1.研究背景

近年来，柑橘类水果以其美味的风味和高营养价值在世界范围内越来越受欢迎。甜橙通常新鲜出售的，它们也被广泛用于食品工业，用于制作柑橘类食品，产生大量的副产品，特别是果皮，仅果皮就占水果总重量的约50-55%。桔皮作为农业废弃物普遍被丢弃，没有认识到其潜在的营养价值和生物活性成分，造成了严重的环境污染和资源浪费。

在许多亚洲国家，柑橘果皮(CFPs)传统上被用作保健食品和药用已有数千年的历史。在药理学上，CFPs被认为是多种生物活性化合物最丰富的来源，在某些情况下甚至是唯一的来源，包括抗坏血酸、类胡萝卜素、酚酸、类黄酮、辛弗林、柠檬素等，这些化合物在体外和体内都具有极好的促进健康的作用。因此，利用“废物”变成“黄金”的概念和CFPs的多种生物活性特性推动了许多食品、化妆品、制药和保健食品中的废物增值成分的研究。然而，CFPs含有较高的水分，并且由于真菌/昆虫污染和霉菌的生长而极易腐烂，这是其有效利用的主要障碍。

扬州大学杨振泉教授团队在《Food Chemistry 》期刊（IF=8.8）上发表了题目为“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），文章主要探讨了不同干燥方法(冷冻干燥、热泵干燥、微波干燥、远红外干燥)对橙汁生产中广泛使用的锦橙果皮的物理特性、植物化学特征、生物可及性和抗氧化活性的影响。

文章中评价样品之间的香气特征相似性的仪器就是我们上海保圣的电子鼻，那么具体操作方法是什么呢？

2.实验方法

2.1样品制备

在商业成熟时，随机手工采摘没有身体损伤或感染的锦橙。水果被立即运送到实验室，大小和颜色均匀，用自来水清洗，然后在25°C风干。之后，在不破坏分段膜的情况下，使用手动去皮机剥离锦橘皮(BOPs)，切成小块，充分混合，随机分组，随后进行干燥操作。

根据《中华人民共和国药典》和中国标准DB4407/ t70(2021)规定，CRP的生产必须在相对低温(≤45℃)下进行，最终产品的水分含量<0.13 kg/kg干重(DW)。

 (a)在-80℃下预冻4小时，然后在低于-60℃的冷冻干燥机中进行冻干，真空度<10 mbar，约48小时；(b) BOPs在热泵干燥机中干燥，温度为(43±2)℃，相对湿度为90%，空气流量为1200 m3/h，干燥16 h。每次实验前，烘干机运行20min，达到所需温度；(c)将BOPs放入商用微波炉中，在350 W下每隔1分钟烘干35分钟；(d)使用红外干燥机在(43±2)℃下干燥20 h。同样，干燥系统空转20 min，以达到干燥处理前的温度。

2.2电子鼻分析

通过电子鼻(cNose，上海保圣)来估计样品之间的香气特征相似性，电子鼻与为不同类型的香气物质编程的十个气体传感器相耦合。

将1.0 g干粉装在20 mL顶空瓶中，在50°C条件下培养30 min后进行测量。以干燥空气为载气，流速为400 mL/ min，清洗时间为120 s，测试时间为90 s。每次样品测量前，电子鼻空运转一次，对电子鼻传感器进行净化。最后，利用E- nose软件系统对数据进行线性判别分析(LDA)。

3.实验结果

3.1电子鼻结果分析

图为干锦橘皮挥发物香气谱相似度

冷冻干燥(FD)、热泵干燥(HPD)、微波干燥(MD)和远红外干燥(FID)

电子鼻系统可以实时、客观地检测和分析不同样品的味道和香气的细微变化，模仿人类的嗅觉。针对目前BOPs香气成分定性和半定量分析的不足，进一步利用电子鼻分析从另一个角度表征其整体特性的挥发性变化。在传感器3和8中观察到对样品芳香化合物的更强响应，这意味着BOPs可能含有丰富的氨芳香成分、无机硫化物、醇类和醛类。如上所述，所有样品中同时存在的挥发性物质最多的是具有柑橘味、芳香味和水果味的柠檬烯，具有芳香味、树脂味、肥皂味和辛辣味的β-月桂烯，以及具有醛味、脂肪味、花香味、绿色味、肥皂味、柑橘味和蜡味的癸醛，分别占总挥发性物质的67.80 ~ 89.15%、2.31 ~ 5.58%和0.80 ~ 3.79%。虽然这些物质被认为是关键的有影响力的代谢物，但传感器3和8的反应没有显著差异可能与低气味阈值密不可分，仅为10、13和2 ppb，远远超过了气体传感器的检测极限。另一方面，在传感器1、4、5、6和7中观察到的显著差异可能在很大程度上取决于挥发物的分布和浓度。确切地说，芳樟醇在6 ppb时具有较低的气味阈值，具有大料、柑橘、花香和萜烯的味道，而壬醛在1 ppb时可以在醛、柑橘、脂肪、花香、绿草、微辛辣、肥皂、油脂和蜡的味道中被感知.

综合我们的数据，最引人注目的结果是，冷冻干燥可以最大程度地保持物理颜色和植物化学特征，唯一的例外是香气成分，但其干燥速度缓慢，能源成本较高。据估计，冷冻干燥的成本比对流干燥高4-8倍，这限制了冷冻干燥的工业规模适用性。因此，冷冻干燥仅限于速溶咖啡和食用和药用物种等高价值产品。另一方面，热泵干燥特别是微波干燥的BOPs，具有相对吸引人的颜色、高含量的色素、生物活性化合物和挥发物，以及生物利用度和活性。