不同干燥方式對棗粉品質的影響

周禹含，畢金峰,*，陳芹芹，劉 璇，吳昕燁，周 沫，陳瑞娟

（1.沈陽農業大學食品學院，遼寧 沈陽 110161；2. 中國農業科學院農產品加工研究所，農業部農產品加工綜合性重點實驗室，北京 100193）

不同干燥方式對棗粉品質的影響

周禹含1,2，畢金峰1,2,*，陳芹芹2，劉 璇2，吳昕燁2，周 沫2，陳瑞娟1,2

（1.沈陽農業大學食品學院，遼寧 沈陽 110161；2. 中國農業科學院農產品加工研究所，農業部農產品加工綜合性重點實驗室，北京 100193）

通過對變溫壓差膨化干燥、真空干燥、熱風干燥和真空冷凍干燥4種干燥方式所得棗粉的物理特性和營養成分的分析測定，研究不同干燥方式對棗粉品質的影響。結果表明：在物理 特性方面：真空干燥和真空冷凍干燥棗粉呈現 較好色澤，真空冷凍干燥棗粉溶解性差于其他3種棗粉，吸濕性無明顯差異，變溫壓差膨化干燥和熱風干燥棗粉復水性較好，真空冷凍干燥棗粉的粒徑和堆積密度最小；在營養成分方面：4 種棗粉的營養成分較鮮樣均有不同程度的降低，變溫壓差膨化干燥和真空冷凍干燥棗粉的 還原糖和總糖含量相對較高，真空干燥棗粉總酸含量最高，真空干燥和真空冷凍干燥棗粉的VC和黃酮含量較高，真空冷凍干燥和變溫壓差膨化干燥棗粉的環磷酸腺苷含量稍高于其他兩種。棗粉的綜合評分結果顯示，真空冷凍干燥棗粉品質最佳，其次是真空干燥棗粉和變溫壓差膨化干燥棗粉，熱風干燥棗粉品質最差。真空冷凍干燥和真空干燥生產成本高，變溫壓差膨化干燥棗粉品質較好，且所需干燥時間短，生產效率高、成本低，適宜在棗粉加工產業推廣。

變溫壓差膨化干燥；真空干燥；熱風干燥；真空冷凍干燥；棗粉；品質

冬棗（亦稱雁來紅、蘋果棗、冰糖棗、魯北冬棗、沾化冬棗、黃驊冬棗）是魯北地區的一個優質晚熟鮮食品種。冬棗屬于鼠李科，棗屬植物，其營養豐富，棗肉甜味極濃，略帶酸味，具有濃郁的棗香味。新鮮冬棗含水量高，不耐貯藏，干制可大大提高其貯藏期，而干制后加工成棗粉，使得冬棗的用途更加廣泛，不僅可以單獨使用作為速溶棗粉，也可用作輔料添加到其他食品中，提高其營養價值。隨著人們生活水平的提高，保健意識的增強，棗粉加工將成為棗加工的主要方向。

目前加工棗粉的方法有很多，主要分為兩大類：一是棗干制后制粉；二是濃縮棗汁干燥制粉。無論哪種制粉方式，干燥都是棗粉加工中的重要環節。目前用于棗粉加工的干燥技術主要有熱風干燥、變溫壓差膨化干燥、真空干燥、真空冷凍干燥等。每種干燥方式都有其特點，熱風干燥溫度高，時間長，產品一般褐變嚴重；變溫壓差膨化干燥是一種新型的非油炸膨化干燥技術[1]，干燥效率高，產品品質較好；真空干燥技術利用真空系統加速物料水分的蒸發，干燥效率較高，產品營養損失較少[2]；真空冷凍干燥技術在低溫條件下干燥，可以有效保持果蔬原有的風味和營養成分，干制產品品質極好，但干燥時間長，成本高[3]。目前對于棗粉的研究主要集中在制備方法上，對于不同干燥方式棗粉的品質差異對比研究并不多見。

研究表明，決定棗粉品質的指標主要有粒徑、色澤、溶解性、復水性、總糖、總酸等[4-5]，這些指標對于即食食品的應用具有重要意義。粉的堆積密度對粉在壓片制品的應用有很大影響[6]，另外，VC、黃酮和環磷酸腺苷是棗中的代表性營養成分，具有重要的生理功能[7]，因此本實驗采用變溫壓差膨化干燥、熱風干燥、真空干燥和真空冷凍干燥4 種方式對棗干燥后制粉，對所得棗粉的物理特性和營養成分做了較為全面的對比分析，以期為棗粉的干燥方式以及棗粉產品的應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料

原料為山東沾化的新鮮冬棗，購自北京新發地批發市場。

1.2 儀器與設備

QDPH10-1變溫壓差果蔬膨化干燥機 天津勤德新材料科技有限公司；VO 200真空干燥機 德國Memmert公司；DHG-9123A電熱恒溫鼓風干燥箱 上海精宏實驗設備有限公司；Alphal-4L-plus真空冷凍干燥機 德國Christ公司；FW100高速萬能粉碎機 天津市泰斯特儀器有限公司；AUW220萬分之一天平 日本Shimadzu公司；DL-25色彩色差計 美國Hunter Lab公司；S3500激光粒度儀 美國Microtrac公司；UV1800紫外-可見分光光度計、SPD-10A液相色譜 日本島津公司；3K15離心機 德國Sigma公司。

1.3 方法

1.3.1 冬棗干燥前處理

取無傷病的新鮮冬棗原料，用流動水清洗，之后浸泡于80℃、2% NaOH溶液中1 min，用以破壞冬棗表皮結構，增加表皮通透性，提高干燥效率[8]；冷卻后用清水洗凈表面殘留的堿液，再置于0.5%的檸檬酸溶液中護色10 min，抑制冬棗在干燥過程中褐變[9]。將護色后的棗用清水洗凈，去核器去核，然后平均切成8 瓣，以保證冬棗片的厚度均勻一致，約為5～7 mm。

1.3.2 冬棗不同干燥工藝

變溫壓差膨化干燥：60 ℃熱風預干燥2 h后進行膨化干燥，膨化溫度90 ℃、停滯時間10 min、膨化壓力0.2 MPa、抽空溫度65 ℃、抽空時間3 h。真空干燥：溫度60 ℃、真空度1 kPa、干燥時間6.5 h。熱風干燥：溫度為80 ℃、干燥時間8 h。真空冷凍干燥：冷阱溫度為－45 ℃，真空度為0.1 kPa、干燥時間36 h。所得干棗濕基含水量均低于5%。

1.3.3 棗粉制備工藝

將干制后的棗投入高速萬能粉碎機中制粉，每次打粉10 s，每次間隔5 min，以降低粉碎機的溫度，共打粉3 次。1.3.4 棗粉物理特性的測定

1.3.4.1 色澤的測定[5]

采用色彩色差計測定棗粉的色澤。用CIELab表色系統測定棗粉的L、a和b值，其中，L代表明度指數，從黑暗（L=0）到明亮（L=100）的變化；a代表顏色從綠色（－a）到紅色（＋a）的變化，b代表顏色從藍色（－b）到黃色（＋b）的變化。也可用L、a、b表色系表示兩種色調的差值，即色差，用ΔE表示。本實驗用ΔE代表被測物體的色澤（L、a、b）與標準白板色澤（L*=91.44、a*=－0.95、b*=0.69）的色差值。ΔE計算方法如式（1）所示。

實驗使用色彩色差計測定了4 種干燥方式制得棗粉的色澤，并計算了ΔE，每組實驗3 次平行，結果取平均值，用以反映不同干燥方式制得棗粉的色澤差異。

1.3.4.2 溶解性的測定

棗粉溶解性的測定同Gong Zhiqing等[10]的方法一致。

1.3.4.3 吸濕性的測定[11-13]

精確稱取1 g棗粉放置于已稱質量的干燥鋁盒中，將鋁盒放置在盛有飽和氯化鈉溶液（環境相對濕度75.5%）的玻璃干燥器中，保存7 d。吸濕性表示每100 g干物質吸收水分的質量，采用式（2）計算。

式中：Δm為棗粉質量的變化量/g；m為粉的初始質量/g；mi為棗粉放進干燥器前的水分含量/g。

1.3.4.4 復水性的測定[5]

將1 g棗粉置于50 mL離心管中，加入20 mL蒸餾水，25 ℃條件下靜置1 h。然后以10 000 r/min速度離心25 min，沉淀物的質量即為復水粉的質量。棗粉的復水性，采用式（3）計算。

式中：m1和m2分別為棗粉復水前和復水后的質量/g。

1.3.4.5 粒徑的測定[14]

利用激光粒度儀測定棗粉的粒徑。

1.3.4.6 堆積密度的測定[15]

將棗粉裝入10 mL容量瓶中，振實，直至棗粉填充至容量瓶刻度。棗粉的堆積密度（d0）表示為10 mL棗粉的質量，采用式（4）計算。

式中：m1為容量瓶的質量/g；m2為棗粉和容量瓶的總質量/g。

1.3.5 棗粉營養成分的測定

還原糖的測定采用3,5-二硝基水楊酸比色法[16]；總糖的測定采用苯酚硫酸法[5]；VC的測定依據GB/T 6195—1986《水果、蔬菜維生素C含量測定法》（2,6-二氯酚靛酚滴定法）[17]；總酸的測定依據GB/T 12456－2008《食品中總酸的測定 酸堿滴定法》[18]；黃酮的測定采用蘆丁比色法[19]；環磷酸腺苷的測定采用高效液相色譜法[20]。

1.3.6 綜合評分

采用變異系數法確定上述各項指標的權重系數，將數據標準化處理后，采用加權平均的方法確定不同干燥方式制得棗粉的綜合評分[21]。指標的變異系數由以下公式計算：

式中：Vi是第i項指標的變異系數；σi是第i項指標的標準差；是第i項指標的算數平均值。

各項指標的權重為：

采用Z-score標準化法將各項指標的數據進行標準化處理，公式如下：

式中：Zij為標準化后的變量值；Xij為實際變量值；Xi為第i項指標的算數平均值；σi為第i項指標的標準差。

吸濕性、a值、△E值、粒徑的數據為越小越好，因此為逆指標，標準化后將正負號對調。將各指標標準化后的數據分別與權重相乘后，計算總和，得到4 種干燥方式棗粉的綜合評分，綜合評分計算公式為：

式中：W1～W15分別為15項指標的權重系數，L為色澤L值，a為色澤a值，b為色澤b值，ΔE為色差值，S為溶解性，H為吸濕性，R為復水性，P為粒徑，B為堆積密度，RS為還原糖含量，TS為總糖含量，V為VC含量，TA為總酸含量，TF為總黃酮含量，C為環磷酸腺苷含量。

2 結果與分析

2.1 不同干燥方式對棗粉物理特性的影響

2.1.1 不同干燥方式對棗粉色澤的影響

圖1 不同干燥方式對棗粉色澤的影響Fig.1 Color parameters of jujube powder prepared by different drying methods

由圖1可知，不同干燥方式制備出棗粉的色澤差異明顯，其色差值為熱風干燥＞變溫壓差膨化干燥＞真空干燥＞真空冷凍干燥。其中真空干燥和真空冷凍干燥棗粉色澤非常接近，呈現淺黃綠色。4 種干燥方式所得棗粉的b值差異不大，呈現偏黃色。變溫壓差膨化干燥和熱風干燥棗粉的L值明顯低于真空干燥和真空冷凍干燥棗粉，a值明顯高于真空干燥和真空冷凍干燥棗粉，其原因是前者干燥溫度均高于后者，棗在加熱過程中羰基化合物和氨基化合物發生美拉德反應，生成黑色物質，使其顏色明顯變暗，呈現深褐色。

2.1.2 不同干燥方式對棗粉溶解性和吸濕性的影響

由圖2可知，不同干燥方式棗粉的溶解性為變溫壓差膨化干燥＞熱風干燥＞真空干燥＞真空冷凍干燥。其中變溫壓差膨化干燥、真空干燥和熱風干燥棗粉差異不顯著，真空冷凍干燥棗粉的溶解性明顯低于其他3 種。不同干燥方式棗粉的吸濕性由高到低依次是：熱風干燥、變溫壓差膨化干燥、真空干燥、真空冷凍干燥，4 種方式所得棗粉的吸濕性差異不顯著，其中真空冷凍干燥棗粉稍低于其他3 種。

圖2 不同干燥方式對棗粉溶解性和吸濕性的影響Fig.2 Solubility and hygroscopicity of jujube powder prepared by different drying methods

2.1.3 不同干燥方式對棗粉復水性和粒徑的影響

圖3 不同干燥方式對棗粉復水性和粒徑的影響Fig.3 Rehydration and particle size of jujube powder prepared by different drying methods

由圖3可知，不同干燥方式棗粉的復水性為變溫壓差膨化干燥＞熱風干燥＞真空冷凍干燥＞真空干燥。變溫壓差膨化干燥和熱風干燥棗粉的復水性較好，且差異不顯著，而真空干燥和真空冷凍干燥棗粉的復水性較差，二者也沒有顯著差異。不同干燥方式制得棗粉的粒徑由大到小依次為：熱風干燥＞真空干燥＞變溫壓差膨化干燥＞真空冷凍干燥，4 種棗粉的粒徑有顯著差異，真空冷凍干燥棗粉的粒徑明顯小于其他3 種。

2.1.4 不同干燥方式對棗粉堆積密度的影響

圖4 不同干燥方式對棗粉堆積密度的影響Fig.4 Bulk density of jujube powder prepared by different drying methods

由圖4可知，不同干燥方式棗粉的堆積密度為變溫壓差膨化干燥＞熱風干燥＞真空干燥＞真空冷凍干燥。其中變溫壓差膨化干燥和熱風干燥棗粉的堆積密度差異不顯著，真空冷凍干燥棗粉的堆積密度為0.55 g/mL，明顯低于其他3 種。研究表明，粉的堆積密度越大，越有利于制成壓片產品[6]，因此變溫壓差膨化干燥和熱風干燥棗粉更適合應用于壓片產品。

2.2 不同干燥方式對棗粉營養成分的影響

2.2.1 不同干燥方式對棗粉還原糖和總糖含量的影響

圖5 不同干燥方式對棗粉還原糖和總糖含量的影響Fig.5 Reducing sugar and total sugar contents of jujube powder prepared by different drying methods

由圖5可知，不同干燥方式棗粉的還原糖和總糖含量依次為：變溫壓差膨化干燥＞真空冷凍干燥＞真空干燥＞熱風干燥。4 種干燥方式的棗粉還原糖和總糖含量均低于鮮棗，其原因是棗在干燥過程中發生美拉德反應，消耗了大量的糖類物質。熱風干燥和真空干燥的還原糖和總糖含量均低于其他兩種干燥方式，其原因是熱風干燥過程溫度高，時間長，真空干燥雖然溫度較低，但干燥時間長，棗的美拉德反應嚴重，消耗掉的糖類物較多。真空冷凍干燥屬于低溫干燥，美拉德反應不嚴重，糖類物質有較好的保存，因此總糖含量較高。另外，棗在受熱時，會有部分淀粉在淀粉酶的作用下轉化為還原糖，因此變溫壓差膨化干燥棗粉的還原糖含量高于真空冷凍干燥。

2.2.2 不同干燥方式對棗粉VC含量的影響

圖6 不同干燥方式對棗粉VC含量的影響Fig.6 Vitamin C content of jujube powder prepared by different drying methods

由圖6可知，不同干燥方式棗粉的VC含量依次為真空干燥＞真空冷凍干燥＞變溫壓差膨化干燥>＞熱風干燥。4 種干燥方式所得棗粉中VC的含量均低于鮮樣。VC是相當脆弱的維生素，極易受光、熱、氧等的破壞，真空干燥和真空冷凍干燥溫度低，所得棗粉的VC含量相對較高，說明真空干燥和真空冷凍干燥利于VC的保存。熱風長時間高溫干燥，對VC的損失最大。這與許牡丹等[22]的研究結果一致，真空和低溫條件能有效保護易氧化的成分，防止其分解。

2.2.3 不同干燥方式對棗粉總酸含量的影響

圖7 不同干燥方式對棗粉總酸含量的影響Fig.7 Total acid content of jujube powder prepared by different drying methods

由圖7可知，不同干燥方式棗粉的總酸含量依次為真空干燥＞變溫壓差膨化干燥＞真空冷凍干燥＞熱風干燥。干燥后棗粉的總酸含量均低于鮮樣，真空冷凍干燥、熱風干燥和變溫壓差膨化干燥棗粉總酸含量顯著低于真空干燥，且真空干燥棗粉的總酸含量與鮮樣沒有顯著差異，說明真空干燥利于棗粉酸類物質的保存。另外，VC也是一種酸，其大量損失也影響到棗粉的總酸含量，真空干燥和真空冷凍干燥棗粉中VC含量最高，因此總酸含量也較高。

2.2.4 不同干燥方式對棗粉黃酮含量的影響

圖8 不同干燥方式對棗粉黃酮含量的影響Fig.8 Total flavonoids content of jujube powder prepared by different drying methods

由圖8可知，不同干燥方式棗粉的黃酮含量依次為真空干燥＞真空冷凍干燥＞變溫壓差膨化干燥＞熱風干燥。植物中的黃酮類化合物是公認的天然抗氧化劑，可有效清除體內的氧自由基[20]，黃酮在受熱時易發生酚類氧化反應。4 種干燥方式所得棗粉的黃酮含量均低于鮮樣，真空干燥棗粉與鮮樣沒有顯著差異，真空冷凍干燥棗粉的黃酮含量也較高，說明這兩種干燥方式有利于黃酮的保存。變溫壓差膨化干燥和熱風干燥棗粉的黃酮含量遠低于鮮樣，這兩種干燥方式在干燥過程中黃酮損失較多。何新益等[23]在研究變溫壓差膨化干燥對冬棗總黃酮含量影響時，也發現黃酮含量在膨化前后有明顯的降低。

2.2.5 不同干燥方式對棗粉環磷酸腺苷含量的影響

圖9 不同干燥方式對棗粉環磷酸腺苷含量的影響Fig.9 Cyclic adenosine monophosphate content of jujube powder prepared by different drying methods

由圖9可知，不同干燥方式棗粉的環磷酸腺苷含量依次為真空冷凍干燥＞變溫壓差膨化干燥＞真空干燥＞熱風干燥。環磷酸腺苷是生命信息傳遞的“第二信使”，具有多種重要的生理活性[24]。棗在干燥制成棗粉后，環磷酸腺苷的含量大幅降低，尤其是熱風干燥棗粉，降低最多，環磷酸腺苷的含量僅有54.15 mg/kg干物質，說明長時間的高溫作用對環磷酸腺苷有很大的破壞。真空干燥溫度較低，但干燥時間長，環磷酸腺苷的含量也不高。真空冷凍干燥屬低溫干燥，對環磷酸腺苷的保存最好。變溫壓差膨化干燥溫度相對較低，且干燥時間短，對環磷酸腺苷的保存也較好。

2.3 不同干燥方式制得棗粉的品質綜合評分

應用變異系數法計算出各指標的平均值、標準差、變異系數以及權重，結果見表1。

表1 各項指標的權重Table1 The weights of various indicators for comprehensive evaluation of jujube powder

根據4 種不同干燥方式制得棗粉的15 項指標值及各指標所占權重，計算出不同干燥方式棗粉的品質綜合得分，各項指標數值的標準化值及4 種干燥方式棗粉的綜合得分見表2。

表2 棗粉品質評價指標標準化數據Table2 Standardized data and scores of quality evaluation indices

由表2可知，通過對比變溫壓差膨化干燥、真空干燥、熱風干燥、真空冷凍干燥4 種方式所制備的棗粉的品質指標，得到4 種干燥方式制得棗粉的綜合評分，采用真空冷凍干燥法制備的棗粉品質最佳，其次是真空干燥棗粉和變溫壓差膨化干燥棗粉，品質最差的是熱風干燥棗粉。

3 結 論

經不同干燥方式制得棗粉的物理特性分別表現為：真空干燥和真空冷凍干燥棗粉呈現較好色澤，變溫壓差膨化干燥和熱風干燥棗粉褐變嚴重；真空冷凍干燥棗粉溶解性差于其他3 種棗粉；4 種棗粉吸濕性無明顯差異；變溫壓差膨化干燥和熱風干燥棗粉復水性較好；真空冷凍干燥棗粉的粒徑和堆積密度最小。

經不同干燥方式制得棗粉的營養成分分別表現為：4 種棗粉的營養成分較鮮樣均有不同程度的降低，變溫壓差膨化干燥和真空冷凍干燥棗粉的還原糖和總糖含量相對高于其他兩種；真空干燥棗粉總酸含量最高；真空干燥和真空冷凍干燥棗粉的VC和黃酮含量較高；真空冷凍干燥和變溫壓差膨化干燥棗粉的環磷酸腺苷含量稍高于其他兩種。

不同干燥方式制得棗粉的品質綜合評分顯示，真空冷凍干燥棗粉品質最佳，其次是真空干燥棗粉和變溫壓差膨化干燥棗粉，熱風干燥棗粉品質最差。真空冷凍干燥時間過長，生產成本高。真空干燥需要一套能抽水蒸汽的真空系統，設備投資費用高，運轉費用高，生產效率低，產量小。變溫壓差膨化干燥設備構造相對簡單，易于操作，采取了循環冷卻水和間歇式蒸汽加熱等措施，使其能耗大大降低，且棗粉品質較好，因此變溫壓差膨化干燥適宜在棗粉加工產業推廣。

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Effect of Drying Methods on Quality Characteristics of Jujube Powder

ZHOU Yu-han1,2, BI Jin-feng1,2,*, CHEN Qin-qin2, LIU Xuan2, WU Xin-ye2, ZHOU Mo2, CHEN Rui-juan1,2
(1. College of Food Science, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110161, China; 2. Key Laboratory of Agro-Products Processing, Ministry of Agriculture, Institute of Agro-Products Processing Science and Technology, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193, China)

The physical properties and nutritional contents of jujube powder prepared by explosion puff ng drying, vacuum drying, hot air drying and vacuum freeze drying were measured and analyzed to explore the effects of drying methods on quality characteristics of jujube powder. The results showed that the color of jujube powder prepared by vacuum drying and vacuum freeze drying were much better; jujube powder prepared by vacuum freeze drying was less soluble than that obtained from the other methods; no signif cant difference was found in hygroscopicity; jujube powder prepared by explosion puff ng drying and hot air drying had better rehydration, while jujube powder prepared by vacuum freeze drying had the smallest particle size and bulk density. The nutritional contents of all four kinds of jujube powder were decre ased compared with fresh winter jujube, but reducing sugar and tot al sugar content o f jujube powder prepared by explosion puff ng drying and vacuum freeze drying were higher; jujube powder prepared by vacuum drying had the highest level of total acid content; vitamin C and flavonoid contents of jujube powder pr epared by vacuum drying and vacuum freeze drying were higher; Cyclic adenosine monophosphate contents in jujube powder prepared by vacuum freeze drying and explosion puff ng drying were higher than in that obtained from the other two methods. Based on the results of comprehensive scoring, the quality of jujube powder prepared by vacuum freeze drying was the best, followed by vacuum drying and explosion puff ng drying, while jujube powder prepared by hot-air drying was the worst. However, high cost was needed for vacuum freeze drying and vacuum drying. In conclusion, jujube powder prepared by explosion puff ng drying has better overall quality with high drying eff ciency and low cost, which makes it suitable for extensive application in jujube powder processing industry.

explosion puff ng drying; vacuum drying; hot air drying; vacuum freeze drying; jujube powder; quality characteristics

TS255.36

A

1002-6630（2014）11-0036-06

10.7506/spkx1002-6630-201411008

2013-07-10

“十二五” 國家科技支撐計劃項目（2012BAD31B06）；中國農業科學院基本科研業務費預算增量項目（2013ZL014）

周禹含（1989—），女，碩士研究生，研究方向為果蔬加工理論與技術。E-mail：zyhcherish@126.com

*通信作者：畢金峰（1970—），男，研究員，博士，研究方向為果蔬精深加工與副產物綜合利用。E-mail：bijinfeng2010@163.com