不同干燥方式對青梅品質(zhì)的影響

羅鳴，張桂容，羅鈺婕，殷曉翠，馬嫄，袁乙平，李靖

(西華大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，四川 成都,610039)

青梅，又稱果梅、酸梅，是薔薇科杏屬植物，原產(chǎn)于我國，后傳入歐洲，在我國已經(jīng)有兩千多年的栽培歷史[1]。青梅以酸著稱，總酸量約為4.62%～6.78%，其中最主要的是檸檬酸，其余為蘋果酸、琥珀酸、乙酸、乳酸、枸櫞酸、草酸等，具有很強的抑菌活性，對S.sobrinus，S.mitis等15種細菌的生長有抑制作用[2-3]。青梅還富含類黃酮、花青素等酚類物質(zhì)，具有很好的抗氧化性[4]，是一種藥食同源的食品原料。目前，我國青梅主要出口到日本等地區(qū)或經(jīng)煙熏制成烏梅進行藥用，附加值極低，難以為果農(nóng)創(chuàng)造較高的經(jīng)濟價值；另一方面，青梅因水分含量高，采摘后易腐爛，貯藏期十分短，容易造成資源浪費。因此，將青梅制成果干是延長青梅貨架期的一種重要途徑。

青梅采摘后首先要進行干燥、保存便于后期加工利用，但目前對青梅的干燥仍然停留在傳統(tǒng)的熏制方式上，煙熏過程中的美拉德反應(yīng)和焦糖化反應(yīng)使產(chǎn)品呈現(xiàn)深褐色而無光澤且具有煙熏味[5]，不適合進一步的深加工，而對青梅的其他干燥方式未見文獻報道。TIAN等[6]研究認為，經(jīng)真空微波干燥后香菇的營養(yǎng)成分、風(fēng)味物質(zhì)、色澤、復(fù)水性、組織結(jié)構(gòu)等特性均優(yōu)于熱風(fēng)干燥和真空干燥。JIANG等[7]研究認為，真空冷凍干燥處理的秋葵的色澤、抗氧化成分和微觀結(jié)構(gòu)均優(yōu)于熱風(fēng)干燥，但是干燥時間和能耗都相對較大。羅東升等[8]研究了不同干燥方法對紅棗切片品質(zhì)的影響，結(jié)果表明經(jīng)真空冷凍干燥和真空微波干燥后棗片的復(fù)水性、抗氧化成分含量和香氣成分保持最好，但是熱風(fēng)干燥能提高棗片紅值、體積密度及相對減少乙酸的刺激性氣味。本文旨在探討熱風(fēng)干燥、真空干燥、真空微波干燥、真空冷凍干燥等不同干燥方式對青梅的含水率、感官特性、有機酸、總糖、總酚、總黃酮含量，以及色差和微觀結(jié)構(gòu)的影響，以便為青梅的干燥保存和深加工提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

青梅，四川省阿壩州當年6月所采，去核，切分后備用；甲醇(色譜純)，賽默飛世爾科技(中國)有限公司；蘆丁(純度≥98%)，四川省維克奇生物科技有限公司；沒食子酸(純度≥95%)、福林酚試劑、鐵氰化鉀、NaNO2、Na2CO3、乙醇、戊二醛等，均為分析純，成都市科龍化工試劑廠。

1.2 儀器與設(shè)備

BPG-9240A型恒溫鼓風(fēng)干燥箱,上海一恒科技有限公司；D2F-6021型真空干燥箱,浙江中控科教儀器設(shè)備有限公司；JDH-3GZ型真空微波干燥機,廣州永澤微波能設(shè)備有限公司；FDU-1100型真空冷凍干燥機,東京理化器械株式會社；SB-5200DTN型超聲清洗機,寧波新芝生物科技股份有限公司；PHS-3C pH計,成都世紀方舟有限公司；1260型超高效液相色譜儀,安捷倫科技有限公司；7200型分光光度計,尤尼柯(上海)儀器有限公司；WF32-16mm型色差儀,深圳市威福光電科技有限公司；Quanta 250場發(fā)射掃描電子顯微鏡,荷蘭PHILIPS公司。

1.3 方法

1.3.1 熱風(fēng)干燥青梅的工藝研究

取青梅100 g，分別設(shè)定60、70、80、90 ℃，進行熱風(fēng)干燥，每隔20 min測青梅含水率，分別干燥至含水量15%以下，研究不同干燥溫度對干燥過程的影響。

1.3.2 真空干燥青梅的工藝研究

取青梅100 g，分別設(shè)定60、70、80、90 ℃，進行真空干燥(0.06 MPa)，每隔30 min測青梅含水率，分別干燥至含水量15%以下，研究不同干燥溫度對干燥過程的影響。

1.3.3 真空微波干燥青梅的工藝研究

取青梅100 g，分別設(shè)定55～60 ℃，1 kW、65～70 ℃，1 kW、55～60 ℃，2 kW、65～70 ℃，2 kW，進行真空微波干燥(0.05 MPa)，每隔10 min測青梅含水率，分別干燥至含水量15%以下，研究不同干燥條件對干燥過程的影響。

1.3.4 真空冷凍干燥青梅的工藝研究

取青梅100 g，設(shè)定-45 ℃、10 Pa，進行真空冷凍干燥，每隔1 h測青梅含水率，干燥至含水量15%以下，研究真空冷凍干燥對青梅干燥過程的影響。

1.3.5 指標的測定

1.3.5.1 感官評價

感官評價主要從色澤、組織狀態(tài)、香味、收縮程度4個方面進行綜合評分，評分標準見表1。

表1 青梅干燥產(chǎn)品的感官評價標準Table 1 Sensory evaluation standard of dried plum

1.3.5.2 色差的測定[9]

采用色差儀測定青梅干燥前后的色差。L*值為明度指數(shù)(0=黑色，100=白色)；a*表示紅綠色度(-a*=綠色，+a*=紅色)；b*表示黃藍色度(-b*=藍色，+b*=黃色)。ΔE表示所測物體的L*、a*、b*值與鮮青梅果肉之間的色差值，按下式計算。

(1)

式中：L*、a*、b*為鮮青梅果肉色差測定值；L、a、b為樣品色差測定值。

通過比較ΔE*值評價不同干燥方式對青梅的顏色影響。

1.3.5.3 含水率的測定[10]

(2)

式中：Mw為濕基含水率，%；ms為物料中水的質(zhì)量，g；md為物料中干物質(zhì)的質(zhì)量，g。

1.3.5.4 有機酸的測定

采用高效液相色譜法測定。

樣品制備：將青梅用攪拌機打漿，置于300 mL錐形瓶中，加入100 mL流動相，室溫浸泡30 min，再加入200 mL流動相，于35 ℃下超聲萃取35 min，抽濾，濾液用流動相定容至300 mL，取8 mL濾液于5 000 r/min下離心10 min，上清液用0.45 μm孔徑濾膜過濾[11]。

色譜條件參照文獻方法[12]。色譜柱：Agilent TC-C18柱(250 mm×4.6 mm i.d，5 μm)；流動相A是甲醇，流動相B是0.01 mol/L KH2PO4水溶液，并用磷酸調(diào)pH值為2.85，VA∶VB=3∶97，流速1 mL/min；柱溫30 ℃，檢測波長210 nm，進樣量20 μL。根據(jù)保留時間對樣品中的有機酸進行定性，然后使用外標法定量。

1.3.5.5 總糖的測定

總糖采用鐵氰化鉀法測定[13]。

1.3.5.6 總酚的測定

采用福林酚法測定[14]，以沒食子酸含量為橫坐標，吸光度值為縱坐標，得出沒食子酸含量(x)與吸光值(y)之間的標準曲線，得回歸方程：y=104.35x-0.010 3，R2=0.999 4。

1.3.5.7 總黃酮的測定

采用NaNO2-Al(NO2)3-NaOH法測定[15]。以蘆丁含量為橫坐標，吸光度值為縱坐標，得出蘆丁含量(x)與吸光值(y)之間的標準曲線，得回歸方程：y=0.085 4x+0.001 4，R2=0.999 4。

1.3.5.8 微觀結(jié)構(gòu)測定

將經(jīng)4種干燥方式干燥的青梅切成長1 cm、寬1 cm、高1 mm后放入適量4%戊二醛固定液中固定36 h(固定溫度為4℃)，用pH=7.4的磷酸鹽緩沖液(0.1 mol/L)對樣品沖洗30 min，以梯度乙醇溶液(體積分數(shù)為50%、70%、80%、95%、100%)脫水10 min，凍干。將凍干后的樣品置于真空鍍膜機中進行噴金鍍膜，在掃描電子顯微鏡下放大500倍和1 000倍觀察并采集圖譜[16]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

樣品均重復(fù)3次，結(jié)果以(X±SD)的形式表示，采用Excel 2010、Origin 8.6、SPSS 17.0軟件對實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析和圖形處理，進行差異顯著性分析。a，b，c，d相同字母表示無顯著性差異，不同字母則代表存在顯著差異，顯著水平p<0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同干燥方式對青梅感官品質(zhì)的影響

由表2可知，65～70 ℃，2 kW真空微波干燥處理后的青梅感官品質(zhì)最好，梅香濃郁，具有誘人的金黃色，并且蜂窩狀結(jié)構(gòu)復(fù)水性強，有利于進一步深加工。相比之下，真空冷凍干燥后的青梅雖然松軟且呈海綿狀，但是梅香味較淡，色澤較淺，不具吸引力。真空干燥的青梅在色澤、組織結(jié)構(gòu)、香味方面較真空微波干燥略有不足；熱風(fēng)干燥的青梅的各項指標遠遠低于真空微波干燥和真空冷凍干燥，不適合食用和進一步加工。

表2 不同干燥方式對青梅感官品質(zhì)的影響Table 2 Effect of different drying methods on the sensory quality of plum

注：每列中不同字母表示差異性顯著(p<0.05)。

2.2 不同干燥方式對青梅色澤的影響

由表3可知，青梅經(jīng)過不同方式的干燥后，色差值均發(fā)生改變。真空冷凍干燥后的色差ΔE*最小，為5.86；其次是真空微波干燥、真空干燥，熱風(fēng)干燥，色差ΔE*最高可達18.20。經(jīng)真空冷凍干燥的青梅L*、b*值有所上升，而a*值有所下降，原因是在真空條件下沒有氧氣的參與且低溫鈍化酶的活性，因此無褐變反應(yīng)，色差值較小。真空微波干燥亦是如此，色差值較真空干燥和熱風(fēng)干燥小。熱風(fēng)干燥過程中由于高溫促進美拉德反應(yīng)以及葉綠素的降解、酶促褐變等導(dǎo)致顏色加深[17-18]，而且隨著干燥時間延長，色差值增大。

2.3 不同干燥方式對青梅含水率的影響

由圖1可知，隨著干燥時間的延長，不同干燥方式處理后的青梅含水率逐漸降低。溫度越高，物料干燥至恒重所需的時間越短[19]。由圖1-a(熱風(fēng)干燥)可見，不同溫度物料達到平衡水分的時間不同，這是因為水分在表面的汽化速率起著控制干燥速率的作用， 青梅在60 ℃、70 ℃干燥，其中的水分在100～240 min急劇蒸發(fā)； 80 ℃、90 ℃干燥40～160 min水分即蒸發(fā)迅速，在這期間青梅從熱空氣中吸收的熱量全部用于水分的汽化。在這之后，含水率下降程度逐漸趨于平緩，干燥為內(nèi)部擴散控制。由圖1-b(真空干燥)可見，減壓環(huán)境能加快青梅內(nèi)水分的溢出，但水分蒸發(fā)較慢，而熱風(fēng)干燥中水分及時被熱空氣帶走，因此真空干燥下物料表面的水蒸氣分壓與干燥介質(zhì)中的水蒸氣分壓達到動力學(xué)平衡的時間較熱風(fēng)干燥長。由圖1-c(真空微波干燥)可見，真空條件下微波處理功率越大，干燥時間越短。微波干燥過程水分蒸發(fā)十分劇烈，其中1 kW，55～60 ℃干燥較為溫和，在20～60 min含水率驟減，而1 kW，65～70 ℃、2 kW，55～60 ℃、2 kW，65～70 ℃分別在0～60 min、0～50 min、0～40 min水分急劇蒸發(fā)。由圖1-d(真空冷凍干燥)可知，真空冷凍干燥處理青梅沒有含水率驟減的階段，含水率降低至10%需22 h。

表3 不同干燥方式對青梅色澤的影響Table 3 Effect of different drying methods on the color of plum

注：每列中不同字母表示差異性顯著(p<0.05)。

圖1 不同干燥方式對青梅含水率的影響Fig.1 Drying curves of plum under different drying methods

2.4 不同干燥方式對青梅有機酸的影響

由圖2可知，青梅在經(jīng)過不同的干燥方式處理后，其總酸含量具有顯著性差異(p<0.05)。青梅鮮果的總酸含量約為6.8%。經(jīng)過不同方式干燥后，總酸含量均有所降低，其中真空冷凍干燥后的總酸含量最高，為6.4%，顯著高于其他方式處理的青梅(p<0.05)。這是因為在真空條件下，干燥箱中的加熱板以輻射的形式將熱量傳遞給物料，熱量可直接作用于水分子，從而減少了有機酸的損失[20]。熱風(fēng)干燥后的產(chǎn)品的總酸含量最低，約為4.4%～5.6%，這是因為不飽和脂肪酸在熱風(fēng)干燥過程中發(fā)生氧化，導(dǎo)致不飽和脂肪酸被破壞，有機酸總量大幅降低[21]。而真空微波干燥雖然也有高溫破壞有機酸的作用，但接觸時間較短，有機酸損失量比真空干燥和熱風(fēng)干燥少。

HD-1：60 ℃熱風(fēng)干燥；HD-2：70 ℃熱風(fēng)干燥；HD-3：80 ℃熱風(fēng)干燥；HD-4：90 ℃熱風(fēng)干燥；VD-1：60 ℃真空干燥；VD-2：70 ℃真空干燥；VD-3：80 ℃真空干燥；VD-4：90 ℃真空干燥；MVD-1：1 kW，55～60 ℃真空微波干燥；MVD-2：1 kW，65～70 ℃真空微波干燥；MVD-3：2 kW，55～60 ℃真空微波干燥；MVD-4：2 kW，65～70 ℃真空微波干燥；FD：真空冷凍干燥 圖2 不同干燥方式對青梅有機酸的影響Fig.2 Effect of different drying methods on the organicacid of plum注：不同的字母表示不同干燥方式的差異顯著(p<0.05)。下同。

由表4可知，檸檬酸是青梅有機酸中的主要成分，約占有機酸總量的88.3%，然后是蘋果酸>乳酸>琥珀酸>酒石酸>草酸>乙酸。4種干燥方式處理后的青梅有機酸總量、檸檬酸、蘋果酸、乳酸、酒石酸、草酸、乙酸含量都下降，而琥珀酸含量均有升高，這可能是因為在干燥過程中某些酯類成分的分解。綜合看來，真空冷凍干燥青梅保存有機酸最有效，凍干后的青梅有機酸總量和檸檬酸含量顯著高于其他干燥方式(p<0.05)。

2.5 不同干燥方式對青梅總糖的影響

由圖3可知，青梅鮮果的總糖含量約為0.93%，經(jīng)過不同方式干燥后，總糖含量均有升高，且具有顯著性差異(p<0.05)。其中真空微波干燥后的總糖含量最高，其次是真空干燥、熱風(fēng)干燥，真空冷凍干燥所得產(chǎn)品總糖最低。2 kW，65～70 ℃和2 kW，55～60 ℃微波真空干燥后總糖含量分別為為干燥的2.38倍(2.21%)和2.35倍(2.19%)，顯著高于其他干燥方式處理的青梅(p<0.05)，但是兩者不具有顯著性差異。真空冷凍干燥后總糖含量最低，僅為鮮果的1.54倍(1.39%)。

表4 不同干燥方式對青梅有機酸的影響Table 4 Effect of different drying methods on the organic acids of plum

注：每列中不同字母表示差異性顯著(p<0.05)。

2.6 不同干燥方式對青梅總酚的影響

由圖4可知，青梅鮮果的總酚含量約為365 mg/100g，經(jīng)過不同方式干燥后，總酚含量均有不同程度的降低且具有顯著性差異(p<0.05)。真空冷凍干燥后的青梅總酚含量為343.33 mg/100g，顯著高于其他干燥方式(p<0.05)，這是由于低溫真空條件能有效防止物質(zhì)分解，降低酚類物質(zhì)的損失。70 ℃熱風(fēng)干燥的青梅總酚含量最低，為102.33 mg/100g，較鮮果下降了71.05%，這是因為青梅長時間暴露在熱空氣中，高溫加速氧化進程，導(dǎo)致酚類物質(zhì)被破壞[22]。

HD-1：60 ℃熱風(fēng)干燥；HD-2：70 ℃熱風(fēng)干燥；HD-3：80 ℃熱風(fēng)干燥；HD-4：90 ℃熱風(fēng)干燥；VD-1：60 ℃真空干燥；VD-2：70 ℃真空干燥；VD-3：80 ℃真空干燥；VD-4：90 ℃真空干燥；MVD-1：1 kW，55～60 ℃真空微波干燥；MVD-2：1 kW，65～70 ℃真空微波干燥；MVD-3：2 kW，55～60 ℃真空微波干燥；MVD-4：2 kW，65～70 ℃真空微波干燥；FD：真空冷凍干燥 圖3 不同干燥方式對青梅總糖的影響Fig.3 Effect of different drying methods on the total sugarof plum

HD-1：60 ℃熱風(fēng)干燥；HD-2：70 ℃熱風(fēng)干燥；HD-3：80 ℃熱風(fēng)干燥；HD-4：90 ℃熱風(fēng)干燥；VD-1：60 ℃真空干燥；VD-2：70 ℃真空干燥；VD-3：80 ℃真空干燥；VD-4：90 ℃真空干燥；MVD-1：1 kW，55～60 ℃真空微波干燥；MVD-2：1 kW，65～70 ℃真空微波干燥；MVD-3：2 kW，55～60 ℃真空微波干燥；MVD-4：2 kW，65～70 ℃真空微波干燥；FD：真空冷凍干燥圖4 不同干燥方式對青梅總酚的影響Fig.4 Effect of different drying methods on the total phenolsof plum

2.7 不同干燥方式對青梅總黃酮的影響

由圖5可知，青梅鮮果的總黃酮含量為158.67 mg/100g，經(jīng)過不同方式干燥后，總黃酮含量均不同程度降低具有顯著性差異(p<0.05)。真空冷凍干燥后的產(chǎn)品總黃酮含量保持最高，為135.72 mg/100g，顯著高于其他干燥方式處理的青梅(p<0.05)。90℃熱風(fēng)干燥的產(chǎn)品總黃酮含量最低，為82 mg/100g，總黃酮損失率可達48.43%。

HD-1：60 ℃熱風(fēng)干燥；HD-2：70 ℃熱風(fēng)干燥；HD-3：80 ℃熱風(fēng)干燥；HD-4：90 ℃熱風(fēng)干燥；VD-1：60 ℃真空干燥；VD-2：70 ℃真空干燥；VD-3：80 ℃真空干燥；VD-4：90 ℃真空干燥；MVD-1：1 kW，55～60 ℃真空微波干燥；MVD-2：1 kW，65～70 ℃真空微波干燥；MVD-3：2 kW，55～60 ℃真空微波干燥；MVD-4：2 kW，65～70 ℃真空微波干燥；FD：真空冷凍干燥 圖5 不同干燥方式對青梅總黃酮的影響Fig.5 Effect of different drying methods on the totalflavnoids of plum

2.8 不同干燥方式對青梅微觀結(jié)構(gòu)的影響

由圖6可以看出，不同干燥方式處理的青梅微觀結(jié)構(gòu)各不相同：熱風(fēng)干燥水分溢出青梅表面，內(nèi)部結(jié)構(gòu)塌陷加上高溫造成的皺變、萎縮，產(chǎn)品嚴重干縮[23]；真空干燥由于時間長，水分逸于產(chǎn)品表面無法及時散失，造成內(nèi)部結(jié)構(gòu)塌陷，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)被破壞出現(xiàn)細小孔隙；真空微波干燥由于干燥迅速，水分的急速蒸發(fā)在組織結(jié)構(gòu)中沖出較多細小通道，因此產(chǎn)品組織結(jié)構(gòu)較為疏松[24]；真空冷凍干燥過程中，物料先經(jīng)預(yù)凍形成穩(wěn)定的骨架，水分再升華，樣品的組織結(jié)構(gòu)和形態(tài)不會受到較大影響，因此呈現(xiàn)疏松海綿狀結(jié)構(gòu)[25-26]。

A-熱風(fēng)干燥(×500倍)；B-熱風(fēng)干燥(×1 000倍)；C-真空干燥(×500倍)；D-真空干燥(×1 000倍)；E-真空微波干燥(×500倍)；F-真空微波干燥(×1 000倍)；G-真空冷凍干燥(×500倍)；H-真空冷凍干燥(×1 000倍)圖6 不同干燥方式對青梅微觀結(jié)構(gòu)的影響Fig.6 Effect of different drying methods on the microstructuresof plum

3 結(jié)論

通過以上不同干燥方式的比較研究可以發(fā)現(xiàn)，真空微波干燥青梅所用時間最短，為40 min，并且所得產(chǎn)品感官特性最好，特別是總糖含量最高；真空冷凍干燥時間最長，為22 h，是真空微波干燥時間的33倍，但是真空冷凍干燥所得產(chǎn)品營養(yǎng)成分保存最好，色差值、微觀結(jié)構(gòu)均為最佳，且有機酸、總酚、總黃酮含量均高于其他干燥方法；綜合干燥效率和產(chǎn)品質(zhì)量分析，實際生產(chǎn)可以聯(lián)合真空微波干燥和真空冷凍干燥處理青梅。