預處理方式對熱風干燥玫瑰花瓣品質(zhì)特性的影響

張 萌 段 續(xù)，2 任廣躍，2 周四晴 徐一銘

(1. 河南科技大學食品與生物工程學院，河南 洛陽 471023；2. 糧食儲藏安全河南省協(xié)同中心，河南 洛陽 471023)

玫瑰(RosarugosaThunb.)屬薔薇科、薔薇屬，多年生常綠或落葉小灌木，富含蛋白質(zhì)、膳食纖維、酚類和黃酮類等營養(yǎng)物質(zhì)，具有重要的觀賞、藥用和食用價值[1-2]。2010年國家衛(wèi)生部頒布相關(guān)法規(guī)將其納入食品中，成為了藥食兩用的中藥之一[3]。國家輕工部規(guī)定可以食用的國產(chǎn)玫瑰品種有山東平陰玫瑰、甘肅永登苦水玫瑰、安徽肅縣傳統(tǒng)紫枝玫瑰、山東平陰豐花玫瑰、山東定陶玫瑰、河南周口商水玫瑰[4]。

新鮮玫瑰花瓣的含水率較高，易腐爛變質(zhì)。目前，既能保持玫瑰花良好的形態(tài)和色澤，又可延長貯藏期常用的方法為干燥法。蘭偉等[5]、譚穎等[6-7]、宋春芳等[8]分別采用真空冷凍、熱風干燥、真空、微波真空、熱風等干燥方式對玫瑰花瓣進行干燥試驗研究。其中，熱風干燥速度快、操作方便、成本較低，是目前干制加工生產(chǎn)中廣泛應用的主要干燥方法，特別是低溫熱風干燥對各種活性成分破壞較小，適宜富含功效成分的原料[9]。

花瓣干燥過程中容易發(fā)生褐變。預處理能影響干燥過程，影響水分擴散[10]、干燥速率[11]、干燥時間[12]等。將玫瑰花瓣的預處理方式和熱風干燥有效結(jié)合有助于玫瑰花瓣品質(zhì)、加工效率的提升等。近年來，許多學者在花瓣干燥預處理上開展了一些探索研究。如蘭偉等[13]采用了物理保色和化學保色方法對玫瑰花瓣進行處理，發(fā)現(xiàn)對非深紅色玫瑰花瓣的物理保色，以微波干燥保色效果較佳；對深紅色花瓣的化學保色以在20%的MgCl2和檸檬酸溶液中浸泡5 h效果最好。孫艷等[14]利用干燥劑埋沒干燥法及不同化學溶液前處理的方法，研究了玫瑰干花制作過程中的護形問題。朱文學等[15]對新鮮百合進行漂燙—熱風干燥試驗，探討漂燙時間和溫度對百合干燥特性及品質(zhì)的影響。食用玫瑰具有濃郁的香氣，另外含有玫瑰多糖、黃酮等天然活性物質(zhì)，因此成為生產(chǎn)保健品的理想原料。目前，關(guān)于玫瑰干燥工藝的研究多以干燥方式的比較和干花的制作為主，關(guān)于食用玫瑰花的研究較少，采用不同的預處理方式對可以食用的玫瑰花瓣的干燥特性和品質(zhì)產(chǎn)生的影響尚未見相關(guān)報道。

試驗擬以玫瑰花瓣為對象，采用溶液浸漬、燙漂預處理方式，并進行熱風干燥對比試驗，測定其含水率、復水比、色澤、總黃酮、總酚含量等指標，并采用掃描電子顯微鏡觀察微觀組織，探索不同預處理方式對玫瑰花瓣熱風干燥特性及感官品質(zhì)的影響，以期為食用玫瑰花瓣的加工提供一定的理論和技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 原料與試劑

玫瑰：山東平陰玫瑰，洛陽新村甲天下花卉市場；

檸檬酸、食鹽、無水乙醇、硝酸鋁、氫氧化鈉、亞硝酸鈉：分析純，天津市德恩化學試劑有限公司；

鹽酸：分析純，天津市化學試劑三廠。

1.2 儀器與設(shè)備

電熱鼓風干燥箱：101型，北京科偉永興儀器有限公司；

電子天平：JY/YP型，上海良平儀器儀表有限公司；

恒溫水浴鍋：HH-2型，力辰科技試驗儀器廠；

可見光分光光度計：7200型，上尤尼柯(上海)儀器有限公司；

色差計：Xrite color i5型，三恩馳科技有限公司；

循環(huán)水式真空泵：SHZ-D(Ⅲ)型，鞏義市子華儀器有限責任公司；

數(shù)控超聲波清洗器：KQ-500DE型，昆山市超聲儀器有限公司；

掃描電子顯微鏡：S4800型，日本日立公司。

1.3 方法

1.3.1 預處理方法 將新鮮玫瑰的花瓣摘下，每份稱取10 g，將玫瑰花瓣放入浸漬液浸漬2 h；將玫瑰花瓣置于75 ℃水浴鍋中燙漂2 min。處理后取出瀝干，用濾紙吸取表面水分。其中，浸漬液分別為5%檸檬酸溶液，20%糖溶液，20% NaCl+5 g檸檬酸混合溶液。料液比1∶40(g/mL)。

1.3.2 熱風干燥 將上述4組經(jīng)過預處理的玫瑰花瓣和未預處理的玫瑰花瓣分別裝入網(wǎng)盤中，放入熱風干燥箱內(nèi)進行熱風干燥。干燥前期，每隔20 min取出物料稱質(zhì)量，記錄數(shù)據(jù)后迅速放回繼續(xù)干燥，2 h后，每隔40 min取出稱量，直至物料質(zhì)量不變(前后兩次稱量質(zhì)量差值<0.01 g)時停止干燥[16]。杜利平等[3]的研究表明低溫熱風干燥對玫瑰花的活性成分破壞較小，為了獲得較優(yōu)的預處理方案，將溫度設(shè)置為45 ℃。每組試驗均重復3次。

1.3.3 指標測定

(1) 干基含水率：玫瑰花瓣干燥過程中干基含水率[17]按式(1)計算。

(1)

式中：

Xd——干基含水率，g/g；

Md——干燥過程任意t時刻花瓣的質(zhì)量，g；

M0——絕干物質(zhì)質(zhì)量，g。

(2) 干燥速率：干燥速率是指干燥過程中單位時間減少的干基含水率[18]，按式(2)計算。

(2)

式中：

DR——干燥速率，g/(g·min)；

Ma1——花瓣在干燥過程中a1時刻的干基含水率，g/g；

官僚主義在領(lǐng)導上體現(xiàn)為老爺主義，即妄自尊大，愛耍官威；在工作上則表現(xiàn)為敷衍塞責的形式主義。而應對形式主義的，往往是心照不宣的官僚主義。可以說，官僚主義“逼出”了形式主義，形式主義迎合了官僚主義，二者如影相隨，不分你我。

Ma2——花瓣在干燥過程中a2時刻的干基含水率，g/g。

(3) 復水比：將不同預處理條件下干燥得到的玫瑰花瓣干制品放入60 ℃水浴鍋內(nèi)，每隔10 min取出并用濾紙擦干玫瑰花瓣表面的水分，稱量，放回水浴鍋內(nèi)重復進行3次，按式(3)計算復水比[19]。

(3)

式中：

Re——復水比，g/g；

W2——復水后玫瑰花瓣的質(zhì)量，g；

W1——復水前玫瑰花瓣的質(zhì)量，g。

(4) 色差值：采用色差儀測定復水前后的玫瑰花瓣干制品表面的明亮度L*、紅綠值a*和藍黃值b*。每個待測樣品選取表面3個不同位置進行檢測，每個樣品重復3次。

(5) 總黃酮含量：將干燥后的玫瑰花瓣用超微粉碎機粉碎稱取1 g樣品，加30 mL 50%乙醇研磨后，400 W、40 ℃ 條件超聲提取30 min。抽濾3次。濾液在10 000 r/min 離心10 min，取上清液作為待測液。取提取液0.1 mL，加入3 mL 30%乙醇和0.3 mL 5% NaNO2溶液，搖勻放置5 min，加入0.3 mL 10% Al(NO3)3溶液，搖勻放置6 min，加入2 mL 4% NaOH溶液，搖勻，用30%乙醇稀釋至10 mL，同時以蘆丁為標樣作標準曲線于510 nm處測定吸光度[20]。標準曲線為Y(mg/mL)=0.645 6A+0.006，R2=0.999 1。

(7) 微觀結(jié)構(gòu)：使用掃描電子顯微鏡觀察干燥后的玫瑰花瓣的微觀結(jié)構(gòu)，用石墨雙面膠將不同預處理后干燥的花瓣粘在樣品臺上，于真空條件下將樣品放入掃描電鏡觀察，將樣品放大300倍，進行圖譜采集。

1.3.4 感官評定 參照食用玫瑰花餡料衛(wèi)生標準(GB 11675—2003)，對干燥后玫瑰花瓣的重要感官指標是氣味、口感、色澤和組織與形態(tài)等感官品質(zhì)進行評價[22]，由感官品評專家(10人)運用模糊數(shù)學綜合評判法確定各指標權(quán)重向量。模糊數(shù)學在食品感官綜合評價中可以消除主觀因素的影響，獲得準確、客觀、科學的評價結(jié)果[23]。10位感官品評專家評估了玫瑰花瓣的4種感官指標的重要性，給出了不同指標的隸屬度，如表1所示，隸屬度在0～1范圍內(nèi)(0代表不重要，1代表最重要)[24]。將隸屬度進行歸一化處理確定權(quán)重向量，結(jié)果見表2所示。

由表2可知，干燥后玫瑰花瓣的4個感官指標的權(quán)重向量A=[0.22，0.35，0.25，0.18]，即氣味0.22、口感0.35、色澤0.25、組織與形態(tài)0.18。因此可確定各感官指標的分值：氣味20分，口感35分，色澤25分，組織與形態(tài)20分。由15名感官評價員對產(chǎn)品進行感官評價。感官評價標準如表3所示。

表1 不同評價指標的隸屬度Table 1 Membership of different evaluation indicators

表2 隸屬度歸一化處理結(jié)果Table 2 Membership degree normalization results

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Origin 8.5統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)處理與分析，用SPSS 19軟件進行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 對玫瑰花瓣干制品干燥特性的影響

由圖1可知，在不同的預處理方式下，玫瑰花瓣的干基含水率不同，經(jīng)燙漂預處理的樣品在前100 min內(nèi)干基含水率明顯低于其他處理方式樣品的干基含水率，干燥所需時間最短。這可能是由于在75 ℃條件下進行漂燙破壞了花瓣表面細胞，花瓣組織軟化，加快了花瓣的失水并與細胞壁分離，降低了干燥過程花瓣內(nèi)水分擴散阻力，這種內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化有利于干燥過程中水分的遷移，干燥時間也因此縮短[24]。隨著干燥過程的進行，干基含水率越來越低，干燥速率也逐漸減慢，整個干燥過程只呈現(xiàn)降速階段。在干燥初期，物料的水分含量較高，對應的干燥速率也高于含水率較低時的干燥速率，隨著干燥時間的延長，物料殘余的水分逐漸減少，干基含水率變化趨勢逐漸變小，可能是干燥剛開始時，玫瑰花瓣經(jīng)過一個預熱處理，花瓣中的水分通過內(nèi)部擴散到表面，隨著干燥時間的增加，物料含水率降低，因此干基含水率出現(xiàn)緩慢下降的趨勢。在不同的預處理方式下，玫瑰花瓣的干燥速率差別較大，且在含水率較高時尤其明顯。這可能是因為植物材料的物質(zhì)組成和存在狀態(tài)影響了其干燥脫水的速度。

表3 感官評價標準表Table 3 Standard table of sensory evaluation

圖1 不同預處理方式下玫瑰花瓣的干燥曲線及干燥速率曲線Figure 1 Drying curves and drying rate curves of red rose by different pretreatment methods

2.2 處理方式對玫瑰花瓣色澤的影響

試驗中期望干燥產(chǎn)品的L*值越大越好，ΔE值越小越好[21]。由表4可知，5組玫瑰花瓣熱風干燥后，L*值之間無顯著差異，但顯著低于新鮮花瓣的L*值；5組間的a*值和b*值均存在顯著差異，且明顯低于新鮮花瓣組；ΔE反映玫瑰花瓣的總色差，相對于新鮮花瓣來說，5%檸檬酸溶液組處理的花瓣色澤變化ΔE最小，顯著低于其他預處理方式，說明該產(chǎn)品與新鮮玫瑰花瓣色澤最相近，可見5%檸檬酸溶液處理具有較好的護色作用，可能是加入的檸檬酸降低了花瓣細胞內(nèi)的pH值，增加了玫瑰花中起顯色作用的花青素在酸性溶液中的溶解程度。5組干燥玫瑰花瓣復水后L*值無顯著差異，但顯著低于新鮮花瓣組；而a*值和b*值存在顯著差異，且明顯低于新鮮花瓣組；經(jīng)5%檸檬酸溶液處理干燥的玫瑰花瓣復水后的ΔE最小。結(jié)果表明，不同預處理方式下干燥后的玫瑰花瓣及復水的色澤均與新鮮花瓣存在不同程度的差異，5%檸檬酸溶液預處理可以有效改善熱風干燥玫瑰花瓣的色澤。

表4 不同預處理方式下玫瑰花瓣色澤的比較?Table 4 Effects of different pretreatment methods on the color of red rose

? 同列小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)。

2.3 對玫瑰花瓣復水比的影響

由圖2可知：在不同的預處理方式下，玫瑰花瓣的復水能力差異顯著，可能是由于干燥時間過長以及不同預處理對物料組織結(jié)構(gòu)和水分狀態(tài)的影響不同。燙漂處理的樣品的復水比顯著高于其他處理方式的，可能是燙漂的物理熱力作用較強，使花瓣內(nèi)部細胞原生質(zhì)體和細胞壁分離，細胞膜的通透性加大[25]，使其復水能力明顯增強。經(jīng)20%糖溶液處理的樣品的復水比最小，可能是因為糖分子不容易被吸收，造成花瓣表面有大量的糖分子殘留，導致干燥花瓣的復水性降低。

2.4 對玫瑰花瓣總黃酮含量的影響

由圖3可知，燙漂處理樣品的總黃酮含量顯著高于其他處理方式的，說明燙漂可有效地保存總黃酮，可能是燙漂的干燥時間最短，在干燥過程中因受熱而損失的量最小。20%糖溶液浸漬和未處理組含量差異不顯著，但顯著低于其他處理方式，不同預處理方式對總黃酮含量的影響顯著，可能是由經(jīng)不同處理后殘留的酶活性和花瓣中各組分狀態(tài)的差異造成的，也可能是花瓣干燥時間較長，導致黃酮類化合物含量下降[25]。

小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)

小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)

2.5 對玫瑰花瓣總酚含量的影響

由圖4可知，經(jīng)混合溶液預處理樣品中總酚含量最高，顯著高于另外4種預處理方式，但四者之間總酚含量有明顯差異。20% NaCl和檸檬酸混合溶液浸漬預處理后的干燥產(chǎn)品總酚含量最高，可能是因為檸檬酸降低了物料的pH值，同時具有絡合金屬離子Na的作用，抑制酶活性，從而有效抑制酚類化合物的降解[21]。

2.6 對玫瑰花瓣微觀組織結(jié)構(gòu)的影響

由圖5可以看出，新鮮玫瑰花瓣結(jié)構(gòu)呈有規(guī)則的條紋狀，排列整齊。其中，燙漂處理的花瓣的組織結(jié)構(gòu)變化不大，沒有皺縮，細胞形態(tài)改變較小，但較為疏松，可能是高溫燙漂使花瓣細胞的通透性增加，內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞。經(jīng)20%糖溶液處理的花瓣表面有白色漂浮物，可能是在浸漬過程中進入細胞內(nèi)部的糖分子，導致復水效果差。另外幾種預處理的花瓣微觀結(jié)構(gòu)都出現(xiàn)了一定的皺縮，經(jīng)5%檸檬酸溶液和20%糖溶液處理的花瓣褶皺不規(guī)律，可能是由于干燥時間過長導致卷曲現(xiàn)象更嚴重。不同預處理的玫瑰花瓣干燥后有一定的差異性。SEM呈現(xiàn)的結(jié)果與前期研究的復水比、干燥耗時等結(jié)果相吻合。

小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)

圖5 不同預處理方式下玫瑰花瓣的微觀結(jié)構(gòu)Figure 5 Effects of different pretreatment methods on the microstructure of red rose (×300)

2.7 對感官品質(zhì)的影響

由表5可知，燙漂組和5%檸檬酸組均具有較好的氣味、口感、色澤和組織與形態(tài)?；旌先芤航M雖然具有較好的氣味、口感和組織與形態(tài)，但顏色偏暗沒有光澤。20%糖溶液組和未處理組花瓣皺縮嚴重，有粘連，酥脆性較差影響口感，因此感官評分較低。結(jié)果表明，漂燙預處理在感官評價中具有較高的感官滿意度，是比較合適的預處理方式。

表5 感官評定結(jié)果?Table 5 Sensory evaluation results

? 同列小寫字母不同表示差異顯著(P<0.05)。

3 結(jié)論

以干燥耗時、色澤、復水比、總黃酮含量、總酚含量以及微觀結(jié)構(gòu)等為考察指標，全面分析了5%檸檬酸溶液、20%糖溶液、20% NaCl和檸檬酸混合溶液浸漬、燙漂4種處理方式對玫瑰花瓣熱風干燥品質(zhì)的影響。研究結(jié)果表明，在干燥前對玫瑰花瓣進行不同處理，會對物料產(chǎn)生不同程度的物理或化學作用，引起細胞微觀結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)成分等的變化，進而造成玫瑰花瓣干制品品質(zhì)的差異。其中，高溫漂燙破壞了花瓣表面細胞，花瓣組織軟化，加快了花瓣的失水并與細胞壁分離，有利于干燥過程中水分的遷移，干燥時間也因此縮短；高溫使花瓣細胞的通透性增加，內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為疏松，其干制品復水比最大、總黃酮含量最高、色澤保持得較好，更有利于推廣應用。后續(xù)將對其作用機理作深入研究。