不同溫度熱風(fēng)干燥在藍(lán)莓果干品質(zhì)的影響 范文

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摘要：為了探索藍(lán)莓果干熱風(fēng)干燥技術(shù)，設(shè)計(jì)了50、65和80℃3個(gè)溫度的熱風(fēng)進(jìn)行藍(lán)莓干燥，比較了不同處理下藍(lán)莓果干的復(fù)水性、微觀組織結(jié)構(gòu)、色差、質(zhì)構(gòu)、活性成分、DPPH•自由基清除能力等指標(biāo)的變化。結(jié)果表明：在50、65和80℃熱風(fēng)條件下，藍(lán)莓果實(shí)的含水量降至（20±1）%，分別需要50、18和7.5h；果干的復(fù)水比、硬度、咀嚼性和膠著性等物理指標(biāo)數(shù)值由大到小依次為50℃＞65℃＞80℃，其中50和65℃處理的差異不顯著；果干的總酚和花青素以50℃熱風(fēng)干燥的較高，DPPH•自由基清除能力也以50℃熱風(fēng)干燥的較強(qiáng)，其次為65℃處理，二者間差異不顯著，而80℃熱風(fēng)干燥的活性成分最低；總的來說，低溫?zé)犸L(fēng)干燥對(duì)果干理化性狀的影響要小于高溫?zé)犸L(fēng)。綜合產(chǎn)品品質(zhì)、能耗和干燥時(shí)間，認(rèn)為65℃熱風(fēng)干燥18h可以較好的保持藍(lán)莓果干的品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：藍(lán)莓；熱風(fēng)干燥；溫度；品質(zhì)

藍(lán)莓，屬杜鵑花科（Ericaceae）越橘屬（Vaccinium），學(xué)名越橘，富含花色素苷、維生素、鞣花酸、類黃酮、細(xì)菌抑制因子等藥用保健物質(zhì)，被譽(yù)為“漿果之王”，被聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織列為人類五大健康食品之一，是一種集營養(yǎng)與保健于一身的藍(lán)色漿果[1]。但藍(lán)莓果實(shí)易腐爛、變質(zhì)，因而保質(zhì)期相對(duì)較短[2]。藍(lán)莓果實(shí)除鮮銷之外，一部分也用于加工成果干、果醬等[3-4]。干燥是一種常見的可有效延長果蔬保質(zhì)期的方式，將果蔬干制既可降低物料的水分活度，又可抑制微生物的生長和酶的活性[5]。熱風(fēng)干燥是食品脫水常用的加工手段，因其投入少、見效快而深受加工業(yè)的青睞[3]。熱風(fēng)干燥中溫度是影響物料干燥品質(zhì)的重要因素，研究采用不同溫度熱風(fēng)對(duì)藍(lán)莓進(jìn)行干燥，比較不同處理對(duì)藍(lán)莓果干品質(zhì)特性的影響，旨在為熱風(fēng)干燥技術(shù)在藍(lán)莓加工上的應(yīng)用提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

供試藍(lán)莓采自貴州麻江，為“粉藍(lán)”品種。采前7d停止施水，選取無霉變、無病害、無機(jī)械損傷的果實(shí)，小盒單獨(dú)包裝，裝入泡沫箱（事先準(zhǔn)備好冰塊），當(dāng)日運(yùn)回冷庫預(yù)冷24h，然后進(jìn)行不同溫度熱風(fēng)干燥處理。在試驗(yàn)前取適量的藍(lán)莓果實(shí)放入105℃恒溫干燥箱中測出成熟藍(lán)莓果實(shí)的平均初始含水率為79.27%。試驗(yàn)主要儀器設(shè)備有：DHG-9240型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司），CT3型質(zhì)構(gòu)儀（美國Brookfield公司），UV7100型紫外分光光度計(jì)（日本Shimadzu公司），HunterLab-ColorQuestXE型全自動(dòng)色差儀（美國HunterLab公司），Carl-ZeissEvols10型掃描電子顯微鏡（SE，德國卡爾蔡司公司），MettlerToledoAL204型電子天平（梅特勒-托利多儀器上海有限公司），MettlerToledoDelta320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干燥方法根據(jù)前期預(yù)備試驗(yàn)的結(jié)果，以水分含量（20±1）%為干燥終點(diǎn)，40℃熱風(fēng)干燥需96h，時(shí)間過長，耗能高；85℃干燥只需6.5h，但果形嚴(yán)重驟縮，且出現(xiàn)輕微的碳化。因此試驗(yàn)確定干燥溫度為50~80℃。將采摘的新鮮藍(lán)莓果實(shí)于沸水中熱燙15s，撈起瀝干，冷卻后均勻鋪于托盤內(nèi)，烘箱溫度設(shè)定為50、65和80℃，風(fēng)速為2.0m/s，每隔一定的時(shí)間取出樣品，測定其質(zhì)量，同一試驗(yàn)條件取樣3次，直到干燥后的藍(lán)莓水分含量達(dá)（20±1）%。樣品放入干燥皿中，進(jìn)行指標(biāo)的測定。

1.2.2指標(biāo)測定（1）含水量的測定。參考GB5009.2—2010中的直接干燥法。（2）微觀結(jié)構(gòu)電鏡觀察。采用掃描電子顯微鏡進(jìn)行藍(lán)莓果肉組織微觀結(jié)構(gòu)的觀察。將干燥不同時(shí)間的藍(lán)莓內(nèi)果皮用雙刃刀片切成1mm×1mm×2mm大小的塊狀樣品，用石墨雙面膠粘在樣品臺(tái)上，樣品噴金后通過掃描電子顯微鏡掃描觀察，拍照。（3）復(fù)水比的測定。稱取約2g干燥后的藍(lán)莓，室溫下浸泡在40mL水中1h，然后將藍(lán)莓取出、瀝干、去除表面的水分、稱重。計(jì)算公式[2]如下，復(fù)水比（g/g）=m2/m1；式中，m1為原干樣質(zhì)量（g）；m2為復(fù)水后質(zhì)量（g）。（4）色澤的測定。試驗(yàn)采用色差儀進(jìn)行色差的測定。采用L*（亮度）、a*（紅色/綠色）和b*（黃色/藍(lán)色）三坐標(biāo)空間定義樣品顏色；其中，L*值越大，亮度越高；a*值表示紅色（+a*）和綠色（-a*）的程度；b*值表示黃色（+b*）和藍(lán)色（-b*）的程度。（5）質(zhì)構(gòu)的測定。根據(jù)預(yù)試驗(yàn)確定的測試參數(shù)，將藍(lán)莓果粒試樣橫放于質(zhì)構(gòu)儀夾具正下方進(jìn)行TPA測試，選用TA9探頭，距離4mm，觸發(fā)點(diǎn)50N負(fù)載，測試速度0.5mm/s，2次循環(huán)。由質(zhì)地特征曲線得到表征果實(shí)質(zhì)地狀況對(duì)的評(píng)價(jià)參數(shù)。（6）活性成分分析。總酚采用福林-酚比色法測定，花青素采用比色法測定，DPPH•自由基清除能力采用吸光度比色法測定[4-6]。

1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

試驗(yàn)數(shù)據(jù)均為3次重復(fù)測定的平均值，采用Sigmaplot12.5軟件作圖并進(jìn)行鄧肯氏差異顯著性分析。

2結(jié)果與分析

2.1不同溫度熱風(fēng)干燥對(duì)藍(lán)莓微觀結(jié)構(gòu)和復(fù)水比的影響

藍(lán)莓干燥是一個(gè)水分減少的過程，果肉組織的超微結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，果肉組織細(xì)胞壁總體結(jié)構(gòu)破壞、胞壁物質(zhì)皺縮，細(xì)胞壁不均勻，出現(xiàn)許多波形皺褶，微觀上細(xì)胞壁微絲排列由緊密有序變得松散無序，宏觀上果實(shí)皺縮干癟[7-8]。為干燥前和干燥后藍(lán)莓內(nèi)果皮超微電鏡掃描結(jié)果。干燥初始，新鮮藍(lán)莓內(nèi)果皮組織結(jié)構(gòu)整齊致密，分布均勻，有清晰的明暗結(jié)構(gòu)，細(xì)胞壁和細(xì)胞膜結(jié)合緊密，沒有孔洞和溝壑。而從圖1b中可以看出，短時(shí)熱燙處理后，藍(lán)莓內(nèi)果皮細(xì)胞整齊致密，厚度均勻，有清晰的明暗結(jié)構(gòu)，與新鮮藍(lán)莓果實(shí)差異不顯著，表明短時(shí)熱燙對(duì)果皮內(nèi)組織結(jié)構(gòu)影響不大。試驗(yàn)結(jié)果顯示，在50、65和80℃熱風(fēng)條件下，藍(lán)莓果實(shí)的含水量降至（20±1）%，分別需要50、18和7.5h。65℃熱風(fēng)干燥處理可以減緩水分遷移速度，較好地延緩果肉組織的皺縮和干硬，形成較小的孔洞和較小的硬度，進(jìn)而保持組織超微結(jié)構(gòu)的完整性，保證藍(lán)莓果干的品質(zhì)完好。50℃熱風(fēng)干燥50h和65℃熱風(fēng)干燥18h的藍(lán)莓果干復(fù)水差異不顯著，二者（圖1c和d）在微掃描電鏡下的組織結(jié)構(gòu)差異也不明顯，這表明復(fù)水性與組織的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有一定的相關(guān)性。在干燥脫水過程中，組織內(nèi)部超微結(jié)構(gòu)受到不同程度的損傷，不同溫度干燥不同時(shí)間，果干含水量不同，內(nèi)果皮組織的超微結(jié)構(gòu)也表現(xiàn)出一定差異。如圖2e所示，80℃熱風(fēng)干燥處理的藍(lán)莓果肉疊狀塊層結(jié)構(gòu)多，這是因?yàn)楦邷厥构ぱ杆偈霈F(xiàn)皺縮，進(jìn)而破壞了果皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)和果肉組織相互交織網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，細(xì)胞間分離。這也進(jìn)一步證實(shí)了80℃熱風(fēng)干燥對(duì)果實(shí)組織結(jié)構(gòu)破壞大，不利于產(chǎn)品在復(fù)水的過程中截留水分，因此復(fù)水性差。復(fù)水比可以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，是評(píng)價(jià)干燥品品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)[1-2]。干燥到水分含量為（20±1）%時(shí)，80℃干燥的產(chǎn)品復(fù)水比（1.05g/g）顯著低于65（1.34g/g）和50℃（1.47g/g）干燥的產(chǎn)品，65和50℃干燥的產(chǎn)品復(fù)水比無顯著差異。在50℃干燥過程中，藍(lán)莓內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)未被破壞，收縮率較小并形成多孔狀組織結(jié)構(gòu)，低溫干燥的藍(lán)莓具有較好的復(fù)水能力，復(fù)水能力由強(qiáng)到弱依次為50℃＞65℃＞80℃。在熱風(fēng)干燥過程中，由于表面溫度要高于內(nèi)部溫度，藍(lán)莓表面水分迅速遷移并形成一層硬膜。當(dāng)藍(lán)莓內(nèi)部干燥時(shí)，又會(huì)呈現(xiàn)出內(nèi)裂空隙的現(xiàn)象，進(jìn)而使熱風(fēng)干燥后的產(chǎn)品干癟，口感堅(jiān)硬，復(fù)水性差。

2.2不同溫度熱風(fēng)干燥對(duì)藍(lán)莓果干色澤的影響

鮮果的a*值顯著低于處理后的藍(lán)莓果干，3種溫度干燥不同時(shí)間后水分含量為（20±1）%時(shí)，80℃干燥藍(lán)莓果干a*值顯著低于65和50℃，但65和50℃干燥處理的藍(lán)莓果干a*值差異不顯著。熱燙和干燥后a*值為正值，且值越大顏色越接近純紅色，熱燙后藍(lán)莓的a*增大，表明熱燙藍(lán)莓出現(xiàn)紅化現(xiàn)象，與感官結(jié)果一致。藍(lán)莓果干干燥過程中需要維持藍(lán)色，當(dāng)b*值為負(fù)值時(shí)，絕對(duì)值越大說明產(chǎn)品的顏色越接近藍(lán)色。由表1可知，熱燙后藍(lán)莓果實(shí)的藍(lán)色色澤降低了，b*值由鮮果的-8.46降到-3.88；干燥處理后果干的b*值也顯著低于鮮果；在果干水分含量僅為（20±1）%時(shí)，50、65和80℃干燥組的b*值分別為-3.50、-4.46和-3.96，其中65℃干燥處理的果干與50、80℃干燥處理的果干b*值差異顯著。從外觀來看，新鮮藍(lán)莓果實(shí)的藍(lán)色最明顯，干燥后出現(xiàn)褐變，藍(lán)色變淺，且隨著干燥時(shí)間的延長，藍(lán)色越淺。至于為什么65℃干燥處理的色澤要優(yōu)于50、80℃干燥處理，其作用機(jī)理有待進(jìn)一步研究。從表1中還可以看出，無論是鮮果還是熱燙和干燥處理，藍(lán)莓的L*值均為負(fù)值，說明藍(lán)莓色澤較暗，呈深的藍(lán)黑色；L*值的絕對(duì)值越大，表示顏色越深。新鮮果熱燙后，顏色變深，干燥后果干褐變，熱風(fēng)干燥處理間的L*值差異不顯著。△E值為色差值，其表現(xiàn)的是樣品的顏色綜合差異。熱燙后藍(lán)莓果實(shí)明亮，色澤偏紅，80℃干燥處理的△E值比50和65℃干燥處理的低，但三者間差異并不顯著。在干燥過程中，藍(lán)莓的色澤變化主要由藍(lán)莓中花青素含量和褐變反應(yīng)引起的。經(jīng)不同溫度干燥處理后，果干的色澤值差異不大。分析其原因可能是隨著干燥溫度的升高、干燥時(shí)間的延長，藍(lán)莓中花青素的含量降低，理論上藍(lán)莓會(huì)褪色。但由于還原糖參與了褐變反應(yīng)，藍(lán)莓顏色發(fā)生褐變，致使干燥果干產(chǎn)品色差差異不顯著[2]。

2.3不同溫度熱風(fēng)干燥對(duì)藍(lán)莓果干質(zhì)構(gòu)特性的影響

果干質(zhì)地屬性是源于果實(shí)結(jié)構(gòu)的一組物理特性。質(zhì)構(gòu)儀對(duì)樣品進(jìn)行2次壓縮，輸出質(zhì)地測試結(jié)果曲線，從而可以分析樣品的相關(guān)質(zhì)地參數(shù)。硬度表示樣品斷裂所需要的最大力，指第一次壓沖該樣品形成的曲線中的峰值，單位為“g”。硬度值越大，表示被測物體的硬度越大[1-2]。從表2中可以看出，當(dāng)水分均為（20±1）%時(shí)，50℃熱風(fēng)干燥需要50h，干燥后果干硬度達(dá)270.52g；65℃熱風(fēng)干燥需要18h，干燥后果干硬度達(dá)224.62g；80℃熱風(fēng)干燥僅需7.5h，干燥后果干硬度為70.12g；其中，80℃干燥處理的果干硬度顯著低于65和50℃干燥處理的。膠著性的大小反映了果肉細(xì)胞間的結(jié)合力，膠著性的值越大，則表明組織結(jié)構(gòu)越致密。干燥后藍(lán)莓果實(shí)膠著性都顯著高于新鮮藍(lán)莓和熱燙后的藍(lán)莓。當(dāng)水分均為（20±1）%時(shí)，80℃熱風(fēng)干燥的果干膠著性顯著低于65和50℃熱風(fēng)干燥的。這表明不同溫度處理，干燥過程中果實(shí)內(nèi)部的結(jié)合力變化存在一定的差異；同時(shí)，膠著性與硬度有著密切的正相關(guān)性，也說明膠著性能較好地反映果實(shí)干燥過程中質(zhì)地的變化情況。與硬度、膠著性的變化規(guī)律一致，當(dāng)果干水分含量為（20±1）%時(shí)，80℃熱風(fēng)干燥的果干咀嚼性顯著低于65和50℃熱風(fēng)干燥，65和50℃處理間果干的咀嚼性沒有顯著差異。

2.4不同溫度熱風(fēng)干燥對(duì)藍(lán)莓果實(shí)中活性成分的影響

干燥后藍(lán)莓的總酚含量與鮮果和熱燙果相比均顯著性降低，熱燙后藍(lán)莓總酚損失率為12.35%，50、65和80℃熱風(fēng)干燥的總酚損失率分別為62.43%、66.12%和72.26%。由此可見，熱風(fēng)溫度越高，果干總酚損失越多。熱燙預(yù)處理和熱風(fēng)干燥處理會(huì)使酚類物質(zhì)氧化、集合或分解，從而導(dǎo)致酚類物質(zhì)含量下降，80℃熱風(fēng)干燥的溫度最高，故對(duì)酚類物質(zhì)的影響最大。50℃熱風(fēng)干燥的藍(lán)莓果干總酚損失最少，究其原因可能是低溫對(duì)藍(lán)莓中易氧化分解的成分有較好的保護(hù)作用。多酚是藍(lán)莓的主要有效成分之一，它易在多酚氧化酶的作用下發(fā)生氧化反應(yīng)[9-12]，這可能是導(dǎo)致藍(lán)莓在干燥過程中總酚含量降低的主要原因。因此，選擇適宜的干燥方式和干燥時(shí)間可以減少藍(lán)莓中多酚等有效成分的損失。熱燙和干燥處理后藍(lán)莓果實(shí)中的花青素含量明顯降低。新鮮藍(lán)莓果的花青素為64.80mg/g干物質(zhì)，熱燙處理后下降34.69%，50、65和80℃熱風(fēng)干燥后花青素分別下降37.04%、63.84%和69.35%。由此可見，熱風(fēng)處理溫度越高，果干的花青素?fù)p失越多，這與花青素本身的穩(wěn)定性有關(guān)。研究表明，花青素在低溫、鈍化酶、與氧氣隔絕等條件下穩(wěn)定性較好[9-12]，而在高溫環(huán)境下易分解。因此，熱燙處理后選擇65℃熱風(fēng)進(jìn)行干燥，能夠較大程度地保護(hù)藍(lán)莓的花青素不被分解。DPPH•自由基清除能力是篩選抗氧化活性物質(zhì)普遍采用的一項(xiàng)指標(biāo)[4-6]。由表3可知，干燥處理后，藍(lán)莓果實(shí)的DPPH•自由基清除能力比鮮樣低，在果干水分在（20±1）%時(shí)，3個(gè)不同溫度熱風(fēng)干燥的產(chǎn)品，其DPPH•自由基清除能力由高到低排列依次為50℃＞65℃＞80℃，且差異均達(dá)顯著水平。這說明熱風(fēng)干燥的溫度越高，產(chǎn)品的DPPH•自由基清除能力越低。這是因?yàn)樵诟邷貤l件下，果實(shí)的抗氧化物質(zhì)被氧化分解，所以DPPH•自由基清除能力下降了[12-14]。綜合來看，低溫?zé)犸L(fēng)干燥能夠較好地保持藍(lán)莓中總酚、花青素水平以及DPPH•自由基清除能力。

3結(jié)論

試驗(yàn)結(jié)果顯示，在50、65和80℃熱風(fēng)條件下，藍(lán)莓果實(shí)的含水量降至（20±1）%，分別需要50、18和7.5h。不同溫度熱風(fēng)干燥對(duì)藍(lán)莓的理化性狀均有一定影響。果干的復(fù)水比、硬度、咀嚼性和膠著性等物理指標(biāo)數(shù)值由大到小依次為50℃＞65℃＞80℃，其中50和65℃處理的差異不顯著；果干的總酚和花青素以50℃熱風(fēng)干燥的較高，DPPH•自由基清除能力也以50℃熱風(fēng)干燥的較強(qiáng)，其次為65℃處理，二者間差異不顯著，而80℃熱風(fēng)干燥的活性成分最低；總的來說，低溫?zé)犸L(fēng)干燥對(duì)果干理化性狀的影響要小于高溫?zé)犸L(fēng)；不同干燥溫度之間色差值△E差異不顯著。綜合考慮藍(lán)莓果干的品質(zhì)以及能耗和干燥時(shí)間，藍(lán)莓鮮果以65℃熱風(fēng)干燥18h比較合適。

作者： 張群；劉偉；袁洪燕  單位：湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所