預(yù)干燥方式和水分轉(zhuǎn)換點對真空冷凍聯(lián)合干燥蘋果脆片品質(zhì)的影響

馬有川，畢金峰，易建勇*，杜茜茜，金新文，李所彬

（1 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所 北京100193 2 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品加工綜合性重點實驗室 北京100193 3 新疆農(nóng)墾科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所 烏魯木齊832000 4 江蘇博萊客冷凍科技發(fā)展有限公司 江蘇常州213116）

我國是世界蘋果生產(chǎn)和加工大國，2018年產(chǎn)量達到3 900 萬t，占到全球產(chǎn)量的57%。蘋果富含膳食纖維、酚酸（約30%的多酚）、類黃酮（約60%的多酚）等營養(yǎng)和生物活性成分[1]，對血管功能、血壓、血脂、炎癥、高膽固醇血癥和高血糖等產(chǎn)生有益的影響[2]。

干燥是蘋果的一種重要加工方式，目前常用的蘋果脆片加工干燥技術(shù)有真空冷凍干燥、熱風干燥、真空低溫油浴脫水、壓差閃蒸干燥、真空微波干燥等[3]。其中，真空冷凍干燥（freeze drying，F(xiàn)D）蘋果脆片營養(yǎng)保留率高，結(jié)構(gòu)疏松，色澤鮮亮，然而加工能耗高，存在硬脆性不佳，易吸濕的品質(zhì)問題[4]；熱風干燥成本低，前期脫除水分快，然而易發(fā)生褐變，且蘋果片干燥后易變型變硬，營養(yǎng)保留程度差；熱泵干燥能耗與熱風相比降低50%以上，色澤改變小，其它品質(zhì)與熱風干燥脆片相似[5-6]；真空低溫油浴脫水生產(chǎn)的脆片硬脆度較高，然而營養(yǎng)保留程度低，且脂肪含量高；壓差閃蒸干燥脆片形態(tài)好，具有較高硬脆度，而產(chǎn)能小；真空微波干燥具有干燥速率快，溫度低的優(yōu)點，然而干燥不均勻[7]。近年來，采用其它干燥技術(shù)作為預(yù)干燥或后干燥，與FD 技術(shù)結(jié)合的聯(lián)合干燥技術(shù)越來越多，這種聯(lián)合干燥方式同時結(jié)合兩種干燥優(yōu)點，改善產(chǎn)品營養(yǎng)品質(zhì)，調(diào)控產(chǎn)品硬脆度，并降低總干燥時間，達到節(jié)能、提質(zhì)的目的[8-9]，隨著冷凍干燥裝卸料更加便捷[10]，工業(yè)生產(chǎn)上可形成預(yù)干燥-冷凍貯藏運輸-真空冷凍干燥的模式[11]。然而，F(xiàn)D 蘋果脆片仍存在脆性不佳，易吸濕，干燥時間長等制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展的問題。

本研究針對FD 蘋果脆片脆性不佳，易吸濕的問題，在前人[12-13]研究的基礎(chǔ)上，探究不同水分轉(zhuǎn)換點和不同預(yù)干燥方式對真空冷凍聯(lián)合干燥蘋果脆片品質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

材料：蘋果（品種：煙臺富士；產(chǎn)地：山東煙臺）購于北京幸福榮耀超市，含水量（6.38±0.18）kg/kg（干基），經(jīng)去核后，切成厚度8 mm，直徑18 mm 的圓片，用于后續(xù)干燥和品質(zhì)分析。

試劑：綠原酸、原花青素b1、兒茶素、表兒茶素、蘆丁、根皮苷、槲皮素酚類物質(zhì)標準品均為分析純，上海源葉生物科技有限公司；甲醇（色譜純），美國Fisher 公司；2，6-二氯靛酚鈉為分析純，Sigma 公司。

1.2 儀器與設(shè)備

蔬菜水果切片機（CL50），法國Robot Couple公司；電熱恒溫鼓風干燥箱（DHG-9123A），上海一恒科技有限公司；閉環(huán)除濕熱泵干燥機，正旭新能源設(shè)備科技有限公司；BLK-0.5 型真空冷凍干燥機，江蘇博萊客冷凍科技發(fā)展有限公司；中短波紅外干燥，泰州圣泰科紅外科技有限公司；真空微波干燥機，中國電子科技集團公司；數(shù)碼相機Nikon D700，尼康Nikon 公司；電子眼色彩分析系統(tǒng)，Lens Eye-NET Version1.5.5.0，美國；TA.HD plus 物性測試儀，英國Stable Micro System 公司；掃描電鏡（S-570），日本日立公司；離心機（3K15），德國Sigma 公司；PEN3 電子鼻，德國Airsense 公司；2695 高效液相色譜儀、2998 型二極管陣列檢測器，美國Waters 公司；Meso MR 型核磁共振分析與成像系統(tǒng)，上海紐邁電子科技有限公司；水分活度測定儀（AW1000T），昌琨實業(yè)有限公司。

1.3 方法

1.3.1 干燥方法 每組干燥處理蘋果片用量500 g。在前期取得干燥曲線的基礎(chǔ)上，獲得不同水分比干燥時間，得到不同水分比半干蘋果片。預(yù)干燥后的半干片進行均濕12 h，測定共晶點（完全凍結(jié)溫度）凍干后得到聯(lián)合干燥蘋果脆片。水分比計算參考宋慧慧等[14]的計算方法，如式（1）所示。

式中：MR——水分比；Mt——任意時刻的干基含水率，kg/kg；Me——樣品平衡時干基含水率，kg/kg；M0——樣品初始干基含水率，kg/kg。

1.3.2 色澤的測定 新鮮及干燥后蘋果片色澤依據(jù)電子眼系統(tǒng)（V270，Hunter Lab，Reston，VA，USA），測定蘋果片的明度值L*、紅綠值a*、黃藍值b*，并計算總色差ΔE值[14]，如式（2）所示。

式中：Lo，ao，bo分別表示鮮樣的亮度、紅度和黃度；L*，a*，b*分別表示脆片的亮度、紅度和黃度。

1.3.3 硬度、脆度測定 參考Peng 等[15]的方法，硬脆度測定采用TA.HD plus 物性測試儀。采用“Λ”型探頭，設(shè)置測試條件為：前期測試速度2.0 mm/s，檢測中速度1.0 mm/s，后期檢測速度10.0 mm/s，其中最大斷裂力定義為樣品硬度，峰的個數(shù)表示脆度，峰個數(shù)越多，脆度越大，每個處理取12次平行，去除最大值和最小值后取平均值。

1.3.4 顯微結(jié)構(gòu)及圖像處理 參考肖敏等[16]的方法，從3 組干燥蘋果脆片樣品中選取典型樣品1片，用液氮速凍處理后立即折斷，形成脆片斷面，制取蘋果脆片的斷面觀察樣本，用碳導(dǎo)電膠將橫斷面觀察樣本粘在樣品托上，采用離子濺射儀在斷面觀察樣本上噴金，再用掃描電子顯微鏡（scanning electronic microscopy，SEM）觀察拍照，放大倍數(shù)為60 倍。參考李二娜[17]的方法，通過Image-pro plus 6.0（美國Media Cybemetics 公司）進行黑白二值處理和表觀孔隙率分析，得到表觀孔隙率，如式（3）所示。

式中：η——表觀孔隙率，%；An——孔隙總面積，μm2；As——圖像總面積，μm2[18]。

1.3.5 低場核磁測定 參考顏娜等[19]的方法，應(yīng)用CPMG 脈沖序列對蘋果片進行自旋-自旋弛豫時間T2 測定。序列參數(shù)設(shè)置：主頻（SF1）=21 MHz，偏移頻率（O1）=160207 Hz，采樣點數(shù)（TD）=1 280 154，采樣頻率（SW）=200.00 kHz，采樣間隔時間（TW）=1 000.000 ms，回波個數(shù)（Echo Count）=5 000，回波時間（Echo Time）=0.2 ms，累加次數(shù)（NS）=32。每次取樣測定重復(fù)3 次，檢測完成后保存數(shù)據(jù)。

1.3.6 水分活度測定 通過水分活度儀測定蘋果脆片水分活度。用氯化鋰飽和鹽溶液（aw=0.113）單點校正水分活度后，取2 g 左右蘋果脆片置于樣品盒內(nèi)，進行測定，試驗重復(fù)3 次。

1.3.7 吸濕性測定 參考王海鷗等[20]的方法，本試驗采用擴散皿靜態(tài)稱重測試法。將干燥的蘋果脆片置于預(yù)先恒重的樣品瓶稱重，稱重后，放入一定溫度和相對濕度范圍的擴散皿內(nèi)室中。擴散皿外室預(yù)先放入飽和氯化鈉溶液，以產(chǎn)生平衡相對濕度（75%）。密封后放入調(diào)定溫度的恒溫箱中進行吸濕性試驗。放置10，20，30，40，50，100，200 min，稱量樣品質(zhì)量變化，試驗設(shè)3 次重復(fù)，吸濕率為前后質(zhì)量差占吸濕前質(zhì)量的百分比，如式（4）所示。

式中：Aw——吸濕率，%；mt——吸濕后樣品質(zhì)量，g；m0——吸濕前樣品質(zhì)量，g。

1.3.8 揮發(fā)性物質(zhì)差異分析 參考趙圓圓等[21]的方法，應(yīng)用PEN 3 電子鼻進行揮發(fā)性物質(zhì)差異分析，取1.0 g 樣品置于10 mL 進樣瓶中，加蓋密封，4 ℃頂空12 h，利用電子鼻依次進行檢測。電子鼻分析參數(shù)：氣體流速300 mL/min，數(shù)據(jù)采集時間60 s，間隔清洗時間180 s。取平穩(wěn)時3 個點作為特征值進行主成分分析。

1.3.9 VC 測定 樣品打粉，各稱取1.000 g，參考GB 5009.86-2016 食品中抗壞血酸的測定，采用2，6-二氯酚靛酚法測定蘋果脆片中VC 含量[22]，試驗重復(fù)3 次。

1.3.10 酚類物質(zhì)測定 參考Li 等[23]的方法，采用高效液相色譜法定性定量樣品中酚類物質(zhì)。樣品打粉，各稱取1.000 g（鮮樣取5 g，液氮速凍打粉）80%甲醇浸提2 h，離心取上清液，殘渣重復(fù)提取1次，合并上清液，旋蒸濃縮，定容至10 mL，取1 mL 用于HPLC-DAD 測定酚類物質(zhì)。HPLC 條件為：色譜柱：安捷倫eclipse XDB-C18（4.6 mm×250 mm，5 μm）；柱溫40 ℃；檢測波長為280，300，320 nm；以體積分數(shù)2%乙酸為流動相A，甲醇為流動相B；流速為1.0 mL/min；進樣體積為10 μL；梯度洗脫程序為：0～20 min，5～25 g/100 mL B；20～35 min，25～40 g/100 mL B；35～40 min，40 g/100 mL B；40～45 min，40～95 g/100 mL B；45～50 min，95 g/100 mL B；50～53 min，95～5 g/100 mL B；53～55 min，5 g/100 mL B。系統(tǒng)由Waters breeze 程序控制。定量采用外標法，各酚類物質(zhì)含量以干基計。酚類物質(zhì)測定重復(fù)3 次。

1.3.11 數(shù)據(jù)處理 采用spss24、origin2020、office excel 2016 進行數(shù)據(jù)處理，Image-pro plus 6.0（美國Media Cybemetics 公司）進行微觀結(jié)構(gòu)圖像分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 聯(lián)合干燥對蘋果脆片色澤的影響

色澤是蘋果脆片的一個重要品質(zhì)[23]，通過前期預(yù)試驗發(fā)現(xiàn)AD、IRD 蘋果脆片脆性不佳，MVD蘋果脆片褐變嚴重，篩選后均被剔除。不同干燥方式蘋果脆片色澤結(jié)果如表2所示，F(xiàn)D 對蘋果脆片色澤保護最佳，除AD-FD 外，a*（紅度值）基本保持不變；MVD-FD 的L*（亮度值）最小，熱風、熱泵預(yù)干燥的蘋果脆片L*值最大，并且不同水分比預(yù)干燥蘋果脆片L*值無顯著差異；而AD-FD 蘋果脆片的b*（黃度值）較高，IRD-FD 及MVD-FD 蘋果脆片的b*較低，在不同水分比的熱泵凍干聯(lián)合干燥中發(fā)現(xiàn)，H8F、H6F 蘋果脆片的b*顯著高于H4F、H2F 和FD 蘋果脆片，這可能與預(yù)干燥時間長短有關(guān)，常壓下干燥時間越長，造成褐變越大。

表2 不同干燥方式制備的蘋果脆片的色澤、硬度、脆度、VC 含量和水分活度Table 2 The color，hardness，crispness，VC and aw of the apple chips dried by different drying methods

2.2 聯(lián)合干燥對蘋果脆片硬脆度的影響

硬脆度是蘋果脆片重要的感官指標，受到水分、物料種類和化學(xué)成分影響[24]。不同干燥方式的蘋果脆片物性分析曲線如圖1所示；從圖中計算曲線力的最大值作為脆片硬度，峰個數(shù)為脆度進行分析，結(jié)果如表2 中所示。FD 蘋果脆片硬度（19.09N）最小，顯著小于其它預(yù)干燥組（P<0.05）。通過預(yù)干燥可顯著提高聯(lián)合干燥蘋果脆片的硬度，并且水分比越低，硬度越高，這可能與物料皺縮程度有關(guān)，即預(yù)干燥后的水分比越低，物料的皺縮程度越大，組織越致密，最終產(chǎn)品的硬度也越大[19]，而僅采用未聯(lián)合FD 的HPD 方式，最終HPD蘋果脆片一方面水分活度大于FD 蘋果脆片，另一方面孔隙致密，皺縮嚴重，導(dǎo)致HPD 蘋果脆片硬脆度?。?6.52N，29.00 個）的性質(zhì)。如表2所示，水分比0.6，0.4 的熱泵預(yù)干燥真空冷凍干燥脆片脆度（50.67 個、69.33 個）最高，顯著高于FD 蘋果脆片（P<0.05）。這表明熱泵預(yù)干燥聯(lián)合真空冷凍干燥蘋果脆片可以有效調(diào)控蘋果脆片硬脆度。

圖1 不同干燥方式制備的蘋果脆片的質(zhì)構(gòu)特征Fig.1 Texture properties of apple chips dried by different drying methods

2.3 聯(lián)合干燥對蘋果脆片微觀結(jié)構(gòu)的影響

不同干燥方式蘋果脆片掃描電鏡微觀結(jié)構(gòu)如圖2所示，其中FD 蘋果脆片的組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)完整，孔隙邊界清晰。通過預(yù)干燥后，孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，H8F 蘋果脆片組織細胞腫脹，部分細胞發(fā)生破裂，這與王雪嬡[25]的研究一致，可能是水分含量較高，細胞內(nèi)部膨脹壓力依然較大所致[26]；H6F 蘋果和H4F 蘋果脆片細胞腫脹狀態(tài)消失，可能是由于細胞內(nèi)液體不斷散失，導(dǎo)致細胞腫脹結(jié)構(gòu)消失，細胞破壞程度較低；H2F 蘋果脆片可觀察到細胞破壞較多，孔隙較多，可能是液泡失水過多引起收縮，同時細胞壁張力較低，在細胞壁適應(yīng)液泡體積減小時發(fā)生破裂造成的。AD 干燥速率在蘋果水分比0.4 以前的干燥過程中小于HPD 干燥速率，形成的微觀結(jié)構(gòu)與HPD 預(yù)干燥相似，硬脆度相近。MVD 過程由于加熱過程劇烈，且真空度在7.3 kPa 時水分是由液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)，并且由于微波的穿透性，由內(nèi)向外加熱，在干燥過程中組織結(jié)構(gòu)破壞較劇烈，形成孔隙較大。IRD-FD 對蘋果脆片孔隙結(jié)構(gòu)破壞較小，與H4F、H6F 兩組熱泵預(yù)干燥脆片相似，在硬脆度上也呈現(xiàn)相似的結(jié)果。

圖2 不同干燥方式制備的蘋果脆片的外觀和微觀結(jié)構(gòu)Fig.2 The appearance and microstructure of apple chips dried by different drying methods

圖3 不同干燥方式制備的蘋果脆片表觀孔隙率圖Fig.3 Apparent porosity images of apple chips dried by different drying methods

采用黑白二值處理顯微照片后，計算得到的表觀孔隙率可反映脆片斷面的破壞程度，表觀孔隙率越高，反映內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞越嚴重。FD 脆片由于速凍和低溫真空環(huán)境干燥，對細胞結(jié)構(gòu)破壞小，表觀孔隙率低（15.16%），而AD-FD、MVD-FD、IRD-FD 脆片等表觀孔隙率高（26.5%，17.5%，32.2%），且隨著水分比降低，表觀孔隙率升高。

2.4 聯(lián)合干燥對蘋果脆片水分狀態(tài)的影響

低場核磁共振技術(shù)可無損檢測食品中不同結(jié)合強度的水分含量。不同樣品橫向弛豫時間（T2）值反演譜圖存在差異，參考王雪媛等[27]的分類結(jié)果，根據(jù)圖4a 得到本試驗T2反演譜圖中3 種峰水分（強結(jié)合水、弱結(jié)合水、不易流動水）的T2范圍分別為：T21a（0.01～2 ms），T21b（2～20 ms），T22（20～200 ms）。從圖4b 可以看出，所有干燥方式均能脫去自由水，且強結(jié)合水占比大（50%以上），不同預(yù)干燥方式的脆片的強結(jié)合水含量均大于FD 脆片。聯(lián)合干燥的強結(jié)合水比例大于FD 脆片（52%），且隨著水分比降低，弱結(jié)合水比例減小（從36%到14%）；并且對于不同預(yù)干燥方式，干燥時間越長，強結(jié)合水比例越大，這可能是由于部分營養(yǎng)物質(zhì)在加工中出現(xiàn)降解導(dǎo)致強結(jié)合水比例降低。

圖4 不同水分比（a1）和不同預(yù)干燥方式（a2）聯(lián)合干燥蘋果脆片的T2 反演譜圖和不同干燥方式的蘋果脆片中強結(jié)合水、弱結(jié)合水和不易流動水的水分占比（b）Fig.4 T2 relaxation spectra of combined freeze dried apple chips with different moisture conversion point（a1），drying methods（a2），and the populations of tightly bound water，less tightly bound water and immobilize water in apple chips dried by different drying methods（b）

2.5 聯(lián)合干燥對蘋果脆片吸濕性的影響

脆片吸濕性顯著影響脆片感官品質(zhì)。FD 蘋果脆片在一定溫濕度條件下吸濕回潮問題嚴重，由于其表面致密的孔隙結(jié)構(gòu)，加工后在一定濕度環(huán)境下極易吸濕回潮，影響脆片的硬脆度。通過預(yù)干燥可顯著改善FD 脆片吸濕性[9]。本研究中不同預(yù)干燥方式和水分比的FD 蘋果脆片吸濕率如圖5所示，環(huán)境濕度為75%時，200 min 內(nèi)FD 脆片吸濕率最大，HPD 脆片吸濕性最弱，其次是H2F、H4F、H6F 脆片，可以發(fā)現(xiàn)，不同預(yù)干燥對脆片吸濕性均有降低作用。蘋果脆片吸濕性與脆片多孔性結(jié)構(gòu)有關(guān)，內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)破壞程度越小，孔隙比表面積越大，脆片吸濕性越高[20]。聯(lián)合干燥蘋果脆片吸濕率差異與其微觀結(jié)構(gòu)基本吻合。

圖5 不同預(yù)干燥方式（a）和不同水分比（b）真空冷凍聯(lián)合干燥蘋果脆片的吸濕率Fig.5 Water-absorbing properties of apple chips dried by different drying methods（a）and water transfer points（b）

2.6 聯(lián)合干燥對蘋果脆片香氣的影響

電子鼻是通過氣味傳感器模擬動物嗅覺的系統(tǒng)，可較好的對加工后產(chǎn)品的氣味進行評定[28]。雷達圖可直觀地表征不同處理氣味的差異性[29]。W1C、W3C 和W5C 傳感器對芳香成分靈敏；W6S傳感器對氫氣靈敏；W5S 傳感器對氮氧化物靈敏；W1S 傳感器對甲烷靈敏；W1W 傳感器對硫化物和萜烯類靈敏；W2S 傳感器對乙醇和部分芳香成分靈敏；W2W 傳感器對有機硫化物靈敏；W3S 傳感器對烷烴靈敏[30]。如圖6a 為鮮樣和干燥處理后經(jīng)過標準化處理的蘋果脆片電子鼻響應(yīng)值雷達圖，由圖可知，在蘋果脆片樣品檢測過程中，W1W、W5S 和W2W 傳感器較敏感，這與曾輝等[30]對蘋果香氣的電子鼻分析結(jié)果一致。并且，不同樣品的W1W、W2W 和W5S 響應(yīng)值存在顯著差異，說明不同干燥樣品的芳香類和萜烯類物質(zhì)含量存在顯著差異。通過對不同樣品響應(yīng)值主成分分析，得到結(jié)果如圖6b所示，第一主成分貢獻率為96.0%，第二主成分貢獻率為2.5%，累計方差貢獻率達98.5%，兩個主成分就可以很好地反映鮮樣和不同干燥蘋果脆片樣品的差異性。從圖中不同干燥樣品香氣分布的距離來看，F(xiàn)D 脆片與鮮樣最接近，其次是熱泵預(yù)干燥等聯(lián)合干燥方式的蘋果脆片。

圖6 不同干燥方式制備的蘋果脆片電子鼻傳感器響應(yīng)值雷達圖（a）和主成分分析圖（b）Fig.6 Radar chart（a）and principal component analysis plot（b）of electronic nose sensor response value of apple chips dried by different methods

2.7 聯(lián)合干燥對蘋果脆片酚類物質(zhì)和VC 的影響

由表2 可知，F(xiàn)D 脆片VC 保留率最高（11.32 mg/100 g 干基），降解率約8.7%，其次是IRD-FD蘋果脆片（10.25 mg/100 g 干基），降解約17%，其它聯(lián)合干燥方式VC 損失不到50%，HPD 脆片的VC 含量損失達到50.6%。FD 導(dǎo)致VC 損失的原因可能是由于在凍結(jié)過程中pH 值的降低引起的。聯(lián)合干燥的VC 一方面由于凍結(jié)過程而損失，另一方面因為長時間與氧氣接觸而損失。Shewale等[31]也得到了類似的結(jié)果，IRD 蘋果脆片VC 降解率約22%，AD 蘋果脆片VC 降解率約50%，本研究保留率較高可能是因為采用了聯(lián)合干燥的方法。

酚類物質(zhì)是蘋果重要的生物活性成分。聯(lián)合干燥對酚類物質(zhì)影響的方式包括4 種：FD 的冷凍過程對酚類物質(zhì)產(chǎn)生的影響[32]，溫度和氧化對酚類物質(zhì)造成的影響，酶活性受到抑制對酚的保護[33]，以及各單體酚類物質(zhì)之間的相互作用。如表3所示，鮮樣和經(jīng)真空冷凍聯(lián)合干燥后的蘋果脆片均能檢出原花青素b1、兒茶素、綠原酸、表兒茶素、蘆丁、根皮苷和斛皮苷。不同干燥方式制備的蘋果脆片均未檢測出咖啡酸、對香豆酸和阿魏酸，可能是它們以結(jié)合狀態(tài)存在，常規(guī)提取方法難以將其水解釋放[34]?？偟膩碚f，酚酸類和無糖苷的黃酮類物質(zhì)在干燥過程中損失嚴重，其中FD 蘋果脆片的各酚酸類和類黃酮物質(zhì)含量最高，AD-FD蘋果脆片的原花青素b1（43.37%）和綠原酸（64.34%）保留率最低，IRD-FD 蘋果脆片的兒茶素保留率（59.70%）最低，MVD-FD 蘋果脆片的表兒茶素保留率（37.87%）最低；隨著水分比降低，酚酸類和類黃酮酚類物質(zhì)呈現(xiàn)減少的趨勢。然而，類黃酮苷類物質(zhì)含量則根據(jù)干燥方式有不同的變化。

表3 不同干燥方式制備的蘋果脆片的酚類物質(zhì)含量Table 3 The phenolic compounds content of apple chips dried by different drying methods

其中，不同預(yù)干燥方式的聯(lián)合干燥蘋果脆片酚類物質(zhì)中，IRD-FD 蘋果脆片的蘆丁、根皮苷、斛皮苷含量均顯著降低，AD-FD、MVD-FD 蘋果脆片的蘆丁含量顯著上升，且均顯著高于FD 蘋果脆片；AD-FD 蘋果脆片的根皮苷含量在干燥后未發(fā)生顯著變化，AD-FD、MVD-FD 蘋果脆片的斛皮苷含量顯著升高，由此可見，這些黃酮類酚類物質(zhì)升高，一方面可能是干燥過程對細胞結(jié)構(gòu)破壞，利于蘆丁、根皮苷和斛皮苷從細胞壁中釋放，這與唐道邦等[35]的研究結(jié)果一致，另一方面推測是一些酚類物質(zhì)發(fā)生熱分解以及在酶的作用下發(fā)生降解和轉(zhuǎn)化[36]。

聯(lián)合干燥脆片的總酚含量隨水分比降低而降低，其中FD 蘋果脆片保留率最高（73.41%），IRDFD 蘋果脆片總酚含量最低（67.87%）?？偟膩碚f，不同預(yù)干燥方式對總酚影響較小，通過聯(lián)合干燥可較好地保留蘋果脆片的酚類物質(zhì)。

2.8 聯(lián)合干燥對蘋果脆片干燥時間和能耗的影響

不同干燥方式預(yù)干燥時間如表1所示。對比發(fā)現(xiàn)，所有聯(lián)合干燥蘋果脆片的有效干燥時間均小于FD 蘋果脆片，當聯(lián)合干燥物料轉(zhuǎn)移時間小于160 min 時，H4F、H2F、MVD-FD、IRD-FD 蘋果脆片總干燥時間均小于FD 蘋果脆片。通過干燥時間和干燥設(shè)備功率計算得到的總能耗結(jié)果表明，除MVD-FD 外，聯(lián)合干燥均可降低總能耗，同等物料量情況下，H4F 與單獨采用真空冷凍干燥相比，干燥能耗下降約18.3%。綜合產(chǎn)品品質(zhì)，該聯(lián)合干燥方式節(jié)能提質(zhì)效果顯著。

表1 蘋果脆片的干燥方法和干燥條件Table 1 Drying methods and corresponding parameters of apple chips

3 結(jié)論

本文探討了不同預(yù)干燥方式對蘋果脆片感官、質(zhì)構(gòu)、營養(yǎng)品質(zhì)和能耗的影響，發(fā)現(xiàn)不同聯(lián)合干燥方式中HPD-FD 蘋果脆片硬脆度較高，吸濕率最低；基于真空冷凍聯(lián)合干燥水分轉(zhuǎn)換點優(yōu)化結(jié)果，熱泵干燥至水分比0.4 后切換到真空冷凍干燥（H4F）制得產(chǎn)品具有較高的硬脆度，原料多孔結(jié)構(gòu)保持較好，香氣和酚類物質(zhì)保留率高；H4F聯(lián)合干燥制備蘋果脆片與單獨采用FD 相比，產(chǎn)品脆性更佳。H4F、FD 和HPD 能耗分別為10.16，12.44，1.64kW·h/kg H2O，H4F 與單獨使用真空冷凍干燥相比，干燥能耗下降約18.3%，有效干燥時間縮短160 min。從實際生產(chǎn)考慮，后續(xù)還需對人工成本和多批次干燥效率綜合研究。綜合考慮蘋果脆片品質(zhì)和干燥能耗，H4F 可作為一種節(jié)能提質(zhì)聯(lián)合干燥方式用于制備蘋果脆片，HPD-FD 可作為脆片干燥過程品質(zhì)調(diào)控的良好干燥技術(shù)。