不同干燥工藝對蘋果粉品質的影響研究

馬超 張建昌 李新勝 古靜燕 周萍 王朝川 吳茂玉*

（1.中華全國供銷合作總社濟南果品研究院，山東濟南 250014；2.山東省輕工業(yè)設計院，山東濟南 250014）

不同干燥工藝對蘋果粉品質的影響研究

馬超1張建昌2李新勝1古靜燕1周萍1王朝川1吳茂玉1*

（1.中華全國供銷合作總社濟南果品研究院，山東濟南 250014；2.山東省輕工業(yè)設計院，山東濟南 250014）

不同的干燥工藝對蘋果粉品質的影響不同，本文探討了熱風干燥、微波干燥、熱風-微波干燥、熱風-低溫氣流膨化、熱風-微波-低溫氣流膨化這5種方法對蘋果粉品質（持水力、膨脹力、Vc含量、可滴定酸含量、還原糖含量等）的影響。試驗結果表明：熱風-微波-低溫氣流膨化對蘋果粉品質影響最小，其次是熱風-低溫氣流膨化，熱風干燥對蘋果粉品質的影響最大。

干燥工藝；蘋果粉；品質影響

蘋果是我國產(chǎn)量最大的水果，是水果中的佳品，營養(yǎng)豐富，含有多種維生素、氨基酸以及人體所必需的礦物質元素[1]。2014年我國蘋果產(chǎn)量達到3915萬t。目前蘋果加工主要沿襲傳統(tǒng)的方法，以濃縮果汁加工為主，并有少量的罐頭、果脯加工等[2]。近年來，由于濃縮蘋果汁行業(yè)內部競爭激烈，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，產(chǎn)能嚴重過剩。因此，亟需開發(fā)一種新型的蘋果深加工產(chǎn)品來滿足市場需求。將蘋果加工成蘋果粉，可延長貯藏期，減少儲藏保鮮及運輸成本，降低原料的低值利用帶來的巨大經(jīng)濟損失。另外，蘋果粉還是一種新型食品配料，可以提高產(chǎn)品的營養(yǎng)成分、改善產(chǎn)品的色澤和風味、豐富產(chǎn)品的品種，因此可以應用到食品加工的大部分領域[3-5]。

目前，蘋果粉的加工主要是由熱風干燥、噴霧干燥、冷凍干燥、帶式真空干燥等方式結合粉碎來制得[6-14]。不同的干燥工藝，所制得的蘋果粉品質有明顯差異。如經(jīng)噴霧干燥生產(chǎn)的蘋果粉，添加劑（麥芽糊精等）含量高，蘋果風味和營養(yǎng)不足；經(jīng)熱風干燥結合粉碎得到的蘋果粉存在易吸潮且水溶性差等問題；經(jīng)冷凍干燥得到的蘋果粉，產(chǎn)品能耗大，成本高等。本實驗對比了熱風干燥、微波干燥、熱風-微波干燥、熱風-低溫氣流膨化、熱風-微波-低溫氣流膨化這5種干燥方式對所得蘋果粉品質的影響，從蘋果粉的持水力、膨脹力及基本營養(yǎng)指標上進行了對比分析，以期為蘋果粉的干燥方式適宜工藝開發(fā)提供理論參考。

1 材料與儀器

1.1 材料與試劑

富士蘋果，產(chǎn)地為煙臺棲霞市。

氯化鈉、檸檬酸、抗壞血酸、EDTA-2Na、2,6-二氯靛酚、氫氧化鈉、酚酞、硫酸銅、酒石酸鉀鈉、葡萄糖、甲基藍、亞鐵氰化鉀、無水乙醇等均為分析純。

1.2 儀器與設備

電熱鼓風干燥箱（101-3A），天津泰斯特儀器有限公司；

色差計（SMY-2000），北京盛名揚科技開發(fā)有限責任公司；

電子天平，德國Sartrius公司；

高速萬能粉碎機（FW-1001），北京永光明醫(yī)療儀器廠；

微波干燥機（LT-4S），濟南隆泰微波設備有限公司；

恒溫水浴鍋（HH-501），德國Fluko公司；

pH422型酸度計，德國賽多利斯公司；

物性分析儀（Ta.XT2i/50），英國Stable Micro System公司；

TDL-離心機，上海安亭科學儀器廠；

超微粉碎機（BFM-6），濟南倍力粉技術有限公司；

激光粒度測試儀（BT-9300H），丹東百特儀器公司。

2 方法

2.1 蘋果粉制備工藝流程

蘋果→清洗→去皮、去核→切片→護色→干燥→超微粉碎→包裝→成品

2.2 操作要點

2.2.1 切片

蘋果片切片厚度約7mm，初始含水量約86.4%。

2.2.2 護色

采用優(yōu)選的“無硫”護色工藝，護色液由0.7%的抗壞血酸、0.9%的檸檬酸、0.10%的EDTA-2Na、0.6%的氯化鈉復合組成。

2.2.3 干燥

護色后，蘋果片分別采用熱風干燥、微波干燥、熱風-微波干燥、熱風-低溫氣流膨化干燥、熱風-微波-低溫氣流膨化干燥等方式處理，處理后蘋果脆片含水率6%±1%，各工藝主要參數(shù)見表1。

表1 不同干燥工藝條件Table 1The conditions of different drying process

2.2.4 超微粉碎

在20℃條件下，對干燥后蘋果片進行超微粉碎15min后備用。

2.3 評價指標

2.3.1 含水率

采用烘箱常壓干燥法測量，先稱量樣品質量，再將樣品放入烘箱中在105℃條件下烘至絕干，測量絕干樣品質量，其含水率X為：

式中：m0為取樣時樣品質量，g；

m為樣品烘至絕干時的質量，g。

2.3.2 膨化率

用超細石英砂填埋的方法測定樣品的體積。測量儀器自制，誤差小于0.2mL，體積取平均值，膨化率按下式計算：

式中：V為樣品膨化后的體積，mL；

V0為樣品膨化前的體積，mL。

2.3.3 持水力的測定

稱取0.5g樣品加5mL水混合后，置于10mL量筒中，加去離子水到10mL，震蕩靜置12h，4000r/min離心15min，去掉上清液，測量此時樣品的持水力，公式如下：

式中：m2為離心后沉淀質量，g；

m1為稱取的樣品質量，g。

2.3.4 Vc含量的測定

采用2,6-二氯靛酚滴定法，Vc的計算公式如下：

式中：V—滴定時消耗2,6-二氯酚靛酚的體積，mL；

T—1mL染料溶液能氧化Vc的量，mg/mL；

W—滴定時所用濾液含樣品克數(shù)，g。

2.3.5 可滴定酸的測定

采用指示劑滴定法。

2.3.6 還原糖的測定

采用斐林試劑直接滴定法。

2.3.7 單位能耗的計算

單位能耗是每蒸發(fā)樣品一個單位質量水分所耗電能，以電機額定輸入功率及每組試驗總加熱時間計算。

式中：N—單位能耗，kJ/g；

W—電機額定輸入功率，kw；

T—總干燥時間，s；

G—去除水分的重量，g

2.3.8 復水比

稱取一定重量（5～10g）的蘋果片放入1L燒杯中，然后加入500 mL50℃的熱水，在恒溫條件下進行復水，每隔0.5～1h稱取1次重量，直至重量基本無變化。

式中：m2為復水后蘋果片質量，g；

m1為復水前蘋果片質量，g。

2.3.9 感官指標

分別對產(chǎn)品的色澤、香氣、口感、滋味4個方面進行評價，每項滿分10分，評分標準見表2，最后評價計總分。5種干燥方法干燥得到的產(chǎn)品，感官指標分值越高，則品質越好。

表2 蘋果粉感官指標評定標準Table 2Evaluation criteria for sensory evaluation of apple powder

3 結果與分析

3.1 不同干燥工藝對蘋果脆片品質和能耗的影響

蘋果片膨化率越高，細胞壁破裂越充分，其組織結構越蓬松，營養(yǎng)物質釋放越充分，粉碎后的蘋果粉品質越好。因此本文對比了熱風干燥、熱風-微波干燥、熱風-氣流膨化、熱風-微波-氣流膨化對蘋果脆片品質及能耗影響，實驗結果見表3。

表3 不同干燥方式對蘋果脆片品質及能耗的影響Table 3Effect of different drying methods on the quality and energy consumption of the apple chips

從表3可以看出，5種干燥工藝中，熱風-微波-氣流膨化干燥工藝中所得產(chǎn)品的膨化率最高（98.4%），感官得分也最高（9.6分），產(chǎn)品的復水比也最好，單位能耗也優(yōu)于熱風、熱風-氣流等干燥工藝。

3.2 不同干燥工藝對蘋果粉持水力和膨脹力的影響

圖1顯示了熱風干燥、微波干燥、熱風-微波干燥、熱風-氣流膨化、熱風-微波-氣流膨化，結合超微粉碎（粉碎時間15min）的不同工藝對蘋果粉持水力和膨脹力的影響。由圖1可以看出，熱風干燥的持水力和膨脹力最差，熱風-微波-氣流膨化干燥制備的蘋果粉持水力和膨脹力最好。

圖1 不同干燥工藝超微粉碎后對蘋果粉持水力和膨脹力的影響Fig.1Effect of ultra fine crushing of different drying processes on the water holding capacity of apple powder

3.3 不同干燥工藝對蘋果粉基本營養(yǎng)指標的影響

3.3.1 不同干燥工藝對蘋果粉Vc含量的影響

由圖2可以看出，蘋果粉微波干燥的Vc含量高于熱風干燥，這是因為微波干燥較熱風干燥所需要的時間短，Vc破壞少；但微波干燥后期（即蘋果片水分含量＜20%時），蘋果片易焦糊，Vc破壞嚴重，所以，熱風-微波-氣流膨化干燥的Vc保留率要高于微波干燥和熱風微波干燥。

圖2 不同干燥工藝對蘋果粉Vc含量的影響Fig.2 Effect of different drying process on the content of ascorbic acid in apple powder

3.3.2 不同干燥工藝對蘋果粉可滴定酸含量的影響

圖3 不同干燥工藝對蘋果粉可滴定酸含量的影響Fig.3Effect of different drying process on the content of acid content of apple powder

由圖3可知，不同干燥工藝對蘋果粉可滴定酸含量影響不大，熱風-微波-氣流膨化干燥的可滴定酸度含量最高達到43.6mmol/100g，熱風干燥所得可滴定酸度的含量最低。

本試驗還得出，微波干燥的可滴定酸含量要高于熱風干燥和熱風微波干燥的，筆者分析，這可能是因為微波干燥的時間短，破壞??；但微波干燥后期蘋果片易焦糊，所以熱風微波氣流干燥的可滴定酸含量要稍高于熱風微波干燥的。

3.3.3 不同干燥工藝對蘋果粉還原糖含量的影響

圖4顯示了上述5種不同的干燥工藝對蘋果粉中還原糖含量的影響。

圖4 不同干燥工藝對蘋果粉還原糖含量的影響Fig.4Effect of different drying process on reducing sugar content of apple powder

由圖4可知，微波干燥工藝的還原糖含量最高為47.1%，熱風干燥工藝的含量最低為45.6%，熱風-微波-氣流工藝為46.1%。

4 結論

不同干燥方式對蘋果粉品質的影響不同，通過對比熱風干燥、微波干燥、熱風-微波干燥、熱風-低溫氣流膨化、熱風-微波-低溫氣流膨化5種干燥方式，結果表明，熱風-微波-低溫氣流膨化干燥制得的蘋果粉無論在持水力、膨脹力、Vc含量、可滴定酸含量還是在感官指標等方面都得到較好的結果，并且基本保持了蘋果原有的風味品質。熱風-低溫氣流膨化所得蘋果粉的品質較好。微波與熱風-微波所得蘋果粉產(chǎn)品品質相近，且微波干燥所得產(chǎn)品還原糖含量最高。熱風干燥所得蘋果粉的品質無論是持水力、膨脹力還是基本營養(yǎng)成分上都較差。因此，熱風-微波-氣流聯(lián)合干燥結合超微粉碎可改善蘋果粉的品質、提高蘋果粉的營養(yǎng)和應用價值。

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Influence of Different Drying Methods on Quality of Apple Powder

MA Chao1ZHANG Jian-chang2LI Xin-sheng1GU Jing-yan1ZHOU ping1WANG Chao-chuan1WU Mao-yu1*
（1.Jinan Fruit Research Institute All China Federation of Supply&Marketing Co-operatives,Jinan 250014,China; 2.Shandong Light Industry Design Institute,Jinan 250014,China)

In this paper,the influences on the quality of apple powder were discussed,involved five drying methods including hot air drying,microwave drying,hot air-microwave drying,hot air-explosion puffing drying,hot air-microwaveexplosion puffing drying.The result showed that hot air-microwave-explosion puffing drying had minimum effect on apple powder,the effect of hot air-explosion puffing drying was the second,and hot air drying had the worst effect on the quality of apple powder.

Drying process;apple powder;quality influence

S636.1

A

1008-1038(2015)08-0015-05

2015-01-10

2012年度國家科技支撐計劃項目（2012BAD31B01)

馬超（1982—），男，碩士，助理研究員，主要從事果蔬加工技術研究*