不同干燥方式對南瓜粉品質(zhì)的影響

葛邦國，高玲

（中華全國供銷合作總社濟(jì)南果品研究院，山東濟(jì)南250014）

南瓜含有大量的多糖類物質(zhì)以及類蘿卜素、氨基酸、活性蛋白等活性物質(zhì)，具有較強(qiáng)的降血糖、降血脂作用，是一種非常好的藥食同源蔬菜。醫(yī)學(xué)證明，南瓜對糖尿病、肥胖癥等有輔助治療效果，對動(dòng)脈粥樣硬化等有很好的保健作用[1]。經(jīng)常食用具有潤肺益氣，降糖降脂，化痰排膿，治療肺癰、便秘等功效[2]。南瓜制粉的研究能夠解決南瓜系列產(chǎn)品的原料問題，是南瓜食品保健品開發(fā)的基礎(chǔ)，可為南瓜系列產(chǎn)品的開發(fā)提供廣闊的發(fā)展思路。

目前，真空冷凍干燥、真空帶式干燥、熱風(fēng)干燥、噴霧干燥是常見的制粉干燥方式。真空冷凍干燥所制的果蔬產(chǎn)品品質(zhì)好，能夠有效保留果蔬的色澤和營養(yǎng)成分，但能耗高，耗時(shí)長，干燥成本高[3]；真空微波干燥效率高，但存在干燥不均勻等問題；滾筒干燥效率較高，但不適于含糖量高的原料；噴霧干燥通過高速霧化器將物料分散成霧滴，并利用熱空氣將霧滴干燥獲得粉粒[4]，物料受熱時(shí)間短；真空帶式干燥能耗小、揮發(fā)性營養(yǎng)成分損失極少，適用于高附加值果蔬粉的生產(chǎn)。本項(xiàng)目以前期的研究工藝為基礎(chǔ)，分析了熱風(fēng)干燥、真空冷凍干燥、真空帶式干燥、噴霧干燥四種干燥方式對南瓜粉品質(zhì)的影響，測定了其營養(yǎng)指標(biāo)和理化指標(biāo)，為南瓜粉的加工及品質(zhì)調(diào)控提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

南瓜：購于濟(jì)南大潤發(fā)超市；麥芽糊精：購于秦皇島驪驊淀粉股份有限公司。

試劑：無水乙醇、福林酚、DPPH、TPTZ、沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品、氯化鐵、醋酸鈉、冰醋酸、碳酸鈉、無水硫酸銅、鹽酸、濃硫酸（密度為1.84 g/L）、硫酸銅、酒石酸鉀鈉、氫氧化鈉、甲基紅指示劑、葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)品、果糖標(biāo)準(zhǔn)品、甲醇（分析純、色譜純）、乙腈（色譜純）、乙酸鋅、亞鐵氰化鉀、氯化鈉、VC 溶液（質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.15%）、檸檬酸。

1.2 儀器與設(shè)備

真空冷凍干燥機(jī)（LYO-1 m2），上海東富龍科技股份有限公司；實(shí)驗(yàn)室專用噴霧干燥機(jī)（LPG-5 型），上海大川原干燥設(shè)備有限公司；電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；滾筒干燥機(jī)，荷蘭高達(dá)；真空帶式干燥設(shè)備（BVD207），溫州市金榜輕工機(jī)械有限公司；超細(xì)濕法粉碎機(jī)，美國尤索貿(mào)易上海有限公司；測色色差計(jì)，上海儀電物理光學(xué)儀器有限公司；高速萬能粉碎機(jī)（RH-600A），浙江榮浩工貿(mào)有限公司；水分測定儀（MB23），奧豪斯儀器（上海）有限公司；激光粒度分布儀（BT-9300H），遼寧丹東百特儀器有限公司；紫分光光度計(jì)（TU-1810），北京普析通用儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

南瓜→清洗→去皮、籽→切片→護(hù)色→燙漂→打漿→干燥→粉碎→成品

1.3.2 操作要點(diǎn)

（1）原料處理

挑選新鮮、金黃、成熟的南瓜原料，挑選過程中要防止損傷果實(shí)。

（2）清洗

將挑選好的南瓜用飲用水清洗，除去表面灰塵和雜質(zhì)，確保原料干凈衛(wèi)生。

（3）去皮、籽

去除皮、籽等南瓜的不可食部分，并將南瓜切片，厚度約為4 mm。

（4）護(hù)色

將南瓜切片置于0.15%的VC 溶液和0.5%的檸檬酸混合溶液中浸泡6 min，以此來抑制南瓜在干燥過程中發(fā)生的褐變[5]。

（5）打漿

采用216 目刀片超細(xì)粉碎機(jī)打漿，產(chǎn)品粒度150 目。

（6）干燥

采用熱風(fēng)、真空冷凍、真空帶式、噴霧干燥四種干燥方式制備南瓜粉，最終物料含水率＜6%。

1.3.3 干燥方式

（1）熱風(fēng)干燥

將燙漂后的南瓜片瀝水，平鋪到物料盤上，打開熱風(fēng)干燥，設(shè)置干燥溫度70 ℃，干燥時(shí)間為10 h。每隔2～3 h對南瓜進(jìn)行倒翻一次。

（2）噴霧干燥

先將燙漂后的南瓜片進(jìn)行粗破碎打漿（南瓜: 水=1:0.5），過超細(xì)粉碎設(shè)備粉碎，然后將調(diào)整好固形物含量的南瓜漿噴霧干燥，設(shè)定進(jìn)風(fēng)溫度170 ℃，出風(fēng)溫度為75℃，霧化器轉(zhuǎn)速46.3 Hz，進(jìn)料流量為80 mL/min，風(fēng)送溫度40 ℃。

（3）真空冷凍干燥

將燙漂后的南瓜片擺盤，放入-40 ℃的冰箱預(yù)冷凍4 h。然后放入真空冷凍干燥機(jī)中，設(shè)置冷阱溫度-51 ℃，真空度1.2 Mbar，升華溫度-20 ℃，干燥時(shí)間18 h。

（4）真空帶式干燥

將燙漂后的南瓜片進(jìn)行粗破碎打漿（南瓜:水=1:0.5），然后過超細(xì)粉碎設(shè)備粉碎。南瓜漿采用60 目濾網(wǎng)去掉部分不溶性纖維等成分。過濾后的南瓜漿在50 ℃下濃縮至40 °Brix。濃縮后的南瓜漿采用真空帶式干燥，干制條件為：真空上限4 000 Pa，真空下限3 500 Pa；三階段干燥溫度分別為90、85、80 ℃，干燥時(shí)間為45 min。

1.4 測定指標(biāo)與方法

1.4.1 營養(yǎng)成分的測定

總糖測定方法：苯酚-硫酸法[6]；還原能力測定：FRAP法[7]；DPPH 自由基清除率[8]；還原糖含量的測定：參照GB/T 5009 直接滴定法。

1.4.2 含水量的測定

采用水分測定儀進(jìn)行測定，每個(gè)樣品稱取3～5 g，測量溫度為120 ℃，每個(gè)樣品平行測定3 次，取平均值。

1.4.3 溶解性的測定

南瓜粉溶解性的測定參考Gong Zhiqing 等[9]的方法。

1.4.4 粒徑和比表面積的測定

采用激光粒徑分布儀測定南瓜粉的粒徑分布和比表面積[10]。

1.4.5 色澤的測定

采用WSC-S 型全自動(dòng)測色色差計(jì)測定南瓜粉的色澤，獲得值值和值，平行測定3 次。反映顏色明亮程度，從黑暗（* = 0）到明亮（*=100）的變化反應(yīng)顏色從綠色到紅色的變化，反映顏色從藍(lán)色到黃色的變化。

1.4.6 玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的測定

采用差示掃描量熱法（DSC）測量南瓜粉的玻璃化溫度[11]。分別稱取南瓜粉樣品4～8 mg 于DSC 坩堝中，密封后放入DSC 樣品池，以空坩堝作對照。吹掃氣為氮?dú)猓魉?0 mL/min，采用液氮將樣品冷卻。先將樣品由25 ℃冷卻至-80 ℃，在此溫度下維持2 min，再以5 ℃/min 的升溫速率掃描溫度范圍在-80～100 ℃的樣品，得到樣品的DSC 曲線，掃描后的樣品再由100 ℃冷卻至25 ℃。采用軟件分析得到初始點(diǎn)Tgi、中點(diǎn)Tgm、拐點(diǎn)Tf、終點(diǎn)Tge的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，樣品的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg 取其中點(diǎn)值Tgm。

1.4.7 堆積密度的測定

將10 mL 量筒于110 ℃烘箱中烘1 h 后放入干燥器中冷卻后稱重，直至恒重；向量筒中加入5 mL南瓜粉，稱重；重復(fù)測定3 次，取平均值。堆積密度的計(jì)算公式見式（1）。

1.4.8 膨脹力測定

1.4.9 水溶性性指數(shù)（WSI）的測定

1.4.10 溶解時(shí)間的記錄

將100 mL 燒杯裝入80 mL、80 ℃的去離子水，稱取5 g 南瓜粉，均勻散布在水面上，于恒溫磁力攪拌器中速攪拌，記錄從攪拌開始到南瓜粉結(jié)塊組織全部分散所需的時(shí)間。

1.4.11 持水力、持油力的測定

持油力的測定：與持水力測定方法相似，即稱取一定質(zhì)量的南瓜粉于50 mL 離心管中，加入花生調(diào)和油40 mL，充分?jǐn)嚢杈鶆蚝箪o置30 min，以5 000 r/min 離心20 min，記錄上清油液的體積，計(jì)算持油力[15]。持水力、持油力的計(jì)算公式分別見式（4）、（5）。

1.5 統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)處理采用Excel 作圖、SPSS17.0 進(jìn)行平均值和標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算、Duncan 多重比較、相關(guān)性分析，Origin8.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 四種干燥方式對南瓜粉色澤的影響

表1 四種干燥方式對南瓜粉色澤的影響Table 1 Effect of four drying methods on the color of pumpk in powder

粉體的色澤是評價(jià)果蔬粉最直觀的感官指標(biāo)，本試驗(yàn)以*值（即黃度值）表示南瓜的色澤。由表1 看出，4種干燥方式制取的南瓜粉顏色差異性顯著值大小依次為噴霧干燥＞真空冷凍干燥＞熱風(fēng)干燥＞真空帶式干燥，說明噴霧干燥南瓜粉值最大，亮度最高值最小，南瓜粉顏色最淺，偏白。這是由于噴霧干燥過程中添加了助干劑麥芽糊精（呈白色），所以導(dǎo)致其紅色變淺。值中熱風(fēng)干燥粉偏紅程度最大，真空帶式干燥粉次之，這是由于當(dāng)熱風(fēng)干燥溫度超過70 ℃時(shí)，褐變反應(yīng)隨著溫度的升高而加快，真空帶式干燥時(shí)南瓜漿真空干燥階段受熱不均勻，導(dǎo)致南瓜片發(fā)生局部焦化現(xiàn)象，色澤加深。值中真空冷凍南瓜粉黃度值最大，最接近南瓜原色，原因是真空冷凍干燥過程中冰晶直接升華，真空和低溫的共同作用，減少了氧化褐變及非酶褐變反應(yīng)，對顏色保留最好。綜合考慮分析，4 種干燥方式制取的南瓜粉，真空冷凍干燥、噴霧干燥有利于對色澤的保持。

2.2 四種干燥方式對南瓜粉理化性質(zhì)的影響

2.3 四種干燥方式對南瓜粉粉體性質(zhì)及多糖含量的影響

將南瓜經(jīng)熱風(fēng)干燥、真空冷凍干燥、真空帶式干燥、噴霧干燥后所制備的南瓜粉進(jìn)行粉體性質(zhì)及總糖含量的分析，結(jié)果如表3（見下頁）。

由表3 可知，四種干燥方式最終產(chǎn)品含水量相差不大。熱風(fēng)干燥粉和真空帶式干燥粉堆積密度較大，且無顯著性差異，噴霧干燥粉次之，真空冷凍干燥粉休止角最大，堆積密度最小。研究表明，堆積密度越大，越有利于壓片成型，因此，在此工藝條件下，熱風(fēng)干燥粉和真空冷凍干燥粉最有利于壓片成型。4 種南瓜粉粉體的膨脹力大小依次為熱風(fēng)干燥＞真空帶式干燥＞真空冷凍干燥＞噴霧干燥，這是因?yàn)閲婌F干燥粉比表面積小，親水基團(tuán)暴露數(shù)量少，不利于與水結(jié)合，使得膨脹力減小[16]；噴霧干燥南瓜粉水溶性指數(shù)較大，其他三種南瓜粉的水溶性指數(shù)無顯著性差異，這可能是因?yàn)閲婌F干燥物料經(jīng)濕法超細(xì)粉碎，細(xì)胞破碎較為嚴(yán)重，可溶性物質(zhì)溶出較多；真空冷凍干燥粉內(nèi)部組織保持較好，可溶性物質(zhì)溶出較少；熱風(fēng)干燥粉的水溶性指數(shù)較小，原因可能是南瓜長時(shí)間熱風(fēng)烘干后，表面收縮，組織緊密且細(xì)胞組織破壞較為嚴(yán)重，不利于可溶性物質(zhì)的溶出[17]。熱風(fēng)干燥粉和真空帶式干燥粉持水力無顯著性差異。噴霧干燥粉顯著低于其他三種，可能是由于噴霧干燥粉中含有部分麥芽糊精，粉中干物質(zhì)所占比例相對較少，最終導(dǎo)致產(chǎn)品的持水率不是很高。噴霧干燥粉、真空冷凍干燥粉持油力無顯著性差異，熱風(fēng)干燥、真空帶式干燥粉顯著低于其他兩種。

表2 四種干燥方式對南瓜粉粒徑和比表面積的影響Table 2 Particle sizes and surface area of pumpkin powder product by four drying methods

表3 四種干燥方式對南瓜粉粉體性質(zhì)的影響Table 3 Powder properties of pumpkin powder product by four drying methods

表4 四種干燥方式對南瓜粉多糖含量的影響Table 4 Polysaccharide content of pumpkin powder product by four drying methods

由表4 可知，4 種不同的干燥方式得到的南瓜粉的總糖和還原糖含量的大小趨勢相同，均為真空冷凍干燥＞噴霧干燥＞真空帶式干燥＞熱風(fēng)干燥。雖然真空冷凍干燥所耗時(shí)間最長，但真空、低溫的條件避免了發(fā)生反應(yīng)對糖的消耗[17]，因此經(jīng)真空冷凍干燥工藝得到南瓜粉的總糖和還原糖含量均最高；噴霧干燥和真空帶式干燥的總糖和還原糖含量相對較多，噴霧干燥是通過將南瓜漿霧化后，在與熱空氣接觸后、水分迅速汽化，即得到干燥的南瓜粉；噴霧干燥縮短了干燥時(shí)間，較好地保留了物料的營養(yǎng)成分，減少總糖的損失[18]。熱風(fēng)干燥產(chǎn)品的總糖和還原糖含量最低，熱風(fēng)干燥耗時(shí)較長、溫度較高，南瓜中的葡萄糖、果糖和氨基酸發(fā)生了美拉德反應(yīng)，使總糖和還原糖的含量降低[19]。

2.4 干燥方式對南瓜粉抗氧化性及還原能力的影響

表5 干燥方式對南瓜粉抗氧化性及還原能力的影響Table 5 Influence of drying methods on antioxidant activity and reducing power of pumpkin powder

由表5 可以看出，干燥方式對南瓜粉還原能力的影響規(guī)律是真空冷凍干燥＞真空帶式干燥＞熱風(fēng)干燥＞真空冷凍干燥，對DPPH 自由基清除率的影響規(guī)律為熱風(fēng)干燥＞真空帶式干燥＞真空冷凍干燥＞噴霧干燥，VFD 南瓜粉還原能力顯著高于其他干燥方式，說明低溫保留了南瓜粉中多酚含量，產(chǎn)品還原能力較其他三種干燥方式強(qiáng)。

3 結(jié)論

（1）不同干燥工藝所制備南瓜粉的營養(yǎng)成分存在顯著差異，真空冷凍干燥所得產(chǎn)品的總糖、還原糖含量最高，品質(zhì)最好；熱風(fēng)干燥所得產(chǎn)品的總糖、還原糖含量最低，品質(zhì)一般。

（2）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，該干燥方式所得的南瓜粉營養(yǎng)品質(zhì)高于熱風(fēng)干燥及真空帶式干燥的南瓜粉，且真空冷凍干燥對南瓜粉DPPH 的清除率和超氧陰離子清除率最高，其次是真空帶式干燥和熱風(fēng)干燥，真空冷凍南瓜粉具有較好的物化特性，較好地保留了抗氧化物質(zhì)的活性。

（3）真空冷凍干燥工藝生產(chǎn)的南瓜粉品質(zhì)最好，真空帶式干燥次之。由于不同干燥方式的成本不同，真空冷凍干燥成本最高。在進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)時(shí)可根據(jù)產(chǎn)品附件值使用不同的干燥工藝，如作為保健品原料，可應(yīng)用真空冷凍干燥工藝；作普通食品配料則使用真空帶式干燥工藝。