不同干燥方式對(duì)黃桃果粉品質(zhì)的影響

劉貴閣,喬勇進(jìn),陳冰潔,王 曉,張 怡,鐘耀廣

(1.上海海洋大學(xué) 食品學(xué)院,上海 201306; 2.上海海洋大學(xué) 食品科學(xué)與工程國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心,上海 201306; 3.上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)產(chǎn)品保鮮加工研究中心,上海 201400)

黃桃(AmygdaluspersicaL.)是我國(guó)主要的桃類(lèi)之一,含有豐富的維生素C、膳食纖維和多種微量元素(鐵、鈣等)。黃桃含水量高,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值豐富,但軟化和成熟速度較快,貨架期較短[1]。對(duì)黃桃進(jìn)行加工,有助于延長(zhǎng)其貨架期,增加附加值。干燥是一種重要的果蔬加工方式,可延緩果蔬的品質(zhì)變化,延長(zhǎng)其貨架期。同時(shí),經(jīng)過(guò)干燥脫水的食品質(zhì)量變輕、體積減小,有助于減小儲(chǔ)存空間和運(yùn)輸成本[2]。

熱風(fēng)干燥(HAD)將產(chǎn)品暴露在連續(xù)流動(dòng)的熱氣流中,易于從產(chǎn)品表面除去游離狀態(tài)的水,保質(zhì)期可長(zhǎng)達(dá)一年,成本較低,是水果和蔬菜常用的干燥方法[3]。噴霧干燥(SD)技術(shù)適用于高糖食品,如果汁、蜂蜜和高度水解淀粉衍生物等,可將液體轉(zhuǎn)化成干燥的顆粒形式,在大大減少食品體積的同時(shí)還可起到延長(zhǎng)保存期的作用,在食品工業(yè)中應(yīng)用廣泛[4]。真空冷凍干燥(VFD)能較大限度地減少食品營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失且易于復(fù)水,現(xiàn)已廣泛用于食品加工和保存領(lǐng)域[5]。不同的干燥方式對(duì)果粉物理特性和品質(zhì)的影響各不相同。林炎娟等[6]比較了微波干燥、熱風(fēng)干燥、真空干燥、真空冷凍干燥對(duì)橄欖果粉品質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)真空冷凍干燥橄欖果粉的物理特性較好,可較多地保留鮮果的色澤和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),品質(zhì)最佳。劉巖龍等[7]比較了熱風(fēng)干燥、真空冷凍干燥、真空干燥對(duì)櫻桃果粉品質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)熱風(fēng)干燥的櫻桃果粉休止角最小,流動(dòng)性最好,真空冷凍干燥的櫻桃果粉的溶解性最好,色澤最接近櫻桃的色澤,花色苷和多酚物質(zhì)保留最多,且清除自由基的能力最強(qiáng)。張艷俠等[8]分析了微波干燥、真空冷凍干燥、噴霧干燥石榴果粉的品質(zhì)特性,結(jié)果表明,噴霧干燥的石榴果粉出粉率較高,品質(zhì)特性更優(yōu),有利于保持石榴的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。目前,尚未見(jiàn)關(guān)于不同干燥方式對(duì)黃桃果粉品質(zhì)影響的相關(guān)研究。為篩選最適合于黃桃果粉的干燥方式,本研究采用HAD、SD和VFD這3種干燥方式制備黃桃果粉,對(duì)其進(jìn)行感官評(píng)分,并測(cè)定果粉的物理特性、營(yíng)養(yǎng)成分、揮發(fā)性物質(zhì)和微觀結(jié)構(gòu),評(píng)估不同干燥方式對(duì)黃桃果粉品質(zhì)的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

供試黃桃品種為錦繡,采摘自上海奉賢當(dāng)?shù)毓麍@。挑選呈八成熟、肉質(zhì)厚實(shí)、無(wú)腐爛損傷、大小均一、單果質(zhì)量在(300±15)g的黃桃果實(shí)作為樣品。

1.2 試驗(yàn)方法

將黃桃清洗、去皮后,切片為8 mm的果胚。果胚打漿,加入15%的麥芽糊精攪拌均勻備用,分別采用不同工藝進(jìn)行干燥。HAD:將100 g果漿均勻擺在DHG-9240A型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(上海一恒科學(xué)儀器有限公司)的烘盤(pán)中,每3 h翻面一次以防糊化,55 ℃烘干25 h。SD:將果漿與水按1∶3的質(zhì)量比混合,放置于B-290-BUCHI-小型噴霧干燥儀(瑞士BüCHI Labortechnik)中,設(shè)置進(jìn)風(fēng)口溫度170 ℃,出風(fēng)口溫度80 ℃,進(jìn)風(fēng)量48 m3·min-1,流量10～15 r·min-1。VFD:將果漿于-80 ℃預(yù)凍4 h,放入Telstar?LyoQuest-55真空冷凍干燥箱(西班牙Telstar)中凍干18 h,溫度為-50 ℃,真空度為60 Pa。經(jīng)過(guò)干燥后,將樣品于打粉機(jī)上統(tǒng)一打粉2 min,備用。

1.3 指標(biāo)測(cè)定

選10名經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的感官評(píng)價(jià)人員,參照表1對(duì)不同果粉樣品進(jìn)行感官評(píng)價(jià),測(cè)算其感官評(píng)分。

表1 黃桃果粉的感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

1.3.2 色澤分析

使用CM-5臺(tái)式分光測(cè)色計(jì)(日本Konica Minolta)測(cè)定黃桃果粉的L*、a*、b*值,并與鮮果的L、a、b值相比,計(jì)算色差值ΔE。

(1)

1.3.3 物理特性分析

使用V20S容量法卡爾費(fèi)休水分儀(瑞士Mettler Toledo)測(cè)定果粉含水率。

以干燥后果粉質(zhì)量與干燥前果漿和麥芽糊精總質(zhì)量的比計(jì)算出粉率。

取5 g果粉于燒杯中,加入50 mL蒸餾水,用玻璃棒攪拌,記錄溶解時(shí)間。取一定量果粉加蒸餾水混勻,80 ℃恒溫水浴30 min,冷卻,室溫條件下6 000 r·min-1離心10 min,取上清液于干燥燒杯中,105 ℃烘干,測(cè)算水溶性指數(shù)。

固定漏斗于一定高度處,量取漏斗下端距桌面的距離h,使果粉從漏斗中自由下落至圓錐最高點(diǎn)為止,測(cè)定果粉堆積圓錐的半徑r,測(cè)算休止角(θ):

為加強(qiáng)對(duì)入海水道工程的安全管理，確保安全度汛，必須進(jìn)一步提高巡查人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)，對(duì)巡查人員要定期集中培訓(xùn)和監(jiān)督指導(dǎo)，培訓(xùn)合格才能上崗，并定期對(duì)巡查工作進(jìn)行考核。通過(guò)培訓(xùn)和考核，進(jìn)一步規(guī)范巡查記錄活動(dòng)，提高巡查人員的素質(zhì)和責(zé)任心，提高巡查人員的安全防范意識(shí)和應(yīng)急管理能力，確保工程安全運(yùn)行，確保入海水道沿線(xiàn)人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

tanθ=h/r。

(2)

堆積密度:取適量果粉于10 mL量筒中振實(shí),讀取體積,計(jì)算堆積密度。

將果粉于(102±2)℃干燥1 h,稱(chēng)重,過(guò)40目篩,記錄篩上殘留質(zhì)量,用篩上殘留的果粉質(zhì)量與原樣本質(zhì)量之比計(jì)算結(jié)塊度(DC)。

取一定量的果粉于50 mL離心管中,加入40 mL蒸餾水,磁力攪拌30 min后于室溫下5 000 r·min-1離心20 min,去上清后,稱(chēng)量沉淀質(zhì)量,計(jì)算持水力。

取一定量果粉于50 mL離心管中,加入40 mL調(diào)和油,攪拌均勻后靜置30 min,于室溫下5 000 r·min-1離心20 min,記錄上清液油體積,計(jì)算持油力。

1.3.4 營(yíng)養(yǎng)成分分析

采用考馬斯亮藍(lán)法[9]測(cè)定蛋白質(zhì)含量。使用WYA-Z自動(dòng)阿貝折射儀(上海儀電物理光學(xué)儀器有限公司)測(cè)定可溶性固形物含量。采用酸堿滴定法[10]測(cè)定可滴定酸含量。采用2,6-二氯靛酚滴定法[10]測(cè)定維生素C含量。

參考Enone等[11]方法,取1 g黃桃果粉用60%(體積分?jǐn)?shù))甲醇研磨,10 000 r·min-1離心20 min,收集上清液,樣品用蒸餾水補(bǔ)足0.5 mL,加入測(cè)試樣1 mL、1 mol·L-1碳酸鈉溶液3.5 mL,30 ℃混勻后水浴保溫1 h,冷卻至室溫,用UV2450紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)(日本Shimadzu)測(cè)定765 nm下的吸光度。以沒(méi)食子酸為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)建立標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)計(jì)算總酚含量,結(jié)果以果粉干重表示。

1.3.5 香氣成分測(cè)定

參照文獻(xiàn)[12]的方法,取果粉5 g,轉(zhuǎn)入20 mL頂空瓶中,加入5 mL CaCl2溶液和5 mL EDTA-Na2溶液,再加入0.7 mg·mL-1的2-辛醇,混勻后用Aglient 7890-5975 GC-MS氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(美國(guó)Aglient)在250 ℃進(jìn)行解吸和分析。將化合物的質(zhì)譜圖在NIST08數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行比對(duì),并結(jié)合人工圖譜分析確定各化學(xué)成分。采用內(nèi)標(biāo)法,以2-辛醇作為內(nèi)標(biāo),定量測(cè)算各香氣成分的含量。

1.3.6 微觀結(jié)構(gòu)

用TM 4000 plus掃描電子顯微鏡(日本Hitachi公司)觀察果粉的表面微觀結(jié)構(gòu)。將樣品粘在有導(dǎo)電膠帶的底座上,噴金,加速電壓為15 kV,放大倍數(shù)為1 000倍。

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用SPSS 22軟件進(jìn)行方差分析,對(duì)有顯著(P<0.05)差異的,采用最小顯著差數(shù)法(LSD)進(jìn)行多重比較。采用Origin 2018軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 感官評(píng)價(jià)

感官質(zhì)量是評(píng)價(jià)干燥后黃桃果粉的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo),直接影響人們的購(gòu)買(mǎi)意愿。無(wú)論是在色澤、滋味、香氣、組織狀態(tài),還是總分方面,VFD處理的黃桃果粉均顯著優(yōu)于其他2個(gè)處理(表2)。這可能是因?yàn)檎婵绽鋬龈稍镞^(guò)程的低溫低壓條件更利于色澤和香氣成分的保留[13-14]。噴霧干燥處理下果粉中的色素及其他一些化學(xué)成分在高溫條件下容易降解,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和香氣物質(zhì)損失較多,導(dǎo)致其感官評(píng)分較低。經(jīng)過(guò)熱風(fēng)干燥的黃桃果粉發(fā)生褐變,色澤暗淡,顆粒較大,黏度高,存在異味,組織狀態(tài)較差,感官總分較低,喪失營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和研究?jī)r(jià)值,故在后續(xù)研究中直接舍去此干燥方式,改為用鮮果對(duì)比。

2.2 色澤

經(jīng)過(guò)VFD與SD處理的黃桃果粉相比,兩者的L*、a*、b*值差異顯著(表3),其中,前者的a*、b*值更高,后者的L*值更高。經(jīng)過(guò)噴霧干燥的黃桃果粉,在較高的入口干燥溫度下色素氧化,因而亮度值較高。同時(shí),高溫條件下的色素?zé)峤庥謱?dǎo)致其紅度和黃度降低[13]。與鮮果相比,不同方式干燥的黃桃果粉的L*、a*、b*值均發(fā)生顯著變化,但VFD處理的ΔE值顯著小于SD,表明相較于噴霧干燥,真空冷凍干燥能更好地保留鮮果的色澤。李偉等[14]比較了熱風(fēng)聯(lián)合微波、真空冷凍和真空干燥對(duì)楊梅果粉色澤的影響,同樣證實(shí)真空冷凍干燥對(duì)楊梅中花色素等色素物質(zhì)的破壞最小,可以更好地保留原有色澤。

表3 干燥方式對(duì)黃桃果粉色澤的影響

2.3 物理性能

VFD脫水較完全,經(jīng)VFD處理的黃桃果粉,其出粉率和含水率均顯著低于SD(表4)。這與李偉等[14]的研究結(jié)果一致。水溶性指數(shù)是產(chǎn)品在水相中發(fā)生變化的重要參數(shù),對(duì)消費(fèi)者來(lái)說(shuō),果粉能夠快速完整地復(fù)原是反映其質(zhì)量的主要指標(biāo)之一[15]。研究證實(shí),水分含量低的粉末往往更易溶解[16]。在本研究中,VFD處理的黃桃果粉的溶解時(shí)間顯著短于SD處理,水溶性指數(shù)顯著高于SD處理。SD處理的果粉,在高入口空氣溫度條件下,粉末顆粒上形成一層堅(jiān)硬的表面層,水分子擴(kuò)散受到限制,導(dǎo)致顆粒濕潤(rùn)性降低,粉末溶解性能變差[17]。結(jié)塊是指2個(gè)或2個(gè)以上的大顆粒接觸并相互作用,形成一個(gè)不能獨(dú)立平移的集合顆粒,結(jié)塊包括粉末結(jié)塊和黏附,會(huì)對(duì)食品的加工處理和保質(zhì)期產(chǎn)生負(fù)面影響[18]。經(jīng)VFD處理的黃桃果粉的結(jié)塊度顯著低于經(jīng)SD處理的果粉,表明真空冷凍干燥可減少黃桃果粉的結(jié)塊,提高果粉加工、處理和儲(chǔ)存過(guò)程中的穩(wěn)定性[19]。符群等[20]發(fā)現(xiàn),通過(guò)SD制備的黑果腺肋花楸果粉產(chǎn)生較多結(jié)塊,溶解性差,而VFD處理的果粉上述性能較好。這與本試驗(yàn)的結(jié)果類(lèi)似。

表4 干燥方式對(duì)黃桃果粉物理特性的影響

堆積密度會(huì)對(duì)商品的包裝、運(yùn)輸成本、后續(xù)制品加工難易度和經(jīng)濟(jì)價(jià)值產(chǎn)生一定的影響,一般來(lái)說(shuō),高質(zhì)量產(chǎn)品的堆積密度較低。流動(dòng)性是果粉加工中的重要工藝指標(biāo),休止角越小,流動(dòng)性越好[21]。在堆積密度和休止角上,經(jīng)VFD處理的黃桃果粉均顯著低于SD處理,說(shuō)明前者的堆積密度較低,流動(dòng)性較好,質(zhì)量更高。這可能是由于經(jīng)VFD處理的果粉具有含水率低、疏松多孔、低密度纖維多等特點(diǎn),從而具有較低的堆積密度和較高的流動(dòng)性[22],與林炎娟等[6]的研究結(jié)果一致。

經(jīng)VFD處理的黃桃果粉的持水力和持油力均顯著強(qiáng)于經(jīng)SD處理的。王儲(chǔ)炎等[23]比較了熱風(fēng)干燥、微波干燥、遠(yuǎn)紅外干燥和真空冷凍干燥方式制備的桑葚果粉,同樣發(fā)現(xiàn)真空冷凍干燥方式制備的桑葚果粉的持水力和持油力較強(qiáng)。

2.4 營(yíng)養(yǎng)成分

不同干燥方式下黃桃果粉的蛋白質(zhì)含量無(wú)顯著差異(表5),但經(jīng)VFD處理的黃桃粉的維生素C和總酚含量均顯著高于經(jīng)SD處理的黃桃果粉。這可能是由于SD處理長(zhǎng)時(shí)間高溫的干燥條件造成部分維生素C和總酚的損失,而VFD處理相對(duì)低溫、低氧的環(huán)境更有利于維生素C和總酚的保留[24]?？扇苄怨绦挝镏饕侵缚扇苄蕴穷?lèi),包括單糖、雙糖、多糖,與可滴定酸都是表征果粉品質(zhì)的重要指標(biāo)。經(jīng)VFD處理的黃桃果粉的總可溶性固形物和可滴定酸含量均顯著高于經(jīng)SD處理的黃桃果粉。糖酸比可用總可溶性固形物與可滴定酸之比表示,與果粉溶解為果汁的風(fēng)味密切相關(guān)。研究表明,桃果汁的最佳糖酸比為10.5[25]。經(jīng)VFD處理的黃桃果粉的糖酸比為10.12±0.39,與最佳糖酸比較為接近,風(fēng)味較好。與之相比,經(jīng)SD處理的黃桃果粉的風(fēng)味較差。綜上,經(jīng)VFD處理的黃桃果粉的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量保留較多,且酸甜度較佳。

表5 干燥方式對(duì)黃桃果粉營(yíng)養(yǎng)成分的影響

2.5 香氣成分

香氣成分對(duì)果粉的風(fēng)味形成具有重要作用。采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用固相微萃取(SPME)技術(shù)測(cè)定果粉中的香氣成分(表6)。不同干燥方式下,黃桃果粉中共檢測(cè)到20種主要香氣成分,包括烷烴(2種)、烯烴(1種)、醇(4種)、醛(5種)、酯(5種)、酮(3種),其中,醇類(lèi)、醛類(lèi)、酯類(lèi)占主導(dǎo)地位。C6醛和醇具有清香味,在本研究中主要包括正己醛、(E)-2-己烯醛和(E)-2-己烯醇[26]。經(jīng)SD處理的黃桃果粉中未檢測(cè)到(E)-2-己烯醇,且其正己醛、(E)-2-己烯醛含量均顯著低于經(jīng)VFD處理的果粉。苯甲醛是苯丙氨酸衍生的主要化合物,具有果香味[27]。經(jīng)VFD處理的黃桃果粉中,苯甲醛含量顯著高于經(jīng)SD處理的果粉,且其香氣成分正己醛、壬醛的含量亦顯著更高。酯類(lèi)是果實(shí)香氣的主要成分,具有果香和花香[28]。經(jīng)VFD處理的果粉含有豐富的酯類(lèi)物質(zhì),如乙酸己酯、乙酸順式-3-己烯酯和(E)-乙酸-2-己烯-1-醇酯,賦予桃粉誘人的香氣,而這些物質(zhì)在SD處理的黃桃果粉中未檢出。經(jīng)SD處理的黃桃果粉僅含有γ-己內(nèi)酯這一種酯類(lèi)物質(zhì),且其含量顯著低于經(jīng)VFD處理的果粉。烴類(lèi)、酮類(lèi)物質(zhì)盡管占比小,但從檢出的物質(zhì)種類(lèi)及其含量來(lái)看,均以經(jīng)VFD處理的黃桃果粉相關(guān)物質(zhì)的含量顯著更高。總的來(lái)看,經(jīng)VFD處理的黃桃果粉中香氣物質(zhì)的種類(lèi)與含量均高于經(jīng)SD處理的果粉,說(shuō)明后者在加熱過(guò)程中醇、醛、酯類(lèi)物質(zhì)損失較多,而經(jīng)VFD處理的黃桃果粉中香氣成分保留得較多,可以呈現(xiàn)更好的果味和香味。

2.6 微觀結(jié)構(gòu)

不同干燥方式下黃桃果粉的微觀結(jié)構(gòu)具有明顯差異(圖1)。Nijdam等[29]研究表明,當(dāng)入口溫度為200 ℃時(shí),噴霧干燥的奶粉具有球形、光滑和較大的顆粒,而當(dāng)入口溫度為120 ℃時(shí),顆粒較小且皺縮。本研究中,SD處理在干燥過(guò)程中入口溫度保持在(170±2)℃,果粉的微觀結(jié)構(gòu)呈球形、不規(guī)則收縮狀;經(jīng)VFD處理的黃桃果粉的微觀結(jié)構(gòu)呈骨架狀,較前者多孔。經(jīng)VFD處理的樣品經(jīng)迅速冷凍,阻礙了結(jié)構(gòu)的塌陷,因而更易恢復(fù)到原來(lái)的結(jié)構(gòu),其沖調(diào)性能較好。Caparino等[30]在對(duì)比噴霧干燥與真空冷凍干燥的杧果果粉時(shí),也發(fā)現(xiàn)了類(lèi)似的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。

3 結(jié)論

熱風(fēng)干燥的黃桃果粉出現(xiàn)結(jié)塊、褐變嚴(yán)重、組織狀態(tài)較差等不良現(xiàn)象。噴霧干燥過(guò)程中,高溫導(dǎo)致果粉熱降解,營(yíng)養(yǎng)成分和香氣成分損失較多,感官評(píng)分較低。真空冷凍干燥能有效保持黃桃果粉的鮮果色澤,具有較好的水溶性、流動(dòng)性、持水力和持油力,且較多地保留了黃桃的營(yíng)養(yǎng)成分和香氣成分,感官評(píng)分較高。從物理特性、營(yíng)養(yǎng)成分、感官評(píng)分和香氣成分方面綜合評(píng)價(jià),真空冷凍干燥的黃桃果粉品質(zhì)較佳,是獲得高品質(zhì)黃桃果粉的最佳方法。