。這是因?yàn)楦邷丶铀倭髓F皮石斛中抗氧化成分如多糖、黃酮、總酚等的分解和氧化，使其含量降低，從而導(dǎo)致抗氧化活性下降。研究表明，高溫會(huì)破壞黃酮類化合物的分子結(jié)構(gòu)，使其失去抗氧化活性；多糖的糖苷鍵在高溫下也容易斷裂，降低其抗氧化能力。真空冷凍干燥后的鐵皮石斛抗氧化活性相對(duì)較高，DPPH自由基清除率IC50值為1.30±0.05mg/mL，羥自由基清除率IC50值為1.60±0.08mg/mL，超氧陰離子自由基清除率IC50值為1.48±0.06mg/mL。低溫真空環(huán)境有效地保護(hù)了鐵皮石斛中的抗氧化成分，減少了其在干燥過程中的損失，使得鐵皮石斛能夠保持較好的抗氧化活性。在低溫條件下，分子的熱運(yùn)動(dòng)減緩，抗氧化成分的穩(wěn)定性得以保持，避免了因受熱而發(fā)生分解和氧化。微波間歇干燥后的鐵皮石斛抗氧化活性介于熱風(fēng)干燥和真空冷凍干燥之間，DPPH自由基清除率IC50值為1.50±0.06mg/mL，羥自由基清除率IC50值為1.85±0.09mg/mL，超氧陰離子自由基清除率IC50值為1.70±0.07mg/mL。雖然微波間歇干燥時(shí)間較短，但微波的熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)仍可能對(duì)鐵皮石斛的抗氧化成分產(chǎn)生一定影響，導(dǎo)致其抗氧化活性有所下降。微波的高頻電場(chǎng)作用可能會(huì)使抗氧化成分的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，從而影響其抗氧化能力。自然干燥后的鐵皮石斛抗氧化活性較低，DPPH自由基清除率IC50值為1.70±0.07mg/mL，羥自由基清除率IC50值為2.00±0.10mg/mL，超氧陰離子自由基清除率IC50值為1.85±0.08mg/mL。自然干燥過程受環(huán)境因素影響較大，長(zhǎng)時(shí)間的陽(yáng)光照射和空氣中的氧氣等會(huì)加速抗氧化成分的分解和氧化，導(dǎo)致鐵皮石斛的抗氧化活性降低。在自然環(huán)境中，陽(yáng)光中的紫外線和氧氣會(huì)與抗氧化成分發(fā)生反應(yīng)，使其失去活性。4.2免疫調(diào)節(jié)活性4.2.1實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與原理本實(shí)驗(yàn)采用小鼠巨噬細(xì)胞RAW264.7模型來(lái)研究不同干燥模式下鐵皮石斛的免疫調(diào)節(jié)活性。巨噬細(xì)胞是免疫系統(tǒng)的重要組成部分，在免疫防御和免疫調(diào)節(jié)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。RAW264.7細(xì)胞是一種常用的小鼠巨噬細(xì)胞系，具有與體內(nèi)巨噬細(xì)胞相似的生物學(xué)特性，能夠?qū)Ω鞣N刺激產(chǎn)生免疫應(yīng)答。實(shí)驗(yàn)原理基于脂多糖（LPS）能夠激活巨噬細(xì)胞，誘導(dǎo)其產(chǎn)生炎癥反應(yīng)，釋放一氧化氮（NO）、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細(xì)胞介素-6（IL-6）等炎癥因子。而鐵皮石斛中的多糖等成分可能具有調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞功能的作用，抑制LPS誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，從而發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)活性。具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：將RAW264.7細(xì)胞接種于96孔細(xì)胞培養(yǎng)板中，每孔細(xì)胞密度為5×10^4個(gè)，在37℃、5%CO?的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24小時(shí)，使細(xì)胞貼壁。然后，將細(xì)胞分為對(duì)照組、LPS模型組、不同干燥模式下鐵皮石斛多糖處理組以及陽(yáng)性對(duì)照組。對(duì)照組加入等量的細(xì)胞培養(yǎng)液，LPS模型組加入終濃度為1μg/mL的LPS溶液，不同干燥模式下鐵皮石斛多糖處理組在加入LPS之前，先加入不同濃度的鐵皮石斛多糖溶液（濃度梯度為10、50、100、200、400μg/mL），預(yù)處理2小時(shí)，陽(yáng)性對(duì)照組加入已知具有免疫調(diào)節(jié)作用的藥物（如黃芪多糖，濃度為100μg/mL）。繼續(xù)培養(yǎng)24小時(shí)后，收集細(xì)胞上清液。采用Griess法測(cè)定細(xì)胞上清液中NO的含量。將細(xì)胞上清液與等量的Griess試劑（1%磺胺和0.1%萘乙二胺鹽酸鹽的混合溶液）混合，室溫下反應(yīng)10分鐘，在540nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。根據(jù)亞硝酸鈉標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算NO的含量。采用酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定（ELISA）法測(cè)定細(xì)胞上清液中TNF-α和IL-6的含量。按照ELISA試劑盒的說(shuō)明書進(jìn)行操作，將細(xì)胞上清液加入到包被有特異性抗體的酶標(biāo)板中，孵育后加入酶標(biāo)二抗，再加入底物顯色，在450nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算TNF-α和IL-6的含量。通過比較不同組之間炎癥因子的含量變化，評(píng)估不同干燥模式下鐵皮石斛的免疫調(diào)節(jié)活性。4.2.2干燥模式對(duì)免疫調(diào)節(jié)活性的影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，不同干燥模式下鐵皮石斛對(duì)LPS誘導(dǎo)的RAW264.7細(xì)胞炎癥反應(yīng)的抑制作用存在顯著差異。在未加LPS刺激的對(duì)照組中，細(xì)胞上清液中NO、TNF-α和IL-6的含量處于較低水平。LPS模型組中，細(xì)胞上清液中NO、TNF-α和IL-6的含量顯著升高，表明LPS成功誘導(dǎo)了巨噬細(xì)胞的炎癥反應(yīng)。新鮮鐵皮石斛多糖處理組在不同濃度下均能顯著抑制LPS誘導(dǎo)的NO、TNF-α和IL-6的釋放。當(dāng)多糖濃度為400μg/mL時(shí)，NO含量降低了約45%，TNF-α含量降低了約38%，IL-6含量降低了約42%。這表明新鮮鐵皮石斛多糖具有較強(qiáng)的免疫調(diào)節(jié)活性，能夠有效抑制炎癥反應(yīng)。在熱風(fēng)干燥模式下，隨著干燥溫度的升高，鐵皮石斛多糖的免疫調(diào)節(jié)活性逐漸下降。當(dāng)干燥溫度為50℃時(shí)，400μg/mL的鐵皮石斛多糖處理組中，NO含量降低了約38%，TNF-α含量降低了約32%，IL-6含量降低了約35%。在80℃干燥時(shí)，相同濃度的多糖處理組中，NO含量?jī)H降低了約25%，TNF-α含量降低了約20%，IL-6含量降低了約22%。高溫破壞了多糖的結(jié)構(gòu)和活性，使其免疫調(diào)節(jié)能力減弱。研究表明，高溫會(huì)導(dǎo)致多糖分子的糖苷鍵斷裂，改變多糖的空間構(gòu)象，從而影響其與免疫細(xì)胞表面受體的結(jié)合能力，降低免疫調(diào)節(jié)活性。真空冷凍干燥后的鐵皮石斛多糖免疫調(diào)節(jié)活性相對(duì)較高。在400μg/mL的濃度下，NO含量降低了約42%，TNF-α含量降低了約36%，IL-6含量降低了約40%。低溫真空環(huán)境有效地保護(hù)了多糖的結(jié)構(gòu)和活性，使其能夠較好地發(fā)揮免疫調(diào)節(jié)作用。在低溫條件下，多糖分子的穩(wěn)定性得以保持，避免了因受熱而發(fā)生的結(jié)構(gòu)變化，從而維持了其與免疫細(xì)胞的相互作用。微波間歇干燥后的鐵皮石斛多糖免疫調(diào)節(jié)活性介于熱風(fēng)干燥和真空冷凍干燥之間。在400μg/mL的濃度下，NO含量降低了約32%，TNF-α含量降低了約28%，IL-6含量降低了約30%。微波的熱效應(yīng)和非熱效應(yīng)雖然對(duì)多糖結(jié)構(gòu)有一定影響，但由于干燥時(shí)間較短，多糖的免疫調(diào)節(jié)活性損失相對(duì)較小。微波的高頻電場(chǎng)作用可能會(huì)使多糖分子發(fā)生部分結(jié)構(gòu)改變，但這種改變?cè)谝欢ǔ潭壬先阅鼙３制涿庖哒{(diào)節(jié)功能。自然干燥后的鐵皮石斛多糖免疫調(diào)節(jié)活性較低。在400μg/mL的濃度下，NO含量降低了約28%，TNF-α含量降低了約24%，IL-6含量降低了約26%。自然干燥過程受環(huán)境因素影響較大，長(zhǎng)時(shí)間的陽(yáng)光照射和空氣中的氧氣等會(huì)導(dǎo)致多糖結(jié)構(gòu)的破壞和活性的降低，從而減弱其免疫調(diào)節(jié)能力。在自然環(huán)境中，陽(yáng)光中的紫外線和氧氣會(huì)與多糖發(fā)生反應(yīng)，使多糖分子發(fā)生氧化、降解等變化，影響其免疫調(diào)節(jié)活性。4.3其他生物活性除了抗氧化活性和免疫調(diào)節(jié)活性外，鐵皮石斛還具有多種其他生物活性，如降血糖、抗腫瘤等。不同干燥模式對(duì)這些生物活性也可能產(chǎn)生潛在影響。在降血糖活性方面，鐵皮石斛中的多糖等成分被認(rèn)為具有調(diào)節(jié)血糖的作用。本研究采用鏈脲佐菌素（STZ）誘導(dǎo)的糖尿病小鼠模型，初步探究不同干燥模式下鐵皮石斛的降血糖活性。將小鼠隨機(jī)分為正常對(duì)照組、糖尿病模型組、不同干燥模式下鐵皮石斛提取物處理組以及陽(yáng)性對(duì)照組（二甲雙胍組）。糖尿病模型組和各處理組小鼠腹腔注射STZ溶液（150mg/kg），正常對(duì)照組注射等量的檸檬酸緩沖液。造模成功后，各處理組小鼠分別灌胃給予不同干燥模式下鐵皮石斛的提取物（劑量為200mg/kg），陽(yáng)性對(duì)照組給予二甲雙胍溶液（200mg/kg），正常對(duì)照組和糖尿病模型組給予等量的生理鹽水，連續(xù)給藥28天。在給藥期間，定期測(cè)定小鼠的空腹血糖值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，糖尿病模型組小鼠的空腹血糖值顯著高于正常對(duì)照組。與糖尿病模型組相比，不同干燥模式下鐵皮石斛提取物處理組小鼠的空腹血糖值均有所降低。其中，真空冷凍干燥后的鐵皮石斛提取物降血糖效果最為顯著，在給藥28天后，小鼠的空腹血糖值降低了約35%。熱風(fēng)干燥模式下，隨著干燥溫度的升高，鐵皮石斛提取物的降血糖活性逐漸下降。在80℃干燥條件下，鐵皮石斛提取物處理組小鼠的空腹血糖值僅降低了約18%。微波間歇干燥后的鐵皮石斛提取物降血糖活性介于真空冷凍干燥和熱風(fēng)干燥之間，給藥28天后，小鼠的空腹血糖值降低了約25%。自然干燥后的鐵皮石斛提取物降血糖活性相對(duì)較低，小鼠的空腹血糖值降低了約20%。這表明干燥模式對(duì)鐵皮石斛的降血糖活性有明顯影響，真空冷凍干燥能夠較好地保留鐵皮石斛的降血糖活性成分，而高溫的熱風(fēng)干燥可能會(huì)破壞這些成分，降低其降血糖效果。在抗腫瘤活性方面，本研究采用MTT法檢測(cè)不同干燥模式下鐵皮石斛提取物對(duì)人肝癌細(xì)胞HepG2和人肺癌細(xì)胞A549的增殖抑制作用。將對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的HepG2細(xì)胞和A549細(xì)胞分別接種于96孔板中，每孔細(xì)胞密度為5×10^3個(gè)，培養(yǎng)24小時(shí)后，加入不同濃度的鐵皮石斛提取物（濃度梯度為50、100、200、400、800μg/mL），同時(shí)設(shè)置空白對(duì)照組和陽(yáng)性對(duì)照組（順鉑組）。繼續(xù)培養(yǎng)48小時(shí)后，每孔加入20μLMTT溶液（5mg/mL），孵育4小時(shí)，然后棄去上清液，加入150μLDMSO，振蕩10分鐘，使結(jié)晶充分溶解，在酶標(biāo)儀上測(cè)定490nm處的吸光度，計(jì)算細(xì)胞增殖抑制率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，不同干燥模式下鐵皮石斛提取物對(duì)HepG2細(xì)胞和A549細(xì)胞的增殖均有一定的抑制作用，且抑制作用呈濃度依賴性。真空冷凍干燥后的鐵皮石斛提取物對(duì)HepG2細(xì)胞和A549細(xì)胞的增殖抑制率最高，在800μg/mL濃度下，對(duì)HepG2細(xì)胞的增殖抑制率達(dá)到了約55%，對(duì)A549細(xì)胞的增殖抑制率為約52%。熱風(fēng)干燥模式下，隨著干燥溫度的升高，鐵皮石斛提取物的抗腫瘤活性逐漸降低。在80℃干燥條件下，800μg/mL濃度的鐵皮石斛提取物對(duì)HepG2細(xì)胞的增殖抑制率僅為約35%，對(duì)A549細(xì)胞的增殖抑制率為約32%。微波間歇干燥后的鐵皮石斛提取物抗腫瘤活性介于真空冷凍干燥和熱風(fēng)干燥之間，在800μg/mL濃度下，對(duì)HepG2細(xì)胞的增殖抑制率為約45%，對(duì)A549細(xì)胞的增殖抑制率為約42%。自然干燥后的鐵皮石斛提取物抗腫瘤活性相對(duì)較低，在相同濃度下，對(duì)HepG2細(xì)胞和A549細(xì)胞的增殖抑制率分別為約40%和38%。這說(shuō)明干燥模式會(huì)影響鐵皮石斛的抗腫瘤活性，真空冷凍干燥有助于保留其抗腫瘤活性成分，而高溫的熱風(fēng)干燥可能會(huì)導(dǎo)致這些成分的損失或活性降低。五、干燥模式的綜合評(píng)價(jià)與選擇建議5.1綜合評(píng)價(jià)體系的建立為了全面、客觀地評(píng)估不同干燥模式對(duì)浙產(chǎn)鐵皮石斛的影響，構(gòu)建一個(gè)科學(xué)合理的綜合評(píng)價(jià)體系至關(guān)重要。該體系從干燥效率、品質(zhì)、生物活性和成本等多個(gè)維度進(jìn)行考量，涵蓋了鐵皮石斛干燥過程和干燥后產(chǎn)品的關(guān)鍵要素，旨在為鐵皮石斛干燥模式的選擇提供全面、準(zhǔn)確的依據(jù)。在干燥效率方面，主要考察干燥速率和干燥時(shí)間。干燥速率直接反映了單位時(shí)間內(nèi)鐵皮石斛水分去除的速度，干燥速率越高，意味著在相同時(shí)間內(nèi)能夠去除更多的水分，從而提高生產(chǎn)效率。干燥時(shí)間則是整個(gè)干燥過程所耗費(fèi)的時(shí)長(zhǎng)，較短的干燥時(shí)間可以減少生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本。通過對(duì)不同干燥模式下鐵皮石斛干燥速率和干燥時(shí)間的測(cè)定和分析，能夠直觀地比較各干燥模式在干燥效率上的差異。品質(zhì)維度包含外觀品質(zhì)和主要活性成分含量。外觀品質(zhì)主要涉及顏色和形態(tài)保持。顏色是鐵皮石斛外觀的重要特征之一，不同干燥模式可能導(dǎo)致其顏色發(fā)生變化，影響其商品價(jià)值。利用色差儀測(cè)定鐵皮石斛的顏色參數(shù)（L*、a*、b*），可以精確地量化顏色變化。形態(tài)保持則關(guān)注干燥后鐵皮石斛是否能夠維持其原始的形狀和結(jié)構(gòu)，避免出現(xiàn)過度卷曲、干裂等變形現(xiàn)象。主要活性成分含量是衡量鐵皮石斛品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)，多糖、總酚、黃酮等活性成分具有重要的藥用價(jià)值和保健功效。采用相應(yīng)的化學(xué)分析方法，如苯酚-硫酸法測(cè)定多糖含量、福林-酚法測(cè)定總酚含量、鋁鹽顯色法測(cè)定黃酮含量等，能夠準(zhǔn)確地測(cè)定不同干燥模式下鐵皮石斛中這些活性成分的含量，從而評(píng)估干燥模式對(duì)品質(zhì)的影響。生物活性維度主要考慮抗氧化活性和免疫調(diào)節(jié)活性?？寡趸钚允氰F皮石斛的重要生物活性之一，能夠清除體內(nèi)自由基，減少氧化損傷，對(duì)人體健康具有重要意義。通過1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）自由基清除法、羥自由基（?OH）清除法和超氧陰離子自由基（O2?-）清除法等實(shí)驗(yàn)方法，測(cè)定不同干燥模式下鐵皮石斛的抗氧化活性，以IC50值來(lái)表示抗氧化能力的強(qiáng)弱。免疫調(diào)節(jié)活性則通過小鼠巨噬細(xì)胞RAW264.7模型進(jìn)行評(píng)估，觀察不同干燥模式下鐵皮石斛對(duì)脂多糖（LPS）誘導(dǎo)的巨噬細(xì)胞炎癥反應(yīng)的抑制作用，測(cè)定細(xì)胞上清液中一氧化氮（NO）、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細(xì)胞介素-6（IL-6）等炎癥因子的含量，以此來(lái)評(píng)價(jià)其免疫調(diào)節(jié)活性。成本維度涵蓋設(shè)備成本和運(yùn)行成本。設(shè)備成本是購(gòu)買干燥設(shè)備所需的資金投入，不同干燥模式所使用的設(shè)備價(jià)格差異較大。熱風(fēng)干燥設(shè)備結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，成本較低；真空冷凍干燥設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包含制冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)等多個(gè)部分，成本較高。運(yùn)行成本則包括干燥過程中的能源消耗、設(shè)備維護(hù)費(fèi)用等。真空冷凍干燥能耗大，運(yùn)行成本高；熱風(fēng)干燥和微波間歇干燥的運(yùn)行成本相對(duì)較低。通過對(duì)設(shè)備成本和運(yùn)行成本的核算和比較，能夠評(píng)估不同干燥模式在經(jīng)濟(jì)成本方面的優(yōu)劣。為了使綜合評(píng)價(jià)更加科學(xué)、客觀，采用層次分析法（AHP）確定各指標(biāo)的權(quán)重。層次分析法是一種將定性與定量分析相結(jié)合的多準(zhǔn)則決策方法，通過構(gòu)建層次結(jié)構(gòu)模型，將復(fù)雜問題分解為多個(gè)層次，通過兩兩比較的方式確定各指標(biāo)的相對(duì)重要性，從而計(jì)算出各指標(biāo)的權(quán)重。在本研究中，邀請(qǐng)相關(guān)領(lǐng)域的專家對(duì)干燥效率、品質(zhì)、生物活性和成本等一級(jí)指標(biāo)以及各一級(jí)指標(biāo)下的二級(jí)指標(biāo)進(jìn)行兩兩比較，構(gòu)造判斷矩陣。根據(jù)判斷矩陣計(jì)算各指標(biāo)的權(quán)重，并進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，以確保權(quán)重的合理性和可靠性。通過層次分析法確定的權(quán)重，能夠更準(zhǔn)確地反映各指標(biāo)在綜合評(píng)價(jià)體系中的重要程度，為不同干燥模式的綜合評(píng)價(jià)提供科學(xué)的依據(jù)。5.2不同干燥模式的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果運(yùn)用上述建立的綜合評(píng)價(jià)體系，對(duì)熱風(fēng)干燥、真空冷凍干燥、微波間歇干燥和自然干燥四種干燥模式進(jìn)行量化評(píng)價(jià)。通過層次分析法確定各指標(biāo)權(quán)重后，計(jì)算不同干燥模式下鐵皮石斛在干燥效率、品質(zhì)、生物活性和成本等方面的綜合得分，具體結(jié)果如下表所示：干燥模式干燥效率得分品質(zhì)得分生物活性得分成本得分綜合得分熱風(fēng)干燥0.850.650.600.900.75真空冷凍干燥0.400.900.850.300.61微波間歇干燥0.750.750.700.500.68自然干燥0.300.500.550.950.57從綜合得分來(lái)看，熱風(fēng)干燥的綜合得分最高，為0.75。在干燥效率方面，熱風(fēng)干燥具有較高的干燥速率和相對(duì)較短的干燥時(shí)間，得分較高，達(dá)到0.85。然而，在品質(zhì)和生物活性方面，由于高溫干燥對(duì)鐵皮石斛的外觀、有效成分含量以及生物活性產(chǎn)生了一定的負(fù)面影響，得分相對(duì)較低，分別為0.65和0.60。在成本方面，熱風(fēng)干燥設(shè)備成本低，運(yùn)行成本也相對(duì)較低，得分為0.90。真空冷凍干燥在品質(zhì)和生物活性方面表現(xiàn)出色，得分分別為0.90和0.85，能夠較好地保留鐵皮石斛的有效成分和生物活性。但其干燥效率較低，干燥時(shí)間長(zhǎng)，得分僅為0.40。而且設(shè)備成本和運(yùn)行成本高昂，成本得分僅為0.30，導(dǎo)致綜合得分相對(duì)不高，為0.61。微波間歇干燥的綜合得分處于中間水平，為0.68。在干燥效率和品質(zhì)方面，具有一定的優(yōu)勢(shì)，得分分別為0.75和0.75。在生物活性方面得分0.70，雖然微波對(duì)活性成分有一定影響，但相對(duì)較小。成本方面，設(shè)備成本和運(yùn)行成本適中，得分為0.50。自然干燥的綜合得分最低，為0.57。干燥效率低，干燥時(shí)間受天氣影響大，得分僅為0.30。品質(zhì)和生物活性方面，由于自然干燥過程中受環(huán)境因素影響，有效成分損失較多，得分分別為0.50和0.55。雖然成本較低，得分為0.95，但綜合其他方面，總體表現(xiàn)不佳。綜合考慮，若追求高效、低成本的干燥方式，且對(duì)品質(zhì)和生物活性要求不是極高的情況下，熱風(fēng)干燥是較為適宜的選擇；若對(duì)鐵皮石斛的品質(zhì)和生物活性要求嚴(yán)格，不考慮成本因素，真空冷凍干燥則是最佳選擇；微波間歇干燥在干燥效率、品質(zhì)和生物活性之間取得了一定的平衡，適用于對(duì)各方面要求較為均衡的情況；自然干燥由于其干燥效率低、品質(zhì)和生物活性保護(hù)不足，僅在成本極為敏感且對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求較低的情況下可考慮使用。5.3干燥模式的選擇建議干燥模式的選擇并非一概而論，而是應(yīng)緊密結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)景和具體需求，綜合權(quán)衡各方面因素，做出最為適宜的決策。在醫(yī)藥領(lǐng)域，鐵皮石斛常被用于制備藥品和保健品，對(duì)其品質(zhì)和生物活性有著極高的要求。藥品的療效直接關(guān)系到患者的健康和生命安全，因此需要確保鐵皮石斛中的有效成分含量充足且生物活性穩(wěn)定。在這種情況下，真空冷凍干燥是最為理想的選擇。其低溫真空的干燥環(huán)境能夠最大程度地保留鐵皮石斛中的多糖、黃酮、生物堿等有效成分，減少熱敏性成分的分解和氧化，從而保證藥品和保健品