超聲輔助去糖處理對(duì)熱風(fēng)干燥及壓差閃蒸干燥紅棗脆片品質(zhì)的影響

關(guān)鍵詞 紅棗脆片； 熱風(fēng)干燥； 壓差閃蒸干燥； 超聲輔助酶法； 去糖處理

紅棗（Zizyphus jujube Mill.）屬于鼠李科棗屬，在我國(guó)廣泛種植，是食品工業(yè)中的重要原料［1-2］。新鮮采摘的紅棗因含有多糖、酚類、維生素等營(yíng)養(yǎng)成分而備受推崇，但棗果實(shí)采摘后不易貯藏，在沒(méi)有任何額外保護(hù)的情況下保存不超過(guò)10 d［3］，限制了其加工和利用。因此，采用適當(dāng)?shù)姆椒ㄑ娱L(zhǎng)保質(zhì)期和保持品質(zhì)顯得尤為重要。

干燥是保持果蔬品質(zhì)的有效方法，不同的干燥方法以防止微生物的滋生、提高食品保鮮、減少食品的質(zhì)量和體積［4-5］為目的來(lái)提高產(chǎn)品附加值。熱風(fēng)干燥（hot air drying，HAD）作為一種傳統(tǒng)的干燥方式，能耗低、操作簡(jiǎn)單，但產(chǎn)品在干燥過(guò)程中容易因氧化引起褐變和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失，使產(chǎn)品品質(zhì)降低［6］。壓差閃蒸干燥（instant controlled pressuredrop，DIC）是在變溫壓差膨化干燥基礎(chǔ)上發(fā)展的一種新型非油炸干燥技術(shù)，屬于一種新型、環(huán)保、節(jié)能的快速干燥技術(shù)，采用該技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品具有綠色天然、品質(zhì)優(yōu)良、營(yíng)養(yǎng)豐富、食用方便、便于貯運(yùn)等特點(diǎn)［7-9］。

高糖脆片雖然風(fēng)味好，但甜度相對(duì)較高，為了滿足現(xiàn)代人對(duì)天然、營(yíng)養(yǎng)、健康的休閑食品的追求，需要不斷改善紅棗脆片的品質(zhì)和減少糖分。生產(chǎn)上棗片在干燥前需進(jìn)行去糖預(yù)處理，但紅棗含糖量高，高糖不利于水分?jǐn)U散，導(dǎo)致干燥效率降低，干燥時(shí)間延長(zhǎng)。同時(shí)，紅棗中游離糖易發(fā)生美拉德等化學(xué)反應(yīng)，雖然一定程度上增加了產(chǎn)品風(fēng)味，但也會(huì)產(chǎn)生不良反應(yīng)，影響產(chǎn)品品質(zhì)［10-11］。前期研究表明，超聲處理具有操作簡(jiǎn)單、耗時(shí)短、溶劑用量少的優(yōu)點(diǎn)；堿法處理對(duì)細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)破壞程度高，更有利于多糖溶出；超聲輔助酶法可有效提高提取率、縮短提取時(shí)間、降低成本，已被廣泛應(yīng)用于天然有效成分的提?。?2］。但目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于超聲輔助去糖脫水在果蔬中的應(yīng)用研究還比較少。

本研究采用超聲（ultrasound，US）、超聲輔助堿法（ultrasound-assisted alkaline method，US+AM）、超聲輔助熱水法（ultrasound assisted hot-water meth?od，US+WM）、超聲輔助酶法（ultrasound-assistedenzymatic method，US+EM）4 種不同去糖預(yù)處理，對(duì)處理后紅棗脆片理化性質(zhì)和品質(zhì)進(jìn)行分析，尋求超聲輔助去糖處理的最佳工藝，以期為新鮮紅棗選擇合適的去糖干燥方法，改善紅棗脆片口感，最大限度地利用紅棗營(yíng)養(yǎng)成分提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

紅棗：大小均一、無(wú)裂、無(wú)損傷及病蟲害的掛熟灰棗，采購(gòu)于新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第一師阿拉爾市，初始含水率26%。

1.2 超聲及超聲輔助去糖處理

參照宋悅等［13］的方法。原料清洗去核后，切成厚度4 cm 的圓片，將等量紅棗片分別放入不同去糖液（pH=5）進(jìn)行預(yù)處理。預(yù)處理步驟（1）超聲（US）：水浴溫度50 ℃、水浴提取時(shí)間1 h、料液比1∶50（m/V，g/mL），超聲時(shí)間設(shè)定為90 min，超聲頻率為40kHz；（2）超聲輔助堿法（US+AM）：1 mol/L NaOH溶液處理，水浴溫度50 ℃、水浴提取時(shí)間1 h，料液比1∶20，超聲時(shí)間設(shè)定為90 min，超聲頻率為40 kHz；（3）超聲輔助熱水法（US+WM）：溫度100 ℃、料液比1∶50（m/V，g/mL）、提取時(shí)間1 h，提取1 次，超聲時(shí)間為90 min，超聲頻率為40 kHz；（4）超聲輔助酶法（US+EM）：水浴溫度50 ℃、水浴提取時(shí)間1 h、料液比1∶50（m/V，g/mL）、果膠酶10 000 U/g，纖維素酶18 000 U/g，超聲時(shí)間設(shè)定為90 min，超聲頻率為40 kHz；以不做任何去糖預(yù)處理的紅棗脆片樣品作為對(duì)照組。

采用多水分損失率（moisture loss rate，RML）、固形物減少率（solid reduction rate，RSR）評(píng)價(jià)預(yù)處理效率，分別按式（1）～（2）計(jì)算。

式中m′0 為原料初始鮮質(zhì)量，g；m′為原料某時(shí)刻鮮質(zhì)量，g；m0為原料初始干質(zhì)量，g；m 為原料某時(shí)刻干質(zhì)量，g。

1.3 熱風(fēng)干燥處理

參照宋悅等［13］的方法，物料預(yù)處理后單層平鋪于托盤放入干燥箱固定，溫度65 ℃、出口風(fēng)速1.5 m/s，每次試驗(yàn)用量為（100±1） g，前6 h 每30 min 記錄1次樣品質(zhì)量變化，之后每60 min 記錄1 次樣品質(zhì)量變化，直至紅棗切片的含水率低于5%。

1.4 壓差閃蒸干燥處理

DIC 法的工藝條件參照文獻(xiàn)［14］，樣品用量為（100±1） g，閃蒸溫度 95 ℃，停滯 10 min，抽真空溫度65 ℃、時(shí)間（1.5±0.2） h，保證紅棗切片的含水率低于5%。

1.5 色澤的測(cè)定

用色差儀測(cè)量不同處理?xiàng)棿嗥瑯悠返牧炼戎礚*、紅綠值a*、黃藍(lán)值b*，以鮮棗（亮度值L、紅綠值a、黃藍(lán)值b）為對(duì)照，計(jì)算總色差值ΔE，每個(gè)處理3 次重復(fù)。ΔE 值按式（3）計(jì)算。

1.6 硬度及脆度的測(cè)定

參照杜茜茜等［15］的方法，測(cè)定條件為：探頭模式為阻力測(cè)試，選擇方式為運(yùn)行方式，前期測(cè)試速率2 mm/s，檢測(cè)速率1 m/s，后期檢測(cè)速率1 mm/s，觸發(fā)力和穿透距離分別為10 mm 和20 mm。硬度測(cè)試結(jié)果用測(cè)試產(chǎn)生峰的最高值表示，N；脆度測(cè)試結(jié)果用斷裂距離表示，mm；每個(gè)處理重復(fù)10 次。

1.7 營(yíng)養(yǎng)成分的測(cè)定

維生素C 含量采用直接滴定法測(cè)定；黃酮含量采用Folin-Ciocalteu 法測(cè)定；多糖含量采用苯酚-硫酸法測(cè)定，利用多糖含量（polysaccharide content，PC）評(píng)價(jià)預(yù)處理效率［16］，每組重復(fù)3 次。

1.8 抗氧化能力的測(cè)定

2，2’-聯(lián)氮-二（3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸）二銨鹽（2，2’-azino-bis（3-ethylbenzothiazoline-6-sul-fonicacid） diammonium salt，ABTS）自由基清除能力測(cè)定、1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-diphenyl-2-pic?rylhydrazyl，DPPH）自由基清除能力的測(cè)定、Fe 離子還原能力（ferric-reducing antioxidant power，F(xiàn)RAP）測(cè)定參照Hou 等［16］的方法。

1.9 數(shù)據(jù)處理與分析

采用IBM SPSS Statistics 26 軟件進(jìn)行差異顯著性分析，使用Origin 2021 軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同去糖預(yù)處理對(duì)紅棗鮮樣多水分損失率、固形物減少率的影響

由表1 可知，超聲輔助堿法（US+AM）、超聲輔助熱水法（US+WM）處理組多水分損失率分別為23.15%、22.15%，顯著高于超聲法（US）、超聲輔助酶法（US+EM）處理組（Plt;0.05），更易造成水分損失。超聲（US）和超聲輔助酶法（US+EM）處理組紅棗鮮樣固形物減少率分別為2.53% 和3.36%，顯著低于超聲輔助堿法（US+AM）、超聲輔助熱水法（US+WM）（Plt;0.05）。以上結(jié)果表明，超聲法（US）去糖處理對(duì)紅棗鮮樣的多水分損失率和固形物減少率最小。

2.2 不同去糖預(yù)處理對(duì)熱風(fēng)干燥及壓差閃蒸干燥紅棗脆片硬度及脆度的影響

硬度和脆度是反映紅棗脆片食用口感的主要參數(shù)之一。由圖1 可知，熱風(fēng)干燥紅棗脆片硬度較大，脆性較小，而壓差閃蒸干燥紅棗脆片硬度較小，脆性相對(duì)較好。不同去糖預(yù)處理后熱風(fēng)干燥及壓差閃蒸干燥紅棗脆片的硬度與脆度均存在顯著差異（Plt;0.05）。經(jīng)過(guò)超聲輔助堿法（US+AM）、超聲輔助熱水法（US+WM）和超聲輔助酶法（US+EM）處理后，熱風(fēng)干燥及壓差閃蒸干燥紅棗脆片硬度均有所降低，超聲輔助酶法（US+EM）處理組熱風(fēng)干燥及壓差閃蒸干燥紅棗脆片硬度分別為43.35、44.76 N，顯著低于其他處理組（Plt;0.05）；脆度分別為39.32、41.77 N，顯著高于其他處理組（Plt;0.05）。以上結(jié)果表明，從質(zhì)構(gòu)角度看，超聲輔助酶法（US+EM）處理壓差閃蒸干燥紅棗脆片工藝最佳。

2.3 不同去糖預(yù)處理對(duì)熱風(fēng)干燥及壓差閃蒸干燥紅棗脆片色澤的影響

由表2 可知，經(jīng)過(guò)不同去糖預(yù)處理后的熱風(fēng)干燥紅棗脆片a*、b*值與對(duì)照組相比顯著升高（Plt;0.05），總色差ΔE 相對(duì)于對(duì)照組下降，但沒(méi)有達(dá)到顯著性差異（Pgt;0.05），其中超聲輔助酶法（US+EM）處理后的總色差ΔE 最低，為6.37。不同去糖預(yù)處理后的壓差閃蒸干燥紅棗脆片a*與對(duì)照組相比呈現(xiàn)顯著或不顯著的下降，b*值與對(duì)照組相比呈現(xiàn)顯著或不顯著升高，其中超聲輔助酶法（US+EM）處理后的壓差閃蒸干燥紅棗脆片a*值為14.01、b*值為26.65，與對(duì)照組相比差異顯著（Plt;0.05），總色差ΔE 為8.05，顯著高于其他處理方法（Plt;0.05）。以上結(jié)果表明，超聲輔助酶法（US+EM）處理后壓差閃蒸干燥紅棗脆片對(duì)呈色物質(zhì)破壞較小，能較好地保持原有色澤。

2.4 不同去糖預(yù)處理對(duì)熱風(fēng)干燥及壓差閃蒸干燥紅棗脆片風(fēng)味的差異性分析

由圖2A 可知，4 種不同去糖預(yù)處理下熱風(fēng)干燥紅棗脆片甜味、酸味、苦味的響應(yīng)值變化較大。4 種不同去糖預(yù)處理下熱風(fēng)干燥紅棗脆片的甜度有明顯差異（Plt;0.05），超聲輔助酶法（US+EM）處理后紅棗脆片的甜度最低；超聲輔助堿法（US+AM）處理后酸味明顯高于其他處理組（Plt;0.05）；4 種不同去糖預(yù)處理下紅棗脆片的澀味無(wú)顯著差異（Pgt;0.05）；超聲法（US）和超聲輔助熱水法（US+WM）去糖處理與超聲輔助堿法（US+AM）和超聲輔助熱水法（US+WM）去糖處理后紅棗脆片的苦味值具有顯著差異（Plt;0.05）。以上結(jié)果表明，US+EM 處理后熱風(fēng)干燥紅棗脆片去糖去苦效果最明顯。

由圖2B 可知，4 種不同去糖預(yù)處理壓差閃蒸干燥紅棗脆片的甜度有顯著差異（Plt;0.05），超聲輔助酶法（US+EM）處理后紅棗脆片的甜度明顯低于其他壓差閃蒸干燥紅棗脆片處理組（Plt;0.05）；4 種不同去糖預(yù)處理后紅棗脆片的酸度、苦味、澀味均無(wú)顯著差異（Pgt;0.05）。以上結(jié)果表明，超聲輔助酶法（US+EM）處理后壓差閃蒸干燥紅棗脆片風(fēng)味最佳。

2.5 不同去糖預(yù)處理對(duì)熱風(fēng)干燥及壓差閃蒸干燥紅棗脆片多糖含量的影響

由圖3 可知，經(jīng)過(guò)不同去糖預(yù)處理后，熱風(fēng)干燥及壓差閃蒸干燥紅棗脆片多糖均有不同程度的損失，同一去糖處理后的壓差閃蒸干燥紅棗脆片多糖含量均高于熱風(fēng)干燥的紅棗脆片，差異不顯著（Pgt;0.05）。4 種去糖處理的熱風(fēng)干燥和壓差閃蒸干燥紅棗脆片的多糖含量顯著低于對(duì)照組（Plt;0.05），其中超聲輔助熱水法（US+WM）處理組的多糖含量最低，處理效果最明顯。以上結(jié)果表明，不同去糖預(yù)處理熱風(fēng)干燥和壓差閃蒸干燥紅棗脆片多糖含量差異不明顯，超聲輔助熱水法（US+WM）處理組多糖含量最低，去除多糖效果最佳。

2.6 不同去糖預(yù)處理對(duì)熱風(fēng)干燥及壓差閃蒸干燥紅棗脆片黃酮含量的影響

由圖4 可知，不同去糖預(yù)處理后熱風(fēng)干燥及壓差閃蒸干燥紅棗脆片的黃酮含量與對(duì)照組相比均有不同程度的降低。超聲輔助熱水法（US+WM）和超聲輔助酶法（US+EM）處理下熱風(fēng)干燥紅棗脆片黃酮含量分別為6.77、6.85 mg/g，顯著高于超聲（US）和超聲輔助堿法（US+AM）處理組（Plt;0.05）；超聲輔助堿法（US+AM）、超聲輔助熱水法（US+WM）和超聲輔助酶法（US+EM）去糖處理下壓差閃蒸干燥紅棗脆片黃酮含量無(wú)明顯差異，超聲輔助酶法（US+EM）去糖處理黃酮含量略高于其他處理組（Pgt;0.05）。以上結(jié)果表明，超聲輔助酶法（US+EM）去糖處理壓差閃蒸干燥紅棗脆片黃酮保留量高，處理組效果最佳。

2.7 不同去糖預(yù)處理對(duì)熱風(fēng)干燥及壓差閃蒸干燥紅棗脆片VC含量的影響

由圖5 可知，不同去糖預(yù)處理后熱風(fēng)干燥及壓差閃蒸干燥紅棗脆片的VC 含量與對(duì)照組相比均有不同程度的損失。不同去糖預(yù)處理后熱風(fēng)干燥和壓差閃蒸干燥紅棗脆片VC 含量存在顯著性差異（Plt;0.05），其中，超聲輔助酶法（US+EM）處理后熱風(fēng)干燥和壓差閃蒸干燥紅棗脆片的VC 含量分別為4.46、4.48 mg/g，顯著高于其他處理組（Plt;0.05）。以上結(jié)果表明，不同去糖預(yù)處理熱風(fēng)干燥和壓差閃蒸干燥紅棗脆片VC 含量差異不明顯，超聲輔助酶法（US+EM）去糖處理VC 損失最少，效果最佳。

2.8 不同去糖預(yù)處理對(duì)熱風(fēng)干燥及壓差閃蒸干燥紅棗脆片抗氧化能力的影響

由圖6A 可知，與對(duì)照組相比，4 種去糖處理后熱風(fēng)干燥及壓差閃蒸干燥紅棗脆片ABTS 自由基清除能力顯著下降（Plt;0.05），超聲（US）、超聲輔助堿法（US+AM）和超聲輔助酶法（US+EM）處理組之間無(wú)顯著差異。

由圖6B 可知，與對(duì)照組相比，4 種去糖處理后熱風(fēng)干燥及壓差閃蒸干燥紅棗脆片F(xiàn)e2＋ 還原能力（FRAP 值）顯著升高（Plt;0.05），超聲輔助酶法（US+EM）處理后熱風(fēng)干燥及壓差閃蒸干燥紅棗脆片F(xiàn)e2＋還原能力最高。

由圖6C 可知，與對(duì)照組相比，4 種去糖處理后熱風(fēng)干燥及壓差閃蒸干燥紅棗脆片DPPH 自由基清除能力顯著下降（Plt;0.05），超聲輔助酶法（US+EM）處理對(duì)熱風(fēng)干燥及壓差閃蒸干燥紅棗脆片DPPH 自由基清除能力影響最小。

3 討論

理化性質(zhì)如色澤、硬度和脆度、風(fēng)味等，是干制脆片的一項(xiàng)重要指標(biāo)，直接影響產(chǎn)品的感官特性和商品特性。經(jīng)過(guò)不同去糖預(yù)處理后的熱風(fēng)干燥紅棗脆片a*、b*值升高，ΔE 值顯著降低（Plt;0.05），這可能是由于去糖處理后導(dǎo)致紅棗脆片細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞，從而造成原有色澤的減少［17］。經(jīng)過(guò)不同去糖預(yù)處理后的壓差閃蒸干燥紅棗脆片ΔE 值顯著高于對(duì)照組（Plt;0.05），這主要與處理后紅棗脆片L*、b*值變化有關(guān)。但與熱風(fēng)干燥不同，壓差閃蒸干燥紅棗脆片經(jīng)預(yù)處理后ΔE 值的增加主要表現(xiàn)為亮度下降，色澤發(fā)白，紅色變淺［18］。

經(jīng)過(guò)不同去糖預(yù)處理對(duì)后，熱風(fēng)干燥及壓差閃蒸干燥紅棗脆片硬度均有所降低，這主要是由于經(jīng)輔助處理后，多糖含量逐漸減少，造成孔隙度增加、組織結(jié)構(gòu)變軟，降低了產(chǎn)品的硬度，提高了產(chǎn)品的脆度。各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)在不同去糖預(yù)處理熱風(fēng)干燥和壓差閃蒸干燥過(guò)程中均有較大的差異，雖然超聲輔助熱水法（US+WM）處理組多糖含量最低，去除多糖效果最佳，但超聲輔助酶法（US+EM）去糖處理壓差閃蒸干燥處理組黃酮含量、VC 含量最高，營(yíng)養(yǎng)成分損失均較低，ABTS 自由基清除能力和DPPH 自由基清除能力均下降最少，表明超聲輔助酶法（US+EM）處理紅棗脆片理化指標(biāo)最佳，最大程度地保留了紅棗脆片的品質(zhì)。

本研究分析了不同預(yù)處理對(duì)熱風(fēng)干燥及壓差閃蒸干燥紅棗脆片感官品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響，明確了超聲輔助去糖處理可以作為熱風(fēng)干燥及壓差閃蒸干燥紅棗脆片的有效預(yù)處理手段，提高紅棗脆片綜合品質(zhì)。但紅棗脆片在干燥去糖處理過(guò)程中仍然會(huì)造成一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失，后續(xù)需進(jìn)一步研究2 種干燥方式（熱風(fēng)干燥及壓差閃蒸干燥）下紅棗脆片不同處理階段營(yíng)養(yǎng)成分的變化及其與質(zhì)構(gòu)形成的關(guān)系，最大保留VC、黃酮等營(yíng)養(yǎng)成分。