響應面法優(yōu)化青椒微波-真空冷凍聯(lián)合干燥工藝及品質(zhì)分析

肖曼玉，張秀玲，劉明華，李晨

（東北農(nóng)業(yè)大學食品學院，黑龍江哈爾濱 150030）

青椒（Capsicum annuumL.），一年或多年生草本植物[1]。果實較大，具有辣味很淡或者不辣的特點[2]。顏色種類多、營養(yǎng)豐富，據(jù)相關(guān)研究表示，每百克新鮮樣品的可食用部分中，含碳水化合物3.7 g、脂肪300 mg、蛋白質(zhì)1400 mg、維生素C 64 mg、及胡蘿卜素0.5 mg[3]，其中維生素C的含量達到番茄的7~15倍[4]，有健胃消食、暖胃驅(qū)寒；加快血液循環(huán)，美容養(yǎng)顏；減脂瘦身減脂瘦身；驅(qū)痛降熱等功效[5]。青椒可分成青甜椒和青辣椒兩類，青辣椒主要分為羊角椒和牛角椒，而青甜椒則是以燈籠椒為主要代表[6]。據(jù)2019年中國辣椒種植市場分析報告得出，我國已經(jīng)成為全球第一的辣椒生產(chǎn)和消費大國[7]。青椒主要集中在鮮食和腌制方面，加工產(chǎn)品種類單一，新鮮青椒不耐貯藏，而腌制處理對原有色澤以及營養(yǎng)成分保留效果不佳，并且多食腌制食品對人體健康也不利[8,9]。目前青椒的干燥方法主要集中在熱風干燥[10]、真空冷凍干燥[11]、微波干燥[12]、自然晾曬和紅外干燥[13]等單一干燥方式，而針對相關(guān)干燥工藝的研究更是少之又少。聯(lián)合干燥對于青椒來說是一種新型加工方式，微波干燥雖干燥速率較高，但極易產(chǎn)生焦糊、皺縮、變色現(xiàn)象，造成營養(yǎng)成分的大量流失，感官品質(zhì)極度下降；真空冷凍干燥產(chǎn)品營養(yǎng)保留率高、感官品質(zhì)較好，但干燥速率慢、單位耗能多、經(jīng)濟適用性低。而本研究利用微波、真空冷凍聯(lián)合干燥技術(shù)對青椒進行干制，將以上兩者優(yōu)勢相結(jié)合，通過最佳工藝優(yōu)化，使營養(yǎng)成分得到了最大程度的保留，為青椒聯(lián)合干燥技術(shù)的選擇及優(yōu)化提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

當?shù)爻匈徺I的未經(jīng)前處理包裝的形態(tài)飽滿，無萎蔫，色澤鮮艷均勻的尖椒、甜椒、彩椒，隨機取樣椒用于試驗。

1.2 儀器與試劑

三氯乙酸，天津市科密歐化學試劑有限公司；抗壞血酸，天津市凱通化學試劑有限公司；乙酸、乙酸鈉，天津市天力化學試劑有限公司；聚乙烯吡咯烷酮，天津市光復科技發(fā)展有限公司；愈創(chuàng)木酚，天津市光復精細化工研究所；考馬斯亮藍G250，上海源葉生物科技有限公司。HBS-1096B酶標分析儀，昆山廣測儀器設(shè)備有限公司；5430臺式多功能高速離心機，Eppendorf中國有限公司；LGJ-1A-50型真空冷凍干燥機，北京亞泰科隆儀器技術(shù)有限公司；G70D20CN1PD2（S0）型微波爐，格蘭仕微波生活電器有限公司；PA.XT PLUS物性測試儀，英國Stable Micro System公司；日本INSENT味覺分析系統(tǒng)（電子舌）、PEN3電子鼻，北京盈盛恒泰科技有限責任公司；CR-10 Plus型色差儀，Konica Minolta，INC。

1.3 試驗方法

1.3.1 微波-真空冷凍聯(lián)合干燥青椒前處理方法

選擇形態(tài)飽滿，無萎蔫，色澤鮮艷均勻的青椒，然后用清水洗凈表面泥沙和污物，進行去蒂去籽處理，切成2 cm長的正方形塊，于90 ℃下，燙漂70 s，冷水淋洗，瀝干表面水分。放于含有0.3%異抗壞血酸鈉、0.03%碳酸氫鈉、0.07%葡萄糖酸鋅的護綠液中進行護綠處理，然后在40 ℃下護綠40 min，料液比1:4。

1.3.2 單因素試驗

1.3.2.1 微波功率對微波-真空冷凍聯(lián)合干燥效果的影響

將燙漂、護綠后青椒樣品，在不同微波功率（140、210、280、350、420 W）進行微波干燥，達到水分轉(zhuǎn)換點50%后停止微波，冷卻至室溫后，在-30 ℃低溫冰箱里進行預凍，然后放入真空冷凍干燥機中，真空冷凍干燥機的真空度和干燥溫度由真空冷凍干燥機自動調(diào)節(jié)，進行真空冷凍干燥12 h。

1.3.2.2 中間轉(zhuǎn)換點含水率對微波-真空冷凍聯(lián)合干燥效果的影響

將前處理完成的青椒樣品，在微波功率280 W條件下進行微波干燥，達到水分轉(zhuǎn)換點（30%、40%、50%、60%、70%）后停止微波，冷卻至室溫后，進行預凍，然后真空冷凍干燥12 h，具體操作同1.3.2.1。

1.3.2.3 真空冷凍干燥時間對微波-真空冷凍聯(lián)合干燥效果的影響

將前處理完成的青椒樣品，在微波功率280 W條件下進行微波干燥，達到水分轉(zhuǎn)換點50%后停止微波，冷卻至室溫后，進行預凍，然后真空冷凍干燥（10 h、11 h、12 h、13 h、14 h），具體操作同1.3.2.1。

1.3.3 響應面試驗

以微波功率（W）、中間轉(zhuǎn)換點含水率（%）、真空冷凍干燥時間（h）為單因素進行研究分析，根據(jù)試驗結(jié)果進行表1響應面實驗設(shè)計，以維生素C含量Y1、感官評價Y2、復水比Y3的綜合分數(shù)Y為響應值，確定微波-真空冷凍干燥聯(lián)合工藝最佳參數(shù)。綜合評分公式如下：

表1 Box-Behnken設(shè)計試驗因素水平及編碼Table 1 Level and code of variables for Box-Behnken design

1.3.4 微波、真空冷凍單一干燥與聯(lián)合干燥的比較

微波干燥方法：以彭林等[14]的方法為參考，并稍作改動。具體操作方法如下：將清洗、去蒂去籽、燙漂、護綠后的青椒塊，瀝干表面水分后進行微波干燥。微波干燥功率為280 W，干燥至水分含量在10%以下為止。真空冷凍干燥方法：參考王瑞俠[11]的方法，略作改動，具體方法如下：將清洗、去蒂去籽、燙漂、護綠后的青椒塊，瀝干表面水分后，在-30 ℃低溫冰箱里進行預凍。真空冷凍干燥機具體參數(shù)為：升華溫度為-5 ℃，解析溫度為40 ℃，干燥箱內(nèi)真空度保持在10 Pa以內(nèi)，進行冷凍干燥。對三種干燥方式的青椒產(chǎn)品分別進行維生素C、色澤、復水比、感官評價、質(zhì)構(gòu)及掃描電鏡分析。

1.3.5 青椒干燥產(chǎn)品理化指標測定

1.3.5.1 維生素C含量的測定

參照GB/T 5009.86-2016，采用2,6-二氯酚靛酚滴定法[15]進行測定。

1.3.5.2 色澤的測定

使用色差儀對干燥青椒產(chǎn)品進行色澤測定。用a*值表示，a*代表紅綠色，a*若為負值代表綠色，反之為紅色。以白板的參數(shù)為對照（L*=82.6、a*=-0.7、b*=5.0），從密封袋中取出青椒塊，在同一光源下，將青椒塊置于色差儀測定口出，然后按下測定鍵測定，每個樣品平行測定三次，取平均值。

1.3.5.3 復水比

用30 ℃恒溫蒸餾水浸泡青椒干燥樣品，待充分吸水（吸水后樣品質(zhì)量不再增加）后取出，瀝干樣品表面水分，然后按下式計算，試驗至少重復測定3次，取其平均值。

式中：

x——復水比；

m1——充分吸水后的青椒塊質(zhì)量；

m2——未吸水前的干燥青椒塊質(zhì)量。

1.3.5.4 感官評價

感官評定人員共由20人（男女各占一半，為實驗室的老師和同學）組成，對不同干燥方法下的青椒干燥產(chǎn)品進行感官評分，最終記錄的感官評分為各組平均值。每個人獨立進行評分確保不互相影響。

表2 青椒干燥品感官評分表Table 2 Sensory rating of dried Capsicum annuum L.

1.3.5.5 葉綠素含量的測定

采用紫外分光光度法[15]，稱取1.0 g青椒鮮樣（或0.5 g青椒干制品）置于研缽中，加入少量石英砂、碳酸鈣粉末及2~3 mL無水乙醇，不斷研磨，直至組織成白色后靜置3~5 min進行提取，過濾定容至50 mL容量瓶內(nèi)，于波長663、645 nm處分別測定吸光值A(chǔ)663、A645，試驗平行三次，數(shù)據(jù)取平均值。具體計算公式如下：

1.3.5.6 可溶性糖含量的測定

采用苯酚-硫酸法[15]。

1.3.5.7 可溶性蛋白質(zhì)含量的測定

參照GB 5009.5-2016，參考考馬斯亮藍法[15]進行測定。

1.3.5.8 電子鼻測定方法

參考Lin等[16]的方法，稍做改進。本試驗共有三個樣品（每個樣品平行試驗3次）。準確稱取干燥樣品0.5 g，并研磨成粉，然后放入體積為20 mL的頂空瓶內(nèi)，并將瓶口密封完整，然后放入45 ℃的恒溫箱里孵育5 min后進行測量，具體操作如下：以150 mL/min的流速抽取頂空氣體注入測試室。采集測定時間為100 s，有足夠的時間讓傳感器獲得穩(wěn)定的值。記錄10個傳感器對每個樣本的響應值，測量結(jié)束后，啟動清潔相，持續(xù)200 s。

1.3.5.9 電子舌測定方法

參考梅桂林等[17]的方法，首先稱取5 g干燥產(chǎn)品，然后研磨成粉末，加入100 mL的超純水，在60 ℃恒溫水浴鍋內(nèi)加熱30 min，然后在4000 r/min離心10 min，待溫度降至室溫后取上清液進行測定，測定時以Ag/AgCl作為參比電極，每個樣品平行測定三次。

1.3.5.10 青椒干燥產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)特性的比較分析

將干燥青椒塊放在質(zhì)構(gòu)儀的平板上，選用P/2柱形探頭對樣品進行測試。試驗方法參考Jia等[18]的方法，并稍作改動。具體測試參數(shù)為：測前速度3 mm/s，測中速度2 mm/s，測后速度10 mm/s，起始力2 N。以樣品的硬度、脆度和酥度為實驗指標，對質(zhì)構(gòu)特性進行分析。

1.3.5.11 青椒干燥產(chǎn)品掃描電子顯微鏡的比較分析

3種方式干燥后的樣品，用刀片從干燥的樣品上切下大小約2 mm寬、1 mm厚的小塊[19]。待測樣品首先進行噴金處理，然后在掃描電子顯微鏡下觀察。以樣品的表面和橫切面為觀察區(qū)域，進行比較觀察。

1.4 數(shù)據(jù)處理

所有試驗均平行三次，最終記錄結(jié)果取平均值。使用Excel辦公軟件進行數(shù)據(jù)整理；使用SPSS 25.0軟件進行顯著性分析；Design Expert 8.0.6軟件進行試驗設(shè)計和響應面分析，使用Origin 2018軟件對試驗單因素、電子舌等作圖。

2 結(jié)果與討論

2.1 微波-真空冷凍聯(lián)合干燥單因素試驗結(jié)果分析

2.1.1 微波功率對聯(lián)合干燥效果的影響

微波功率對聯(lián)合干燥青椒產(chǎn)品的影響如圖1所示，感官評分可以直觀的反應干燥產(chǎn)品的品質(zhì)情況，可從色澤、形態(tài)和氣味等多方面進行評估。從圖1a中可見各組間感官評分具有顯著的差異性（p<0.05），感官評分先減小再增大，這可能由于聯(lián)合干燥間轉(zhuǎn)換點含水率的確定，導致不同微波功率需要不同的干燥時間去達到同一含水率，微波干燥功率偏低時時間相應延長，導致產(chǎn)品感官品相不好。維生素C含量隨著微波功率的增加而迅速減小，到后期變化趨勢減小，趨于平緩。這是因為微波功率的增加，導致加熱溫度的增高，而維生素C的穩(wěn)定性差，因此在溫度增高的條件下，維生素會有部分分解，導致總含量的降低[20]。復水比是評估干燥產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標，它可以反映出因干燥而引起的結(jié)構(gòu)變化和細胞損傷[21]。從圖1b中可以看出，聯(lián)合干燥中復水比的組間具有顯著性差異（p<0.05），在微波功率達到280 W時，復水比達到最大值，然后緩慢下降。色差中a*值呈逐漸降低趨勢，a*代表紅、綠值，因青椒呈綠色，所以a*為負值，且數(shù)值越小，綠色越明顯。由于微波功率的增加，干燥時間的縮短，顏色破環(huán)降低，所以a*值在降低。綜上所述，微波功率選擇280~420 W進行響應面試驗。

2.1.2 中間轉(zhuǎn)換點含水量對聯(lián)合干燥效果的影響中間轉(zhuǎn)換點含水率是聯(lián)合干燥中的最重要因素，因為水分含量的多少，可以在感官評分和色澤上有明顯的區(qū)分。從圖2中，分析得出，四種評價指標的組間分別具有各自的顯著差異性（p<0.05）。維生素C的含量和感官評分都呈總體上升趨勢，且上升趨勢較為平緩，尤其是維生素C變化最為突出。其中，當中間轉(zhuǎn)換點含水率在70%時，復水比具有明顯的增高趨勢，這可能是因為微波時間短，對青椒的組織破壞和細胞破壞的程度比較小，且因在水分含量較高時轉(zhuǎn)入真空冷凍干燥，青椒干燥后的微觀結(jié)構(gòu)中會有較大空隙，具有很強的吸水性，因此呈現(xiàn)此變化趨勢，而a*也隨著中間轉(zhuǎn)換點含水量的增加而逐漸變小，綠色保留效果好。綜合考慮，選擇中間轉(zhuǎn)換點含水率為50%~70%的范圍進行響應面優(yōu)化。

2.1.3 真空冷凍干燥時間對聯(lián)合干燥效果的影響

圖3為真空冷凍干燥時間對青椒干燥產(chǎn)品維生素C含量、感官評分、復水比和a*的影響。從圖中可知，感官評分在緩慢升高，真空冷凍干燥是在真空條件下進行，并且隨著時間的增加青椒并沒有發(fā)生太大的褐變和形態(tài)的破壞，并且時間的增加使得水分含量降低，青椒產(chǎn)品更加的酥脆。真空冷凍時間從10~14 h，復水比從4.67增加到了6.48，并且10~13 h的變化穩(wěn)定。因為真空冷凍干燥時間越長，青椒干燥產(chǎn)品最后的含水量越低，且凍干后的青椒產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也更加的松散，對于水分的吸收更加充分，所以對于復水更加有利。而a*的值隨著真空冷凍干燥時間的增加，真空冷凍干燥時間的增加，使得褐變更嚴重，綠色損失，所以a*趨于紅值變化，不斷增加到正數(shù)。維生素C總含量逐漸降低，在12~14 h的時候變化幅度減小。因此考慮選擇真空冷凍干燥11~13 h研究優(yōu)化聯(lián)合干燥工藝。

2.2 微波-真空冷凍聯(lián)合干燥響應面試驗結(jié)果分析

2.2.1 響應面試驗設(shè)計及結(jié)果

在單因素試驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，應用響應面法優(yōu)化聯(lián)合干燥工藝，采用Box-Benhnken試驗設(shè)計，選擇微波功率（A）、中間轉(zhuǎn)換點含水率（B）、真空冷凍干燥時間（C）作為試驗因素，以綜合分數(shù)為響應值，進行三因素三水平的響應面試驗，如表3。

表3 響應面試驗設(shè)計及結(jié)果Table 3 Box-Benhnken design and results

2.2.2 回歸模型擬合及方差分析

利用Design-Expert 8.0.6軟件進行回歸擬合，得到回歸模型方程為：綜合分數(shù)=208.63+19.71A+11.84 B+2.33C+5.03AB+0.82AC+0.002BC-23.18A2-38.99B2-30.85C2。

表4為青椒聯(lián)合干燥的綜合分數(shù)（Y）的方差分析?；貧w模型的F值為12.59，p值為0.0015，為高度顯著。失擬項為0.5112，不顯著，表明該試驗結(jié)果與數(shù)學模型擬合效果好。R2Adj為0.8670，表明方程觀察值和預測值之間的相關(guān)性，該模型可以很好擬合實驗數(shù)據(jù)。根據(jù)F值可知，各個因素對青椒聯(lián)合干燥綜合分數(shù)影響的大小順序為：微波功率（A）>中間轉(zhuǎn)換點含水率（B）>真空冷凍干燥時間（C）。

表4 回歸方程的方差分析表Table 4 Variance analysis table of regression equation

2.2.3 響應面各因素交互作用分析

圖4為各因素交互作用對青椒聯(lián)合干燥綜合分數(shù)影響的等高線圖和響應面圖，可從圖中更直觀的看到各因素之間的相互作用。表面越陡峭，因素對響應值的影響就越大，而等高線的橢圓則表明因素之間的交互作用是明顯的。相反，則不明顯。由圖4中響應面曲面圖，可以看出各曲面圖坡度變化程度不大，隨著各影響因素變化，聯(lián)合干燥青椒的綜合分數(shù)變化不明顯，結(jié)合表4的方差分析，可以看出AB、AC、BC的交互作用并不顯著。

2.2.4 驗證試驗

利用響應面軟件，得出聯(lián)合干燥的最佳工藝條件為：微波功率381.17 W，中間轉(zhuǎn)換點含水率61.81%，真空冷凍干燥時間12.04 h，此時的綜合分數(shù)預測值為214.14。為驗證這些結(jié)果，并且方便實際操作，選擇微波功率380 W，中間轉(zhuǎn)換點含水率為62%，真空冷凍干燥時間為12 h，進行三次實驗，得到青椒聯(lián)合干燥的綜合分數(shù)為207.16，與預測值差異為3.26%，說明該模型符合實驗數(shù)據(jù)。

2.3 青椒聯(lián)合干燥產(chǎn)品理化特性研究

2.3.1 青椒聯(lián)合干燥產(chǎn)品基本營養(yǎng)成分

如表5所示，三種青椒干燥樣品的基本營養(yǎng)成分情況。最終的營養(yǎng)成分含量以干基含量表示，雖然在加工處理的時候會有營養(yǎng)的流失，但營養(yǎng)成分含量仍保留較多。在維生素C含量上，三種青椒無顯著性差異（p>0.05）。葉綠素含量上三種青椒存在顯著性差異（p<0.05），甜椒的葉綠素含量最高，為1.10 mg/g，其次是尖椒和彩椒。在可溶性糖含量的比較上，尖椒和甜椒的差異性不顯著，相差結(jié)果不大，而彩椒的可溶性糖含量最多。彩椒的可滴定酸大于甜椒和尖椒，而尖椒和甜椒之間無顯著差異性。尖椒的顏色較佳，和甜椒相差不大，都呈現(xiàn)綠色。甜椒顏色偏暗，但是優(yōu)于彩椒，次于尖椒。

表5 基本理化指標分析表Table 5 Basic physical and chemical index analysis table

2.3.2 青椒聯(lián)合干燥產(chǎn)品風味測定

2.3.2.1 青椒聯(lián)合干燥產(chǎn)品電子鼻分析

圖5為不同品種青椒干燥產(chǎn)品電子鼻PCA分析圖，PCA基于電子鼻傳感器獲得的復雜氣味信息，通過數(shù)學降維和線性變換，獲得了幾組不相關(guān)但可以反映原始樣本信息的二維散點圖，作為一種統(tǒng)計工具，用于解釋樣本之間的差異，并從主要影響樣本空間分布的變量中提取信息[22,23]。根據(jù)圖5可以看出不同品種青椒干燥產(chǎn)品第一主成分的貢獻率為93.114%，第二主成分4.7422%，兩種主要成分的貢獻率總和為97.856%，表明了二者主成分包括了青椒干燥產(chǎn)品中大部分的香氣信息，且PC1對彩椒與其他兩種青椒有比較強的區(qū)分作用，而第二主成分對于三種青椒的區(qū)分不明顯。三種青椒干燥產(chǎn)品主成分不同區(qū)域坐標清晰，具有一定的差異性。

2.3.2.2 青椒聯(lián)合干燥產(chǎn)品電子舌分析

圖6為三種青椒干燥產(chǎn)品電子舌雷達圖，電子舌的機理與電子鼻相似，它可以通過電子傳感器檢測味覺特性[24]。電子舌有8種味覺感應器，分別為酸味、苦味、澀味、后味-B、后味-A、鮮味、豐富度、咸味。通過傳感器的響應值，可充分地反映出產(chǎn)品的味道特點。如圖6所示，三種青椒干燥產(chǎn)品均在鮮味和豐富度響應值最大，在酸味和后味-B處的響應值最小。尖椒和甜椒的電子舌傳感器響應值強度上并沒有太大差異，味道具有一定的相似性，而彩椒除酸味外其他味道響應值均小于尖椒和甜椒。所以在味道分析中三種青椒產(chǎn)品具有一定差異性。

2.4 微波、真空冷凍單一干燥與聯(lián)合干燥的比較

2.4.1 微波及真空冷凍干燥方法的確定

2.4.1.1 微波干燥方法

以彭林等[14]的方法為參考。具體操作結(jié)果如下：將清洗、去蒂去籽、燙漂、護綠后的青椒塊，瀝干表面水分后進行微波干燥。微波干燥功率為280 W，微波時間50 min，達到水分含量9.5%。

2.4.1.2 真空冷凍干燥方法及干燥曲線

以王瑞俠[11]的方法作為參考，圖7為青椒真空冷凍干燥曲線，從圖中可知，真空冷凍干燥全過程體系內(nèi)的真空度都維持在了10 Pa以內(nèi)。物料的溫度開始較低，但隨著加熱板溫度的不斷升高，物料溫度緩慢上升，加熱板前期溫度保持在-5 ℃，并且維持8 h，當物料溫度接近加熱板溫度時，升華干燥結(jié)束。在2 h內(nèi)將加熱板溫度上升到40 ℃，進行解析干燥，解析干燥溫度較高，是為了去除樣品內(nèi)的不易流失的那部分水分。加熱板達到40 ℃后維持8 h，這一過程中物料溫度進一步升高，當物料溫度再次與板層溫度接近時，解析干燥完成，整個真空冷凍干燥結(jié)束。

2.4.2 青椒干燥產(chǎn)品基本理化指標的比較分析

從表6中可知，不同干燥方式對于青椒干燥產(chǎn)品的理化指標有明顯區(qū)別。在維生素C含量上，真空冷凍干燥與聯(lián)合干燥的差異性不顯著（p>0.05），但兩者與微波干燥存在顯著性差異，并且高于微波干燥。在復水比上，三種干燥方式之間存在顯著性差異（p<0.05），聯(lián)合干燥效果最優(yōu)，其次是真空冷凍干燥和微波干燥，分別為兩種干燥的1.26倍和1.95倍。微波干燥對于維生素C和細胞組織結(jié)構(gòu)破環(huán)嚴重。圖8a、8b、8c分別為三種干燥方式的青椒樣品圖，因此在感官評分上微波干燥評分最低，因此其對于水分含量大的青椒來說，微波干燥并不適用。在顏色上，也可以看出真空冷凍干燥的葉綠素含量最高，并且保存也是最好的，其次為聯(lián)合干燥，微波干燥的顏色最不好，褐變以及焦糊現(xiàn)象明顯。

表6 不同干燥方式對青椒基本理化指標的影響Table 6 Effects of different drying methods on basic physicochemical indexes of green pepper

2.4.3 青椒干燥產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)特性的比較分析

表7為不同的干燥方式對青椒質(zhì)構(gòu)特性的影響。質(zhì)構(gòu)可較好的體現(xiàn)一個產(chǎn)品品質(zhì)的好壞。在硬度、酥性和脆性三個指標上，三種干燥方式都無顯著差異性（p>0.05）。微波干燥的硬度最大，可能是由于微波干燥溫度較高，想要達到水分含量為10%以下，處理時間過長，導致青椒表面的水分損失大于內(nèi)部失水，所以在青椒的表面形成了硬殼，致使最后微波干燥的青椒硬度值偏大。因為硬度的增加，其酥性則有所降低，為三種干燥方式的最小值，因此要想產(chǎn)品具有良好的酥性，必須要降低產(chǎn)品的硬度，此結(jié)果與孔宇等[25]的研究結(jié)果一致。對于青椒產(chǎn)品的脆性，三種干燥方式之間差異性不顯著。

表7 不同干燥方式對青椒質(zhì)構(gòu)特性的影響Table 7 Effects of different drying methods on the texture characteristics of green pepper

2.4.4 青椒干燥產(chǎn)品掃描電子顯微鏡的比較分析

圖9為不同干燥方式對青椒組織微觀結(jié)構(gòu)的影響。圖9a、9b、9c分別為微波干燥、真空冷凍干燥、聯(lián)合干燥的青椒樣品的表面微觀結(jié)構(gòu)圖。圖9d、9e、9f分別為微波干燥、真空冷凍干燥、聯(lián)合干燥的青椒樣品的橫切面微觀結(jié)構(gòu)圖。從表面結(jié)構(gòu)圖中可以看出，微波干燥樣品表面具有很多細小的紋路，沒有真空冷凍干燥和聯(lián)合干燥樣品的表面光滑。可能是因為微波干燥溫度高，水分散失太快，造成表面細胞的破裂，組織的持水能力下降，表面形成緊密收縮，所以形成了表面的皺縮和很多小型破碎網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[26]。從干燥青椒樣品的橫切面微觀結(jié)構(gòu)圖中可以看出，微波干燥的樣品的空隙過大，果肉幾乎全部損失，且出現(xiàn)了果肉和果皮分離的現(xiàn)象，真空冷凍干燥和聯(lián)合干燥的樣品均有孔狀結(jié)構(gòu)出現(xiàn)，真空冷凍干燥的樣品孔洞更密集，而聯(lián)合干燥的青椒樣品有片狀結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)。后兩種干燥方式的果肉損失更少，并且果實更緊實。

3 結(jié)論

通過單因素及響應面研究結(jié)果表明，各因素對微波-真空冷凍聯(lián)合干燥工藝的影響程度為微波功率>中間轉(zhuǎn)換點含水率>真空冷凍干燥時間，在微波功率381.17 W，中間轉(zhuǎn)換點含水率61.81%，真空冷凍干燥時間12.04 h的條件下聯(lián)合干燥的青椒產(chǎn)品最優(yōu)；青椒產(chǎn)品在電子鼻和電子舌的風味分析上都得出一致的結(jié)論，青椒產(chǎn)品風味上具有一定的差異性；青椒產(chǎn)品組織微觀結(jié)構(gòu)破壞最小，因而營養(yǎng)成分損失較小。最綜上所述，聯(lián)合干燥不僅能很好的保留原料營養(yǎng)成分，而且能大大縮短干燥時間，減少能源消耗，在未來果蔬干燥行業(yè)最具良好發(fā)展前景。