不同工藝條件對(duì)番木瓜變溫壓差膨化產(chǎn)品品質(zhì)的影響

方蕾+劉洋洋+呂明哲

摘 要 為探索較優(yōu)的番木瓜變溫壓差膨化干燥工藝，分析了冷凍時(shí)間、預(yù)干燥溫度、預(yù)干燥時(shí)間、膨化溫度、停滯時(shí)間、抽空時(shí)間等6個(gè)因素對(duì)番木瓜膨化產(chǎn)品品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，在冷凍時(shí)間2 h，烘干溫度80 ℃，烘干時(shí)間5 h，膨化溫度115 ℃，抽空時(shí)間210 min時(shí)，可得到色澤鮮艷，口感酥脆的番木瓜變溫壓差膨化產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞 番木瓜 ；變溫壓差膨化 ；干燥 ；品質(zhì)

中圖分類號(hào) TS255.4

Abstract To obtain better technical conditions of explosion puffing drying for papaya at variable temperature and pressure difference， the effects of the factors（freezing time， pre-drying temperature，pre-drying time， puffing temperature，dwell time，vacuum drying temperature） during explosion puffing drying treatment on the qualities of the explosion puffing papaya products were discussed. The results show that the optimal technical conditions were obtained as follows： cooling time of 2 h， pre-drying temperature of 80 ℃， pre-drying time of 5 h， puffing temperature of 115 ℃， vacuum drying time of 210 min. The explosion puffing papaya products obtained by this process has the quality of bright color and crisp.

Key words papaya ；explosion puffing at variable temperature and pressure difference ；drying ；quality

番木瓜（Carica papaya L.）是嶺南四大名果之一，其果皮光滑美觀，果肉厚實(shí)細(xì)致、香氣濃郁、營養(yǎng)豐富、甜美可口，有“萬壽瓜”、“百益之果”之雅稱[1]。

番木爪除作為水果具有豐富的營養(yǎng)價(jià)值外，還具有增強(qiáng)免疫力、清除自由基、抗菌抗病原體等藥用價(jià)值。成熟的番木瓜是營養(yǎng)豐富的高檔珍稀水果，含大量蛋白質(zhì)、維生素C、胡蘿卜素和蛋白酶、富含17種以上氨基酸及鈣、鐵等，其胡蘿卜素和維生素C的含量分別是菠蘿的20和4倍，可有效補(bǔ)充人體的養(yǎng)分、增強(qiáng)機(jī)體的抗病能力。未成熟番木瓜的乳汁中所含的番木瓜蛋白酶，是一種制造化妝品的上乘原料，具有美容增白的功效，同時(shí)還可用于制造健胃藥、驅(qū)蟲劑，也可作酒類、果汁的澄清劑和肉類的軟化劑，有健胃化積、驅(qū)蟲消腫的功效。所以，成熟的番木瓜是一種比較理想的飯后水果[2]。

據(jù)FAO統(tǒng)計(jì)，2010年中國番木瓜種植面積為9 700多hm2，產(chǎn)量為16萬t。目前番木瓜是世界上產(chǎn)量增幅最大的熱帶水果，年增長率達(dá)4 %，已成為第四大熱帶、亞熱帶暢銷水果[3]。目前中國番木瓜主要利用方式是鮮食、提取木瓜蛋白酶以及木瓜原汁飲料、果酒與果醋、木瓜粉等。新鮮番木瓜多數(shù)僅限于在產(chǎn)地及周邊地區(qū)銷售，以園為市，以街為市，售價(jià)偏低。產(chǎn)后商品化處理技術(shù)低，采收、分級(jí)、防腐、包裝、保鮮、貯藏、運(yùn)輸?shù)入y以達(dá)到出口標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品主要靠內(nèi)銷[4]。如其他熱帶果蔬一樣，成熟的番木瓜鮮果水分含量較高，采收后其鮮果生命活動(dòng)旺盛，呼吸強(qiáng)度大，極不易貯藏。雖然與香蕉、荔枝、龍眼、菠蘿等躍變型熱帶水果相比，其保存期稍長，但在貯藏和保鮮期間損耗率同樣非常高?？梢?，國內(nèi)番木瓜種植面積大、產(chǎn)量高，但產(chǎn)后商品化處理技術(shù)低，保鮮、貯運(yùn)和加工的技術(shù)比較落后。將番木瓜進(jìn)行深加工，一來可減少損失、提高耐貯性，同時(shí)可提高產(chǎn)品附加值，生產(chǎn)出不同類型的番木瓜產(chǎn)品。

干燥作為一種傳統(tǒng)的食品貯藏技術(shù)，可去除果蔬中的水分，抑制物料內(nèi)部微生物活動(dòng)，延長食品的貨架期，減少貯運(yùn)費(fèi)用，增加產(chǎn)品的附加值[5]。食品的干燥方式有傳統(tǒng)的熱風(fēng)干燥、低真空冷凍干燥、真空低溫油炸以及近些年流行的變溫壓差膨化干燥等。一些機(jī)構(gòu)和學(xué)者對(duì)番木瓜干燥技術(shù)進(jìn)行了研究。國外研究主要集中在番木瓜涂膜干燥和泡沫干燥上。Carcia等[6]以福爾摩沙品種的木瓜片作為考察對(duì)象，對(duì)其表面用果膠進(jìn)行涂抹以形成果膠膜，通過對(duì)比二者的細(xì)胞結(jié)構(gòu)、顏色和維生素C含量來考察果膠可食膜技術(shù)對(duì)木瓜片的干燥效率和質(zhì)量的影響，結(jié)果表明：利用可食膜技術(shù)涂膜于木瓜片上，不僅提高了維生素C的保存率，還表現(xiàn)出更高的水分?jǐn)U散率，且干燥前后其細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)排列都與新鮮木瓜類似。Diego等[7]對(duì)比了木瓜在有可食性涂膜和無可食性涂膜情況下的干燥動(dòng)力學(xué)、維生素C和保色性，證明果膠+維生素C混合液涂膜后的番木瓜在感觀上更優(yōu)，為商業(yè)應(yīng)用提供可能。Palani等[8]研究了泡沫干燥法生產(chǎn)木瓜粉的干燥工藝。國內(nèi)也有學(xué)者利用不同干燥方式對(duì)番木瓜的干燥進(jìn)行了對(duì)比研究。高鶴等[9]探討不同干燥溫度和不同切片厚度條件下番木瓜的熱風(fēng)干燥特性，表明木瓜熱風(fēng)干燥主要為降速過程。此外，高鶴等[10]還以干燥特性、色澤、復(fù)水性以及抗壞血酸保留率為評(píng)價(jià)指標(biāo)研究了不同干燥溫度（60、70、80、90 ℃）下中短波紅外輻射和熱風(fēng)干燥對(duì)番木瓜片品質(zhì)的影響。陳清香等[11]以番木瓜為原料，研究了其果汁粉的噴霧干燥工藝條件。于婷等[12]以蜂蜜木瓜粉的感官質(zhì)量為評(píng)價(jià)指標(biāo)，研究了對(duì)其最佳配方比。滕建文等[13]選用5組不同成熟度的番木瓜制備凍干脆片，發(fā)現(xiàn)原料的成熟度對(duì)番木瓜凍干脆片有影響，低成熟度番木瓜所需冷凍干燥時(shí)間較短，但其色澤也較暗，同時(shí)塌陷程度較為嚴(yán)重，最終確定了最適成熟度的番木瓜凍干加工原料。

目前，不同工藝條件對(duì)番木瓜膨化脆片品質(zhì)影響的研究還相對(duì)較少。本研究以新鮮番木瓜為原料，探討了不同工藝條件對(duì)番木瓜膨化脆片品質(zhì)的影響，并找出了較優(yōu)的番木瓜膨化工藝。

1 材料與方法

1.1 材料

番木瓜：成熟度9成，新鮮、表皮光滑，購于湛江市霞山三和批發(fā)市場。

1.2 儀器與試劑

電熱恒溫鼓風(fēng)箱：DHG-9013A，上海一恒科學(xué)儀器有限公司。

色彩色差儀：CR-400型，日本美能達(dá)公司。

變溫壓差果蔬膨化機(jī)：QDPH10-1，天津市勤德新材料科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

番木瓜預(yù)處理（清洗、冷凍、去皮去籽、切片）→預(yù)干燥→均濕→變溫壓差膨化干燥→分級(jí)→包裝→成品。

1.3.2 單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)

通過預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，選取番木瓜變溫壓差膨化干燥工藝中冷凍時(shí)間、預(yù)干燥溫度、預(yù)干燥時(shí)間、膨化溫度、停滯時(shí)間、抽空時(shí)間等6個(gè)因素進(jìn)行逐一的單因素試驗(yàn)（表1），分析各因素對(duì)膨化產(chǎn)品水分含量、色澤、膨化度的影響。

產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)價(jià)為：番木瓜膨化產(chǎn)品水分含量越低、色澤和膨化度值越大，則番木瓜膨化產(chǎn)品質(zhì)量較好。

（1）不同冷凍時(shí)間對(duì)番木瓜膨化產(chǎn)品質(zhì)量的影響：番木瓜經(jīng)清洗、晾干后，在-18 ℃條件下冷凍0、2、4 h后取出切片，烘箱溫度為80 ℃，對(duì)其烘干5 h后，均濕10 min，再進(jìn)行膨化干燥處理。膨化參數(shù)設(shè)定為：膨化溫度115 ℃，膨化壓力0.2 MPa，停滯時(shí)間5 min，抽空溫度75 ℃，抽空時(shí)間為210 min，真空罐內(nèi)真空度達(dá)到0.098-0.100 MPa。產(chǎn)品取樣進(jìn)行品質(zhì)分析。平行試驗(yàn)2次，產(chǎn)品取樣3次，結(jié)果取平均值，以下相同。

（2）不同預(yù)干燥溫度對(duì)番木瓜產(chǎn)品質(zhì)量的影響：番木瓜經(jīng)清洗、晾干后，在-18 ℃條件下冷凍2 h后取出切片，烘箱溫度分別為60、70、80、90 ℃，對(duì)其烘干5 h后，均濕10 min，再進(jìn)行膨化干燥處理。膨化參數(shù)設(shè)定為：膨化溫度115 ℃，膨化壓力0.2 MPa，停滯時(shí)間5 min，抽空溫度75 ℃，抽空時(shí)間為210 min，真空罐內(nèi)真空度達(dá)到0.098-0.100 MPa。產(chǎn)品取樣進(jìn)行品質(zhì)分析。

（3）不同預(yù)干燥時(shí)間對(duì)番木瓜膨化產(chǎn)品質(zhì)量的影響：番木瓜經(jīng)清洗、晾干后，在-18 ℃條件下冷凍2 h后取出切片，烘箱溫度為80 ℃，對(duì)其烘干4、5、6、7 h后，均濕10 min，再進(jìn)行膨化干燥處理。膨化參數(shù)設(shè)定為：膨化溫度115 ℃，膨化壓力0.2 MPa，停滯時(shí)間5 min，抽空溫度75 ℃，抽空時(shí)間為210 min，真空罐內(nèi)真空度達(dá)到0.098-0.100 MPa。產(chǎn)品取樣進(jìn)行品質(zhì)分析。

（4）不同膨化溫度對(duì)番木瓜產(chǎn)品質(zhì)量的影響：番木瓜經(jīng)清洗、晾干后，在-18 ℃條件下冷凍2 h后取出切片，烘箱溫度為80 ℃，對(duì)其烘干5 h后，均濕10 min，再進(jìn)行膨化干燥處理。膨化參數(shù)設(shè)定為：膨化溫度分別為95、105、115、125 ℃，膨化壓力0.2 MPa，停滯時(shí)間5 min，抽空溫度75 ℃，抽空時(shí)間為210 min，真空罐內(nèi)真空度達(dá)到0.098-0.100 MPa。產(chǎn)品取樣進(jìn)行品質(zhì)分析。

（5）不同停滯時(shí)間對(duì)番木瓜產(chǎn)品質(zhì)量的影響：番木瓜經(jīng)清洗、晾干后，在-18 ℃條件下冷凍2 h后取出切片，烘箱溫度為80 ℃，對(duì)其烘干5 h后，均濕10 min，再進(jìn)行膨化。膨化參數(shù)設(shè)定為：膨化溫度設(shè)定為115 ℃，膨化壓力0.2 MPa，停滯時(shí)間分別為0、5、10 min，抽空溫度75 ℃，抽空時(shí)間為210 min，真空罐內(nèi)真空度達(dá)到0.098-0.100 MPa。產(chǎn)品取樣進(jìn)行品質(zhì)分析。

（6）不同抽空時(shí)間對(duì)番木瓜膨化產(chǎn)品質(zhì)量的影響：番木瓜經(jīng)清洗、晾干后，在-18 ℃條件下冷凍2 h后取出切片，烘箱溫度為80 ℃，對(duì)其烘干5 h后，均濕10 min，再進(jìn)行膨化。膨化參數(shù)設(shè)定為：膨化溫度為115 ℃，膨化壓力0.2 MPa，停滯時(shí)間分別為5 min，抽空溫度75 ℃，抽空時(shí)間為150、210、270 min，真空罐內(nèi)真空度達(dá)到0.098-0.100 MPa。產(chǎn)品取樣進(jìn)行品質(zhì)分析。

1.3.3 測(cè)試指標(biāo)

（1）水分含量的測(cè)定：參照GB/T 5009.3-2010《食品中水分的測(cè)定》，采用直接干燥法測(cè)量。

（2）色澤的測(cè)定：利用CR-400型色彩色差計(jì)進(jìn)行測(cè)定[14]。

利用色彩色差計(jì)，以儀器白板色澤為標(biāo)準(zhǔn)，依CIELAB表色系統(tǒng)測(cè)量番木瓜的明度指數(shù)L*、彩度指數(shù)a*和b*。L*值為明度指數(shù)，反映白度和亮度的綜合值，該值越大表明被測(cè)物越白亮。a*和b*值稱為彩度指數(shù)，兩者共同決定色調(diào)，a*值為“+”值表示偏紅，“-”值表示偏綠，值越大表示偏向越嚴(yán)重；b*值為“+”值表示被測(cè)物偏黃，“-”值表示被測(cè)物偏藍(lán)。L值、a值、b值是以儀器白板色澤為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量時(shí)的值。

根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)與感觀分析對(duì)比，本研究中采用L*值反映番木瓜色澤較為合適。

（3）膨化度的測(cè)定：參照文獻(xiàn)[15]比容法。

用超細(xì)石英砂填埋的方法測(cè)定膨化產(chǎn)品的體積。測(cè)量儀器自制，誤差小于0.2 mL，體積取平均值，膨化度用下式計(jì)算：

膨化度=（V-V0）/V0

式中V為膨化后的體積，mL；V0為膨化前的體積，mL。

1.3.4 統(tǒng)計(jì)分析方法

采用Data Processing System V7.55對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。

標(biāo)記不同字母表示通過Duncan新復(fù)極差方差分析，標(biāo)記不同大寫和小寫字母分別表示處理間在1 %和5 %水平上有顯著差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同冷凍時(shí)間對(duì)番木瓜膨化產(chǎn)品質(zhì)量的影響

由表2可以看出，隨著冷凍時(shí)間從0 h延長至4 h，膨化產(chǎn)品的水分含量持續(xù)下降，且冷凍2 h后的膨化產(chǎn)品比不冷凍制作的膨化產(chǎn)品水分含量有極顯著性差異，但隨著冷凍時(shí)間延長，水分含量的下降趨勢(shì)趨緩，無顯著性差異。L值呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢(shì)，且在不同處理間均存在極顯著差異；膨化度各處理間無明顯差異。

綜合以上分析，當(dāng)冷凍時(shí)間為2 h時(shí)，膨化產(chǎn)品的水分含量和L值均產(chǎn)生拐點(diǎn)，所得產(chǎn)品含水量較低，色澤較優(yōu)，膨化度良好，因此選擇冷凍時(shí)間為2 h為宜。

2.2 不同預(yù)干燥溫度對(duì)番木瓜產(chǎn)品質(zhì)量的影響

由表3可以看出，隨著預(yù)干燥溫度的升高，膨化產(chǎn)品的水分含量和L值均呈下降趨勢(shì)，膨化度呈上升趨勢(shì)。70 ℃以上預(yù)干燥溫度與60 ℃預(yù)干燥溫度生產(chǎn)出來的產(chǎn)品水分含量有極顯著性差異，但70 ℃以上各預(yù)干燥溫度生產(chǎn)出的產(chǎn)品水分含量之間并無極顯著差異，70 ℃與80、90 ℃預(yù)干燥溫度生產(chǎn)出的產(chǎn)品水分含量之間有顯著性差異，80、90 ℃預(yù)干燥溫度生產(chǎn)出的產(chǎn)品水分含量之間無顯著性差異；各預(yù)干燥溫度下生產(chǎn)出的番木瓜產(chǎn)品L值下降，且60 ℃與70 ℃之間的產(chǎn)品L值有極顯著性差異，80 ℃與90 ℃之間的產(chǎn)品L值有顯著性差異，但70 ℃與80 ℃之間的產(chǎn)品L值無顯著性差異；隨著預(yù)干燥溫度的提高，各預(yù)干燥溫度下生產(chǎn)出的番木瓜產(chǎn)品的膨化度上升，60 ℃與70 ℃之間的產(chǎn)品膨化度有顯著性差異，70 ℃以上各處理間的產(chǎn)品膨化度均有極顯著性差異。

綜上所述，當(dāng)預(yù)干燥溫度為80 ℃時(shí)，膨化產(chǎn)品的水分含量、L值和膨化度均較優(yōu)，因此選擇預(yù)干燥溫度為80 ℃為宜。

2.3 不同預(yù)干燥時(shí)間對(duì)番木瓜膨化產(chǎn)品質(zhì)量的影響

由表4可以看出，隨著預(yù)干燥時(shí)間的延長，膨化度呈現(xiàn)先升高后降低，水分含量呈現(xiàn)一直下降的趨勢(shì)，L值無顯著差異。結(jié)合感觀評(píng)價(jià)，綜合成本等因素考慮，確定預(yù)干燥時(shí)間為5 h。

2.4 不同膨化溫度對(duì)番木瓜產(chǎn)品質(zhì)量的影響

由表5可看出，隨著膨化溫度的升高，膨化產(chǎn)品水分含量逐漸下降，膨化度逐漸升高。膨化溫度為95 ℃時(shí)生產(chǎn)的膨化產(chǎn)品的水分含量與105 ℃膨化溫度下生產(chǎn)的膨化產(chǎn)品的水分含量有極顯著性差異；膨化溫度為115 ℃時(shí)生產(chǎn)的膨化產(chǎn)品的水分含量與125 ℃膨化溫度下生產(chǎn)的膨化產(chǎn)品的水分含量有極顯著性差異；但膨化溫度為105 ℃時(shí)生產(chǎn)的膨化產(chǎn)品的水分含量與115 ℃膨化溫度下生產(chǎn)的膨化產(chǎn)品的水分含量無顯著性差異。

膨化溫度為95、105、115 ℃時(shí)生產(chǎn)的膨化產(chǎn)品其膨化度都有極顯著性差異，但隨著溫度的繼續(xù)上升，膨化溫度為125 ℃時(shí)生產(chǎn)的膨化產(chǎn)品與115 ℃時(shí)相比，其膨化度無顯著性差異。

膨化溫度在L值95、105、115 ℃時(shí)的膨化產(chǎn)品色澤無顯著性差異，但與125 ℃時(shí)的膨化產(chǎn)品皆有顯著性差異。綜合以上分析，確定膨化溫度為115 ℃。

2.5 不同停滯時(shí)間對(duì)番木瓜產(chǎn)品質(zhì)量的影響

由表6可看出，停滯時(shí)間為5 min時(shí)與無停滯時(shí)間相比，其膨化度有極顯著性差異。鑒于此，選擇停滯時(shí)間為5 min。

2.6 不同抽空時(shí)間對(duì)番木瓜膨化產(chǎn)品質(zhì)量的影響

由表7可知，抽空時(shí)間為210 min時(shí)，其膨化度較150 min都有極顯著性差異，水分含量及L值顯著性差異；另外，隨著抽空時(shí)間的延長，膨化度無顯著性差異。各水平間L值無顯著性差異。綜上所述，選擇抽空時(shí)間為210 min。

2.7 番木瓜變溫壓差膨化干燥工藝的驗(yàn)證結(jié)果

通過以上試驗(yàn)結(jié)果，選擇將番木瓜經(jīng)清洗、晾干后，在-18 ℃條件下冷凍2 h后取出切片，烘箱溫度為80 ℃，對(duì)其烘干5 h后，均濕10 min，再進(jìn)行膨化干燥處理。膨化參數(shù)設(shè)定為：膨化溫度115 ℃，膨化壓力0.2 MPa，停滯時(shí)間5 min，抽空溫度75 ℃，抽空時(shí)間210 min，真空罐內(nèi)真空度達(dá)到0.098-0.100 MPa。在此條件下生產(chǎn)出的番木瓜產(chǎn)品取樣進(jìn)行品質(zhì)分析，結(jié)果見表8。

通過以上驗(yàn)證結(jié)果可得到較為優(yōu)質(zhì)的番木瓜膨化產(chǎn)品，色澤桔紅，顆粒飽滿，口感酥脆。具體見圖1。

3 討論與結(jié)論

（1）通過變溫壓差膨化干燥技術(shù)，可以生產(chǎn)出有優(yōu)良品質(zhì)的番木瓜膨化產(chǎn)品。本番木瓜膨化產(chǎn)品呈現(xiàn)出中空結(jié)構(gòu)，即整個(gè)產(chǎn)品內(nèi)部無內(nèi)容物，為空心化狀態(tài)，與其它膨化產(chǎn)品疏松多孔但平整的結(jié)構(gòu)有很大不同。這可能與番木瓜果實(shí)所含組分有關(guān)，番木瓜的果實(shí)水分含量90 %以上、糖含量5 %-6 %，固形物質(zhì)含量極低（粗纖維含量為0.3 %-0.5 %），而其他水果如菠蘿有較高的粗纖維含量（超過3 %），脫水干燥后足以支撐內(nèi)部結(jié)構(gòu)以保持原有的外形。

（2）試驗(yàn)結(jié)果表明，較優(yōu)的番木瓜變溫壓差膨化生產(chǎn)工藝為冷凍時(shí)間2 h，烘干溫度80 ℃，烘干時(shí)間5 h，膨化溫度115 ℃，抽空時(shí)間210 min。在此條件下生產(chǎn)出的番木瓜膨化產(chǎn)品色澤鮮艷，酥脆可口，有較高的商品性，可嘗試進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。

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