南瓜粉干燥技術(shù)研究進(jìn)展

趙安娜，李彩云，孟亞萍

(漯河食品職業(yè)學(xué)院 食品工程系，河南漯河 462000)

南瓜是一類世界范圍內(nèi)普遍食用的蔬菜，從美洲一帶傳入中國(guó)后，因其易栽培，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，現(xiàn)在我國(guó)南北方已廣泛種植[1]。南瓜營(yíng)養(yǎng)豐富，富含多種維生素、微量元素及大量生物活性物質(zhì)等，而且還具有一定的食療保健功效[2-6]。

近些年來(lái)南瓜深加工產(chǎn)品越來(lái)越多，如南瓜面包、南瓜干、南瓜粉和南瓜飲品等。其中，南瓜粉為最主要的產(chǎn)品，它能較好地保存南瓜原有的營(yíng)養(yǎng)，不僅可以直接沖調(diào)食用，還可以作為原料添加到其他食品中，是南瓜深加工領(lǐng)域的一個(gè)重要方向[7]。干燥是南瓜粉生產(chǎn)加工最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其對(duì)南瓜粉的品質(zhì)有著至關(guān)重要的作用。因此，本文對(duì)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外南瓜粉干燥技術(shù)的研究進(jìn)展和趨勢(shì)進(jìn)行概述，以期對(duì)南瓜粉干燥產(chǎn)業(yè)和更深層次的開(kāi)發(fā)利用提供參考。

1 南瓜粉單一干燥技術(shù)

1.1 噴霧干燥技術(shù)

噴霧干燥制備南瓜粉是先將南瓜打成南瓜漿或南瓜汁，然后進(jìn)入噴霧干燥設(shè)備中，在極短時(shí)間內(nèi)霧化，快速蒸發(fā)水分而聚合成粉末的過(guò)程[8]。焦云鵬[9]采用此方法干燥南瓜粉，以料液溫度、均質(zhì)壓力和噴霧塔進(jìn)風(fēng)溫度為3個(gè)主要因素，通過(guò)單因素和正交試驗(yàn)，最終得出噴霧干燥南瓜粉的最佳工藝為料液溫度40 ℃，均質(zhì)壓力25 MPa，噴霧塔進(jìn)風(fēng)溫度160 ℃，此條件下制備的南瓜粉成品感官狀態(tài)、復(fù)水性和穩(wěn)定性均較好。王振華等[10]在對(duì)南瓜粉進(jìn)行噴霧干燥的基礎(chǔ)上添加麥芽糊精作為包埋劑，可以有效降低南瓜粉的黏壁率。此外，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出以95 ℃以上熱水熱燙南瓜9 min，添加30%的麥芽糊精（DE12），均質(zhì)壓力55 MPa，均質(zhì)3次，進(jìn)風(fēng)口溫度180 ℃，進(jìn)料速度20 mL·min-1為最佳條件，產(chǎn)品得率高，且南瓜粉的外觀、風(fēng)味和口感保留的較好。噴霧干燥技術(shù)因操作簡(jiǎn)單、效率高且成本相對(duì)較低，目前被廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)，但也存在漿液黏壁導(dǎo)致物料浪費(fèi)以及干燥過(guò)程有一定香味損失等問(wèn)題。

1.2 熱風(fēng)干燥技術(shù)

熱風(fēng)干燥技術(shù)的原理是熱空氣進(jìn)入干燥室內(nèi)和物料以最大限度的面積接觸，通過(guò)熱量傳遞，使物料中的水分不斷向外擴(kuò)散、汽化，從而得到干燥制品的過(guò)程[11]。周愛(ài)梅等[12]采用熱風(fēng)干燥技術(shù)制備南瓜粉，以南瓜粉的維生素C、β-胡蘿卜素含量及感官評(píng)分為品質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，以熱風(fēng)干燥的干燥溫度、物料厚度和麥芽糊精添加量（南瓜固形物∶麥芽糊精）為3個(gè)主要因素進(jìn)行工藝參數(shù)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，在熱風(fēng)干燥溫度75 ℃，物料厚度0.8 cm，麥芽糊精添加量2∶1條件下制得的南瓜粉品質(zhì)最佳，維生素C和β-胡蘿卜素含量分別為64.49%和67.35%，感官評(píng)分也最高。

我國(guó)是農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)大國(guó)，干制技術(shù)是農(nóng)產(chǎn)品在貯藏和運(yùn)輸過(guò)程中的品質(zhì)得以長(zhǎng)期保存的重要手段。熱風(fēng)干燥技術(shù)因其設(shè)備簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)性而廣泛被人們使用，但也存在干燥時(shí)間長(zhǎng)，物料內(nèi)部水分散失不充分導(dǎo)致干燥不均[13]等問(wèn)題。目前已有研究[14-15]將熱風(fēng)干燥與其他干燥技術(shù)聯(lián)合干燥農(nóng)產(chǎn)品，并取得了很好的效果，這些技術(shù)以后也可嘗試應(yīng)用于南瓜粉干燥中。

1.3 真空冷凍干燥技術(shù)

真空冷凍干燥的原理是先將需要干燥的食品快速凍結(jié)，在低溫、低壓條件下使食品中的水分直接升華，從而達(dá)到干燥脫水的目的。真空干燥的工藝流程一般為原料→預(yù)處理（品選→清洗→切分）→預(yù)凍→速凍→真空冷凍干燥→包裝[16]。真空冷凍干燥具有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保持率高、物料狀態(tài)穩(wěn)定、色澤風(fēng)味穩(wěn)定和復(fù)水性佳等優(yōu)點(diǎn)。李敬[17]以南瓜為原料，采用真空冷凍干燥、熱風(fēng)干燥等方式制備南瓜粉，比較所制備南瓜粉的色澤、粒徑和理化活性等指標(biāo)。結(jié)果表明，真空冷凍干燥后的南瓜粉最接近南瓜原色，粒徑最小，總多酚含量最高且抗氧化性最好。雖然真空冷凍干燥有諸多優(yōu)點(diǎn)，但因設(shè)備較貴，投資較高，對(duì)于大多果蔬產(chǎn)品干制批量生產(chǎn)來(lái)說(shuō)不夠經(jīng)濟(jì)適用，所以目前還沒(méi)有被廣泛使用。

1.4 微波干燥技術(shù)

微波干燥主要是使?jié)裎锪咸幱谡袷幹芷跇O短的微波高頻電場(chǎng)內(nèi)，其內(nèi)部的水分子隨電場(chǎng)方向變化而高頻振動(dòng)，分子間劇烈摩擦碰撞產(chǎn)生熱能，從而使水分溫度升高離開(kāi)物料，達(dá)到干燥的目的[18]。孔慶新等[19]先將南瓜切片進(jìn)行漂燙軟化，然后經(jīng)過(guò)微波干燥、粉碎過(guò)篩的方法制備南瓜粉，并對(duì)微波功率、處理時(shí)間、切片厚度等工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，切片厚度為3 mm的南瓜片，在微波干燥功率640 W，處理時(shí)間350 s，粉碎0.5 min，120目過(guò)篩條件下生產(chǎn)的南瓜粉品質(zhì)優(yōu)良。其中，維生素C和胡蘿卜素含量分別保持在南瓜原含量的88.97%和91.02%。微波干燥與其他干燥技術(shù)相比，物料的熱量不是從外界接收向內(nèi)傳遞，而是在微波作用下自身內(nèi)部產(chǎn)生熱量，具有干燥時(shí)間短、效率高的優(yōu)點(diǎn)，但也存在均勻性差、易因過(guò)熱出現(xiàn)物料邊緣或尖角部分焦化等問(wèn)題[20]，可通過(guò)與其他干燥技術(shù)聯(lián)合使用解決該問(wèn)題。

1.5 聯(lián)合干燥技術(shù)

聯(lián)合干燥技術(shù)是將兩種或兩種以上的干燥技術(shù)聯(lián)合使用，分階段對(duì)一種物料進(jìn)行干燥的一種復(fù)合干燥方式，可以根據(jù)物料的特性選擇不同的聯(lián)合方式，如熱風(fēng)-微波干燥、微波-真空干燥和熱風(fēng)-紅外聯(lián)合干燥等，使各干燥技術(shù)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，從而減少干燥時(shí)間、減少能耗，并提升品質(zhì)。姜元欣[21]采用多種干燥方式干燥南瓜粉。結(jié)果表明，微波真空干燥和微波真空流化床聯(lián)合干燥所需時(shí)間少于冷凍干燥和真空干燥，且具有較高的β-胡蘿卜素保留率。王軍等[22]采用熱風(fēng)-微波聯(lián)合技術(shù)干燥南瓜片，并對(duì)南瓜片的色澤、復(fù)水比、干燥時(shí)間和能耗進(jìn)行比較分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，熱風(fēng)-微波聯(lián)合干燥速率高，能耗低，與單一熱風(fēng)干燥相比，干燥時(shí)間縮短了45%，能耗降低了48%，同時(shí)能提高南瓜片干燥成品的品質(zhì)。隨著果蔬干制產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對(duì)干燥技術(shù)的要求也越來(lái)越高，可以依據(jù)不同果蔬的特性選擇最適用的聯(lián)合干燥技術(shù)，以提升生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)，是干燥技術(shù)未來(lái)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。

2 不同干燥技術(shù)對(duì)南瓜粉品質(zhì)的影響

馬利華等[23]以南瓜為原料，采用熱風(fēng)干燥、微波干燥和冷凍干燥的方法制備南瓜粉，考察了干燥前后南瓜粉中多糖、β-胡蘿卜素等營(yíng)養(yǎng)成分含量及抗氧化活性的變化。結(jié)果表明，冷凍干燥后的南瓜粉多糖、β-胡蘿卜素、可溶性蛋白質(zhì)含量及抗氧化活性高于另外兩種干燥方式，接近新鮮南瓜。王賈悅等[24]探究了熱風(fēng)干燥、真空干燥和微波干燥3種干燥方式對(duì)南瓜粉品質(zhì)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示真空干燥的β-胡蘿卜素含量和維生素C含量均為最高，而微波干燥的南瓜粉復(fù)水性、持水性和持油性最高。葛邦國(guó)等[25]探究了熱風(fēng)干燥、真空冷凍干燥、真空帶式干燥、噴霧干燥4種不同干燥方式對(duì)南瓜粉的營(yíng)養(yǎng)成分和理化特性的影響。結(jié)果表明，4種不同干燥方式得到的南瓜粉主要營(yíng)養(yǎng)成分保留率最高的是真空冷凍干燥，最低的是熱風(fēng)干燥；真空冷凍干燥的南瓜粉溶解性、持水力最大，流動(dòng)性及容重最小，且色澤最接近南瓜原色；噴霧干燥制得的南瓜粉粒徑分布最為均勻。綜合來(lái)看，真空冷凍干燥方式所得的南瓜粉綜合品質(zhì)最高，而熱風(fēng)干燥最低。

3 展望

隨著人們對(duì)飲食多樣化和營(yíng)養(yǎng)全面化的更高要求，南瓜因其豐富的營(yíng)養(yǎng)成分和生物活性成分而被廣泛添加到各種主食和休閑食品中。南瓜粉是使南瓜得以長(zhǎng)期保存和方便加工的一種重要形式，加強(qiáng)對(duì)南瓜粉干燥技術(shù)的研究，對(duì)南瓜粉加工業(yè)具有重要意義。①針對(duì)現(xiàn)有干燥技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，聯(lián)合干燥技術(shù)是實(shí)現(xiàn)提升干燥速率、降低能耗及提升南瓜粉品質(zhì)的一個(gè)重要研究方向，而聯(lián)合干燥時(shí)，不同干燥技術(shù)之間的最佳轉(zhuǎn)換點(diǎn)是需要研究解決的一個(gè)難點(diǎn)。②隨著科技和人工智能技術(shù)的發(fā)展，干制加工技術(shù)會(huì)更加智能化和精準(zhǔn)化。干燥設(shè)備系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)設(shè)置多種干燥模式、智能檢測(cè)等功能，為南瓜粉加工業(yè)提供更好的設(shè)備和技術(shù)支撐。