不同干燥方法对苹果片品质及微观结构的影响

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㊀２０１９Ｖｏｌ ４５Ｎｏ １６(Ｔｏｔａｌ３８８)
ＤＯＩ:１０.１３９９５/ｊ.ｃｎｋｉ.１１－１８０２/ｔｓ.０２１１３１
不同干燥方法对苹果片品质及微观结构的影响
邢娜１ꎬ万金庆１ꎬ２ꎬ３∗ꎬ厉建国１ꎬ梁志鑫１ꎬ杨帆１ꎬ冷争争４
１(上海海洋大学食品学院ꎬ上海ꎬ２０１３０６)２(上海水产品加工及贮藏技术研究中心ꎬ上海ꎬ２０１３０６)
３(农业部水产品贮藏保鲜质量安全风险评估实验室ꎬ上海ꎬ２０１３０６)
４(安徽宜康高新农业科技有限公司ꎬ安徽六安ꎬ２３７２００)
摘㊀要㊀以 红富士 苹果为试材ꎬ采用真空干燥㊁冰温真空干燥㊁冷冻真空干燥３种方法进行处理ꎬ研究其对苹果的风味㊁营养物质以及微观结构的影响ꎮ结果显示ꎬ冰温真空干燥的复水性介于真空干燥和冷冻真空干燥之间ꎬ说明该种方式得到的苹果片疏松程度良好ꎮ冰温真空干燥后的苹果片的可滴定酸含量最高为１.２８ｇ/１００ｇꎬ基本与新鲜苹果的酸１.３０５ｇ/１００ｇ接近(Ｐ>０.０５)ꎬ可溶性固形物质量分数最高为１２.５７％ꎬ对Ｖｃ的保留率达８０.９５％ꎬ比真空干燥高４３.６５％ꎬ比冷冻真空干燥高４０.３２％ꎻ总酚含量最高ꎬ说明该种方式得到的干制品品质最好ꎮ微观结构显示ꎬ冰温真空干燥得到的苹果片形变最小ꎬ与新鲜苹果的结构最为相近ꎬ有较为规则的孔状结构ꎬ冷冻真空干燥有较小的塌陷ꎬ真空干燥组织形变较大ꎮ该研究为干燥方式在食品中的应用提供了理论基础ꎬ为冰温真空干燥技术的应用做了进一步的拓展ꎮ
关键词㊀苹果ꎻ冰温真空干燥ꎻ冷冻真空干燥ꎻ品质ꎻ微观结构
第一作者:硕士研究生(万金庆教授为通讯作者ꎬＥ￣ｍａｉｌ:ｊｑｗａｎ＠ｓｈｏｕ.ｅｄｕ.ｃｎ)ꎮ
㊀㊀基金项目:国家自然科学基金(编号:３１１７１７６４)
收稿日期:２０１９－０５－１７ꎬ改回日期:２０１９－０６－１３
㊀㊀苹果属于蔷薇科植物ꎬ所含营养成分可溶性大ꎬ易被人体吸收ꎬ是人们最喜爱的食品之一[１]ꎮ苹果的水分含量极高ꎬ易褐变ꎬ在贮藏保鲜及运输中易腐败变质ꎬ产品风味和商品价值受到严重影响ꎬ除部分鲜食外ꎬ大部分用于加工[２]ꎬ其中苹果片是在保持其原有品质基础上加工而成的一种休闲食品ꎬ通过干燥工艺ꎬ可以去掉果蔬中的绝大部分水分ꎬ可以防止微生物生长ꎬ延长保质期ꎬ方便运输[３]ꎮ
真空干燥速率较高㊁温度较低并且氧化少ꎬ在干
燥期间ꎬ食物一直处于低于大气压力的环境中[４]ꎮ真空冷冻干燥近年来在食品工业中得到越来越多的应用ꎬ主要是因为其干制品在各方面的品质都较好
[５]
ꎬ但是因为其能耗高ꎬ导致成本高限制了其发
展ꎮ冰温真空干燥是物料温度在干燥过程中始终维持在冰温带(０ħ以下ꎬ冻结点以上)的新型干燥技术ꎬ在冰温带内的物料可以维持原有的特性ꎬ避免冷冻引起的蛋白质变性ꎬ可使果蔬组织细胞在鲜活状态下被快速干燥ꎬ不会产生冰晶破坏物料细胞结构ꎬ能够在最大程度上保持食品的鲜度ꎬ消除常压下产生的食品表面硬化现象ꎬ克服热风干燥产生的热敏失散现
象ꎬ而且复水后保持了与生鲜品相近的风味和色泽[６]ꎬ因此冰温真空干燥既可维持物料原有的活体特性ꎬ又能在干燥后有效地保存物料原有风味及营养成分ꎮ
ＹＡＮ等[７]研究了热风㊁冷冻和红外辐射３种不
同干燥方法对苦瓜片的品质以及生物活性多糖的影响ꎮ结果表明ꎬ不同的干燥方式对苦瓜片的品质及生物活性有非常显著的影响ꎬ冷冻干燥得到的苦瓜片品质最为优良ꎮＳＡＭＯＴＩＣＨＡ等[８]研究了冷冻㊁真空㊁对流干燥㊁微波和组合干燥对苦莓品质的影响ꎬ结果表明ꎬ与其他干燥方式相比ꎬ冷冻干燥能够使生物活性化合物含量和抗氧化活性保持得最好ꎮＤＪＥＫＩＣ等[９]采用质量指标法研究了超临界ＣＯ２㊁空气和冷冻３种不同干燥方法对苹果品质的影响ꎬ结果表明干燥
后苹果片的整体质量指数有明显的差异ꎮ果蔬干制品品质的好坏对市场销量有很大的影响[１０]ꎮ冰温真空干燥在草莓㊁猕猴桃和菠菜等果蔬中都有一些相关的研究[１１－１３]ꎬ但是在苹果中未见报道ꎮ因此本实验对苹果片的真空干燥㊁冰温真空干燥㊁冷冻真空干燥
３种方式进行研究ꎬ比较干制后的品质和微观结构方面的差异ꎬ以分析不同干燥方式的利弊ꎬ从而为苹果的干燥工艺提供理论参考ꎬ对苹果干燥的工业化生产有现实的指导意义ꎮ
１㊀材料与方法
１.１㊀材料与试剂
苹果ꎬ购于上海市浦东新区农工商超市ꎬ品种为红富士(实验测得含水量为(８４.７％ʃ０.５)％)ꎬ３种干燥方式选择的都是同一批苹果ꎬ大小㊁成熟度等基本一致ꎬ去皮去核切片(厚度５ｍｍ左右)干燥ꎻ干燥后立即进行真空包装ꎮ
三氯乙酸㊁硫代巴比妥酸㊁ＮａＯＨ(分析纯)㊁无水草酸㊁Ｖｃ㊁ＮａＨＣＯ３㊁邻苯二甲酸氢钠㊁酚酞㊁无水乙醇㊁Ｈ３ＰＯ４㊁ＨＣｌ㊁甲醇㊁丙二醛ꎬ国药提供ꎮ
１.２㊀仪器与设备
冰温真空干燥机ꎬ本实验室自行研制[１４]ꎻＢＯＣＥＤＷＡＲＤＳ冷冻真空干燥机ꎬ世友创业科技有限公司ꎻＢＰＺ￣系列真空干燥机ꎬ上海一恒科学仪器有限公司ꎻＨＩＴＡＣＨＩＳ￣３４００ＮⅡ型扫描电子显微镜ꎬ苏州佐藤仪器有限公司ꎻＰＱ００１型台式脉冲核磁共振分析仪ꎬ上海纽迈电子科技有限公司ꎻＤＺＦＣ￣１型电能综合分析测试仪ꎬ上海存昊电子技术有限公司ꎻＵＶ￣１１０２型紫外可见分光光度计ꎬ上海天美仪器有限公司ꎻＣＲ￣４００型色彩色差计ꎬ日本柯尼卡美能达公司ꎻＢＰＺ￣系列真空包装机ꎬ上海一恒科学仪器有限公司ꎮ１.３㊀方法
１.３.１㊀指标测定方法
(１)可滴定酸:参照ＮＹ/Ｔ１８４１ ２０１０中酸度测量方法ꎬ称取混合均匀的苹果片１０.０ｇꎬ磨碎ꎬ转移到１００ｍＬ容量瓶中ꎬ定容至刻度摇匀ꎬ静置３０ｍｉｎ后过滤ꎬ用移液管吸取２０ｍＬ滤液ꎬ加入２滴１％的酚酞指示剂ꎬ用已标定的０.１ｍｏｌ/Ｌ的ＮａＯＨ溶液进行滴定ꎬ滴定至溶液初现粉色ꎬ并在３０ｓ内不褪色(ｐＨ＝８.１~８.３)ꎬ记录消耗的０.１ｍｏｌ/Ｌ的ＮａＯＨ溶液的体积ꎬ同时以蒸馏水作为空白ꎬ按照同样的方法进行滴定ꎬ做３组平行试验ꎮ
(２)抗坏血酸:２ꎬ６－二氯酚靛法(２ꎬ６￣ｄｉｃｈｌｏｒｏ￣ｐｈｅｎｏｌｉｎｄｏｐｈｅｎｏｌ)滴定法[１５]ꎮ称取１０.０ｇ苹果片置于研钵中ꎬ加入少量２０ｇ/Ｌ的草酸溶液ꎬ在冰浴条件下研磨成浆状ꎬ转移到１００ｍＬ容量瓶中ꎬ用２０ｇ/Ｌ的草酸溶液冲洗研钵后也倒入容量瓶中ꎬ再用２０ｇ/Ｌ的草酸溶液定容至刻度ꎬ摇匀ꎬ提取１０ｍｉｎ收集滤液ꎬ用移液器吸取１０ｍＬ滤液ꎬ用已标定的２ꎬ６￣二氯酚靛酚溶液滴定至出现微红色ꎬ１５ｓ不褪色ꎬ记下染料用量ꎬ同时以１０ｍＬ２０ｇ/Ｌ的草酸溶液作为空白ꎬ按照同样的方法进行滴定ꎬ重复３次实验ꎮ
(３)总酚含量:准确称取２.０ｇ苹果片样品ꎬ加入少许经过预冷的１％ＨＣｌ－甲醇溶液ꎬ在冰浴条件下研磨匀浆后ꎬ转入２０ｍＬ刻度试管中ꎬ用１％ＨＣｌ－甲醇溶液冲洗研钵ꎬ一并转入试管中ꎬ定容至刻度ꎬ混匀ꎬ于４ħ避光提取２０ｍｉｎꎬ期间摇动数次ꎬ然后过滤收集滤液ꎬ以１％ＨＣｌ－甲醇溶液作为空白参比调零ꎬ取滤液分别于波长２８０ꎬ３２５ꎬ６００ꎬ５３０ｎｍ处测定溶液的吸光度值ꎬ重复３次以上[１６]ꎮ
(４)色差:采用色彩色差计测定干燥前后样品色泽ꎬ用ＣＬＥＬＡＢ表色系统测定样品明度指数Ｌ∗(０~１００)ꎻ彩度指数ａ∗(绿色ң红色ꎬ￣ａ∗~ａ∗)ꎬｂ∗(蓝色ң黄色ꎬ￣ｂ∗~ｂ∗)值ꎮ代表总色差值ꎬＬ∗１㊁ａ∗１㊁ｂ∗１代表干燥样品的色差值ꎬ代表新鲜样品的色差值ꎮΔＥ＝(Ｌ∗１－Ｌ∗０)２＋(ａ∗１－ａ∗０)２＋(ｂ∗１－ｂ∗０)２(１) (５)可溶性固形物:参照ＮＹ/Ｔ２６３７ ２０１４折光仪测定法[１７]ꎮ称取２ｇ干样ꎬ按照１ʒ１０(ｇʒｍＬ)加入蒸馏水ꎬ沸水浴３０ｍｉｎꎬ不时用玻璃棒搅动ꎬ冷却至室温后过滤ꎬ取滤液用数显折光仪测定ꎮ(６)复水比:用蒸馏水浸泡充分吸水后捞出沥干表面的水分ꎬ按式(２)计算ꎬ每组样品至少重复测定３次ꎬ取其平均值ꎮ
Ｒ＝ｍ２ｍ
１
(２)式中:Ｒ１ꎬ复水比ꎻｍ１ꎬ复水前苹果片质量ꎬｇꎻｍ２ꎬ复水后苹果片质量ꎬｇꎮ
(７)水分变化分析:低场核磁共振Ｔ２谱测定:取大小一致的苹果片切成方形(２.５ｃｍˑ１.５ｃｍ)ꎬ然后放入直径为７０ｍｍ的核磁检测管中ꎮ测试条件:使用ＣＰＭＧ序列ꎬ采样频率ＳＷ为２００Ｈｚꎬ模拟增益ＲＧ１为１５ꎬ数字增益ＤＲＧ１为３ꎬ重复采样次数ＴＷ为８５００ｍｓꎬ累加次数ＮＳ为８ꎬ回波时间ＴＥ为０.６００ꎬ回波个数ＮＥＣＨ为１７０００ꎮ用上海纽迈科技有限公司提供的分析软件进行迭代反演得到Ｔ２图谱[１８]ꎮ(８)微观结构:用２.５％的戊二醛浸泡４ｈ以上ꎬ然后采用０.１ｍｏｌ/ＬꎬｐＨ＝７.０的磷酸缓冲液冲洗ꎬ每次１０ｍｉｎꎬ３０％㊁４０％㊁５０％㊁６０％㊁７０％㊁８０％㊁９０％以及无水乙醇脱水ꎬ干燥ꎬ掰断然后对断面进行喷金处理ꎬ电镜扫描拍照[１９]ꎮ
(９)含水率:采用ＧＢ５００９.３ ２０１６食品安全国家标准中水分的测定(恒重法)方法测定样品中水分含量ꎬ重复３次ꎬ取平均值ꎮ
(１０)共晶点:采用电阻法进行测量ꎬ将温度采集仪的Ｔ型热电偶以及万用表的探头插入去皮去核苹
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果片的中心部位ꎬ测量温度为０~－４０ħꎬ将装置放在－４０ħ冰箱中进行测量ꎬ电阻忽然变到无穷大的点对应的温度就是共晶点温度[２０]ꎮ
(１１)冰点:将温度采集仪的Ｔ型热电偶插入到
去皮去核的苹果片中心部位ꎬ取３组平行ꎬ放置在－１８ħ的冰箱中进行冷冻ꎬ每１０秒记录１次温度ꎬ
直到冻结结束ꎬ绘制冻结曲线ꎬ温度先下降后平稳的拐点即为冰点[２１]ꎮ
１.３.２㊀干燥方法(１)真空干燥
设置加热温度２０ħꎬ真空度５００~６００Ｐａꎬ定期测量含水率ꎬ达到含水率(８ʃ０.５)％时停止干燥ꎮ
(２)冷冻真空干燥
先将苹果片(实验测得共晶点为－２５ħ)置于
－３０ħ的速冻机中进行预冻５ｈ(达到－３０ħ后维
持２ｈ)ꎬ预冷结束后快速放入已经降温到设定温度的冷冻真空干燥机中ꎬ设置的冷阱温度－５０ħꎬ真空度
２０~３０Ｐａꎬ升华干燥阶段搁板温度设置为－３０ħꎬ解析干燥阶段温度设置为２０ħꎬ定期测量含水率ꎬ达到含水率(８ʃ０.５)％时停止干燥ꎮ
(３)冰温真空干燥
冷阱温度设置在－１５ħꎬ加热板温度由ＰＬＣ程序自行根据物料温度控制ꎬ真空度５００~６００Ｐａ进行真空干燥ꎬ物料温度始终控制在０ħ以下到冰点(实验测得苹果的冰点为－１.７ħ)之间ꎬ冰温真空干燥系统的测控装置可以自行计算并且显示含水率ꎬ达到含水率(８ʃ０.５)％时停止干燥ꎮ
１.４㊀数据处理
以上指标均重复３次或者以上ꎬ数据用平均值ʃ标准差表示ꎬ营养成分的各指标测定值均为干基含量ꎬ采用Ｏｒｉｇｉｎ８.５作图ꎬＳＰＳＳ１７.０进行统计及差异性分析ꎮ
２㊀结果与分析
２.１㊀不同干燥方法对复水性的影响
复水性是评价产品干燥后外观形态恢复至原来状态的产品重要属性之一ꎬ复水性的大小可以衡量苹果片内部的疏松程度ꎬ疏松程度又影响了产品的口感ꎮ由图１可以看出ꎬ真空干燥复水值很小主要原因可能是真空过程中水分发生内扩散ꎬ并最终在表面气化ꎬ使得干燥后的苹果片发生皱缩硬化ꎬ因此使苹果片的复水更难ꎮ冷冻真空干燥的复水值明显大于真空干燥(Ｐ<０.０５)ꎬ可能是因为在冻干的过程中水分以冰晶态气化升华ꎬ固体骨架变化很小ꎬ所以干燥和复水都比较快ꎬ感官形态上最接近新鲜苹果的状态ꎬ易被消费者接受ꎬ这与徐明亮等[２２]的研究一致ꎮ冰温真空干燥得到的苹果片复水值介于真空干燥和冷冻真空干燥之间ꎬ主要原因可能是冰温真空干燥的温度低于真空干燥ꎬ组织形变小ꎬ所以要优于真空干燥的复水性ꎬ另外ꎬ冷冻真空干燥过程中有冰晶形成
ꎬ冰晶体积膨胀并损伤细胞ꎬ造成苹果片内部表面积增大孔隙增多ꎬ致使其吸水性增强ꎬ所以冰温真空干燥比冷冻真空干燥的复水性低ꎮ
图１㊀不同干燥方法对复水性的影响
Ｆｉｇ.１㊀Ｅｆｆｅｃｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｒｙｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｏｎｒｅｈｙｄｒａｔｉｏｎ
注:不同小写字母表示差异显著(Ｐ<０.０５)ꎬ下同ꎮ
２.２㊀不同干燥方法对色差的影响
产品色泽是产品品质评价的重要因素ꎬ干燥方式会影响产品的色泽ꎬ用精密色差分析仪进行测量ꎮ由表１可以看出ꎬ虽然这３种干燥方式都是真空的状态下运行ꎬ但是色泽还是有一定的差异ꎬ真空干燥温度高ꎬ糖类和蛋白质发生美拉德反应的褐变指数较高ꎬ这与夏学进等[２３]研究结果一致ꎮ总色差值әＥ:真空干燥>冷冻真空干燥>冰温真空干燥ꎬ冰温真空干燥和冷冻真空干燥值都显著小于真空干燥(Ｐ<０.０５)ꎬ这２种方式色泽基本接近(Ｐ>０.０５)ꎬ说明与新鲜苹果片的色泽相比波动较小ꎬ能较好地保持苹果片的原有色泽ꎮ
表１㊀不同干燥方法对苹果片色差的影响Ｔａｂｌｅ１㊀Ｅｆｆｅｃｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｒｙｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｏｎ
ｃｏｌｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆａｐｐｌｅｓｌｉｃｅｓ
处理方式亮度Ｌ∗红度ａ∗
黄度ｂ∗
总色差әＥ
新鲜㊀㊀㊀㊀８１.０２ʃ０.１９
ｂ
－２.７８ʃ０.５５
ｂ
２５.４５ʃ２.９５
ａ
真空干燥㊀㊀８５.９５ʃ４.１３ａ
－４.１５ʃ３.０１ｃ３７.０８ʃ３.５１ａ１４.１４ʃ２.０４ｂ冰温真空干燥８０.２１ʃ１.４８ｂ
－０.６６ʃ０.７８ａ３３.７７ʃ２.５４ａ１０.３０ʃ１.６２ａ冷冻真空干燥
７９.６７ʃ２.４５ａｂ
０.２８ʃ１.６１ａ３５.８５ʃ２.６１ａ
１０.９３ʃ１.７６ａ
㊀㊀注:同列肩标小写字母不同表示差异显著(Ｐ<０.０５)ꎬ下同ꎮ 表示无ꎮ
２.３㊀不同干燥方法对可滴定酸的影响
果蔬中有机酸的种类和含量对果蔬的口味㊁风味和贮藏性等都具有重要的影响ꎮ由图２可以看出ꎬ不同的干燥方式对酸度的影响非常大ꎬ冰温真空干燥的
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㊀为１.２８ｇ/１００ｇ和冷冻真空干燥的ꎬ基本与新鲜苹果的酸度１.３０５ｇ/１００ｇ接近(Ｐ>０.０５)ꎬ真空干燥的最低酸度为０.９６ｇ/１００ｇꎬ风味变化较大(Ｐ<０.０５)ꎬ有机酸是呼吸反应的中间产物或底物ꎬ随着温度的升高
ꎬ下降趋势加快ꎬ低温可以显著抑制可滴定酸含量的下降[２４]ꎬ真空干燥的整个过程以及冷冻干燥的解析升华阶段都处于相对比较高的温度下ꎬ所以可滴定酸的含量明显下降ꎬ这说明冰温真空干燥能够很好地保存食品风味ꎮ
图２㊀不同干燥方法对可滴定酸含量的影响
Ｆｉｇ.２㊀Ｅｆｆｅｃｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｒｙｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｏｎｔｉｔｒａｔａｂｌｅａｃｉｄｃｏｎｔｅｎｔ
２.４㊀不同干燥方法对可溶性固形物的影响
水果的甜度取决于可溶性固形物ꎬ因为水果的大
部分可溶性固体都是糖[２５]ꎮ可溶性固形物(主要是可溶性糖)是衡量苹果耐贮藏性和品质的一个重要指标ꎬ测量复水后的可溶性固形物含量ꎮ由图３可以看出ꎬ冰温真空干燥>冷冻真空干燥>真空干燥ꎬ冰温真空干燥的最高质量分数为１２.５７
％ꎬ其他２种干燥方法风味变化较大ꎬ分析原因可能是真空干燥的整个过程以及冷冻干燥的解析升华阶段都处于相对比较高的温度下ꎬ所以美拉德反应较大[１８]ꎬ说明冰温真空干燥能够得到更好的品质和风味ꎮ
图３㊀不同干燥方法对可溶性固形物的影响
Ｆｉｇ.３㊀Ｅｆｆｅｃｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｒｙｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｏｎｓｏｌｕｂｌｅｓｏｌｉｄｓ
２.５㊀不同干燥方法对抗坏血酸(Ｖｃ)的影响
人体中所需的Ｖｃ大多由新鲜的水果和蔬菜供给ꎬ由于Ｖｃ在空气中很容易被氧化而损失ꎬ因此测定果蔬中Ｖｃ的含量对人们日常通过膳食补充Ｖｃ具
有科学的指导意义ꎬ在较高温度下容易发生氧化反应而导致ＶＣ含量的减少[２６]ꎮ由图４可以看出ꎬ真空和冷冻干燥的Ｖｃ含量都较低ꎬ原因可能是因为真空和冷冻解析干燥阶段的高温导致其发生氧化作用而流失ꎮ冰温真空干燥的温度一直处于冰温带ꎬ对Ｖｃ的保留率提供很好的条件ꎬ保留率高达８０.９５％ꎬ比真空干燥高
４３.６５％ꎬ比冷冻真空干燥高４０.３２％ꎬ另外冰温真空干燥中可溶性固形物等大分子物质流失的非常少ꎬ对于Ｖｃ的保留可能也有一定的作用ꎮ
图４㊀不同干燥方法对抗坏血酸的影响
Ｆｉｇ.４㊀Ｅｆｆｅｃｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｒｙｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｏｎａｓｃｏｒｂｉｃａｃｉｄ
２.６㊀不同干燥方法对总酚含量的影响(干基)
酚类物质㊁类黄酮类和花青素等植物代谢产物ꎬ它们与果蔬的色泽㊁品质和风味㊁组织褐变㊁抗逆性和抗病性代谢等作用密切相关ꎬ对果蔬的贮藏㊁加工性能㊁营养价值和医疗保健作用都具有重要影响[１６]ꎬ郭泽美等[２７]的实验结果表明ꎬ各酚类物质含量均与抗氧化性呈正相关ꎮ总酚和总黄酮属于生物活性物质ꎬ它们的化学性质不稳定ꎬ受热㊁与氧气接触和遇光都易使其分解ꎬ这与ＮＴＡＣＡＴＡＬＩＮＡ等[２８]的研究结果一致ꎬ在高于冰点的温度下ꎬ干燥温度越高ꎬ降解越多ꎬ在－１０ħ的条件下ꎬ也会有降解ꎬ因为冷冻的冰晶会导致细胞损伤ꎬ因此ꎬ冰温真空干燥的苹果片总酚含量最高ꎬ抗氧化性也最好ꎮ
表２㊀不同干燥方法对总酚㊁类黄酮及花青素的影响Ｔａｂｌｅ２㊀Ｅｆｆｅｃｔｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｒｙｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｏｎｔｏｔａｌ
ｐｈｅｎｏｌｓꎬｆｌａｖｏｎｏｉｄｓａｎｄａｎｔｈｏｃｙａｎｉｎｓ
干燥方式
总酚含量/[ｍｇ (１００ｇ)－１
]类黄酮物质含量/[ｍｇ (１００ｇ)－１]花青素含量/
[ｍｇ (１００ｇ)－１]新鲜㊀㊀㊀㊀７１.３２ʃ０.２５ａ４４.９２ʃ０.９３ａ１.２９ʃ０.０９ａ真空干燥㊀㊀６７.９５ʃ０.０８ｃ
３７.７７ʃ０.２５ｃ０.１３ʃ０.０２８ｄ冰温真空干燥㊀㊀７０ʃ０.２７ｂ
４３.６７ʃ０.８５ｂ
１.１３ʃ０.０５ｃ
冷冻真空干燥
６８.８７ʃ０.１１ｂ
３８.２８ʃ１.１ｂ
０.８９ʃ０.０７ｂ
２.７㊀不同干燥方法对水分变化的影响
水分是苹果中的重要组分ꎬ它的存在状态和分布情况与其品质的好坏有着密切的关系ꎬ横向豫驰时间
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㊀２０１９Ｖｏｌ ４５Ｎｏ １６(Ｔｏｔａｌ３８８)
Ｔ２的结果显示ꎬ新鲜苹果的组织中水分有３种存在状态:结合水㊁不易流动水㊁自由水[２９]ꎬ豫驰时间越长说明流动性越强ꎮ由图５可以看到ꎬ对应的弛豫时间分别为Ｔ２１(３~２０ｍｓ)ꎬＴ２２(８０~３００ｍｓ)ꎬＴ２３(４５０~
２０００ｍｓ)ꎬ可以分别求出Ａ２１㊁Ａ２２㊁Ａ２３ꎬ即为３种水分状态的信号量ꎬ由此可以推断各个状态的水分量ꎬ由结果可以看到新鲜的苹果中Ａ２３最大ꎬ说明自由水占绝大部分ꎬ随着干燥的进行ꎬ自由水的成分逐渐降低ꎬ不易流动水和结合水逐渐成为主体ꎬ干燥的最终ꎬ苹果的含水率在８％左右ꎬ通过水分的划分ꎬ可以判定为少量的结合水信号Ａ２１和极少量的不易流动水Ａ２２ꎮ干燥最终阶段ꎬ剩余总水分信号以结合水为主ꎬ随着干燥过程的进行ꎬ样品内酶和营养物质分解使部分结合水向弱结合水迁移从而导致结合水含量下降ꎮ
由于结合水分子主要与蛋白质㊁糖类㊁维生素等大分子结合[３０]因此冰温真空干燥的苹果片结合水稍微高于其他２种方法ꎮ
Ａ￣新鲜苹果的内部水分ꎻＢ￣干燥后苹果的内部水分
图５㊀不同干燥方法处理后苹果内部水分变化的Ｔ２图谱
Ｆｉｇ.５㊀Ｍａｐｏｆｗａｔｅｒｃｈａｎｇｅｓｉｎａｐｐｌｅｓｔｒｅａｔｅｄ
ｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｒｙｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓ
２.８㊀不同干燥方法对微观结构的影响
为了研究３种干燥方式对苹果细胞水平的影响ꎬ对真空干燥㊁冰温真空干燥和冷冻真空干燥进行了相同倍数的扫描电子显微镜观察[３１](图６)ꎮ图６￣ａ㊁图６￣ｂ㊁图６￣ｃ㊁图６￣ｄ分别是新鲜㊁真空干燥㊁冰温真空干燥和冷冻真空干燥的放大１００倍的微观组织结构ꎬ比较４组样品的微观结构ꎬ可以发现不同工艺下产品的微观结构有显著的不同ꎬ新鲜苹果组织结合紧密并保持完整的结构ꎬ呈较为规则的孔状结构ꎬ真空过程中水分发生内扩散ꎬ并最终在表面气化ꎬ使得干燥后的苹果片发生皱缩塌陷ꎮ冷冻真空干燥得到的苹果组织相对较好ꎬ但是与冰温相比ꎬ有一定程度的塌陷ꎬ冻干的过程中水分以冰晶态气化升华ꎬ固体骨架变化较小ꎬ但是冰晶的产生会导致细胞膜和细胞壁有一定程度的破坏ꎮ冰温真空干燥的苹果片与新鲜
苹果片的结构极为接近ꎬ具有组织良好ꎬ有序的结构ꎬ由清晰的细胞区室和细胞间隙组成ꎬ这说明在这种状态下得到的苹果片的硬度㊁脆度以及质地都较好ꎮ
ａ￣新鲜ꎻｂ￣真空干燥ꎻｃ￣冰温真空干燥ꎻｄ￣冷冻真空干燥
图６㊀不同干燥方法处理后苹果组织结构
扫描电子显微镜照片
Ｆｉｇ.６㊀Ｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｇｒａｐｈｏｆａｐｐｌｅｔｉｓｓｕｅ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｆｔｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｒｙｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓ
３㊀讨论
为了提高苹果片的干燥品质㊁干燥效率ꎬ降低干燥的能耗ꎬ近年来的研究逐渐转向进行不同方面的预处理或者联合干燥等[１９]ꎬ但是在干燥的过程中需要时刻关注干燥的含水率ꎬ达到转换的含水率时换成另外一种干燥方式ꎬ而且还需要去探索合适的转换点ꎬ
如果提前或者推迟都能能导致品质下降ꎬ转换时也不能保证真空度ꎬ在这个过程中苹果可能会吸收水分或者在室温下氧化等情况发生ꎬ需要严格把关这一过程ꎬ所以这些方式在提高品质的同时ꎬ更多的是对工序的投入ꎬ繁杂的工序不仅增加了工业的投入成本ꎬ也在人力物力方面增加了投入ꎬ本研究的冰温真空干燥得到的苹果片ꎬ品质可与王海鸥等[３２]研究中加了前处理的冷冻干燥的苹果片相媲美ꎬ他们用超声波处理的品质是最好的ꎬ现用其超声波处理组与冰温真空干燥比较ꎬ虽然其总色差８.７６比冰温真空干燥的
１０.３略高ꎬ但是可溶性固形物约８.４比冰温真空干燥的１２.５７相差甚远ꎬ微观结构也不如冰温真空干燥
的组织好ꎬ冰温真空干燥各个方面的品质都与新鲜苹果非常接近ꎬ也不需要复杂的前处理以及联合其他的干燥方式ꎬ在能耗问题并不突出ꎬ各方面品质又能保证优质的情况下可广泛地投入应用生产ꎬ虽然已经能够实现物料温度控制在冰温带及含水率的实时检测显示ꎬ但是干燥后期速率较慢ꎬ考虑是否可以借鉴冷冻干燥的解析干燥阶段ꎬ对于品质的影响后续会着重考虑ꎬ另一个问题是扩大生产ꎬ加入工业化生产进程需要跟进ꎮ
３㊀结论
本研究结果表明ꎬ不同的干燥方式对于苹果片的品质及微观结构影响差异显著ꎮ冰温真空干燥得到的苹果片与新鲜苹果各个方面的都品质非常的接近ꎬ在可溶性固形物(１２.５７％ꎬ新鲜的为１３.８％)㊁可滴定酸(１.２８ｇ/１００ｇꎬ新鲜的为１.３０５㊁ｇ/１００ｇ)等风味物质的保留率㊁对Ｖｃ的保留率高达８０.９５％ꎬ比真空干燥高４３.６５％ꎬ比冷冻真空干燥高４０.３２％ꎬ冰温真空干燥的复水性介于真空干燥和冷冻真空干燥之间ꎬ说明该种方式得到的苹果片疏松程度良好ꎮ其他营养品质方面以及微观结构的完整性都具有明显的优势ꎬ具有非常广阔的应用前景ꎻ冷冻真空干燥所有方面的品质也都优于真空干燥苹果片ꎬ但是从经济性方面考虑ꎬ能耗问题日渐突出ꎬ降低冷冻真空干燥的能耗ꎬ缩减工业投入的成本将会更加有利于推广应用ꎻ真空干燥设备没有制冷系统ꎬ所以能耗是最低的ꎬ最具有经济性ꎬ但是各个方面的品质都有待提高ꎮ综合考虑后认为冰温真空干燥为最佳的干燥方式ꎮ
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ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆａｐｐｌｅｓｌｉｃｅｓ
ＸＩＮＧＮａ１ꎬＷＡＮＪｉｎｑｉｎｇ
１ꎬ２ꎬ３∗
ꎬＬＩＪｉａｎｇｕｏ１ꎬＬＩＡＮＧＺｈｉｘｉｎ１ꎬＹＡＮＧＦａｎ１ꎬ
ＬＥＮＧＺｈｅｎｇｚｈｅｎｇ４
１(ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＦｏｏｄＳｃｉｅｎｃｅꎬＳｈａｎｇｈａｉＯｃｅａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＳｈａｎｇｈａｉ２０１３０６ꎬＣｈｉｎａ)２(ＳｈａｎｇｈａｉＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｆｏｒＡｑｕａｔｉｃＰｒｏｄｕｃｔ
ＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄＳｔｏｒａｇｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＳｈａｎｇｈａｉ２０１３０６ꎬＣｈｉｎａ)３(ＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＳｔｏｒａｇｅａｎｄＰｒｅｓｅｒｖａｔｉｏｎＱｕａｌｉｔｙａｎｄＳａｆｅｔｙ
ＲｉｓｋＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆＡｑｕａｔｉｃＰｒｏｄｕｃｔｓꎬＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅꎬＳｈａｎｇｈａｉ２０１３０６ꎬＣｈｉｎａ)４(ＡｎｈｕｉＹｉｋａｎｇＨｉｇｈ￣ｔｅｃｈＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ.ꎬＬｔｄꎬＬｉｕ ａｎ２３７２００ꎬＣｈｉｎａ)
ＡＢＳＴＲＡＣＴ㊀Ｔｈｅ ＲｅｄＦｕｊｉ ａｐｐｌｅｗａｓｕｓｅｄａｓａｔｅｓｔｍａｔｅｒｉａｌꎬａｎｄｉｔｗａｓｔｒｅａｔｅｄｂｙｖａｃｕｕｍｄｒｙｉｎｇꎬｉｃｅ￣ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｖａｃｕｕｍｄｒｙｉｎｇａｎｄｆｒｅｅｚｅｖａｃｕｕｍｄｒｙｉｎｇｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｎａｐｐｌｅｆｌａｖｏｒꎬｎｕｔｒｉｅｎｔｓａｎｄｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ.Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｒｅｈｙｄｒａｔｉｏｎｏｆｉｃｅ￣ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｖａｃｕｕｍｄｒｙｉｎｇｗａｓｂｅｔｗｅｅｎｖａｃｕｕｍｄｒｙｉｎｇａｎｄｆｒｅｅｚｅ￣ｖａｃｕｕｍｄｒｙｉｎｇꎬｉｎｄｉ￣ｃａｔｉｎｇｔｈａｔｔｈｅａｐｐｌｅｓｌｉｃｅｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｈａｄａｇｏｏｄｄｅｇｒｅｅｏｆｌｏｏｓｅｎｅｓｓ.Ｔｈｅｔｉｔｒａｔａｂｌｅａｃｉｄｃｏｎｔｅｎｔｏｆａｐｐｌｅｓｌｉｃｅｓａｆｔｅｒｖａｃｕｕｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｒｙｉｎｇｗａｓ１.２８ｇ/１００ꎬｗｈｉｃｈｗａｓｃｌｏｓｅｔｏｔｈｅａｃｉｄ１.３０５ｇ/１００ｇｏｆｆｒｅｓｈａｐｐｌｅｓ(Ｐ>
０.０５)ꎬａｎｄｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎｏｆｓｏｌｕｂｌｅｓｏｌｉｄｓｗａｓ１２.５７％.Ｔｈｅｒｅｔｅｎｔｉｏｎｒａｔｅｉｓ８０.９５％ꎬｗｈｉｃｈｉｓ４３.６５％ｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｖａｃｕｕｍｄｒｙｉｎｇａｎｄ４０.３２％ｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｖａｃｕｕｍｖａｃｕｕｍｄｒｙｉｎｇ.Ｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｔｏｔａｌｐｈｅｎｏｌｃｏｎｔｅｎｔｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｔｈｅｄｒｙｐｒｏｄｕｃｔｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｈａｓｔｈｅｂｅｓｔｑｕａｌｉｔｙ.Ｔｈｅｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅａｐｐｌｅｓｌｉｃｅｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｖａｃｕｕｍｄｒｙｉｎｇｕｎｄｅｒｉｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｈａｖｅｔｈｅｓｍａｌｌｅｓｔｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎꎬａｎｄｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｆｒｅｓｈａｐｐｌｅｓｉｓｔｈｅｃｌｏｓｅｓｔꎬａｎｄｔｈｅｒｅａｒｅｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｒｅｇｕｌａｒｐｏｒｅ￣ｌｉｋｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ.Ｔｈｅｖａｃｕｕｍｖａｃｕｕｍｄｒｙｉｎｇｈａｓａｓｍａｌｌｃｏｌｌａｐｓｅꎬａｎｄｔｈｅｖａｃｕｕｍｄｒｙｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｈａｓａｌａｒｇｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ.Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｐｒｏｖｉｄｅｓａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｄｒｙｉｎｇｍｅｔｈｏｄｓｉｎｆｏｏｄꎬａｎｄ
ｆｕｒｔｈｅｒｅｘｐａｎｄｓｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｉｃｅ￣ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｖａｃｕｕｍｄｒｙｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ.
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ㊀ａｐｐｌｅꎻｉｃｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｖａｃｕｕｍｄｒｙｉｎｇꎻｆｒｅｅｚｅｖａｃｕｕｍｄｒｙｉｎｇꎻｑｕａｌｉｔｙꎻｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ。