不同干燥方式對(duì)黃桃果干結(jié)構(gòu)特性及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

張 群，舒 楠，黃余年，李綺麗

（1.湖南省農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，湖南 長(zhǎng)沙 410125； 2.湖南大學(xué)研究生院隆平分院，湖南 長(zhǎng)沙 410125）

黃桃采后不耐貯藏，易腐爛，鮮銷(xiāo)有限。在黃桃種植園區(qū)，有30%～50%的等外果（指成熟后因個(gè)頭或外觀原因不達(dá)標(biāo)的果）未被利用，一方面不利于提高黃桃產(chǎn)業(yè)收益，另一方面造成極大的資源浪費(fèi)。故黃桃的加工成為提高黃桃產(chǎn)業(yè)價(jià)值、避免資源浪費(fèi)的必要一環(huán)。干燥是一種常見(jiàn)的延長(zhǎng)果蔬保質(zhì)期的有效方式[1-2]。不同干燥方式對(duì)果蔬色澤和營(yíng)養(yǎng)成分的影響存在較大差異[2-5]。研究將以新鮮的黃桃果實(shí)為原料，經(jīng)去皮、切分、護(hù)色和熱燙預(yù)處理后，采用熱風(fēng)、熱泵和真空冷凍3種干燥方式制備黃桃果干，從營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、微觀（電鏡）和宏觀（復(fù)水性和質(zhì)構(gòu)）分析不同干燥方法制備的黃桃果干的品質(zhì)特性和微觀結(jié)構(gòu)的差異，以期為黃桃果干的制備提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試黃桃于2019年8月1日采自湖南炎陵，品種為“錦繡”，果實(shí)呈七八成熟。采收無(wú)病害、無(wú)霉變、無(wú)機(jī)械損傷的果實(shí)，采收后單獨(dú)包裝，裝入有冰塊的泡沫箱，并于采收當(dāng)日運(yùn)回國(guó)家柑橘工程實(shí)驗(yàn)室冷庫(kù)預(yù)冷24 h，然后進(jìn)行不同處理。黃桃果實(shí)平均初始含水率為（88.38±4.60）%。

主要試劑有無(wú)水甲醇、亞硝酸鈉、氯化鋁、氫氧化鈉、碳酸鈉（均為分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司）和牛血清蛋白及半乳糖醛酸標(biāo)準(zhǔn)品（北京譜析—國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)采購(gòu)中心）。

主要儀器設(shè)備有電熱鼓風(fēng)恒溫干燥箱（上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）、CT3型TPA 質(zhì)構(gòu)儀（美國(guó)Brookfield公司）、Avanti J-26XP型高效冷凍離心機(jī)（美國(guó)貝克曼庫(kù)爾特有限公司）、UV7100型紫外分光光度計(jì)（日本 Shimadzu 公司）、Hunter Lab-Color Quest XE型全自動(dòng)色差儀（美國(guó)Hunter Lab公司）、Carl-Zeiss Evols 10 型掃描電子顯微鏡（德國(guó)卡爾蔡司公司）、Mettler Toledo AL204型電子天平（梅特勒-托利多儀器上海有限公司）、DDS-11A型電導(dǎo)率儀（上海雷磁儀器有限公司）、Mettler Toledo Delta 320型pH計(jì)（梅特勒-托利多儀器上海有限公司）。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 果實(shí)的前處理 將黃桃果實(shí)清洗干凈，去皮，然后切分為2 mm×2 mm大小的條狀，浸于護(hù)色液中處理約1 h，瀝干，熱燙滅酶，冷卻瀝干。采用熱風(fēng)、熱泵和真空冷凍3種干燥方式制備果干，并進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)、色差、質(zhì)構(gòu)、微觀電鏡掃描和復(fù)水比等測(cè)定。

1.2.2 干燥工藝 取經(jīng)過(guò)預(yù)處理的黃桃果肉條1 kg按照以下3 種方式進(jìn)行干燥處理。（1）熱風(fēng)干燥。干燥溫度50℃，擺盤(pán)厚度不超過(guò)5 cm，最高風(fēng)速下處理36 h。（2）熱泵干燥。閉濕循環(huán)，溫度設(shè)定為40～50℃，相對(duì)濕度為20%，處理24 h。（3）真空冷凍干燥。預(yù)冷6 h到-40℃，真空冷凍干燥40 h，再以每2 h升高5℃的速率升溫到室溫。

1.2.3 測(cè)定指標(biāo)及方法 （1）果干組織電鏡掃描。參照文獻(xiàn)[6]的方法進(jìn)行。（2）含水率。參考GB 5009.2—2010 中的直接干燥法測(cè)定樣品含水率。（3）復(fù)水比。稱(chēng)取一定質(zhì)量（m1）的待測(cè)樣品放入燒杯中（內(nèi)裝500 mL水），室溫浸泡30 min 后取出，瀝干，用濾紙吸干表面水分，在電子天平上稱(chēng)質(zhì)量（m2），復(fù)水比=m2/m1。（4）質(zhì)構(gòu)測(cè)定。采用CT3型TPA 質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行測(cè)定，將待測(cè)樣品橫放于質(zhì)構(gòu)儀夾具正下方，選用TA39探頭進(jìn)行測(cè)定。經(jīng)預(yù)試驗(yàn)后確定測(cè)試參數(shù)如下：目標(biāo)類(lèi)型為T(mén)PA試驗(yàn)，距離4 mm，觸發(fā)點(diǎn)負(fù)載50 N，測(cè)試速度0.5 mm/s，循環(huán)2次；其中，硬度以雙峰曲線(xiàn)中第1個(gè)峰的最大值表示，單位為N。每次取10片果干，分別在果干的正面取2個(gè)點(diǎn)，進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果取平均值。（5）色差。采用L*、a*、b*表色系統(tǒng)以反射模式測(cè)定樣品色差，以?xún)x器白板色澤為標(biāo)準(zhǔn)。（6）營(yíng)養(yǎng)成分含量。采用2,6-二氯酚靛酚滴定法測(cè)定維生素C（VC）含量；采用酸堿滴定法測(cè)定總酸含量；采用蒽酮比色法測(cè)定可溶性總糖含量；采用G250染色法測(cè)定可溶性蛋白質(zhì)含量，以牛血清蛋白為標(biāo)準(zhǔn)品繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)；參照NY/T 2016—2011采用分光光度法測(cè)定果膠含量。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Origin 8.0和Excel 2010軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同干燥方式對(duì)黃桃果干含水率的影響

由于干燥設(shè)備的性能、裝載量和干燥效率不盡相同，干燥終點(diǎn)果干的水分含量無(wú)法保持完全一致，在試驗(yàn)過(guò)程中達(dá)到感官干燥即可結(jié)束。由圖1可知，黃桃鮮果的含水率為（88.38±4.60）%，干燥后果干的水分顯著低于鮮果（P＜0.05）；其中，真空冷凍干燥果干的含水率為（9.72±0.18）%，顯著低于熱風(fēng)干燥果干（20.74±0.32）%和熱泵干燥果干（22.30±0.26）%（P＜0.05）。

圖1 不同干燥方式處理后黃桃果干的含水率

2.2 不同干燥方式對(duì)黃桃果干復(fù)水性的影響

樣品的復(fù)水性是由干燥后樣品內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)所決定的。復(fù)水比反映物料由干燥引起的結(jié)構(gòu)變化和細(xì)胞、結(jié)構(gòu)的破壞程度[2-3]。較低的復(fù)水率可能是由于樣品組織結(jié)構(gòu)破壞程度較大造成的。由圖2可知，不同干燥方式制備的黃桃果干，經(jīng)30 min浸泡后，黃桃果干的復(fù)水性有差異，其中真空冷凍干燥的復(fù)水性最好，復(fù)水比為4.35，顯著高于熱風(fēng)干燥和熱泵干燥（P＜0.05）；而熱風(fēng)干燥與熱泵干燥果干的復(fù)水比差異不顯著，但熱泵干燥果干的復(fù)水比稍高于熱風(fēng)干燥果干。

圖2 不同干燥方式處理后黃桃果干的復(fù)水比

2.3 不同干燥方式對(duì)黃桃果干硬度的影響

硬度表示樣品斷裂所需要的最大力，與果蔬組織結(jié)構(gòu)直接相關(guān)，是評(píng)價(jià)果蔬質(zhì)地品質(zhì)的主要指標(biāo)之一[7]。從圖3可看出，經(jīng)不同干燥方式處理后，黃桃果干的硬度大小依次為真空冷凍干燥＞鮮果＞熱風(fēng)干燥＞熱泵干燥，與雷炎等[8]的研究結(jié)果相似。

圖3 不同干燥方式處理后黃桃果干的硬度

2.4 不同干燥方式對(duì)黃桃果干色差的影響

黃桃果干重點(diǎn)考察其亮度和黃色，故色差分析時(shí)重點(diǎn)關(guān)注L*和b*值。由圖4A可知，鮮果亮度顯著高于果干樣品（P＜0.05），其次為真空冷凍干燥果干，而熱泵干燥和熱風(fēng)干燥的果干L*值差異不顯著。可見(jiàn)，真空冷凍干燥可以較好地維持黃桃果肉的色澤。由圖4B可知，經(jīng)過(guò)干燥處理的黃桃果干黃色度較鮮果均有降低，而不同干燥方式處理后熱泵干燥果干的b*值較大，真空冷凍干燥果干的b*值最小。

圖4 不同干燥方式處理后黃桃果干的色差

2.5 不同干燥方式對(duì)黃桃果干微觀結(jié)構(gòu)的影響

干燥過(guò)程中，黃桃組織內(nèi)部的超微結(jié)構(gòu)會(huì)因水分喪失而發(fā)生變化，具體表現(xiàn)為：果肉組織總體結(jié)構(gòu)被破壞，細(xì)胞壁皺縮，出現(xiàn)許多波形褶皺；微觀上細(xì)胞壁微絲排列由緊密有序變得松散無(wú)序，宏觀上果實(shí)皺縮干癟。如圖5A所示，熱風(fēng)干燥果干內(nèi)部干縮嚴(yán)重，細(xì)胞結(jié)構(gòu)不規(guī)則，呈現(xiàn)大小不一的空腔，但是大部分結(jié)構(gòu)比較致密。如圖5B所示，熱泵干燥果干的表面較熱風(fēng)干燥果干要平整，平面輪廓較清晰，細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)大小不一。從圖5C可知，真空冷凍干燥果干孔隙較大，且較為均勻一致，呈蜂窩狀，組織結(jié)構(gòu)疏松。

圖5 不同干燥方式處理后黃桃果干的微觀結(jié)構(gòu)

2.6 不同干燥方式對(duì)黃桃果干營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響

試驗(yàn)結(jié)果（表1）顯示，黃桃鮮果中VC含量為77.88 mg/100g，經(jīng)干燥處理后，黃桃果肉中的VC含量顯著降低（P＜0.05），尤其是熱風(fēng)干燥果干中未檢測(cè)出VC含量，而熱泵干燥果干和真空冷凍干燥果干重的VC含量也僅分別為0.31和3.83 mg/100g。溫度是影響VC降解的主要因素之一，氧氣的存在也會(huì)加快VC的降解。熱風(fēng)和熱泵干燥溫度相對(duì)較高，加速了VC的降解；真空冷凍干燥中溫度較低，且是在低壓無(wú)氧環(huán)境下進(jìn)行干燥，抑制了VC分解酶的活性[9-10]，故可保留相對(duì)較高的VC含量。

表1 不同干燥方式處理后黃桃果干的營(yíng)養(yǎng)成分含量（x±s，n=3）

由表1可知，干燥處理對(duì)黃桃果肉中總酸含量的影響不如對(duì)VC含量的顯著，其中真空冷凍干燥果干的總酸含量與鮮果差異不顯著，但二者的總酸含量顯著高于熱風(fēng)干燥和熱泵干燥果干的（P＜0.05），而熱風(fēng)干燥與熱泵干燥的果干中總酸含量差異不顯著。該結(jié)果與楊韋杰等[2]對(duì)荔枝果干的研究結(jié)果一致。

干燥處理后，黃桃果干中可溶性總糖含量顯著低于鮮果（P＜0.05），而不同干燥方式獲得的果干中可溶性總糖含量由高到低排列依次為真空冷凍干燥果干＞熱風(fēng)干燥果干＞熱泵干燥果干，但差異并未達(dá)顯著水平。干燥過(guò)程中，果肉蛋白質(zhì)會(huì)降解為氨基酸，而氨基酸將與含有羰基的葡萄糖或果糖發(fā)生美拉德反應(yīng)，導(dǎo)致可溶性糖的損失[11-12]。

各處理的可溶性蛋白含量由高到低依次為真空冷凍干燥果干＞鮮果＞熱泵干燥果干＞熱風(fēng)干燥果干，其中熱泵和熱風(fēng)干燥果干的可溶性蛋白含量比鮮果低，可能是熱泵和熱風(fēng)干燥過(guò)程中存在熱交換過(guò)程，蛋白質(zhì)分解，導(dǎo)致其含量下降[13]。

干燥處理后，黃桃果干中果膠含量顯著增加，各處理果膠含量由高到低依次為熱泵干燥果干＞熱風(fēng)干燥果干＞真空冷凍干燥果干＞鮮果。熱泵和熱風(fēng)干燥過(guò)程中，存在熱反應(yīng)，結(jié)合性果膠發(fā)生脫甲氧基反應(yīng)及解聚反應(yīng)，導(dǎo)致測(cè)定的果膠含量增加[14]。

總的來(lái)說(shuō)，真空冷凍干燥因其低溫真空環(huán)境對(duì)黃桃中營(yíng)養(yǎng)成分的影響較小[2-5]，故在減少營(yíng)養(yǎng)成分流失這一方面優(yōu)于其他2種干燥方式；而熱泵干燥處理時(shí)間相對(duì)較短，且干燥速率較快，因此熱泵干燥處理在保存果肉營(yíng)養(yǎng)成分這一方面優(yōu)于熱風(fēng)干燥。

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)研究了熱風(fēng)、熱泵和真空冷凍3種干燥方式對(duì)黃桃果干結(jié)構(gòu)特性和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響。結(jié)果顯示，黃桃果肉在干燥脫水過(guò)程中，組織內(nèi)部超微結(jié)構(gòu)受到不同程度的損傷，不同干燥方法制備的果干在含水量、復(fù)水性、質(zhì)地、色澤、微觀結(jié)構(gòu)和營(yíng)養(yǎng)成分含量等方面均存在一定差異。

從含水率來(lái)看，真空冷凍干燥果干的含水率低于10%，而熱風(fēng)干燥和熱泵干燥的果干含水率在20%左右。

從復(fù)水性來(lái)看，真空冷凍干燥使黃桃內(nèi)部形成多孔狀組織結(jié)構(gòu)，故其果干具有較好的復(fù)水能力；而熱風(fēng)和熱泵干燥過(guò)程中，由于表面溫度高于內(nèi)部溫度，黃桃表面水分迅速遷移，并形成一層阻水膜，使干燥后的產(chǎn)品干癟，孔隙較小，組織較密，故其果干復(fù)水能力較差；熱風(fēng)干燥的溫度高于熱泵干燥，對(duì)黃桃果肉細(xì)胞和組織結(jié)構(gòu)的破壞程度較大，因此熱風(fēng)干燥果干的復(fù)水比較低。

從硬度來(lái)看，真空冷凍干燥過(guò)程中黃桃果肉水分從冰晶狀態(tài)直接升華[2,3,5]，基本保持著原有形狀，形成多孔性結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品酥脆，硬度大；熱風(fēng)和熱泵干燥過(guò)程中，溫度從外向內(nèi)傳遞，干燥速率慢，內(nèi)部未出現(xiàn)內(nèi)裂空隙，口感綿軟，硬度小。

干燥過(guò)程中，黃桃的色澤變化主要由褐變反應(yīng)所引起。隨著干燥溫度的升高、干燥時(shí)間的延長(zhǎng)，黃桃中還原糖參與褐變反應(yīng)，導(dǎo)致果干色澤與鮮果呈現(xiàn)出差異。熱風(fēng)干燥時(shí)間較長(zhǎng)，還原糖發(fā)生褐變反應(yīng)，可溶性總糖和可溶性蛋白含量降低，色澤L*和b*值均降低；熱泵干燥時(shí)間相對(duì)較短，可溶性總糖損失相對(duì)較小，色澤b*值高于熱風(fēng)干燥；真空冷凍干燥因?yàn)榈蜏睾驼婵諚l件阻止了褐變反應(yīng)，從而有效的保持了可溶性總糖和可溶性蛋白的含量，可較好地保留住色澤[1-4]。

從內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)來(lái)看，熱風(fēng)和熱泵干燥過(guò)程都是由表及里進(jìn)行的，干燥過(guò)程中存在著濕度梯度和溫度梯度，這2種梯度的方向相反，故干燥速度較慢、干燥時(shí)間長(zhǎng)，破壞了產(chǎn)品的組織結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致物料內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)塌陷。

從營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)來(lái)看，真空冷凍干燥果干的營(yíng)養(yǎng)成分含量總體高于熱風(fēng)和熱泵干燥果干。這與呂芳楠等[15]的研究結(jié)果一致。這是因?yàn)檎婵绽鋬龈稍镞^(guò)程處于低溫真空狀態(tài)，對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的破壞較小。

綜合來(lái)看，3種干燥方式中真空冷凍干燥方式的效果最好，獲得的黃桃果干組織結(jié)構(gòu)疏松、色澤好、產(chǎn)品酥脆，營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)較優(yōu)，而熱風(fēng)干燥獲得的果干質(zhì)量最差。