超高壓和超聲波預(yù)處理對(duì)蒜片熱風(fēng)干燥過程及品質(zhì)的影響

郝啟棟，喬旭光，鄭振佳，盧曉明

（山東農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，山東省高校食品加工技術(shù)與質(zhì)量控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，泰安 271018）

0 引 言

大蒜（Allium sativumL.）是兩年生百合科植物，作為調(diào)味品和中草藥在世界各地被廣泛使用[1]。大蒜含水率高，在貯藏過程中品質(zhì)易發(fā)生劣變，脫水干燥不僅可以保留大蒜原有的風(fēng)味，同時(shí)抑制微生物繁殖和一些不良反應(yīng)[2]，從而達(dá)到延長(zhǎng)貨架期、增加產(chǎn)品附加值的目標(biāo)，是大蒜有效的加工方法。大蒜干燥加工方法主要有熱風(fēng)干燥、冷凍干燥、熱泵干燥等[3]，目前以熱風(fēng)干燥為主[4]。熱風(fēng)干燥操作簡(jiǎn)便且易于實(shí)現(xiàn)，但是其能耗高且長(zhǎng)時(shí)間加熱會(huì)對(duì)產(chǎn)品顏色、復(fù)水性和蒜素含量等方面產(chǎn)生不利的影響[5]。因此，縮短干燥時(shí)間，降低能耗是提高產(chǎn)品品質(zhì)的關(guān)鍵要求。為了解決這些問題，研究人員嘗試了超聲波、滲透和凍融等預(yù)處理方法，發(fā)現(xiàn)預(yù)處理可以改變干制果蔬（胡蘿卜、櫻桃番茄、生姜）的微觀組織結(jié)構(gòu)，提高水分活度，從而增加樣品的干燥效率，并使得最終樣品獲得更好的復(fù)水性以及提高生物活性成分保留率，從而實(shí)現(xiàn)改善干制品品質(zhì)和降低能耗的目的[6-8]。

超聲波在果蔬干制領(lǐng)域研究較多，超聲波可以引起“空化效應(yīng)”，改變物料的顯微結(jié)構(gòu)，促進(jìn)物料內(nèi)部水分向外遷移[9]。Nowacka等[10]研究發(fā)現(xiàn)，獼猴桃脫水前的超聲波處理提高了物料的水分活度。Gabriella等[11]指出經(jīng)超聲預(yù)處理的甜瓜真空干燥過程中水分?jǐn)U散率增加約25%，致使總干燥時(shí)間縮短了12.80%。物料經(jīng)超聲波預(yù)處理后會(huì)吸收水分，即使其結(jié)構(gòu)的改變縮短了總干燥時(shí)間，但也有可能增加其后續(xù)的干燥負(fù)荷。超高壓也是一種物理預(yù)處理方式，它會(huì)影響物料組織結(jié)構(gòu)，如細(xì)胞變形、細(xì)胞間隙增大等，也能增加細(xì)胞的滲透性，降低物料的含水率。Yucel等[12]觀察到，將大于100 MPa的壓力作用到胡蘿卜、蘋果和綠豆上，提高了樣品干燥過程中的傳熱和傳質(zhì)速率。Patras等[13]的研究結(jié)果顯示，超高壓處理的番茄和胡蘿卜泥的抗氧化活性顯著高于對(duì)照的樣品（P＜0.05）。因此，將超聲與超高壓聯(lián)合應(yīng)用到物料的脫水前處理有可能會(huì)強(qiáng)化超聲的脫水干燥過程，提高產(chǎn)品品質(zhì)。

低場(chǎng)核磁共振（Low Field Nuclear Magnetic Resonance, LF-NMR）是一種高效、低成本、靈敏和非破壞性的分析形式，被廣泛用于研究物料干燥中的水分遷移過程[14]。季蕾蕾等[15]利用低頻核磁共振揭示了甘薯葉片在不同干燥方式下的水分遷移，甘薯中的自由水隨干燥時(shí)間的延長(zhǎng)大部分被排出，小部分向結(jié)合水遷移，致使甘薯葉片內(nèi)結(jié)合水的比例逐漸增加，直至穩(wěn)定。盧映潔等[16]將低場(chǎng)核磁共振技術(shù)應(yīng)用于花生的干燥過程，發(fā)現(xiàn)花生內(nèi)部自由水和弱結(jié)合水隨著干燥過程的進(jìn)行含量不斷減少，且內(nèi)部水分逐漸向外遷移，結(jié)合水含量變化不明顯。目前，關(guān)于預(yù)處理對(duì)熱風(fēng)干燥影響的研究主要側(cè)重于產(chǎn)品干燥過程和品質(zhì)，然而，有關(guān)超聲和超高壓對(duì)蒜片熱風(fēng)干燥過程中水分狀態(tài)和遷移變化的作用機(jī)制鮮有研究。

為揭示超聲與超高壓對(duì)蒜片干燥特性的影響。本文采用低場(chǎng)核磁分析蒜片在熱風(fēng)干燥過程中的水分狀態(tài)及其分布，研究預(yù)處理間的橫向弛豫時(shí)間和峰面積，干燥過程中蒜片水分狀態(tài)的變化。通過能耗、色澤、復(fù)水比、蒜素含量和顯微結(jié)構(gòu)來評(píng)估預(yù)處理對(duì)干制蒜片品質(zhì)的影響，為大蒜干燥工藝的優(yōu)化和質(zhì)量改進(jìn)提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

大蒜，品種為白皮多瓣，購于山東省濟(jì)寧市金鄉(xiāng)縣，初始濕基含水率為66.07%±0.22%，4 ℃下保存；甲醇，色譜純，山東禹王和天下新材料有限公司試劑；正己烷，分析純，天津市凱通化學(xué)試劑有限公司；乙腈，色譜純，山東禹王和天下新材料有限公司試劑。

DHG-9070A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科技有限公司；NMI20-015V-I核磁共振成像分析儀，上海紐邁電子科技有限公司；JP-080S超聲波清洗器，深圳市潔盟清洗設(shè)備有限公司；CR400色差儀，廣東七彩儀器設(shè)備有限公司；LC-2010HT高效液相色譜儀，日本島津公司；HPP600/3-5L超高壓食品處理裝置，包頭科發(fā)高壓科技有限責(zé)任公司；電子式電表，上海華立電表；SUPRATM 55掃描電子顯微鏡，德國卡爾蔡司公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 預(yù)處理方法

選擇新鮮、無腐爛的大蒜，手工去皮，機(jī)器切片，厚度控制為（2.0±0.1）mm，并進(jìn)行以下3種預(yù)處理。

對(duì)照（Control）：鮮蒜片（0.3 kg）在室溫下浸入蒸餾水中漂洗5 min，取出瀝干，用濾紙吸干表面水分。

超聲處理（Ultrasound, US）：根據(jù)前期的超聲響應(yīng)面試驗(yàn)得出的優(yōu)化工藝參數(shù)。將鮮蒜片（0.3 kg）浸入燒杯的蒸餾水中，料液比為1:5 g/mL。然后將裝有蒜片的燒杯放入超聲波水浴中，在300 W下超聲15 min，溫度為（30±1）℃，取出瀝干，用濾紙吸干表面水分。

超高壓處理（Ultrahigh Pressure, UHP）：參照Zhang等[17]建立的方法。超高壓壓力100 MPa，超高壓時(shí)間5 min，處理量0.3 kg。

超高壓-超聲聯(lián)合處理（UHP-US）：在上述相同的操作參數(shù)下先進(jìn)行超高壓處理，然后進(jìn)行超聲波處理。處理完成后，取出瀝干，用濾紙吸干表面水分。

1.2.2 熱風(fēng)干燥

將經(jīng)過預(yù)處理的樣品平鋪到托盤上，干燥箱溫度控制在60 ℃，空氣流速為1 m/s，每隔30 min取出干燥樣品進(jìn)行稱量[18]。當(dāng)樣品的濕基含水率低于8%時(shí)，停止干燥。所有干燥試驗(yàn)重復(fù)3次。

1.2.3 干燥曲線

計(jì)算干燥過程中大蒜濕基含水率（Mw，%）和干基含水率（Md，%）公式[19-20]如下：

式中Wt為t時(shí)刻的蒜片質(zhì)量，g；Wd為蒜片干物質(zhì)質(zhì)量，g。

干燥速率（DR, g/(g·min)）公式[21]如下：

式中Mt為t時(shí)刻的干基含水率，%；Mt+dt分別是t+dt時(shí)刻的含水率，%。

1.2.4 干燥能耗

干燥能耗為樣品中除去1 kg水分所需的能量，通過公式（4）計(jì)算[22]：

式中EC為單位能耗，kW·h/kg；Ep和Ed分別表示預(yù)處理和干燥過程中的能耗，kW·h；mw為除去的水分質(zhì)量，kg。

1.2.5 水分分布及遷移分析

LF-NMR測(cè)定預(yù)處理后大蒜片的水分狀態(tài)。稱取一定質(zhì)量的蒜片樣品放置在25 mm磁性線圈的中心。采用CPMG（Carr-Purcell-Meiboomo-Gill）脈沖序列測(cè)定橫向弛豫時(shí)間（T2）[23]。CPMG的主要參數(shù)為：采樣等待時(shí)間（TW）為5 000 ms，回波時(shí)間（TE）為0.25 ms，回波個(gè)數(shù)（NECH）為6 000，重復(fù)采樣次數(shù)（NS）為8。

1.2.6 色差測(cè)定

通過色差儀測(cè)定不同預(yù)處理干燥技術(shù)下蒜片的色澤變化，測(cè)定L*（亮度）、a*（紅綠度）、b*（黃藍(lán)度），每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定3次。對(duì)照組為L(zhǎng)0*=100，a0*=0，b0*=0。色差值（ΔE）計(jì)算公式為[24]如下：

1.2.7 復(fù)水性的測(cè)定

將1.0 g干制蒜片置于10 mL蒸餾水中，室溫下放置12 h后取出，用濾紙去除表面水分，稱量。計(jì)算公式[25]如下：

式中R為復(fù)水比，g/g；md為干制蒜片質(zhì)量，g；mf為復(fù)水后蒜片質(zhì)量，g。

1.2.8 大蒜素的測(cè)定

參考Zhang等[26]的高效液相色譜法測(cè)大蒜素。

樣品處理：將干制蒜片粉碎，過60目篩后，得到粒度小于0.25 mm的蒜粉，取3 g加入3 mL去離子水混勻后，加入10 mL正己烷劇烈震蕩2 min，放置10 min，然后5 000 r/min離心10 min，取上清液于100 mL燒杯中，封口，重復(fù)提取三次。在空氣流下吹干有機(jī)相，加入10 mL乙腈復(fù)溶后經(jīng)0.2μm微孔濾膜過濾進(jìn)樣。

色譜條件：Agilent Plus C18 色譜柱（4.6 mm ×250 mm，5μm）；流動(dòng)相，A相為水，B相為乙腈-甲醇，乙腈-甲醇-水（50∶9∶41，體積比）；流速1.0 mL/min；柱溫25℃；進(jìn)樣量10μL。

1.2.9 微觀結(jié)構(gòu)觀察

將每組預(yù)處理后的干燥蒜片的橫斷面作為觀察樣本，噴金處理后使用掃描電子顯微鏡在200倍下觀察鍍金蒜片樣品的表面形貌。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 19.0軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行Duncan檢驗(yàn)，以分析不同預(yù)處理和對(duì)照樣品之間的差異。采用origin2017軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同預(yù)處理對(duì)蒜片干燥特性的影響

圖1為不同預(yù)處理后的蒜片熱風(fēng)干燥曲線。應(yīng)用超高壓預(yù)處理后，鮮蒜的初始含水率顯著下降（P＜0.05），這可能是由于超高壓過程中的加壓和減壓破壞了細(xì)胞結(jié)構(gòu)，致使樣品水分損失[12]。相比之下，超聲和超聲-超高壓預(yù)處理的鮮蒜初始含水率增加，這是由于超聲引起的海綿效應(yīng)，Ricce等[27]在利用超聲預(yù)處理干燥蘿卜時(shí)也發(fā)現(xiàn)類似現(xiàn)象。超聲-超高壓預(yù)處理的大蒜樣品含水率要高于超高壓預(yù)處理的樣品，這也是超聲促進(jìn)了介質(zhì)向樣品中轉(zhuǎn)移的原因。

由圖1a知，對(duì)照樣品與使用超高壓、超聲、超高壓-超聲的樣品達(dá)到干燥終點(diǎn)（濕基含水率小于8%）的時(shí)間分別為480、300、270和180 min。與對(duì)照的干燥時(shí)間相比，超高壓、超聲和超高壓-超聲的干燥時(shí)間分別減少了37.5%、43.75%、62.50%。從圖1b中觀察到預(yù)處理的干燥速率明顯高于對(duì)照樣品。超高壓提高干燥速率可能與提高細(xì)胞滲透性有關(guān)，它促進(jìn)了水由樣品內(nèi)部向外部轉(zhuǎn)移[28]。超聲波導(dǎo)致蒜片內(nèi)部形成顯微通道，從而提高了水分的擴(kuò)散效率[29]。超高壓-超聲聯(lián)合預(yù)處理表現(xiàn)出較高的干燥效率，主要是由于高壓增加了細(xì)胞的滲透性，隨后超聲波誘導(dǎo)蒜片內(nèi)部水分形成“空化效應(yīng)”，大大改善了干燥過程中的水分遷移速度[30]。

2.2 不同預(yù)處理對(duì)蒜片能耗的影響

對(duì)照樣品、超高壓樣品、超聲樣品和超高壓-超聲樣品的能耗見圖2，不同處理的能耗分別為4.89、3.67、3.51和3.31 kW·h/kg，結(jié)果表明預(yù)處理可以降低干燥過程的能耗。超高壓-超聲組相比對(duì)照組能耗較低了32.31%，Zhang等[17]也發(fā)現(xiàn)類似現(xiàn)象，利用超高壓預(yù)處理將真空冷凍草莓干的能耗降低了18.70%，造成這一現(xiàn)象的主要原因是超高壓增加了細(xì)胞的滲透性，增強(qiáng)了水分向外遷移速率[27]。超聲相比對(duì)照組能耗降低了28.22%，羅登林等[31]也發(fā)現(xiàn)采用超聲波預(yù)處理對(duì)香菇片進(jìn)行熱風(fēng)干燥可使單位能耗減少約22%，進(jìn)一步驗(yàn)證了超聲預(yù)處理具有降低了能耗和干燥時(shí)間的效果。超高壓-超聲在降低能源消耗方面效果最顯著（P＜0.05），相較于對(duì)照降低了32.31%；相較于Alolga等[32]研究的超聲滲透輔助對(duì)流干燥大蒜技術(shù)的單位能耗（4.8 kW·h/kg）降低了31.04%。因此，超高壓-超聲聯(lián)合預(yù)處理具有顯著的節(jié)能效果，該預(yù)處理有利于強(qiáng)化傳質(zhì)效果，提高干燥速度，減小干燥成本。

2.3 低場(chǎng)核磁監(jiān)測(cè)干燥過程中蒜片含水率的變化

圖3為4種干燥方法的蒜片橫向弛豫時(shí)間（T2）曲線。新鮮蒜片有3個(gè)峰值。T21峰具有最短的弛豫時(shí)間，為0.1～1 ms，代表與大分子顆粒緊密結(jié)合的水（結(jié)合水）[33]。T22的弛豫時(shí)間為1～10 ms，代表了固定在細(xì)胞質(zhì)中的水（不易流動(dòng)水）[34]。T23具有最長(zhǎng)的弛豫時(shí)間（＞10 ms），是在液泡和細(xì)胞間隙中易流動(dòng)的那部分水（自由水）[23]。3種水的峰面積，從左到右分別標(biāo)記為A21、A22和A23。圖3顯示，對(duì)于4種干燥方法，隨著時(shí)間的推移，峰面積逐漸減小，T2曲線向左移動(dòng)，T22和T23變化較大，T21變化較小，說明蒜片失水主要來自自由水和不易流動(dòng)水。

通過評(píng)估使用4種方法干燥的大蒜片的馳豫時(shí)間和峰面積的變化，研究了3種狀態(tài)下水含量的變化，結(jié)果如表1～4所示。所有預(yù)處理的T21變化范圍較小，對(duì)照樣品為0.30～0.88 ms，超高壓為0.27～0.76 ms，超聲為0.22～0.79 ms，超高壓-超聲為0.24～0.69 ms。這表明由于結(jié)合水與大分子物質(zhì)緊密結(jié)合，所以它的遷移不受預(yù)處理的影響。T22和T23隨著干燥的進(jìn)行下降明顯，T22下降可能是由于細(xì)胞膜破裂，增加了碳水化合物的濃度并使其與不易流動(dòng)水結(jié)合而引起的，T23下降主要是由自由水蒸發(fā)引起的[35]。對(duì)照、超高壓、超聲和超高壓-超聲的T23分別在240、180、210和120 min后降低至平衡。超高壓-超聲的T23降低最快，該預(yù)處理會(huì)引起更多的氫質(zhì)子運(yùn)動(dòng)[18]。

表1 對(duì)照組蒜片干燥過程中弛豫時(shí)間跟峰面積變化Table 1 Changes of relaxation time and peak area in the drying process of untreated garlic slices

表2 超高壓預(yù)處理對(duì)蒜片干燥過程中弛豫時(shí)間跟峰面積變化的影響Table 2 Effects of ultrahigh pressure pretreatment on relaxation time and peak area of garlic slices during drying

表3 超聲預(yù)處理對(duì)蒜片干燥過程中弛豫時(shí)間跟峰面積變化的影響Table 3 Effects of ultrasonic pretreatment on relaxation time and peak area of garlic slices during drying

表4 超高壓-超聲預(yù)處理對(duì)蒜片干燥過程中弛豫時(shí)間跟峰面積變化的影響Table 4 Effect of ultrahigh pressure-ultrasonic pretreatment on relaxation time and peak area of garlic slices during drying

自由水是鮮蒜中水的主要成分，A23占有約85%。A23的變化與ATotal相似，ATotal是總峰面積。A23和ATotal都隨著干燥的進(jìn)行而降低。ATotal的變化也與圖1a所示變化一致，表明總峰面積與含水量成正比。在干燥過程中，4種處理下蒜片的自由水峰面積A23呈下降趨勢(shì)，超高壓-超聲的自由水脫除時(shí)間最少，為90 min，較對(duì)照組減少了50%。不易流動(dòng)水的峰面積A22呈現(xiàn)先增大再減小的變化趨勢(shì)。對(duì)照、超高壓、超聲和超高壓-超聲的A22分別經(jīng)過150、120、90和60 min升高到最大值，說明干燥速率越大，不易流動(dòng)水達(dá)到最高值的時(shí)間越短。結(jié)合水峰面積A21隨著干燥的進(jìn)行呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢(shì)，對(duì)照、超高壓、超聲和超高壓-超聲的結(jié)合水峰面積A21分別經(jīng)過180、150、120、90 min達(dá)到最大值，說明干燥速率越大，結(jié)合水達(dá)到峰值的時(shí)間越短。結(jié)合水峰達(dá)到最大值時(shí)間滯后于不易流動(dòng)水，且干燥終點(diǎn)的A21高于初始值，說明在干燥過程中蒜片細(xì)胞膜被破壞，大分子物質(zhì)（如多糖）流入細(xì)胞間隙，增加了不易流動(dòng)水與大分子物質(zhì)結(jié)合的機(jī)會(huì)。

2.4 微觀結(jié)構(gòu)

干制蒜片的掃描電鏡結(jié)果表明，經(jīng)不同預(yù)處理的干制蒜片的微觀結(jié)構(gòu)存在較大差異（圖4）。蒜片的顯微結(jié)構(gòu)變化與水分遷移和細(xì)胞破裂有關(guān)，兩者會(huì)導(dǎo)致大蒜細(xì)胞結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度的收縮和結(jié)構(gòu)塌陷。圖4a所示，對(duì)照組蒜片經(jīng)480 min干燥后，表面細(xì)胞組織發(fā)生皺縮，并未出現(xiàn)大面積的孔狀結(jié)構(gòu)。圖4b對(duì)應(yīng)超高壓干制蒜片的微觀結(jié)構(gòu)，經(jīng)過300 min的熱風(fēng)干燥，蒜片呈現(xiàn)出高密度、組織較少和不規(guī)則的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，并且細(xì)胞間隙增加，細(xì)胞壁破壞嚴(yán)重。經(jīng)過超聲預(yù)處理后，經(jīng)過270 min干燥的蒜片組織產(chǎn)生了疏松多孔結(jié)構(gòu)，細(xì)胞壁輪廓變得清晰（圖4c）。經(jīng)超高壓-超聲預(yù)處理的蒜片經(jīng)180 min到達(dá)干燥終點(diǎn)，干制蒜片內(nèi)部顯微通道孔徑大于超聲，且細(xì)胞壁更薄，這是由于超高壓過程中的壓縮以及減壓破壞了細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)，提高了細(xì)胞的滲透性，再經(jīng)過超聲引起的組織膨脹和收縮，蒜片內(nèi)部形成細(xì)胞微通道[17]，F(xiàn)ernandes等[36]也在甜瓜細(xì)胞中觀察到并描述了類似的現(xiàn)象，有利于內(nèi)部水分的擴(kuò)散與蒸發(fā)。

2.5 干制蒜片顏色變化

顏色是評(píng)價(jià)食品感官質(zhì)量的最重要標(biāo)準(zhǔn)之一，也是控制干燥過程的關(guān)鍵因素。表5展示了不同預(yù)處理對(duì)干制蒜片顏色的影響。L*值表示表面色澤的明暗度，L*值越大表明顏色越白。a*值表示紅色到綠色的范圍，b*值表示黃色到藍(lán)色的范圍[37]。表5中L*值顯著高于a*和b*值，表明亮度仍是預(yù)處理蒜片干燥過程中顏色變化的主要因素[38]。4種干燥方式的蒜片a*并無顯著性差異（P＞0.05）。經(jīng)預(yù)處理的干制蒜片L*值升高，說明超高壓與超聲均能提高樣品的亮度。

表5 不同預(yù)處理對(duì)蒜片顏色的影響Table 5 Effects of different pretreatments on the color of garlic slices

4種干燥方式的ΔE具有顯著性差異（P＜0.05）。預(yù)處理的ΔE均小于對(duì)照的樣品。超高壓-超聲樣品的ΔE最低，因?yàn)槌邏簳?huì)使過氧化物酶及多酚氧化酶失活，超聲又使色素物質(zhì)和酶流失到介質(zhì)中，物料在熱空氣中暴露時(shí)間更短，從而抑制了褐變[17]。對(duì)照樣品的ΔE最高，說明干燥時(shí)間長(zhǎng)會(huì)引起收縮，從而增加光吸收[39]。

2.6 不同預(yù)處理對(duì)蒜片蒜素含量的影響

大蒜素是大蒜中的主要生物活性物質(zhì)，在完整的大蒜中不存在。蒜氨酸酶催化蒜氨酸生成蒜素，這種反應(yīng)是由大蒜組織損傷而產(chǎn)生，大蒜的組織結(jié)構(gòu)破壞得越嚴(yán)重、越完全，大蒜素就越容易生成[40]。干制大蒜的蒜素含量如圖5所示，對(duì)照、超高壓、超聲和超高壓-超聲聯(lián)合預(yù)處理的干制蒜片蒜素含量分別為1.97、2.38、2.41和2.67 mg/g?？梢钥闯?，與對(duì)照組相比，經(jīng)過預(yù)處理的干樣品的蒜素含量顯著提高（P＜0.05），超高壓、超聲和超高壓-超聲的蒜素含量分別較對(duì)照提高20.81%、22.34%、35.53%，這是由于對(duì)照組的蒜片干燥速度慢，在熱空氣中暴露時(shí)間長(zhǎng)，不穩(wěn)定的亞砜物質(zhì)會(huì)使蒜氨酸降解，已生成的大蒜素會(huì)分解為硫醚化合物，導(dǎo)致蒜素含量降低，超高壓和超聲的機(jī)械作用破壞大蒜的細(xì)胞膜和細(xì)胞壁，使蒜氨酸和蒜氨酸酶有更多接觸的機(jī)會(huì)來生成蒜素，而且蒜片內(nèi)部出現(xiàn)微孔，利于水分?jǐn)U散，提高干燥速度，從而保留更多的蒜素。這一結(jié)果與之前Chen等[18]的研究一致，他通過超聲輔助真空干燥縮短了大蒜干制時(shí)間，提高了大蒜素的保留率，說明了提高干燥速率對(duì)保留大蒜素的重要性。

2.7 不同預(yù)處理對(duì)蒜片復(fù)水比的影響

由圖6可以看出，預(yù)處理對(duì)干制蒜片的復(fù)水性影響顯著（P＜0.05），預(yù)處理的復(fù)水比均高于對(duì)照，說明干燥時(shí)間越短，復(fù)水性越佳。超高壓-超聲預(yù)處理得到的干制蒜片復(fù)水比（2.90 g/g）最高，超聲（2.59 g/g）次之，超高壓（2.48 g/g）比對(duì)照（2.27 g/g）提高9.25%。超高壓-超聲的復(fù)水性優(yōu)于其他3種處理方式的原因主要是：超高壓使細(xì)胞間隙增加，后經(jīng)超聲擠壓組織，出現(xiàn)尺寸更大的顯微通道（圖4d），并且干燥時(shí)間短對(duì)顯微通道結(jié)構(gòu)破壞小，提高了組織的吸收能力[6]，使復(fù)水比增大。

3 結(jié) 論

1）預(yù)處理對(duì)蒜片的熱風(fēng)干燥過程影響顯著。對(duì)照組與經(jīng)超高壓、超聲、超高壓-超聲的樣品達(dá)到干燥終點(diǎn)（濕基含水率小于8%）的時(shí)間分別為480、300、270和180 min。超高壓-超聲聯(lián)合預(yù)處理的干燥速率最高，單位能耗最小，為3.31 kW·h/kg。

2）低場(chǎng)核磁共振數(shù)據(jù)表明蒜片在預(yù)處理前后均存在結(jié)合水，不易流動(dòng)水和自由水，干燥過程中損失的主要是自由水與不易流動(dòng)水。自由水呈整體下降的趨勢(shì)，超高壓-超聲的自由水脫除時(shí)間最短，為90 min。不易流動(dòng)水與結(jié)合水均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，隨著干燥過程的進(jìn)行，部分不易流動(dòng)水會(huì)與蒜片中的大分子物質(zhì)結(jié)合，轉(zhuǎn)化為結(jié)合水。

3）干制蒜片的顯微結(jié)構(gòu)顯示超高壓破壞了細(xì)胞壁，導(dǎo)致細(xì)胞間隙增加；超聲使蒜片出現(xiàn)顯微通道；超高壓-超聲聯(lián)合預(yù)處理擴(kuò)大了顯微通道的孔徑，提高蒜片中水分的流動(dòng)性。

4）超高壓-超聲聯(lián)合預(yù)處理干制蒜片的品質(zhì)較優(yōu)，色差值ΔE為16.11，大蒜素含量為2.67 mg/g，復(fù)水比為

2.90 g/g。

因此，超高壓和超聲聯(lián)合的預(yù)處理可以作為有效改善蒜片的熱風(fēng)干燥過程及品質(zhì)的處理方式，該方法為其他果蔬的節(jié)能干制工藝提供了參考。