不同干燥方式對(duì)獼猴桃果脯品質(zhì)的影響

雷炎，李華佳，望詩(shī)琪，侯強(qiáng)川，石桂芳，郭壯，*

（1.湖北文理學(xué)院食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院鄂西北傳統(tǒng)發(fā)酵食品研究所，湖北襄陽(yáng)441053；2.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，四川成都610066）

獼猴桃（Actinidia chinensis Planch）為獼猴桃科木質(zhì)藤本植物，成熟果實(shí)柔軟多汁，酸甜可口，是四川、陜西、河南和湖北等省份種植面積較大的一種營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高的水果[1]。獼猴桃屬于呼吸躍變型水果，在保藏過(guò)程中易腐敗變質(zhì)，因而采摘后及時(shí)進(jìn)行果酒[2]、果醋[3]和果脯[4]等產(chǎn)品的深加工則顯得尤為重要。近年來(lái)研究人員圍繞低糖[5]和復(fù)合獼猴桃果脯[6]的研發(fā)開(kāi)展了系列研究，同時(shí)探討了超聲[1]、真空[4]和微波滲糖工藝[7]對(duì)獼猴桃果脯品質(zhì)的影響。作為果脯加工過(guò)程中的重要工藝環(huán)節(jié)，果脯的干燥工藝和參數(shù)的設(shè)置亦可對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)產(chǎn)生較大影響，然而目前關(guān)于此方面的研究尚少[8]。

獼猴桃果脯的質(zhì)地、風(fēng)味和滋味品質(zhì)會(huì)對(duì)消費(fèi)者的喜好性產(chǎn)生較大影響，物性測(cè)試儀[9]、電子鼻[10]和電子舌[11]等檢測(cè)設(shè)備的出現(xiàn)，彌補(bǔ)了感官鑒評(píng)方法易受主觀因素影響的不足，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的數(shù)字化評(píng)價(jià)，在食品研究領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。低場(chǎng)核磁共振檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)樣品中水分構(gòu)成及分布情況的定量分析，在香菇等食用菌干燥加工過(guò)程的水分遷移變化的研究中亦有了初步的應(yīng)用[12]。

本研究采用熱風(fēng)、遠(yuǎn)紅外和真空冷凍干燥技術(shù)分別進(jìn)行了獼猴桃果脯的制備，在使用低場(chǎng)核磁共振、物性測(cè)試儀、電子鼻和電子舌等技術(shù)對(duì)其水分構(gòu)成、硬度、韌性、風(fēng)味和滋味品質(zhì)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合多元統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)不同干燥技術(shù)制備獼猴桃果脯的品質(zhì)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，以期為后續(xù)獼猴桃果脯工藝的優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

白砂糖、徐香獼猴桃：市售；檸檬酸、偏重亞硫酸鉀、氯化鈉、氯化鈣（均為食品級(jí)）：億鑫生物科技有限公司；氫氧化鈉（分析純）：西隴化工股份有限公司；陰離子和陽(yáng)離子溶液：日本INSENT公司。

RHB手持折光儀：上海奮業(yè)光電儀器設(shè)備有限公司；DHD-9240熱風(fēng)鼓風(fēng)干燥箱：上海一恒科學(xué)儀器有限公司；GX230BE遠(yuǎn)紅外干燥箱：天津市泰斯特儀器有限公司；BenchTop Pro真空冷凍干燥機(jī)：美國(guó)SP科學(xué)公司；HE53快速水分測(cè)定儀：Mettler Toledo公司；NMI20-025V-I型核磁共振成像分析儀：上海紐邁電子科技公司；TA-XT Plus物性測(cè)試儀：英國(guó)Stable Micro System公司；SA 402B電子舌：日本INSENT公司；PEN3電子鼻：德國(guó)Airsense公司；BS224S電子天平：北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 不同干燥方式獼猴桃果脯的制備

1）去皮：挑選八成熟的徐香獼猴桃（可溶性固形物7.5%～8.0%）清洗干凈，首先放入95℃15%氫氧化鈉溶液中浸泡2 min，繼而放入3.1%的檸檬酸溶液中和2 min，然后去除果皮。

2）切片：撈出獼猴桃用清水沖洗干凈后，切成厚度大約為8.5 mm的果坯。

3）護(hù)色：將0.2%氯化鈣溶液和0.3%偏重亞硫酸鉀溶液按1∶1的體積比混合均勻，果坯放入進(jìn)行護(hù)色，浸泡1 h后清水洗凈。

4）脫澀：將護(hù)色好的果坯放入1.0%氯化鈉和1.0%檸檬酸的混合溶液中，50℃保溫脫澀15 min，脫澀后清洗干凈。

5）糖漬：按照一層果坯鋪灑一層糖的方法進(jìn)行糖漬，且從下層到上層糖的鋪灑量逐漸增加，糖漬時(shí)間為14 h，用糖量為果重的18%。

6）糖煮：配制濃度為40%的糖液，放入糖漬后的果坯煮沸30 min。當(dāng)糖液濃度達(dá)到45%時(shí)將果坯撈出，瀝干后均分為3等份備用。

7）干燥：使用熱風(fēng)、遠(yuǎn)紅外和真空冷凍干燥3種方式對(duì)果坯干燥。熱風(fēng)干燥：將果坯均勻擺放在烘盤(pán)中，放入熱風(fēng)鼓風(fēng)干燥箱中，50℃烘干24 h。遠(yuǎn)紅外干燥：將果坯均勻擺放在烘盤(pán)中，放入遠(yuǎn)紅外干燥箱中，50℃烘干24 h。真空冷凍干燥：將果坯均勻擺放在冷凍干燥盤(pán)中，-40℃預(yù)凍4h后，放入真空冷凍干燥機(jī)中-75℃凍干24 h，真空度為60 Pa。

8）包裝及儲(chǔ)藏：將干燥好的獼猴桃果脯裝入密封良好帶有干燥劑的食品罐中，以防止果脯因吸潮而影響試驗(yàn)結(jié)果[1，13]。

1.2.2 獼猴桃果脯水分含量及構(gòu)成分析

取4.0 g獼猴桃果脯置于快速水分測(cè)定儀托盤(pán)內(nèi)進(jìn)行果脯絕對(duì)水分含量的測(cè)定。將獼猴桃果脯切成長(zhǎng)和寬均為1 cm的長(zhǎng)方體，置于核磁管底部，參照鄒金等的方法對(duì)其不易流動(dòng)水、結(jié)合水和自由水的相對(duì)含量進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)試溫度為（32.00±0.01）℃，隊(duì)列名稱選擇為 Q-CPMG 序列，90度射頻脈寬（P1）為 4.48 μs，前置放大增益（PRG）為1，重復(fù)采樣等待時(shí)間（TW）為2 500 ms，射頻信號(hào)頻率偏移量（O1）為 528 924.72 Hz，數(shù)字增益（DRG1）為 3，射頻信號(hào)頻率主值（SF）為20 MHz，重復(fù)采樣次數(shù)（NS）為 8，180度射頻脈寬（P2）為10.48 μs，射頻延時(shí)（RFD）為0.25 ms，回波個(gè)數(shù)（NECH）為 6 000，模擬增益（RG1）為 20 db，采樣點(diǎn)數(shù)（TD）為 120 004，接收機(jī)帶寬（SW）為 100 kHz，信噪比為 337.033，回波時(shí)間（TE）為 0.2 ms[14]。

1.2.3 獼猴桃果脯復(fù)水性測(cè)定

取10.0g樣品放入250mL燒杯中，加入150mL常溫的純水，每隔30 min撈出果脯，使用濾紙對(duì)其表面殘留水進(jìn)行吸附后，進(jìn)一步對(duì)果脯的質(zhì)量進(jìn)行稱量，每個(gè)處理選取6個(gè)平行，按照以下公式進(jìn)行復(fù)水比的計(jì)算[15]。

式中：Rr為復(fù)水比；mf為復(fù)水瀝干后果脯質(zhì)量，g；m0為果脯原始質(zhì)量，g。

1.2.4 獼猴桃果脯質(zhì)地分析

使用物性測(cè)試儀對(duì)果脯硬度和韌性進(jìn)行測(cè)定，測(cè)試探頭為BS探頭，距離目標(biāo)值15 mm，觸發(fā)點(diǎn)負(fù)荷5.0 g，測(cè)試前速度 5.00 mm/s，測(cè)試速度 2.00 mm/s，測(cè)試后速度2.00 mm/s。每個(gè)樣品選取3個(gè)位點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)處理選取6個(gè)平行。

1.2.5 獼猴桃果脯風(fēng)味和滋味分析

取4.5 g樣品剪碎后放入電子鼻的樣品瓶中，60℃水浴30 min后室溫（25℃）平衡10 min，參照楊江等的方法對(duì)其典型風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定，探頭插入時(shí)間為5 s，進(jìn)樣時(shí)間為60 s，傳感器清洗時(shí)間為95 s，空氣流量和進(jìn)樣流量均為200 mL/min，樣品間測(cè)試間隔不小于3 min[16]。選取49、50 s和51 s 3個(gè)時(shí)間點(diǎn)各傳感器響應(yīng)值的平均值作為測(cè)試數(shù)據(jù)，每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3次，每個(gè)處理選取6個(gè)平行。

將40.0 g樣品剪碎后加入160 mL煮沸的純水，冷卻至25℃后4℃浸泡12 h，浸泡液4層紗布過(guò)濾后8 000 r/min離心10 min，取上清液備用。參照王玉榮等的方法使用SA402B電子舌系統(tǒng)對(duì)其酸味、苦味、澀味、咸味、鮮味、后味-A（澀味的回味）、后味-B（苦味的回味）和豐度（鮮味的回味）進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定4次[17]。

1.2.6 數(shù)據(jù)處理

使用方差分析（analysis of variance，ANOVA）對(duì)不同處理獼猴桃果脯的水分含量、復(fù)水比、硬度、韌性、電子鼻各傳感器響應(yīng)值和各滋味指標(biāo)相對(duì)強(qiáng)度的差異顯著性進(jìn)行分析，使用聚類(lèi)分析（cluster analysis，CA）和多元方差分析（multivariate analysis of variance，MANOVA）對(duì)不同處理獼猴桃果脯品質(zhì)的相似性進(jìn)行分析。使用Matlab 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，使用Origin 2017軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同干燥方式對(duì)獼猴桃果脯水分含量及構(gòu)成的影響

水分含量及構(gòu)成是影響食品品質(zhì)和儲(chǔ)藏特性的主要因素之一，因而本研究首先使用快速水分測(cè)定儀和低場(chǎng)核磁共振技術(shù)對(duì)不同干燥方式制備獼猴桃果脯的絕對(duì)含量和不同類(lèi)型水分的構(gòu)成進(jìn)行了分析，不同干燥方式對(duì)獼猴桃果脯水分含量的影響如圖1所示。

圖1 不同干燥方式對(duì)獼猴桃果脯水分含量的影響Fig.1 Effects of different drying methods on water content of kiwi preserved fruit

由圖1可見(jiàn)，熱風(fēng)、遠(yuǎn)紅外和真空冷凍干燥制備獼猴桃果脯的含水量分別為7.31%、6.39%和4.75%，經(jīng)顯著性分析發(fā)現(xiàn)真空冷凍干燥制備的果脯含水量顯著偏低（P<0.05），而其它兩種方式制備的果脯含水量差異不顯著（P>0.05）。本研究進(jìn)一步采用低場(chǎng)核磁共振技術(shù)，對(duì)不同干燥方式獼猴桃果脯中不易流動(dòng)水、自由水和結(jié)合水的構(gòu)成進(jìn)行了比較分析，結(jié)果如圖2所示。

圖2 不同干燥方式對(duì)獼猴桃果脯3種水的影響Fig.2 Effects of different drying methods on relative abundance of 3 type water of kiwi preserved fruit

由圖2可知，結(jié)合水為熱風(fēng)、遠(yuǎn)紅外和真空冷凍干燥制備獼猴桃果脯中水分的主要分布形態(tài)，其相對(duì)含量分別為96.87%、95.80%和62.40%。較之真空冷凍干燥，熱風(fēng)和遠(yuǎn)紅外干燥制備獼猴桃果脯水分構(gòu)成較為相似，兩者自由水的相對(duì)含量分別為3.04%和4.19%，而不易流動(dòng)水的相對(duì)含量均低于0.10%。真空冷凍干燥制備獼猴桃果脯中自由水和不易流動(dòng)水的相對(duì)含量分別為14.60%和23.00%，遠(yuǎn)高于其它兩種干燥方式，因而該方式制備的果脯可能相對(duì)不易于保藏，儲(chǔ)藏過(guò)程中產(chǎn)品的穩(wěn)定性較差。

2.2 不同干燥方式對(duì)獼猴桃果脯復(fù)水性的影響

獼猴挑果脯重新吸水后質(zhì)地、色澤和大小等各方面指標(biāo)恢復(fù)到干燥前狀態(tài)的能力稱之為復(fù)水能力，其復(fù)水能力常用復(fù)水比來(lái)表示。不同干燥方式對(duì)獼猴桃果脯復(fù)水特性的影響見(jiàn)圖3。

由圖3可知，較之真空冷凍干燥，熱風(fēng)和遠(yuǎn)紅外干燥制備獼猴桃果脯的復(fù)水速率要明顯偏低，真空冷凍干燥制備果脯復(fù)水90 min后其復(fù)水比不再發(fā)生變化，而其他兩種干燥方式制備的果脯復(fù)水時(shí)間在0～150min其復(fù)水比呈現(xiàn)持續(xù)上升趨勢(shì)。由圖3亦可知，30 min后的同一復(fù)水時(shí)間點(diǎn)，熱風(fēng)干燥制備的獼猴桃果脯復(fù)水比顯著低于遠(yuǎn)紅外干燥（P＜0.05），而遠(yuǎn)紅外干燥制備的獼猴桃果脯復(fù)水比又顯著低于真空冷凍干燥（P＜0.05）。

2.3 不同干燥方式對(duì)獼猴桃果脯質(zhì)構(gòu)性質(zhì)的影響

不同干燥方式獼猴桃果脯的硬度和韌性如圖4所示。

圖3 不同干燥方式對(duì)獼猴桃果脯復(fù)水特性的影響Fig.3 Effects of different drying methods on rehydration characteristics of kiwi preserved fruit

圖4 不同干燥方式對(duì)獼猴桃果脯硬度和韌性的影響Fig.4 Effects of different drying methods on hardness and toughness of kiwi preserved fruit

由圖4（A）可知，熱風(fēng)和遠(yuǎn)紅外干燥制備獼猴桃果脯硬度差異不顯著（P＞0.05），但兩者均顯著低于真空冷凍干燥方式制備的獼猴桃果脯（P＜0.05）。由圖4（B）可知，熱風(fēng)干燥制備的獼猴桃果脯韌性顯著低于遠(yuǎn)紅外干燥（P＜0.05），而遠(yuǎn)紅外干燥制備的獼猴桃果脯韌性又顯著低于真空冷凍干燥（P＜0.05）。綜上所述，由于真空冷凍干燥方式制備的獼猴桃果脯硬度和韌性過(guò)大因而可能影響口感，熱風(fēng)和遠(yuǎn)紅外干燥制備的獼猴桃果脯口感可能較佳。

2.4 不同干燥方式對(duì)獼猴桃果脯風(fēng)味和滋味品質(zhì)的影響

產(chǎn)品的氣味和滋味亦會(huì)對(duì)消費(fèi)者的喜好性產(chǎn)生影響，因而在對(duì)不同干燥方式制備果脯質(zhì)地進(jìn)行評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，本研究使用電子鼻和電子舌技術(shù)，對(duì)果脯的風(fēng)味和滋味品質(zhì)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，電子鼻各傳感器對(duì)不同干燥方式獼猴桃果脯響應(yīng)值的差異性分析如表1所示。

由表1可知，傳感器W1C、W3C、W5C和W3S對(duì)熱風(fēng)和遠(yuǎn)紅外干燥制備獼猴桃果脯的響應(yīng)值顯著高于真空冷凍干燥（P＜0.05），而傳感器W5S、W1W和W2W呈現(xiàn)出相反的趨勢(shì)（P＜0.05）。傳感器W6S、W1S和W2S對(duì)不同干燥方式制備獼猴桃果脯的響應(yīng)值差異均不顯著（P＞0.05），而各傳感器對(duì)熱風(fēng)和遠(yuǎn)紅外干燥制備獼猴桃果脯的響應(yīng)值差異亦不顯著（P＞0.05）。傳感器W1C、W3C和W5C主要對(duì)揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)中的芳香類(lèi)物質(zhì)靈敏，因而熱風(fēng)干燥和遠(yuǎn)紅外干燥制備的獼猴桃果脯風(fēng)味可能較佳。不同干燥方式獼猴桃果脯各滋味指標(biāo)的差異性分析如表2所示。

表1 電子鼻各傳感器對(duì)不同干燥方式獼猴桃果脯響應(yīng)值的差異性分析Table 1 Difference analysis of the responses of each sensor of electronic nose among kiwi preserved fruit samples treatment by different drying methods

表2 不同干燥方式獼猴桃果脯各滋味指標(biāo)的差異性分析Table 2 Difference analysis of each taste index among kiwi preserved fruit samples treatment by different drying methods

由表2可知，不同干燥方式處理的獼猴桃果脯在酸味、苦味、澀味、鮮味、后味-A（澀味的回味）、后味-B（苦味的回味）和豐度（鮮味的回味）指標(biāo)上的極差值均小于1.0，因而其差異性不會(huì)對(duì)消費(fèi)者的喜好性產(chǎn)生影響[18]。熱風(fēng)和遠(yuǎn)紅外干燥制備獼猴桃果脯的咸味均顯著低于真空冷凍干燥（P<0.05）。雖然熱風(fēng)干燥制備獼猴桃果脯的咸味亦顯著低于遠(yuǎn)紅外干燥，但其極差值小于1.0，因而兩種干燥方式制備獼猴桃果脯在咸味上的差異性亦不會(huì)對(duì)消費(fèi)者的喜好性產(chǎn)生影響。

2.5 不同干燥方式對(duì)獼猴桃果脯整體品質(zhì)的影響

在對(duì)不同干燥方式制備獼猴桃果脯質(zhì)地、風(fēng)味和滋味品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，本研究進(jìn)一步使用基于馬氏距離的聚類(lèi)對(duì)不同處理果脯品質(zhì)的相似性進(jìn)行了分析，結(jié)果如圖5所示。

圖5 基于馬氏距離聚類(lèi)的不同干燥方式對(duì)獼猴桃果脯品質(zhì)影響的評(píng)價(jià)Fig.5 Cluster analysis of product qualities among kiwi preserved fruit samples treatment by different drying methods based on Mahalanobis distance

由圖5可知，熱風(fēng)和遠(yuǎn)紅外干燥制備的獼猴桃果脯品質(zhì)較為相似，兩者與真空冷凍干燥制備的果脯差異較大。經(jīng)MANOVA發(fā)現(xiàn)，熱風(fēng)和遠(yuǎn)紅外干燥制備的獼猴桃果脯品質(zhì)差異顯著（P<0.05），且兩者與真空冷凍干燥制備的果脯差異均非常顯著（P<0.01）。

3 結(jié)論

使用快速水分測(cè)試儀、核磁共振成像分析儀、物性測(cè)試儀、電子鼻和電子舌技術(shù)對(duì)不同干燥方式獼猴桃果脯的品質(zhì)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)熱風(fēng)和遠(yuǎn)紅外干燥制備果脯的絕對(duì)水分含量、自由水的相對(duì)含量、不易流動(dòng)水的相對(duì)含量和復(fù)水比均顯著低于真空冷凍干燥制備的果脯。熱風(fēng)和遠(yuǎn)紅外干燥制備的獼猴桃果脯品質(zhì)較為相似，且果脯的質(zhì)地和風(fēng)味品質(zhì)要優(yōu)于真空冷凍干燥。