熱風(fēng)微波耦合干燥結(jié)合H2O2熏蒸對不同貯藏條件下冬棗品質(zhì)的影響

李自芹，陳雅，李文綺，黨富民，劉成江，馬小寧，金新文，賈文婷*

（1.新疆農(nóng)墾科學(xué)院，新疆 石河子 832000；2.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院吐魯番農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，新疆 吐魯番 838099；3.石河子質(zhì)量與計(jì)量檢測所，新疆 石河子 832000）

紅棗，俗稱大棗、干棗等，是鼠李科棗屬的果實(shí)，具有豐富的營養(yǎng)和醫(yī)藥價值[1]。我國紅棗出口量為世界第一，產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的90% 以上，擁有較高的經(jīng)濟(jì)價值[2]。由于鮮棗生產(chǎn)季節(jié)性強(qiáng)，上市較集中，鮮棗采后短時間內(nèi)會失水皺縮、褐變，易滋生微生物、霉變，并且會出現(xiàn)酒化、變軟腐爛等現(xiàn)象，容易失去其商品價值，不宜長期貯藏[3]，嚴(yán)重制約著我國紅棗產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。對冬棗進(jìn)行干燥處理，不僅可以克服鮮食冬棗貯藏保鮮產(chǎn)業(yè)的難題，同時干燥后的冬棗還具有其獨(dú)特的風(fēng)味品質(zhì)[4]。但是，在不同的干燥過程中，冬棗的營養(yǎng)成分極易損失而造成品質(zhì)下降，所以選擇適宜的干燥和貯藏條件，最大限度地減少冬棗在干燥和貯藏過程中營養(yǎng)的損失顯得尤為重要[5]。因此，提升冬棗干燥技術(shù)和貯藏條件，對于提高冬棗的商品率、增加其附加值、促進(jìn)農(nóng)民增收、產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有積極的作用。

熱風(fēng)與微波耦合干燥是將熱風(fēng)和微波兩種方式有機(jī)結(jié)合的干燥技術(shù)，耦合干燥期間，熱風(fēng)與微波在整個干燥過程共同對物料進(jìn)行干燥，耦合干燥在國外的實(shí)驗(yàn)室有較多的研究[6]。和傳統(tǒng)的干燥方式相比，熱風(fēng)與微波耦合干燥方式節(jié)約了干燥時間，減少了微波對物料加熱的不均勻性，而且還可提高被干燥物料的品質(zhì)[7]。

精準(zhǔn)相溫是在冰溫和相溫保鮮的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的一種新型保鮮技術(shù)，其具有傳熱不傳質(zhì)、不加濕恒濕、冷風(fēng)機(jī)不結(jié)霜、四階控溫精度在±0.01 ℃、流相防腐等特點(diǎn)[8]。精準(zhǔn)相溫貯藏冬棗，能最大限度地抑制果實(shí)表面微生物的生長繁殖，減少營養(yǎng)成分的流失、延長冬棗的貯藏期。

果蔬脫水干燥技術(shù)是重要的脫水技術(shù)，是解決鮮食果蔬保鮮貯藏難、商品率低的重要手段，在果蔬加工業(yè)上普遍采用[9]。干燥后的果蔬質(zhì)量會變輕，既可節(jié)約果蔬的搬運(yùn)和運(yùn)輸成本，也避免了鮮食果蔬由于貯藏難造成的滯銷跌價、資源浪費(fèi)等現(xiàn)象[10]。目前，紅棗機(jī)械化干燥技術(shù)發(fā)展迅速，分為熱風(fēng)干燥、真空干燥、真空微波干燥、真空冷凍干燥、變溫壓差膨化干燥等[11]。近年來，張小燕等[12]采用熱風(fēng)干燥設(shè)備干燥蘋果片，發(fā)現(xiàn)其設(shè)備操作簡單、成本低，但干燥效率較低、容易破壞蘋果的品質(zhì)；陳學(xué)玲等[13]發(fā)現(xiàn)真空冷凍干燥技術(shù)有助于改善獼猴桃片的整體品質(zhì)和風(fēng)味物質(zhì)，但設(shè)備成本高、干燥效率較低；王慶衛(wèi)等[14]研究發(fā)現(xiàn)中短波紅外干燥技術(shù)提高了紅棗的抗氧化活性；熱風(fēng)微波耦合干燥設(shè)備，即微波和熱風(fēng)共同作用于果蔬，可以縮短干燥時間，提高產(chǎn)品質(zhì)量，在農(nóng)產(chǎn)品和食品加工業(yè)中具有較大的發(fā)展前景。劉旭等[15]研究發(fā)現(xiàn)熱風(fēng)微波耦合干燥較好地保留了西芹干燥后的色度和感官品質(zhì)。貯藏時的溫度直接影響著棗果的貯藏品質(zhì)和壽命，貯藏環(huán)境溫度越高，棗果的貨架期及貯藏壽命就越短[16]。紅棗的貯藏方式主要分為室溫貯藏、保鮮庫貯藏以及近冰溫貯藏等方式，低溫貯藏已成為一種被廣泛采用的棗果貯藏方式[17]。

目前，對于紅棗的干制研究以傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥與新型干燥方式進(jìn)行對比較多，對于果實(shí)干燥前采用保鮮劑預(yù)處理，利用功率可調(diào)的熱風(fēng)微波耦合干燥設(shè)備干燥冬棗后在不同貯藏環(huán)境下貯藏，探究其貯藏品質(zhì)的研究較為少見。侯倩[18]研究發(fā)現(xiàn)紅棗干燥前噴灑0.2 g/L 納他霉素有利于保留紅棗的營養(yǎng)和提高貯藏品質(zhì)。本研究采用一種功率可調(diào)的熱風(fēng)微波耦合干燥設(shè)備結(jié)合過氧化氫（H2O2）熏蒸處理，對綠糖心冬棗貯藏前進(jìn)行干燥，探究不同貯藏環(huán)境對冬棗貯藏期間品質(zhì)變化的影響，以期為紅棗的干燥生產(chǎn)及貯藏保鮮提供一定的技術(shù)參考。

1 材料和方法

1.1 材料與儀器

綠糖心冬棗：2021 年9 月26 日采摘于新疆第三師圖木舒克市50 團(tuán)，人工挑選果實(shí)成熟度一致、大小均勻、無傷和病蟲害的果實(shí)，及時運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，預(yù)冷后置于保鮮庫（1 ℃）中貯藏備用。

熱風(fēng)微波耦合干燥設(shè)備：新疆農(nóng)墾科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所研制；納米聚乙烯微孔保鮮袋（N）：天津科技大學(xué)提供；30% 過氧化氫（H2O2）、TD-45 數(shù)顯糖度計(jì)、HTC-1 溫濕度計(jì)：新疆沃德生物科技有限責(zé)任公司；752G 紫外可見分光光度計(jì)：上海儀電控股（集團(tuán)）；PHSJ-6L 自動電位滴定儀：上海儀電科學(xué)儀器有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 樣品處理

綠糖心冬棗平均濕基含水率為（58.3±0.3）%，將其分為4 組，每組200 kg。

經(jīng)過前期試驗(yàn)，H2O2體積分?jǐn)?shù)為3%、5%、7%，每種濃度熏蒸時間分別采用6、8、10 min 均能不同程度抑制棗果在貯藏期間微生物的生長和提高果實(shí)的品質(zhì)。從節(jié)約成本方面考慮，最終選取H2O2體積濃度為5%、熏蒸時間為10 min 進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

處理組A（室溫貯藏）：5% H2O2熏蒸10 min 處理后，將果實(shí)采用熱風(fēng)微波耦合干燥設(shè)備進(jìn)行處理，將其干燥至干基含水率為40% 左右，裝入微孔保鮮袋（N）中，室溫下貯藏。

處理組B（保鮮庫貯藏）：5% H2O2熏蒸10 min 處理后，將果實(shí)采用熱風(fēng)微波耦合干燥進(jìn)行處理，將其干燥至干基含水率為40%左右，裝入微孔保鮮袋（N）中，置于0 ℃、相對濕度為40%～45%的保鮮庫中貯藏。

處理組C（精準(zhǔn)相溫庫貯藏）：5%H2O2熏蒸10 min處理后，將果實(shí)采用熱風(fēng)微波耦合干燥進(jìn)行處理，將其干燥至干基含水率為40% 左右，裝入微孔保鮮袋（N）中，置于0 ℃的精準(zhǔn)相溫庫中貯藏。

以上各處理組綠糖心冬棗在不同貯藏環(huán)境下貯藏300 d，每隔60 d 測定一次果實(shí)的各項(xiàng)指標(biāo)。1.

2.2 指標(biāo)測定

1.2.2.1 冬棗癟棗率的測定

參照侯倩[18]的方法測定冬棗癟棗率，計(jì)算公式如下。

W=A/B× 100

式中：W為癟棗率，%；A為癟棗個數(shù)；B為總棗個數(shù)。

1.2.2.2 冬棗失重率的測定

采用稱重法[19]測定冬棗失重率，失重率計(jì)算公式如下。

P=（M1-M2）/M1× 100

式中：P為失重率，%；M1為貯前質(zhì)量，kg；M2為貯后質(zhì)量，kg。

1.2.2.3 冬棗可溶性固形物（soluble solids，SS）含量的測定

采用數(shù)顯糖度計(jì)測定綠糖心冬棗可溶性固形物的含量，單位為%。

1.2.2.4 冬棗可滴定酸（titratable acidity，TA）含量的測定

采用自動電位滴定儀測定冬棗TA 含量[20]，每組處理每次取棗果3 kg，測定3 次，取其平均值，單位為%。

1.2.2.5 冬棗抗壞血酸（ascorbic acid，AA）含量的測定

參照曹建康等[21]的方法，用2，6-二氯酚靛酚滴定法測定冬棗AA 含量，單位為mg/100 g。

1.2.2.6 冬棗總酚含量的測定

參照梁美宜等[22]方法，稱3 g 果肉，每個樣品分3 次用1%HCl-甲醇10 mL 浸取12 h 后混勻，在4 000 r/min離心10 min，上清液即為酶提取液。用福林酚法測定760 nm 處酶液的吸光度。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 軟件繪圖，SPSS 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，P＜0.05 表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 果實(shí)癟棗率的變化

果實(shí)癟棗率的變化如圖1 所示。

圖1 果實(shí)癟棗率的變化Fig.1 Change of withering rate of winter jujube

由圖1 可知，不同貯藏條件下的冬棗在貯藏期間果實(shí)表皮的癟棗率體現(xiàn)出較明顯的差異，在整個貯藏期間，各處理組癟棗率大小分別是處理組A＞處理組B＞處理組C。室溫下貯藏的冬棗癟棗率始終大于其他處理組。貯藏第300 天，處理組A 冬棗癟棗率達(dá)到35%，分別比處理組B、處理組C 高14%和22%，說明H2O2結(jié)合熱風(fēng)微波耦合干燥的冬棗在精準(zhǔn)相溫庫中貯藏能更好地抑制果皮的干癟，保持果實(shí)的外觀品質(zhì)。

2.2 果實(shí)失重率的變化

通過失重率可判斷果實(shí)水分的揮發(fā)程度[23]。果實(shí)失重率的變化如圖2 所示。

圖2 果實(shí)失重率的變化Fig.2 Change of weight loss rate of winter jujube

由圖2 可知，處理組A、處理組B、處理組C 果實(shí)的失重率隨著貯藏時間的延長，表現(xiàn)出整體上升的趨勢，處理組A 的失重率明顯高于處理組B 和處理組C，貯藏第300 天，處理組A 的失重率為65%，較處理組B、處理組C 高出30% 和41%（P＜0.05），說明H2O2結(jié)合熱風(fēng)微波耦合干燥的冬棗，在保鮮庫和精準(zhǔn)相溫庫貯藏均較好地保持了果實(shí)的水分含量，其中精準(zhǔn)相溫庫對貯藏期間果實(shí)的水分含量保持最好。

2.3 果實(shí)可溶性固形物（SS）含量的變化

SS 是衡量果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)的重要指標(biāo)，主要指可溶性糖類，包括單糖、雙糖和多糖[24]。果實(shí)可溶性固形物含量的變化如圖3 所示。

圖3 果實(shí)SS 含量的變化Fig.3 Changes of SS of winter jujube

由圖3 可知，冬棗在貯藏期間，處理組A、處理組B、處理組C 果實(shí)的SS 含量整體呈緩慢下降的趨勢，其中處理組A 果實(shí)SS 含量下降較快，在貯藏第180 天時，處理組A 果實(shí)的SS 含量為55%，處理組B 和處理組C 果實(shí)的SS 含量分別為68%和73%，說明H2O2結(jié)合熱風(fēng)微波耦合干燥的冬棗，在保鮮庫和精準(zhǔn)相溫庫中貯存，可延緩果實(shí)SS 含量的減少，保留了果實(shí)的風(fēng)味品質(zhì)。

2.4 果實(shí)可滴定酸（TA）含量的變化

可滴定酸（TA）是影響果實(shí)風(fēng)味品質(zhì)的重要因素，也是反映果實(shí)貯藏特性的重要指標(biāo)[25]。果實(shí)可滴定酸含量的變化如圖4 所示。

圖4 果實(shí)TA 含量的變化Fig.4 Changes of TA of winter jujube

由圖4 可知，在整個貯藏期間，處理組A、處理組B、處理組C 冬棗的TA 含量均呈先上升又下降的趨勢。在貯藏前120 d，處理組A 果實(shí)的TA 含量普遍高于處理組B 和處理組C，可能是室溫貯藏的環(huán)境溫度高于保鮮庫和精準(zhǔn)相溫庫，促進(jìn)了果實(shí)體內(nèi)有機(jī)物的分解，進(jìn)而使TA 含量升高，在120 d 以后，隨著貯藏時間的延長，室溫下貯藏的果實(shí)呼吸和生理代謝作用較處理組B、處理組C 活躍，使得TA 含量被較快分解消耗，導(dǎo)致處理組A 果實(shí)TA 含量明顯低于處理組B、處理組C。在貯藏第300 天時，處理組C 果實(shí)TA 含量較處理組A 和處理組B，分別高57.1%和17.6%，說明H2O2結(jié)合熱風(fēng)微波耦合干燥的冬棗，在精準(zhǔn)相溫庫中貯藏能更好地保持果實(shí)中TA 含量，提高果實(shí)的風(fēng)味品質(zhì)。

2.5 果實(shí)抗壞血酸（AA）含量的變化

抗壞血酸在果蔬體內(nèi)參與多種反應(yīng)，在生物氧化和還原作用以及細(xì)胞的呼吸代謝中起著重要的作用[26-27]。果實(shí)AA 含量的變化如圖5 所示。

圖5 果實(shí)抗壞血酸含量的變化Fig.5 Changes of ascorbic acid of winter jujube

由圖5 可知，各處理組果實(shí)在貯藏期間AA 含量均呈下降趨勢，處理組B 和處理組C 果實(shí)的AA 含量在整個貯藏期間均高于處理組A。在貯藏第300 天時，處理組C 果實(shí)AA 含量分別比處理組A 和處理組B 高9 mg/100 g FW（以鮮重計(jì)）和6 mg/100 g FW，說明H2O2結(jié)合熱風(fēng)微波耦合干燥的冬棗，在精準(zhǔn)相溫庫中貯藏較好地抑制果實(shí)體內(nèi)AA 含量的下降，保持了果實(shí)在貯藏期間的營養(yǎng)成分。

2.6 果實(shí)總酚含量的變化

酚類物質(zhì)含量是評價棗果品質(zhì)的一個重要因素，貯藏期間果實(shí)酚類含量的高低也是評價貯藏方式是否優(yōu)良的重要指標(biāo)[28]。果實(shí)總酚含量的變化如圖6 所示。

圖6 果實(shí)總酚含量的變化Fig.6 Changes of total phenols of winter jujube

由圖6 可知，各處理組果實(shí)在整個貯藏期間的總酚含量呈緩慢下降的趨勢，果實(shí)總酚含量的大小為處理組C＞處理組B＞處理組A，在貯藏第300 天時，處理組C 果實(shí)的總酚含量為745.1 mg/100 g DW（以干重計(jì)），比處理組A 高114.6 mg/100 g DW，說明H2O2結(jié)合熱風(fēng)微波耦合干燥的冬棗，在精準(zhǔn)相溫庫中貯藏較保鮮庫和室溫貯藏能更好地保持果實(shí)的總酚含量，提高冬棗的貯藏品質(zhì)。

3 結(jié)論

本研究采用H2O2熏蒸結(jié)合熱風(fēng)微波耦合干燥處理綠糖心冬棗，分別在室溫、保鮮庫和精準(zhǔn)相溫庫中貯藏，定期測定冬棗各項(xiàng)指標(biāo)。結(jié)果顯示，H2O2熏蒸結(jié)合熱風(fēng)微波耦合干燥處理的冬棗在保鮮庫和精準(zhǔn)相溫庫貯藏較室溫下貯藏有效抑制了果實(shí)的癟棗率和失重率，延緩了冬棗的SS、AA、TA 和總酚含量的下降速率，較好地保持了果實(shí)的風(fēng)味品質(zhì)和貯藏品質(zhì)。精準(zhǔn)相溫庫貯藏的冬棗貯藏品質(zhì)最好，冬棗在熱風(fēng)微波耦合干燥前進(jìn)行H2O2熏蒸處理，干燥處理后在精準(zhǔn)相溫庫中貯藏，此方法作為一種新的、有效的貯藏保鮮技術(shù)，可為冬棗貯藏保鮮技術(shù)的推廣和應(yīng)用提供一定的技術(shù)支持。