不同干燥方式對黃桃果干品質(zhì)的影響

邢曉凡，劉浩楠，姚 飛，劉長虹，鄭 磊

（合肥工業(yè)大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，安徽合肥 230601）

黃桃屬于薔薇科桃屬植物，中國是世界上主要的桃生產(chǎn)國之一，因其營養(yǎng)豐富，口味香甜，含有豐富的維生素C、多糖和人類所需的微量元素而深受人們喜愛[1]。然而，黃桃屬于呼吸躍變型水果，采摘后易軟爛變質(zhì)，且季節(jié)性較強，嚴(yán)重影響其營養(yǎng)品質(zhì)和商品價值。對黃桃進(jìn)行干燥處理，能夠通過降低水分抑制微生物和酶促反應(yīng)引起的品質(zhì)劣變，延長其貨架期，進(jìn)而滿足消費者在非應(yīng)季時對黃桃的需求。

真空冷凍干燥食品又可簡稱為凍干食品，通過凍干技術(shù)，可最大程度地維持原新鮮食品的感官品質(zhì)及營養(yǎng)成分。因水分活度低，不需添加防腐劑便可常溫長期儲存，且便于攜帶和輸送。凍干技術(shù)幾乎覆蓋了大部分的新型方便食品，并且正在向多個食品領(lǐng)域滲透[2-3]。隨著凍干食品經(jīng)濟價值和社會效益日漸突出，能降低能耗和縮短干燥時長的干燥工藝制得的凍干類果干食品具有很大的開發(fā)潛力和市場前景。目前，利用多種干燥技術(shù)如微波真空干燥技術(shù)（MVD）[4]、熱風(fēng)干燥技術(shù)（HAD）[5]與真空冷凍干燥技術(shù)相結(jié)合來進(jìn)行聯(lián)合干燥[6-8]，可以在保證高品質(zhì)的同時也能夠達(dá)到降低能耗、縮短干燥時間的目的。Theodora等[9]探究熱風(fēng)聯(lián)合微波干燥方法對桃塊干燥速率的影響，發(fā)現(xiàn)熱風(fēng)干燥后微波干燥提高了干燥速率，干燥時間縮短了89%。宋悅[10]構(gòu)建了黃桃熱風(fēng)干燥和真空冷凍干燥狀態(tài)圖，并在此基礎(chǔ)上選取了合適的水分轉(zhuǎn)換點進(jìn)行聯(lián)合干燥，發(fā)現(xiàn)先真空冷凍干燥15 h后熱風(fēng)干燥5 h 是聯(lián)合干燥最優(yōu)工藝。于宛加等[11]發(fā)現(xiàn)通過熱風(fēng)預(yù)干燥處理可有效調(diào)控桃脆片的脆性和硬度，且與凍干樣品相比，聯(lián)合干燥后的樣品吸濕率更低，熱風(fēng)-凍干聯(lián)合干燥更有利于改善桃脆片的質(zhì)構(gòu)和提升貯藏穩(wěn)定性。目前國內(nèi)外對黃桃果干的研究主要集中于單一干燥和兩種聯(lián)合干燥方式。然而對探究MVD 和HAD 與FD 聯(lián)合干燥方式在黃桃干燥中的應(yīng)用以及不同聯(lián)合干燥方式對黃桃果干品質(zhì)的影響方面較少。

本研究選用黃桃作為試驗對象，探究真空冷凍干燥及真空冷凍干燥與微波真空干燥、熱風(fēng)干燥聯(lián)合干燥方法對黃桃果干的風(fēng)味以及色澤、質(zhì)構(gòu)等方面的影響，同時研究不同干燥方式下黃桃主要營養(yǎng)成分含量變化，分析干燥方式對黃桃果干品質(zhì)的影響。以期篩選出適宜黃桃的干燥方式，為黃桃的精深加工提供一定的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮黃桃 購自合肥某水果超市，平均含水率90.86%±0.28%，4 ℃條件下冷藏，備用；抗壞血酸、硝酸鋁、氫氧化鈉、濃硫酸 分析純，中國醫(yī)藥集團有限公司；沒食子酸、蘆丁 分析純，上海阿拉丁生化科技有限公司；鉬氨酸（純度98%） 麥克林生化科技有限公司；蒽酮（分析純） 美侖生物科技有限公司。

SCIENTZ-12N 冷凍干燥機 寧波新芝生物科技有限公司；TA-XT plus 物性儀 英國Stable 公司；Regulus 8230 掃描電子顯微鏡 日本日立公司；H1650-W 紫外分光光度計 賽默飛世爾科技（中國）有限公司；NJL07-3 型實驗微波爐 南京杰全微波設(shè)備有限公司；熱風(fēng)烘箱 天津市順諾儀器科技有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理 預(yù)處理：篩選新鮮無腐敗，成熟度和大小一致的黃桃；將挑選好的黃桃清洗表面后去皮去核，進(jìn)行縱切片處理，厚度為8 mm[12-14]。切片后的黃桃置于100 ℃左右的沸水中漂燙90 s 后迅速冷卻并瀝干水分，將黃桃片于-20 ℃冷凍12 h。

通過預(yù)實驗確定具體干燥時間[12-14]，將黃桃片分為五組，真空冷凍干燥24 h（FD 組）、真空冷凍干燥12 h+微波真空干燥16 min（FM 組）、微波真空干燥1 min+真空冷凍干燥18 h（MF 組）、真空冷凍干燥12 h+熱風(fēng)干燥2 h（FH 組）、熱風(fēng)干燥30 min+真空冷凍干燥18 h（HF 組）處理，按照GH/T 1326-2021要求干燥至水分8%以下。真空冷凍干燥實驗真空度為1 Pa，隔板溫度為10 ℃，冷阱溫度為-60 ℃；微波真空干燥實驗真空度為0.1 MPa，加熱溫度為40 ℃；熱風(fēng)干燥實驗溫度為40 ℃[12-14]。

1.2.2 指標(biāo)測定

1.2.2.1 感官評價 通過科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)暮Y選，選出10 名評估人員組成感官評價小組。評估員由男性和女性各五名組成（年齡在22～26 歲，有感官評估經(jīng)驗）。品嘗2 個樣品之間要漱口數(shù)次，直到感覺不到余味。評價時間：10:00 或15:00，參考王世優(yōu)等[15]人的方法略作修改并制作感官評價標(biāo)準(zhǔn)，如表1 所示。

表1 黃桃果干感官評價標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation criteria for dried yellow peach slices

1.2.2.2 含水率 參照國標(biāo)GB 5009.3-2016《食品中水分的測定》中的直接干燥法[16]，將裝有試樣的稱量瓶置于105 ℃干燥箱中烘至恒重。含水率按下面公式計算：

1.2.2.3 色澤 采用色差儀測定黃桃果干的L*、a*和b*，色差用ΔE表示，ΔE越小，則黃桃果干與鮮桃的色澤越接近[17]，ΔE通過以下公式計算：

1.2.2.4 復(fù)水性 凍干食品復(fù)水后能否恢復(fù)到原新鮮狀態(tài)是衡量凍干食品品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，首先測得凍干后物料的質(zhì)量，然后再將其放在常溫水中進(jìn)行復(fù)水直至恒重時瀝干，再測其質(zhì)量[18]。復(fù)水比按下面公式計算：

式中：Rf—復(fù)水比；mf—復(fù)水后的質(zhì)量（g）；mg—復(fù)水前的質(zhì)量（g）。

1.2.2.5 質(zhì)構(gòu)特性 采用TA-XT plus 物性儀對黃桃果干進(jìn)行測定，采用P/6 探頭，測前、測后及測試速度為1.00 mm/s，壓縮程度30 %，停頓時間5 s，觸發(fā)力10 g。得到的最大峰值為硬度；峰值積分面積為脆性。

1.2.2.6 微觀結(jié)構(gòu) 采用掃描電子顯微鏡對不同干燥條件下制得的黃桃果干微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，放大倍數(shù)為200×[19]。

1.2.2.7 總多糖含量 采用蒽酮-硫酸法測定總多糖含量[20]。將干燥后的黃桃果干與新鮮黃桃在40 ℃下烘干至恒重，過80 目篩，為樣品粉末，用于后續(xù)實驗。取樣品粉末0.5 g，于50 mL 三角瓶中，加20 mL蒸餾水搖勻，80 ℃水浴加熱30 min。以10000 r/min轉(zhuǎn)速離心10 min 后，取其上清液即樣液。取樣液1 mL后加入5%苯酚溶液1 mL，再加入濃硫酸5 mL，充分搖勻，放置10 min，然后置于40 ℃水浴中保溫15 min，取出，冷卻至室溫，于620 nm 處測定吸光度并計算總多糖含量。以葡萄糖濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到線性回歸方程為y=0.71000.0018（R2=0.9997）。

1.2.2.8 總酚含量 采用福林酚比色法測定總酚含量[21]。稱取樣品粉末2 g，加入蒸餾水20 mL，溶解。以10000 r/min 轉(zhuǎn)速離心10 min 后，取其上清液，稀釋50 倍，得到樣液。取樣液后加入1 mL 福林酚顯色劑及3 mL 20% Na2CO3，混勻，于50 ℃水浴反應(yīng)30 min，在765 nm 處測定吸光度并計算總酚含量。以沒食子酸濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到線性回歸方程為y=0.0012x-0.0595（R2=0.9990）。

1.2.2.9 總黃酮含量 參照J(rèn)ia 等[22]方法，稍作修改。取樣品粉末1 g，置于100 mL 容量瓶中，加入70%乙醇至30 mL，浸泡24 h 后抽濾，濾液用70%乙醇定容于100 mL 容量瓶中，得到黃酮提取液。取樣液1 mL 依次加2.5 mL 70%乙醇溶液、150 μL 5% NaNO2溶液、300 μL 10% AlCl3溶液，混勻后靜置5 min。再加入1.00 mL 的1 mol/L 的NaOH 溶液，在波長510 nm 處測定吸光度并計算總黃酮含量。以蘆丁濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到線性回歸方程為y=1.0695x-0.0399（R2=0.9995）。

1.2.2.10 抗壞血酸含量 參照Liu 等[23]方法，稍作修改。取2.5 g 樣品粉末，加入25 mL 的草酸-EDTA溶液于100 mL 燒杯中，搖勻后取一定體積提取液于50 mL 刻度離心管中，室溫下10000 r/min 離心10 min，上清液即為待測液。取樣液1 mL 依次加入4 mL 草酸-EDTA 溶液、1.5 mL 3%偏磷酸-醋酸溶液、2 mL 5%硫酸溶液和2 mL 5%鉬酸銨溶液，最終用超純水定容至25 mL，30 ℃水浴顯色20 min，取出自然冷卻至室溫，再放置1 h，在700 nm 處測定吸光度并計算抗壞血酸含量。以抗壞血酸濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，得到線性回歸方程為y=0.9846x-0.0593 （R2=0.9991）。

1.3 數(shù)據(jù)處理

實驗數(shù)據(jù)均為三次重復(fù)實驗的平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（SD）值，采用SPSS 20.0 軟件進(jìn)行顯著性分析（P＜0.05），并用Origin 8.5 作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 干燥方式對黃桃果干感官評價的影響

根據(jù)凍干食品的特點，對終產(chǎn)品的口感、形態(tài)、氣味和色澤四個方面進(jìn)行感官評價，結(jié)果如表2 所示。從表中可以看出，F(xiàn)D 組感官評分總分最高，F(xiàn)H和HF 組得分略低，可能是由于熱風(fēng)干燥時間長導(dǎo)致表面硬化，從而酥脆性較差。結(jié)合圖1 并在實驗中發(fā)現(xiàn)，先利用MVD 和HAD 技術(shù)干燥所制得的黃桃果干有明顯皺縮，所以導(dǎo)致MF 和HF 組在形態(tài)方面得分較低。感官評價（表2）結(jié)果表明先進(jìn)行真空冷凍干燥后聯(lián)合其余干燥技術(shù)所得黃桃果干總體感官評價較優(yōu)，相較其余干燥組，F(xiàn)D 組與FM 組感官評價較高。

圖1 黃桃果干圖Fig.1 Yellow peach dried slices chart

表2 黃桃果干的感官評價結(jié)果Table 2 Sensory evaluation results of dried yellow peach slices

2.2 干燥方式對黃桃果干干燥時間的影響

通常將真空冷凍干燥過程分為兩個階段：升華階段和解析階段。升華階段比解析階段升溫更快，物料中大部分水在升華階段被去除；黃桃中的自由水完全升華后，保留了一個不能升華的多孔固體狀基體，黃桃表面逐漸向內(nèi)部收縮，使表面積越來越小和傳質(zhì)阻力越來越大，從而導(dǎo)致干燥速率變小[24-25]。

對于含水率較高且組織較密的黃桃，僅采用FD技術(shù)來干燥，能耗較高。因此，可以先利用凍干技術(shù)將其含水率降低到解析干燥臨界點后，再采用微波真空干燥或熱風(fēng)干燥將含水率降低至8%以下。由圖2可知，僅依靠FD 技術(shù)制備黃桃果干需要近24 h才能使其含水率降到8%以下，MVD 技術(shù)僅需16 min就可使新鮮黃桃片含水率降到20%以下，HAD 技術(shù)需6 h 可將新鮮黃桃片含水率降低到40%左右。但在實驗過程中發(fā)現(xiàn)利用HAD 技術(shù)和MVD 技術(shù)干燥黃桃果干分別在6 h 和18 min 后出現(xiàn)表面焦糊，故未能使其干燥至含水率在8%以下。由此可知，兩者干燥效率雖都高于FD 技術(shù)，但MVD 和HAD 技術(shù)所制得的黃桃果干有明顯皺縮、品質(zhì)較低且無法制得符合含水率要求的黃桃果干，故使用聯(lián)合干燥技術(shù)可彌補這一缺陷。因此可將這兩項干燥技術(shù)與FD 技術(shù)聯(lián)合使用，在保證品質(zhì)的同時也能縮短干燥時間。

圖2 黃桃果干的干燥曲線Fig.2 Drying curve of dried yellow peach slices

2.3 干燥處理對黃桃果干理化性質(zhì)的影響

表3 為不同干燥方式對黃桃果干干燥時間、色澤、復(fù)水比、硬度和脆性的影響。由表3 可知，F(xiàn)D組ΔE值顯著低于其余干燥處理組（P＜0.05），這說明與新鮮黃桃相比，經(jīng)過微波干燥和熱風(fēng)干燥處理后的黃桃果干可能發(fā)生了褐變，顏色偏深[26]。其中，MF 組和HF 組的ΔE值最高，表明微波和熱風(fēng)干燥時間過長會加劇褐變反應(yīng)。但FM 組和FH 組與其余干燥組不同，其色澤差異要遠(yuǎn)小于后進(jìn)行真空冷凍干燥的黃桃果干，這說明先進(jìn)行真空冷凍干燥后結(jié)合其余技術(shù)能夠更大程度地保留黃桃原有色澤。

表3 干燥處理對黃桃果干理化性質(zhì)的影響Table 3 Effect of drying treatment on the physical and chemical properties of yellow peach dried slices

干制品的復(fù)水特性是衡量干制品品質(zhì)和干制方法優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一，復(fù)水比值越大，說明其復(fù)水后與鮮果的含水率越接近，黃桃果干能夠恢復(fù)到原鮮果狀態(tài)程度越高，干燥效果越好[27]。由表3 可知，F(xiàn)D 和FM 組平均復(fù)水比顯著高于其余三組。結(jié)合黃桃果干微觀結(jié)構(gòu)圖可知，復(fù)水能力可能是由孔隙大小決定[28]，F(xiàn)D 和FM 組具有均勻的蜂窩狀多孔結(jié)構(gòu)從而更利于果干復(fù)水。硬度是是衡量果蔬干制品品質(zhì)的重要參數(shù)，能反映果蔬干制品的食用口感[29]。由表3 可知，HF 組硬度最大，可能是由于熱風(fēng)干燥溫度較高，干燥時間過長，導(dǎo)致黃桃表面的水分損失大于內(nèi)部失水，所以在黃桃表面形成了硬殼[30]，致使黃桃果干硬度值偏大。從表3 中可知，F(xiàn)D 組黃桃果干硬度最小，脆性最高，分別為16.33 N 和175.79 N·s。相較其余聯(lián)合干燥組，F(xiàn)M 組、FD 組脆性差異較小。綜合感官評價來看，F(xiàn)M 組黃桃果干在感官和質(zhì)構(gòu)方面最接進(jìn)FD 組，且干燥時間最短。

2.4 干燥方式對黃桃果干微觀結(jié)構(gòu)的影響

從圖3 中可以看出，F(xiàn)D 組和FM 組均出現(xiàn)較為均一的蜂窩狀多孔結(jié)構(gòu)，而MF、FH 和HF 組都出現(xiàn)了不同程度孔狀結(jié)構(gòu)塌陷現(xiàn)象。這是因為真空冷凍干燥過程中，黃桃中的水以冰晶的形式存在可直接升華，不破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，從而可以保持完整的細(xì)胞骨架[31]。溫度升高加快了水分子的遷移速率，自由水的遷移會導(dǎo)致毛細(xì)管張力大于細(xì)胞壁抗拉強度，從而造成骨架塌陷，導(dǎo)致多孔狀結(jié)構(gòu)消失[32]。

圖3 干燥處理對黃桃微觀結(jié)構(gòu)的影響Fig.3 Effect of drying treatments on the microstructure of yellow peach

2.5 干燥方式對總多糖含量的影響

由圖4 可知，不同干燥方式獲得的果干中總多糖含量由高到低排列依次為新鮮黃桃組＞FD 組＞FM 組＞FH 組＞FD 組＞MF 組＞HF 組。可能是由于黃桃在預(yù)處理漂燙或較高溫度干燥過程中，部分多糖或粘液質(zhì)水解成單糖或低聚糖所致[33]。本實驗中所采用FD 和FM 技術(shù)對黃桃總多糖含量影響較小，說明其終產(chǎn)品中總多糖含量在加工過程中損耗較低。

2.6 干燥方式對總酚和總黃酮含量的影響

由圖5A 可以看出，與新鮮黃桃組對比，干燥處理組總酚含量均有不同程度下降，其中HF 組最為顯著。這是因為酚類化合物含有酚羥基，化學(xué)性質(zhì)活潑，具有熱不穩(wěn)定性且易氧化[34]。同時，HF 組先進(jìn)行熱風(fēng)干燥，使得水分流失較多，進(jìn)一步導(dǎo)致水溶性營養(yǎng)物質(zhì)流失較多，這與李勛蘭等[35]研究結(jié)果一致。FM 組中總酚含量下降較少，且與FD 組無顯著性差異，因為該組干燥過程中先采用真空冷凍干燥技術(shù)且聯(lián)合，微波干燥時間較短，在預(yù)處理后一直處于低溫加工狀態(tài)從而對總酚含量影響較小。由圖5B可知，與新鮮黃桃組對比，不同干燥條件下黃桃果干總黃酮含量存在顯著差異，這可能是因為在預(yù)處理階段經(jīng)過漂燙和聯(lián)合干燥時會在較高溫度下干燥，溫度過高造成部分黃酮類物質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)化或熱降解[36]。FM組總黃酮含量與FD 組差異較小，且含量明顯高于其余三組，表明利用FM 方式可保證黃桃果干總黃酮含量保留較高。

圖5 干燥方式對總酚、總黃酮含量的影響Fig.5 Effect of drying method on total phenols and flavonoids content

2.7 干燥方式對抗壞血酸含量的影響

由圖6 可知，F(xiàn)D 組和FM 組與新鮮黃桃組相比無顯著性差異，但MF 組、FH 組和HF 組與新鮮黃桃組相比抗壞血酸含量顯著性降低（P＜0.05），這主要是由于長時間的微波真空干燥和熱風(fēng)干燥過程中的酶促氧化和熱降解[37]。FD 和FM 技術(shù)可更好地保留抗壞血酸含量，與新鮮組相比無顯著性差異，這可能是因為在真空條件下減少了抗壞血酸與空氣接觸的時間，這與Edvaldo 等[38]研究結(jié)果一致。

圖6 干燥方式對抗壞血酸含量的影響Fig.6 Effect of drying methods on ascorbic acid content

3 結(jié)論

本實驗通過不同干燥方式制備黃桃果干并探究了其對黃桃果干感官品質(zhì)、微觀結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)成分的影響，篩選出最佳的黃桃果干干燥方式為先真空冷凍干燥后微波真空干燥。FM 組在感官評價、色澤、質(zhì)構(gòu)特性和微觀結(jié)構(gòu)方面最接近FD 組，且營養(yǎng)成分保留較高，滿足目前市場對于黃桃果干的需求。MF 組和HF 組由于前期溫度較高導(dǎo)致汁水流失，骨架坍塌，感官品質(zhì)較低，營養(yǎng)成分保留率低。綜上所述，F(xiàn)M 技術(shù)在保證黃桃果干高品質(zhì)的同時也可縮短干燥時間，更適宜作為黃桃的干燥方式。