不同干燥方式對(duì)方竹筍品質(zhì)的影響

代昌雨 呂朝燕 馬秀情 馬云飛 居榮芳 趙溫庭 羅雨江

摘要：為明確不同干燥方式對(duì)方竹筍品質(zhì)的影響，研究熱風(fēng)干燥、遠(yuǎn)紅外干燥和微波干燥對(duì)方竹筍干含水率、色澤、復(fù)水比、感官評(píng)分、總糖、還原糖、可溶性蛋白以及游離氨基酸等的影響。結(jié)果表明，隨著干燥時(shí)間的增加，方竹筍含水率迅速下降，微波干燥下降速度大于熱風(fēng)和遠(yuǎn)紅外干燥;隨著復(fù)水的時(shí)間增加，方竹筍干復(fù)水比快速增大，直至基本不變時(shí)，復(fù)水比由大到小依次為熱風(fēng)干燥>微波干燥>遠(yuǎn)紅外干燥;不同干燥方式方竹筍干中總糖和可溶性蛋白含量由大到小依次為熱風(fēng)干燥>微波干燥>遠(yuǎn)紅外干燥，還原糖和游離氨基酸含量由大到小依次為熱風(fēng)干燥>遠(yuǎn)紅外干燥>微波干燥;同時(shí)，不同干燥方式方竹筍干的色差（ΔE）值與鮮方竹筍相差均大于2，熱風(fēng)干燥方竹筍干與鮮竹筍色差最小且感官評(píng)分總分最高?？梢?jiàn)，熱風(fēng)干燥雖然耗時(shí)較長(zhǎng)，但對(duì)于方竹筍干營(yíng)養(yǎng)、感官品質(zhì)及復(fù)水性能的保持更為有利，是相對(duì)較好的方竹筍干燥方式。

關(guān)鍵詞：方竹筍;干燥方式;復(fù)水比;感官;營(yíng)養(yǎng)

中圖分類號(hào)：TS255.36?? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2021）22-0175-05

收稿日期：2021-04-02

基金項(xiàng)目：貴州省教育廳特色領(lǐng)域項(xiàng)目（編號(hào)：黔教合KY字[2020]060）;貴州省高校第一批服務(wù)農(nóng)村產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目（編號(hào)：遵師合農(nóng)村產(chǎn)業(yè)字201906）;遵義師范學(xué)院2017年學(xué)術(shù)新苗培養(yǎng)及創(chuàng)新探索專項(xiàng)項(xiàng)目培育項(xiàng)目（編號(hào)：黔科合平臺(tái)人才[2017年]5727-17號(hào)）;貴州省教育廳創(chuàng)新群體重大研究項(xiàng)目（編號(hào)：黔教合KY字[2016]047號(hào)）;國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃（編號(hào)：202010664011）。

作者簡(jiǎn)介：代昌雨（1997—），女，貴州遵義人，研究方向?yàn)楣呒庸づc貯藏，E-mail：1274909027@qq.com。

通信作者：呂朝燕，博士，教授，研究方向?yàn)楣呒庸づc貯藏、植物資源利用等。E-mail：lvcy@zync.edu.cn。

竹筍是禾本科（Poaceae）竹亞科（Bambusoideae）植物——竹子的根狀莖上長(zhǎng)出的幼嫩的發(fā)育芽[1]。金佛山方竹[Chimonobambusa utilis （Keng） Keng f.]是禾本科竹亞科寒竹屬（Chimonobambusa）植物，因其竹竿方形而得名，極具特色，甚是珍奇，廣泛分布于黔北大婁山系的高山深谷中[2]。金佛山方竹筍筍體呈黃白色或黃色，觸摸明顯有棱角感、較細(xì)長(zhǎng)、略呈方形，筍肉脆嫩、豐腴，因其自然生長(zhǎng)于高山深林，品質(zhì)純凈，兼具“鮮、脆、香、嫩”的特點(diǎn)，同時(shí)，富含多種氨基酸、維生素、纖維素和無(wú)機(jī)鹽等人體所必需的營(yíng)養(yǎng)成分，素有“竹類之冠”的美譽(yù)[3-4]，加之秋后出筍，時(shí)間特殊，與大多春季出筍的筍類形成季節(jié)差異上市，市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)明顯，處于供不應(yīng)求的狀態(tài)。然而，鮮筍采收季節(jié)短、貯藏易木質(zhì)化等因素嚴(yán)重影響和制約著方竹筍生產(chǎn)和消費(fèi)規(guī)模的擴(kuò)大。目前，炭火或煤火烘干是黔北地區(qū)方竹筍傳統(tǒng)加工的主要方式。然而，傳統(tǒng)干燥方式存在不能精確控溫，筍干產(chǎn)品色澤偏暗褐色至黑色，對(duì)筍干品質(zhì)造成不利影響，亟需對(duì)傳統(tǒng)干燥方式進(jìn)行改造升級(jí)。

熱風(fēng)干燥、遠(yuǎn)紅外干燥和微波干燥是目前使用較為廣泛的果蔬干制方式。熱風(fēng)干燥采用熱空氣引導(dǎo)，在食品內(nèi)外形成水分梯度差異，內(nèi)部水分逐漸向表面擴(kuò)散并蒸發(fā)，具有易于操作、設(shè)備簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，但干制時(shí)間較長(zhǎng)[5]。微波干燥是利用微波輻射穿透進(jìn)入食品內(nèi)部轉(zhuǎn)化為熱能，加速水分的蒸發(fā)，具有干燥速率高的優(yōu)勢(shì)，但容易加熱不均勻[6]。遠(yuǎn)紅外干燥是應(yīng)用紅外線的穿透能力，其被食品中水分吸收后可以引發(fā)分子共振而快速揮發(fā)，具有受熱均勻，速率高等優(yōu)點(diǎn)[7]。在竹筍干燥方面，已有研究多集中在熱泵干燥工藝方面，對(duì)微波干燥工藝也有少量涉及，比如龍成樹等研究了不同熱泵干燥條件對(duì)綠竹筍干燥速率和品質(zhì)的影響，確定了其適宜的工藝參數(shù)[8];陸蒸等分析了毛竹筍熱泵干燥工藝中，切分厚度、溫度和漂燙處理等對(duì)其干燥特性的影響[9];李安平等對(duì)毛竹筍微波干燥工藝參數(shù)進(jìn)行了初步研究[10]。然而，針對(duì)不同干燥工藝，尤其遠(yuǎn)紅外輻射干燥對(duì)竹筍感官和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)影響方面的研究相對(duì)缺乏，針對(duì)方竹筍的相關(guān)研究更是匱乏。因此，本研究通過(guò)設(shè)置3種不同干燥方式，測(cè)定其對(duì)筍干感官和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)的影響，綜合分析其技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)，進(jìn)而確定較為適宜的干燥方式，以期為改造方竹筍傳統(tǒng)干燥工藝提供技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試驗(yàn)于2019年10—12月在遵義師范學(xué)院進(jìn)行，方竹筍于當(dāng)年10月初，采自貴州省遵義市桐梓縣，基本特征見(jiàn)表1。

試驗(yàn)試劑主要有鹽酸、磷酸、硫酸、氫氧化鈉、葡萄糖、乙酸鋅、乙醇、磷酸二氫鈉、磷酸二氫鉀、蒽酮、硫酸鋅、茚三酮、牛血清蛋白、冰醋酸、考馬斯亮藍(lán)G-250、亞鐵氰化鉀、亮氨酸、亞硝酸鈉、硝酸鉀、氨水、對(duì)氨基苯磺酸、鹽酸萘乙二胺、正辛醇等，均購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)上?；瘜W(xué)試劑公司。

表1 鮮方竹筍的基本特征

名稱基徑（cm）高度（cm）去殼凈質(zhì)量（g）總質(zhì)量（g）可食率（%）含水率（%）

方竹筍24.25±1.1731.25±3.3445.21±8.1982.50±9.4154.57±4.7792.26±0.43

1.2 儀器與設(shè)備

試驗(yàn)設(shè)備主要有電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司，DHG-9625A）、微波爐（格蘭仕微波電器制造有限公司，G80F23CN3LN-C2）、遠(yuǎn)紅外恒溫干燥箱（上海際航機(jī)電科技有限公司，YXD-F90）、分光光度計(jì)（北京普析儀器有限責(zé)任公司，T9CS）、色差計(jì)（深圳市三恩時(shí)科技公司，YS3060）、數(shù)顯游標(biāo)卡尺（日本三豐公司，Mitutoyo）。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 樣品的制備

選擇新鮮、大小相對(duì)一致、無(wú)損傷的方竹筍，清洗干凈;測(cè)量高度和地徑，并連殼稱其質(zhì)量;去除筍籜，稱量可食部分;采用四分法取樣，人工縱切竹筍3～4次，切成約1～2 cm寬的細(xì)絲后，單層均勻平鋪于不銹鋼托盤內(nèi)，每次載量約為500 g，分別進(jìn)行熱風(fēng)干燥（70 ℃）、微波干燥（800 W）和遠(yuǎn)紅外干燥（70 ℃）。烘干過(guò)程中每隔1 h取樣稱量，直至前后2次質(zhì)量減少小于1 g為止。

1.3.2 可食率的測(cè)定 可食率=（鮮筍去殼凈質(zhì)量/鮮筍總質(zhì)量）×100%。

1.3.3 含水率的測(cè)定

采用GB 5009.3—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》中的直接干燥法測(cè)定并記錄方竹筍水分含量。

1.3.4 色澤的測(cè)定

采用色差計(jì)對(duì)不同處理方竹筍色澤差異進(jìn)行測(cè)量，分別測(cè)定樣品的亮度（L*）值、黃度（b*）值和紅度（a*）值，重復(fù)6次。其中，亮度值為0時(shí)，表征黑色，亮度值為100時(shí)，表征白色，越明亮，值越大。紅度值小于0，表征綠色，綠色越深，值越小;紅度值大于0，表征紅色，紅色越深，值越大。黃度值小于0，表征藍(lán)色，藍(lán)色越深，值越小;黃度值大于0，表征黃色，黃色越深，值越大[11]。ΔE表征樣品與對(duì)照（鮮竹筍，用L*0、a*0和b*0表示）間的色差值，其公式為

ΔE=（L*-L*0）2+（a*-a*0）2+（b*-b*2）2。

式中：L*0、a*0、b*0表示鮮竹筍色澤測(cè)定值;L*、a*、b*表示不同處理方竹筍干色澤測(cè)定值。

1.3.5 復(fù)水比的測(cè)定

采用復(fù)水比作為方竹筍干復(fù)水性能的度量指標(biāo)[12]，其計(jì)算公式為

Rw=Gw/Gd。

式中：Rw為復(fù)水比;Gw為復(fù)水后樣品瀝干質(zhì)量，g;Gd為干制品樣品質(zhì)量，g。

1.3.6 總糖、還原糖、可溶性蛋白、游離氨基酸含量的測(cè)定

總糖、還原糖含量采用蒽酮-硫酸法測(cè)定;可溶性蛋白含量使用考馬斯亮藍(lán)法檢測(cè);游離氨基酸含量采用茚三酮法測(cè)量。

1.3.7 感官評(píng)價(jià)

方竹筍感官品質(zhì)評(píng)價(jià)，由具備基礎(chǔ)感官評(píng)價(jià)知識(shí)的20名男性和20名女組成評(píng)價(jià)小組，參照綠竹筍感官評(píng)價(jià)指標(biāo)[13]開(kāi)展，方竹筍干感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析及作圖均使用Excel 2019軟件進(jìn)行，同時(shí)，應(yīng)用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件中的方差分析（one-way ANOVA）方法對(duì)不同干燥方式處理方竹筍干的總糖、還原糖、可溶性蛋白、游離氨基酸含量和感官指標(biāo)間的差異性進(jìn)行檢驗(yàn)，并使用最小顯著差異法進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同干燥方式對(duì)方竹筍干含水率的影響

干制時(shí)間長(zhǎng)是方竹筍加工過(guò)程中遇到的主要問(wèn)題之一， 如何在最短的時(shí)間內(nèi)獲得優(yōu)質(zhì)的干制產(chǎn)品，是當(dāng)前方竹筍干制品生產(chǎn)亟需解決的瓶頸問(wèn)題[14]。不同干燥方式方竹筍濕基含水率隨干燥時(shí)間均呈下降趨勢(shì)，微波干燥下降速度大于遠(yuǎn)紅外和熱風(fēng)干燥（圖1）。微波干燥方竹筍含水率快速下降，干燥2 h時(shí)含水率已降至（3.64±0.63）%，這是由于微波干燥功率大，熱效率高所導(dǎo)致的。遠(yuǎn)紅外和熱風(fēng)干燥方竹筍水分含量變化大致可以分為2個(gè)主要階段，從開(kāi)始干燥到干燥13 h時(shí)，方竹筍含水率均快速下降，其后，方竹筍含水率下降速度變慢，直至干燥18 h時(shí)基本不再變化。參考香菇和辣椒干制品含水率水平，若以含水率10%作為產(chǎn)品目標(biāo)含水率，微波干燥在1～2 h內(nèi)可以達(dá)到，熱風(fēng)干燥在12 h時(shí)含水率已經(jīng)降到（10.02±1.30）%，而遠(yuǎn)紅外干燥在12 h時(shí)含水率已降至（11.35±0.94）%，需要超過(guò)12 h才可以達(dá)到目標(biāo)含水率。遠(yuǎn)紅外干燥達(dá)到目標(biāo)含水率所需時(shí)間要多于熱風(fēng)干燥，這與朱香燕等的研究結(jié)果[7]一致，可能原因是熱風(fēng)干燥所采用的鼓風(fēng)加熱使方竹筍表面水分汽化速率要大于遠(yuǎn)紅外干燥所采用的密閉恒溫加熱，進(jìn)而縮短了干燥時(shí)間。

2.2 不同干燥方式對(duì)方竹筍干色澤的影響

色澤是評(píng)價(jià)方竹筍干外觀品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo)[15]，一般認(rèn)為接近鮮竹筍原色的干品較為理想。不同干燥方式下方竹筍干的亮度（L*）、黃度（b*）和紅度（a*）均發(fā)生了明顯變化（表3）。熱風(fēng)干燥方竹筍干亮度（L*）值最大，其后是遠(yuǎn)紅外干燥，微波干燥的亮度值最低。李琴等發(fā)現(xiàn)了類似的現(xiàn)象，微波干燥產(chǎn)品亮度值較低，可能是由于微波干燥時(shí)，溫度較高，導(dǎo)致了輕微的炭化[16]。同時(shí)，不同干燥方式方竹筍干的紅度（a*）值由大到小依次為微波干燥、遠(yuǎn)紅外干燥和熱風(fēng)干燥。劉霞等也發(fā)現(xiàn)了微波干燥導(dǎo)致產(chǎn)品紅度值較高的現(xiàn)象[17]，與本試驗(yàn)結(jié)果一致，微波干燥產(chǎn)生的高溫加速了美拉德反應(yīng)的進(jìn)行，非酶褐變導(dǎo)致顏色較深。并且，不同干燥方式方竹筍干黃度（b*）值由高到低依次為微波干燥、熱風(fēng)干燥和遠(yuǎn)紅外干燥。這與朱香燕等的研究結(jié)果[7]一致，微波干燥其微波輻射進(jìn)入方竹筍內(nèi)部，干燥速率較遠(yuǎn)紅外干燥和熱風(fēng)干燥要快，酚類物質(zhì)降解時(shí)間減少，更利于黃酮類物質(zhì)的留存。已有研究表明，色差（ΔE）值是否大于2是判斷樣品色澤差異是否顯著的重要標(biāo)準(zhǔn)[18]。綜合來(lái)看，不同干燥方式方竹筍干色差值與鮮竹筍相差均大于2，由大到小依次為微波干燥、遠(yuǎn)紅外干燥和熱風(fēng)干燥，且熱風(fēng)干燥和遠(yuǎn)紅外干燥差異不顯著（P>0.05）。熱風(fēng)干燥方竹筍干與鮮竹筍色差最小，產(chǎn)品色澤相對(duì)較好。

2.3 不同干燥方式對(duì)方竹筍干復(fù)水性的影響

復(fù)水性是產(chǎn)品干燥后經(jīng)復(fù)水能夠恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)的重要產(chǎn)品屬性，直接影響產(chǎn)品口感，是衡量干制品品質(zhì)的重要指標(biāo)[19]。復(fù)水是干燥產(chǎn)品可以被再次利用的關(guān)鍵步驟，以復(fù)水比衡量，其值越大說(shuō)明干燥產(chǎn)品復(fù)水恢復(fù)能力越強(qiáng)。隨著復(fù)水時(shí)間的延長(zhǎng)，不同干燥方式加工方竹筍干的復(fù)水比均呈增加趨勢(shì)（圖2）。復(fù)水45 min內(nèi)，各干燥方式方竹筍干的復(fù)水比均快速增加，其后增速放緩，到復(fù)水 150 min 時(shí)復(fù)水比趨于穩(wěn)定，基本不再變化。同時(shí)，不同干燥方式方竹筍干復(fù)水比由大到小依次為熱風(fēng)干燥>微波干燥>遠(yuǎn)紅外干燥。熱風(fēng)干燥復(fù)水比最大，復(fù)水性能最好，這與徐曉飛等的研究結(jié)果[20]基本一致。干燥產(chǎn)品的復(fù)水能力取決于其細(xì)胞和結(jié)構(gòu)的受破壞程度[21]。微波干燥由于高功率微波的持續(xù)作用，物料內(nèi)部溫度過(guò)高，導(dǎo)致產(chǎn)品組織遭到嚴(yán)重?fù)p壞，復(fù)水恢復(fù)能力較差[22]。而遠(yuǎn)紅外干燥由于干制到目標(biāo)含水率的干燥時(shí)間要長(zhǎng)于熱風(fēng)干燥，干燥時(shí)間越長(zhǎng)，方竹筍表面形變皺縮越嚴(yán)重，部分甚至形成硬殼，且內(nèi)部細(xì)胞以及毛細(xì)管的萎縮、形變也越大，導(dǎo)致其復(fù)水能力下降[23]。

2.4 不同干燥方式對(duì)方竹筍干營(yíng)養(yǎng)成分含量的影響

可溶性蛋白、游離氨基酸、還原糖和總糖含量是蔬菜類農(nóng)產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高低的重要判斷指標(biāo)[24]。不同干燥方式加工方竹筍干中可溶性蛋白和總糖含量由大到小依次為熱風(fēng)干燥>微波干燥>遠(yuǎn)紅外干燥（圖3）。劉鴻雁等也觀察到了類似的現(xiàn)象[25]，與本試驗(yàn)研究結(jié)果基本一致。方竹筍干燥過(guò)程中，高溫引起蛋白質(zhì)分解以及糖類物質(zhì)發(fā)生分解和美拉德反應(yīng)，微波干燥由于高功率微波作用導(dǎo)致方竹筍內(nèi)部溫度過(guò)高，雖然干燥時(shí)間較短，但仍消耗了較多的蛋白質(zhì)和糖類，而遠(yuǎn)紅外干燥由于干燥時(shí)間較長(zhǎng)，糖類和蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分損失也相對(duì)較多。同時(shí)，不同干燥方式方竹筍干中還原糖和游離氨基酸含量由大到小依次為熱風(fēng)干燥>遠(yuǎn)紅外干燥>微波干燥（圖3）。微波干燥還原糖和游離氨基酸含量較低，其主要原因可能是短時(shí)高溫導(dǎo)致了多糖和粗蛋白結(jié)構(gòu)的破壞，加速了美拉德反應(yīng)的進(jìn)行，這與王曉敏等的研究結(jié)果[26]相一致。

2.5 不同干燥方式對(duì)方竹筍干感官評(píng)分的影響

食品感官檢驗(yàn)是基于人類生理學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)及統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，借助人的感覺(jué)（嗅覺(jué)、視覺(jué)、味覺(jué)及觸覺(jué)）來(lái)測(cè)量和評(píng)估食品的香、味、色、形等指標(biāo)，并作出綜合性評(píng)價(jià)[27-28]。不同干燥方式方竹筍干感官評(píng)分差異較大（表4）。熱風(fēng)干燥的色澤與遠(yuǎn)紅外干燥差異不顯著，但顯著高于微波干燥（P<0.05）。滋味方面，3種干燥方式方竹筍干差異不顯著（P<0.05）。同時(shí)，熱風(fēng)干燥方竹筍干的香味和外觀均好于遠(yuǎn)紅外和微波干燥，且遠(yuǎn)紅外和微波干燥差異不顯著（P>0.05）?？赡艿脑蚴俏⒉ǜ稍餃囟雀?，遠(yuǎn)紅外干燥加熱時(shí)間長(zhǎng)，均導(dǎo)致方竹筍干表面收縮、干裂，部分形成硬殼，因氧化而發(fā)褐甚至發(fā)黑，外觀較差，同時(shí)，加速了美拉德反應(yīng)的進(jìn)行，甚至發(fā)生焦化，產(chǎn)生焦糊味，香味也較差[29]，進(jìn)而，不同干燥方式方竹筍干感官評(píng)分總分由大到小依次為熱風(fēng)干燥>遠(yuǎn)紅外干燥>微波干燥。這與徐曉飛等的研究結(jié)果[20]一致，熱風(fēng)干燥更有利于提升方竹筍干的感官品質(zhì)。

3 結(jié)論

果蔬干制是延長(zhǎng)果蔬貨架期，提升產(chǎn)品品質(zhì)和附加值的主要方式，而熱風(fēng)干燥、遠(yuǎn)紅外干燥和微波干燥是目前使用較為廣泛的干制方法。通過(guò)比較3種干燥方式對(duì)方竹筍干含水率、復(fù)水比、色澤、感官品質(zhì)以及總糖、還原糖、游離氨基酸和可溶性蛋白等營(yíng)養(yǎng)成分含量的影響，可以得出，微波干燥速度快，效率高，但不利于營(yíng)養(yǎng)成分的留存，感官品質(zhì)較差。遠(yuǎn)紅外干燥干制時(shí)間較長(zhǎng)，營(yíng)養(yǎng)成分含量和感官品質(zhì)好于微波干燥，但較熱風(fēng)干燥要差。綜合來(lái)看，熱風(fēng)干燥雖然干制時(shí)間也相對(duì)較長(zhǎng)，但是其產(chǎn)品復(fù)水性能、營(yíng)養(yǎng)成分含量和感官品質(zhì)均好于其他2種干燥方式，是相對(duì)較為適宜的方竹筍干燥方法。同時(shí)，本研究?jī)H就不同干燥方式對(duì)方竹筍干感官和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響進(jìn)行了初步分析，尚未涉及其貯藏品質(zhì)方面，后續(xù)應(yīng)增加貯藏品質(zhì)方面的研究?jī)?nèi)容，綜合確定適宜的干燥方式，以便更好地為方竹筍生產(chǎn)工藝改造提供技術(shù)支持。

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