不同聯(lián)合干燥方法對山藥片質(zhì)地結(jié)構(gòu)及品質(zhì)的影響

郭嘉 劉春菊 任晗慈 李大婧 宋江峰 張鐘元 顧千輝

摘要：為了研究不同聯(lián)合干燥對山藥片的質(zhì)構(gòu)與品質(zhì)的影響，采用熱風(fēng)-凍干、凍干-熱風(fēng)、膨化-凍干、凍干-膨化4種方法聯(lián)合干燥山藥片，分析山藥片的收縮率、孔隙結(jié)構(gòu)、硬脆度、復(fù)水特性等質(zhì)地結(jié)構(gòu)與品質(zhì)指標(biāo)的差異。結(jié)果表明，熱風(fēng)-凍干山藥片具有較高的硬脆度及較小復(fù)水性，皺縮嚴(yán)重，具有較低的孔隙率;凍干-熱風(fēng)和膨化-凍干對山藥片結(jié)構(gòu)改變最小，具有較高的復(fù)水比;凍干-膨化山藥片的體積收縮率和直徑收縮率顯著低于其他3種聯(lián)合干燥（P<0.05），孔隙率顯著高于其他3種聯(lián)合干燥（P<0.05），硬脆度適中，同時具有較高的感官綜合評分。本試驗(yàn)結(jié)果為山藥片聯(lián)合干燥的生產(chǎn)應(yīng)用提供了一定的技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：山藥片;聯(lián)合干燥;質(zhì)地結(jié)構(gòu);品質(zhì)

中圖分類號：TS255.36文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1002-1302（2020）22-0213-05

作者簡介：郭嘉（1997—），女，山西大同人，碩士研究生，主要從事果蔬加工與質(zhì)量控制研究。E-mail：1125330362@qq.com。

通信作者：李大婧，博士，研究員，主要從事果蔬加工與綜合利用研究。E-mail：lidajing@163.com。

山藥（Dioscoreaopposita）為薯蕷科薯蕷屬植物的地下塊莖，是一種藥食同源作物，是世界上僅次于木薯、土豆和紅薯的第四大塊根植物[1]。山藥富含淀粉、黏液多糖、尿囊素、黏液蛋白、皂苷、多酚氧化酶和鐵、鈣、鋅等多種營養(yǎng)素，具有調(diào)節(jié)免疫、抗氧化、抗衰老、降血糖、降血脂、調(diào)節(jié)脾胃、抗突變、抗腫瘤等功效[2-3]，是糧、菜、藥兼用的多用途特色作物，也是我國重要的補(bǔ)充糧食作物。新鮮山藥水分含量高，易腐爛變質(zhì)，對貯藏環(huán)境要求非?？量?，極易發(fā)生凍傷、發(fā)芽、呼吸加速等現(xiàn)象，造成了山藥的大量損失。

干燥是一種延長蔬菜保質(zhì)期的有效方法，可降低蔬菜的含水量，抑制微生物繁殖，減少營養(yǎng)成分損失及降低鈍化酶活性等[4-6]。目前市面上的山藥片主要采用的是油炸、冷凍干燥及熱風(fēng)干燥等方法，油炸可賦予物料很好的質(zhì)地結(jié)構(gòu)，口感酥脆，但其含油量高，可產(chǎn)生有害物質(zhì)，貯藏期間易發(fā)生脂肪氧化等不良反應(yīng);冷凍干燥很好地保持了山藥的色香味形，但加工成本高，干燥時間長，口感綿軟;熱風(fēng)干燥具有生產(chǎn)成本低、低能耗等優(yōu)勢，但產(chǎn)品皺縮嚴(yán)重，硬度大，口感無法讓消費(fèi)者接受[1，7-8]。近幾年聯(lián)合干燥受到了各位專家學(xué)者的關(guān)注，可發(fā)揮各個干燥方法的優(yōu)勢，生產(chǎn)出品質(zhì)優(yōu)良、質(zhì)地可調(diào)控、迎合市場的山藥片產(chǎn)品。因此，本研究以懷山藥為研究對象，探討熱風(fēng)-凍干、凍干-熱風(fēng)、膨化-凍干、凍干-膨化4種聯(lián)合干燥方法對山藥片的收縮率、孔隙結(jié)構(gòu)、硬脆度、復(fù)水特性等質(zhì)地結(jié)構(gòu)及品質(zhì)指標(biāo)的影響，獲得一種最適宜的山藥片聯(lián)合干燥方法，為山藥片加工產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供一定的理論支撐。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

山藥品種為懷山藥，購于南京蘇果超市。

1.2儀器與設(shè)備

質(zhì)構(gòu)儀（CT325K），購自美國博勒飛公司;色差儀（WSC-S），購自上海精密科學(xué)儀器有限公司;紫外-可見分光光度計(jì)（TU-1810），購自北京普析通用儀器有限公司;電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（DHG-9073B5-Ⅲ），購自上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司;臺式高速離心機(jī)（TG16-WS），購自長沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司;高效壓差膨化干燥設(shè)備（QDPH-20），購自天津市勒德新材料科技有限公司。

1.3不同聯(lián)合干燥山藥片制備

新鮮山藥清洗去皮后切成厚度為5mm、直徑為5cm的山藥片，沸水燙漂2min，立即冷水冷卻，瀝干后備用。

1.3.1熱風(fēng)-凍干山藥片

將瀝干后的山藥片平鋪于干燥盤上，放入預(yù)熱至70℃的熱風(fēng)干燥箱中干燥1.5h，使山藥片水分含量達(dá)到40%左右，將山藥片取出后放入4℃冰箱中均濕過夜。將均濕后的山藥片平鋪放于真空冷凍干燥機(jī)中，將物料在-40～-30℃下冷凍3～4h，打開真空泵，使凍干倉真空度小于30Pa，打開加熱開關(guān)，開始真空冷凍干燥，山藥片中心溫度與加熱溫度一致時表示到達(dá)干燥終點(diǎn)，得到熱風(fēng)-凍干山藥片產(chǎn)品。

1.3.2凍干-熱風(fēng)山藥片

將瀝干后的山藥片平鋪放于真空冷凍干燥機(jī)中，將物料在-40～-30℃下冷凍3～4h，打開真空泵，使凍干倉真空度小于30Pa，打開加熱開關(guān)，開始真空冷凍干燥，8h后山藥片水分含量達(dá)到40%左右，將山藥片取出后放入4℃冰箱中均濕過夜，將均濕后的山藥片平鋪于干燥盤上，放入預(yù)熱至70℃的熱風(fēng)干燥箱中，干燥至水分含量在5%以下，獲得凍干-熱風(fēng)山藥片產(chǎn)品。

1.3.3膨化-凍干山藥片

將瀝干后的山藥片平鋪于干燥盤上，放入物料罐中，升溫至95℃保溫10min，瞬間泄壓，然后65℃真空干燥3h，使山藥片的水分含量達(dá)到40%左右，將山藥片取出后放入4℃冰箱中均濕過夜。將均濕后的山藥片平鋪放于真空冷凍干燥機(jī)中，將物料在-40～-30℃下冷凍3～4h，打開真空泵，使凍干倉真空度小于30Pa，打開加熱開關(guān)，開始真空冷凍干燥，山藥片中心溫度與加熱溫度一致時表示到達(dá)干燥終點(diǎn)，獲得膨化-凍干山藥片產(chǎn)品。

1.3.4凍干-膨化山藥片

將瀝干后的山藥片平鋪放于真空冷凍干燥機(jī)中，將物料在-40～-30℃下冷凍3～4h，打開真空泵，使凍干倉真空度小于30Pa，打開加熱開關(guān)，開始真空冷凍干燥，8h后山藥片水分含量達(dá)到40%左右，將山藥片取出放入4℃冰箱中均濕過夜。將均濕后的山藥片平鋪于干燥盤上，放入物料罐中，升溫至95℃保溫10min，瞬間泄壓，然后65℃真空干燥，干燥至山藥片水分含量低于5%，獲得凍干-膨化山藥片產(chǎn)品。

1.4測試方法

1.4.1收縮率測定

在燒杯中盛入足夠浸沒試樣的水，放置在電子天平上，用金屬針插入試樣上，把插有試樣的金屬針浸入水中1～2cm，天平穩(wěn)定后迅速讀取增加的質(zhì)量（g），即為試樣的體積（cm3）。用游標(biāo)卡尺測量干燥前與干燥后山藥片的直徑。

1.4.2體積密度、顆粒密度和孔隙度測定

山藥片的體積密度是質(zhì)量與體積的比值。顆粒密度的測定參照Zielinska等的方法[9]，用高速粉粹機(jī)將山藥片打成粉末。準(zhǔn)確稱量50mL標(biāo)準(zhǔn)比重瓶的質(zhì)量及50mL二甲苯的質(zhì)量，取2.000g左右樣品放入比重瓶中并稱質(zhì)量，將無水二甲苯加入標(biāo)準(zhǔn)比重瓶中稱質(zhì)量。

1.4.3色澤的測定

色差儀經(jīng)零校正、白板校正后測定不同聯(lián)合干燥山藥片的色澤。其中L*值為亮度變量，測定值越大則表示樣品表面亮度越高。a*為紅色或綠色值，正值表示紅色，負(fù)值表示偏綠色，絕對值越大則說明紅色或綠色越深。b*為黃色或藍(lán)色值，正值表示黃色，負(fù)值表示偏藍(lán)色，絕對值越大說明黃色或藍(lán)色越深[10]。ΔE是描述山藥片干燥前后色澤的變化，其公式為

式中：L*0、a*0、b*0和L*、a*、b*分別代表干燥前和干燥后山藥片的亮度、紅色度和黃色度。

1.4.4硬度和脆度測定

山藥片硬度和脆度測定參照魏秋羽的方法[11]稍作修改。采用CT325K型質(zhì)構(gòu)儀，測試條件如下：探頭為TA10，夾具為TA-BT-KIT，測試類型為壓縮，測試速率為0.50mm/s，測后速率為0.50mm/s，測試距離為3mm。硬度表現(xiàn)為壓縮過程中出現(xiàn)的最大壓力峰值，單位為g;脆度表現(xiàn)為壓縮過程中出現(xiàn)的第1個明顯的壓力峰值，單位為g。每種樣品做10次平行，結(jié)果取其均值。

1.4.5復(fù)水性測定

山藥片復(fù)水性能以復(fù)水比表示[12]，將干燥后的山藥片稱質(zhì)量，在水中浸泡30min，取出瀝水20min，接著用濾紙除去山藥片表面水分，再次稱質(zhì)量。

[JZ（]R=[SX（]m1m0[SX）]×100%。[JZ）][JY]（6）

式中：R為復(fù)水性，%;m1為復(fù)水后山藥片質(zhì)量，g;m0為復(fù)水前山藥片質(zhì)量，g。

1.4.6復(fù)水山藥片TPA測定

不同聯(lián)合干燥的山藥片復(fù)水后測定質(zhì)構(gòu)，采用CT325K型質(zhì)構(gòu)儀測定，選用TA25/1000圓柱型探頭;目標(biāo)類型：TPA;目標(biāo)值：1.0mm;觸發(fā)點(diǎn)負(fù)荷：10g;測試速度：0.5mm/s;循環(huán)次數(shù)：2次。

1.4.7多糖含量測定

采用苯酚-硫酸法測定樣品中的多糖含量，根據(jù)郭金龍等的方法[13]稍作修改。采用水浸提法提取樣品中的多糖，以不同濃度葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)溶液做標(biāo)準(zhǔn)曲線。

干燥后的山藥片經(jīng)研磨后得到山藥粉，稱取2g于50mL離心管中，加入20mL蒸餾水，超聲輔助浸提30min后過濾，稱取濾液于50mL容量瓶中，沉淀再次浸提，濾液定容至50mL。移取稀釋20倍后的浸提液0.1mL于試管中，加入蒸餾水至3mL，再加入1mL6%的苯酚溶液，搖勻。再加6mL濃硫酸，搖勻后放置30min，以空白對照在490nm處測吸光度。平行測定3次，結(jié)果參照葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算多糖含量。

1.4.8感官評定

邀請江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所經(jīng)過基本感官分析培訓(xùn)、熟悉評價的描述詞的10名學(xué)生對產(chǎn)品進(jìn)行感官評價。樣品被隨機(jī)提供給評價員，每位評價員單獨(dú)進(jìn)行評價，相互之間不接觸交流，樣品評定之間用清水漱口。評定標(biāo)準(zhǔn)：形態(tài)是指樣品外觀是否平整，形狀是否保持完好;色澤是指飽滿度、均勻性、組織內(nèi)部均勻性;味道是指樣品是否保留山藥原有香氣;口感是指咀嚼樣品時樣品是否軟硬適中，酥脆可口;硬度是指用切牙咬住樣品時是否費(fèi)力;可接受度是指綜合感受樣品的可接受度，是否能被大部分人所喜愛。評價采用9點(diǎn)強(qiáng)度標(biāo)度，由高到低依次表示相應(yīng)感官特征由強(qiáng)到弱的變化，即9表示極強(qiáng);8表示很強(qiáng);7表示較強(qiáng);6表示稍強(qiáng);5表示中等;4表示稍弱;3表示較弱;2表示很弱;1表示極弱。

1.5數(shù)據(jù)處理

使用SPSS17.0軟件對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，利用ANOVA檢驗(yàn)對結(jié)果進(jìn)行差異顯著性分析，繪圖使用軟件Origin8.5。

2結(jié)果與分析

2.1不同聯(lián)合干燥對山藥片收縮率的影響

收縮率是衡量干燥果蔬組織結(jié)構(gòu)變化的重要指標(biāo)。從圖1中可以看出，熱風(fēng)-凍干、凍干-熱風(fēng)和膨化-凍干3種聯(lián)合干燥的體積收縮率差異不顯著，熱風(fēng)-凍干的直徑收縮率最嚴(yán)重，其次是凍干-熱風(fēng)和膨化-凍干，凍干-膨化的體積收縮率和直徑收縮率均顯著低于其他3種聯(lián)合干燥（P<0.05），[JP+1]這可能是由于熱風(fēng)干燥過程水分蒸發(fā)較慢，細(xì)胞因失水引起原生質(zhì)體的收縮，細(xì)胞形態(tài)無法支撐膨化下降壓力，造成細(xì)胞組織的皺縮[14]。對于膨化干燥，在物料水分含量較高的情況下，即使瞬間膨化快速脫除水分，但仍然不能使物料組織骨架結(jié)構(gòu)立即形成，在后續(xù)的真空干燥過程中仍然會造成細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)的皺縮，因此對于熱風(fēng)-凍干和膨化-凍干第一階段的熱風(fēng)和膨化干燥均造成了組織結(jié)構(gòu)的收縮，第二階段的凍干也僅是維持第一階段的結(jié)構(gòu)形態(tài)。對于凍干-熱風(fēng)和凍干-膨化第一階段的凍干很好地保持了山藥片原有組織結(jié)構(gòu)，第二階段膨化干燥的瞬間膨化快速脫除水分，使得水分含量降低的大分子物質(zhì)形成組織骨架結(jié)構(gòu)，同時產(chǎn)生的膨化力促使組織結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的膨脹作用，進(jìn)一步減少了細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)的收縮，而熱風(fēng)干燥干燥速率慢，仍然會產(chǎn)生一定的皺縮。

[FK（W11][TPGJ11.tif;S+5mm][

2.2不同聯(lián)合干燥對山藥片體積密度、顆粒密度和孔隙度的影響

孔隙度是果蔬干制品質(zhì)地結(jié)構(gòu)特征的重要參數(shù)，孔隙度越大說明樣品中孔隙空間體積越大[11]。如圖2所示，凍干-膨化具有較小的體積密度、顆粒密度和較高的孔隙度，這可能是由于干燥過程中其他3種聯(lián)合干燥對山藥片組織結(jié)構(gòu)造成了較大的皺縮，而凍干-膨化收縮最小，具有較大的體積。同時也可以看出，凍干-膨化具有較高的孔隙率，顯著高于其他3種聯(lián)合干燥（P<0.05），這與“2.1”節(jié)顯示的凍干-膨化樣品收縮率較小相一致，較大的體積可以賦予物料組織中較大的孔結(jié)構(gòu)，孔隙率增加。

2.3不同聯(lián)合干燥對山藥片色澤的影響

從表1可以看出，新鮮山藥具有較低的L*值，4種聯(lián)合干燥山藥片L*值均顯著高于新鮮山藥（P<0.05），熱風(fēng)-凍干、膨化-凍干和凍干-膨化具有較高的L*值;4種聯(lián)合干燥方式均引起了a*值的增加，但4種聯(lián)合干燥方式間的a*值差異不顯著;新鮮山藥的b*值顯著低于4種聯(lián)合干燥山藥片;凍干-熱風(fēng)的ΔE值顯著低于其他3種聯(lián)合干燥方法（P<0.05），而其他3種聯(lián)合干燥的ΔE值差異不顯著，這可能是由于凍干會造成物料組織色澤變白，原有顏色變淡（這也是L*值升高的原因），而與新鮮山藥具有較高的色差，山藥片的色澤呈現(xiàn)亮白色，更加易于消費(fèi)者接受。

2.4不同聯(lián)合干燥對山藥片硬度和脆度的影響

硬度和脆度是果蔬干制產(chǎn)品的重要質(zhì)地結(jié)構(gòu)特性，對產(chǎn)品品質(zhì)起決定性的作用。如圖3所示，熱風(fēng)-凍干山藥片的硬度和脆度均最大，這可能與熱風(fēng)-凍干山藥片的收縮率較大有關(guān)，皺縮造成組織致密的質(zhì)地結(jié)構(gòu)，提高了山藥片的硬度和脆度。凍干-熱風(fēng)和膨化-凍干中的熱處理比較溫和，對凍干結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的綿軟質(zhì)地改變不大，具有較低的硬度和脆度。凍干-膨化山藥片的硬度和脆度均顯著低于熱風(fēng)-凍干，但顯著高于凍干-熱風(fēng)和膨化-凍干，這可能是由于凍干后物料中水分含量少，在瞬間膨化快速脫除大量水分的同時加速了組織結(jié)構(gòu)骨架的形成，造成硬度和脆度的提高。

2.5不同聯(lián)合干燥對山藥片復(fù)水性的影響

復(fù)水性是果蔬干制產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變化的重要指標(biāo)，復(fù)水比越大組織結(jié)構(gòu)破壞越小[15]。如圖4所示，凍干-熱風(fēng)和膨化-凍干山藥片的復(fù)水比最大，凍干-膨化山藥片次之，熱風(fēng)-凍干山藥片最小，說明凍干-熱風(fēng)和膨化-凍干對山藥片的結(jié)構(gòu)變化影響最小，這與“2.4”節(jié)中凍干-熱風(fēng)和膨化-凍干的硬度和脆度最小結(jié)果一致，這可能是由于這2種聯(lián)合干燥中的熱處理相對較溫和，對物料結(jié)構(gòu)影響較小，而以凍干體現(xiàn)出來的綿軟和復(fù)水性好為主，而熱風(fēng)-凍干的第一階段的熱風(fēng)干燥脫除水分時會造成嚴(yán)重皺縮，復(fù)水時很難復(fù)原。

2.6不同聯(lián)合干燥對山藥片感官品質(zhì)的影響

如圖5所示，熱風(fēng)-凍干山藥片具有較高的硬度得分，較低的形態(tài)、色澤、口感和可接受度得分;凍干-熱風(fēng)和膨化-凍干山藥片具有較高的山藥風(fēng)味，具有較低的硬度;凍干-膨化山藥片具有較高的形態(tài)、色澤、口感和可接受度得分，硬度和山藥香味較低?？傮w來說，凍干-膨化山藥片具有較高的感官綜合評分，可接受度較高。

3結(jié)論

不同聯(lián)合干燥方法對山藥片的質(zhì)地結(jié)構(gòu)及品質(zhì)具有顯著影響，熱風(fēng)-凍干山藥片收縮嚴(yán)重，孔隙率低，硬度和脆度較高，而復(fù)水性最小，具有較低的感官評價;凍干-熱風(fēng)和膨化-凍干山藥片表現(xiàn)出較低的硬脆度及較高的復(fù)水比，說明這2種聯(lián)合干燥加工對山藥細(xì)胞結(jié)構(gòu)影響最小;凍干-膨化山藥片具有較低的體積收縮率和直徑收縮率，孔隙率高，硬脆度和復(fù)水比適中，表現(xiàn)出較高的感官綜合評分及較高的可接受度。因此，凍干-膨化山藥片聯(lián)合干燥技術(shù)可以用于山藥片生產(chǎn)，豐富山藥加工產(chǎn)品種類，為山藥干燥產(chǎn)業(yè)提供一定的數(shù)據(jù)支撐。

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