干燥方法對杏肉全粉品質(zhì)及抗氧化活性的影響

趙紅霞 王應(yīng)強 溫建華 文 文 毛雅倩 宋文麗

杏(ArmeniacavulgarisLam.)是薔薇科李屬植物，原產(chǎn)于中國新疆，迄今已有3 000多年的栽培歷史[1]。杏果實含有大量植物化學(xué)物質(zhì)，如多酚、類胡蘿卜素和維生素等，這些物質(zhì)使它們不僅味美色艷、酸甜適口、香味怡人，而且對癌癥及慢性疾病具有一定的保健功效[2-3]，深受人們喜愛。但是杏的產(chǎn)季集中，容易腐爛，不耐貯藏，保鮮較困難，常溫下一般只能存放3～7 d[4]，為了延長保存期限，人們已經(jīng)采取了許多方法，例如將鮮杏加工成杏脯、杏干和杏罐頭等適合長期儲藏的杏制品；另外中國已經(jīng)建立起杏漿和杏飲料的生產(chǎn)線，但生產(chǎn)能力仍然十分有限，40%～50%的鮮杏還需要在產(chǎn)地加工成杏干制品。自然晾曬是目前生產(chǎn)杏干制品最常用的方法，但是存在不衛(wèi)生和產(chǎn)品質(zhì)量較差的缺點，且一般晾曬中低濃度熏硫是最常用的預(yù)處理方法，這會造成杏干制品中硫殘存，與目前市場上對無硫杏干制品的要求相悖，因此大力發(fā)展杏深加工技術(shù)是解決這一問題的重要途徑。

果蔬粉是將新鮮果蔬通過干法或濕法制備成粉狀產(chǎn)品，因其具有營養(yǎng)豐富、美味、易貯存、易攜帶、易沖調(diào)、用途廣等優(yōu)點而備受國內(nèi)外學(xué)者青睞[5]。目前果蔬粉的研究主要有棗粉[6]、紫薯全粉[7]、雪蓮果粉[8]、南瓜粉[9]、獼猴桃粉[10]、火龍果粉[11]和西藍(lán)花粉[12]等，對杏肉全粉的研究較少。劉超等[13]以濃縮杏漿為原料，經(jīng)稀釋、二次均質(zhì)、噴霧干燥工序生產(chǎn)了杏粉。目前果蔬粉加工企業(yè)采用的干燥技術(shù)主要有噴霧干燥、熱風(fēng)干燥、冷凍干燥、微波干燥、變溫壓差膨化干燥及超微粉碎技術(shù)[5]等，其中噴霧干燥制粉較多。微波輔助干燥技術(shù)將微波輻射立體快速加熱和傳統(tǒng)干燥技術(shù)中除濕量大的優(yōu)點相結(jié)合，具有干燥時間短、能耗低的優(yōu)點，與傳統(tǒng)干燥技術(shù)相比，微波輔助干燥可以縮短干燥時間25%～90%，減少能耗32%～71%[14]。各種方法都有優(yōu)缺點，選擇合適的干燥技術(shù)對果蔬粉的品質(zhì)特性至關(guān)重要，而有關(guān)杏肉全粉微波組合干燥技術(shù)的研究未見報道。

本研究擬采用微波干燥、熱風(fēng)干燥、微波真空干燥和微波對流干燥4種干燥方法對鮮杏干燥制備杏肉全粉，考察干燥方法對杏肉全粉營養(yǎng)成分、物理特性和抗氧化能力的影響，以期為高品質(zhì)純天然杏肉全粉產(chǎn)品的制備提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

新鮮的曹杏：購于當(dāng)?shù)厥卟伺l(fā)市場；

偏亞硫酸氫鈉、無水乙醇、福林酚試劑、甲醇、沒食子酸、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、水楊酸、鹽酸、鄰苯三酚、鐵氰化鉀、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀、氯化鈉等：分析純。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

熱風(fēng)干燥箱：101型，北京科偉永興儀器有限公司；

電熱恒溫水浴鍋：HH-1型，金壇市億能實驗儀器廠；

可見分光光度計：7200型，尤尼柯(上海)儀器有限公司；

低速離心機：TDL-40B型，上海安亭科學(xué)儀器廠；

微波對流干燥器：ORW1.0S-3000R型，南京澳潤微波科技有限公司；

微波真空干燥器：ORW 1.2S-5Z型，南京澳潤微波科技有限公司；

多功能粉碎機：600Y型，永康市鉑歐五金廠。

1.2 試驗方法

1.2.1 原料預(yù)處理 挑選成熟鮮杏清洗去核后切為4瓣，立即放入1.5 g/L的偏亞硫酸氫鈉溶液中護色1 h[15]，取出瀝干表面水分后備用。

1.2.2 杏肉全粉制備

(1) 熱風(fēng)干燥(HAD)：在電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)進行，200 g樣品平鋪在干燥箱內(nèi)的不銹鋼載物盤上，在熱風(fēng)溫度為70 ℃ 的條件下干燥10.5 h以確保水分含量在5%以下。

(2) 微波真空干燥(MVD)：采用微波真空干燥器(50 cm×50 cm×50 cm)，取200 g樣品平鋪在聚乙烯塑料載物盤上，在功率密度2 W/g、溫度50 ℃、真空度95 kPa條件下干燥1 h以確保水分含量在5%以下。

(3) 微波對流干燥(MCD)：采用自主設(shè)計的微波對流干燥器[16]，取200 g樣品平鋪在聚乙烯塑料載物盤上，在功率密度1.25 W/g、物料表面溫度和熱風(fēng)溫度均為60 ℃的條件下干燥2.5 h以確保水分含量在5%以下。

(4) 微波干燥(MD)：采用自主設(shè)計的微波對流干燥器，取200 g樣品平鋪在載物盤上，在功率密度1.25 W/g、物料溫度60 ℃的條件下干燥3.5 h以確保水分含量在5%以下。

干燥結(jié)束后將杏肉包裝在聚乙烯塑料袋中，均濕1周后粉碎過60目篩得到杏肉全粉產(chǎn)品，密封保存用于質(zhì)量評估。

1.2.3 測定指標(biāo)

(1) 水分含量的測定：參照文獻[17]。

(2) 總糖含量的測定：按GB/T 5009.8—2003蒽酮比色法執(zhí)行。

(3) 還原糖含量的測定：按GB/T 5009.7—2008直接滴定法執(zhí)行。

(4) 總酸含量的測定，按GB/T 5009.1877—2003酸堿滴定法執(zhí)行。

(5) VC含量的測定：采用2，6-二氯靛酚滴定法。

(6) 總酚含量的測定：采用Folin-Ciocalteu比色法[7,18]。結(jié)果以每100 g杏肉全粉干基中含有相當(dāng)于沒食子酸毫克數(shù)表示，單位mg/100 g。

(7) 堆積密度的測定：將杏肉全粉從漏斗散落至10 mL量筒，測定10 mL杏肉全粉的質(zhì)量，以換算其堆積密度。

(8) 休止角的測定：稱取樣品適量，將漏斗固定于標(biāo)紙上方一定高度，從漏斗加入樣品直到在坐標(biāo)紙上形成的堆積圓錐頂部與漏斗底部剛好接觸，測定圓錐半徑r(cm)，以漏斗底高h(yuǎn)(cm)與圓錐半徑r(cm)的比值作為正切值計算休止角tanθ(°)[19]。

(9) 吸濕性的測定：參考Jaya等[20]方法，略作改動。稱取 1 g杏肉全粉放于稱量瓶中，而后置于裝有飽和氯化鈉的鹽液(30 ℃時平衡相對濕度為79% ) 的干燥器中，密封后放于溫度 30 ℃的恒溫恒濕環(huán)境中平衡 1～3 周，每隔2 d測定1次樣品的質(zhì)量，直至前后2次質(zhì)量差不超過0.005 g，即為恒重，杏肉全粉的吸濕性按式(1)計算：

(1)

式中：

HG——吸濕性，%；

Wi——測量前的初始含水率，%；

b——粉體增加的質(zhì)量，g；

a——測量時樣品的質(zhì)量，g。

(10) 結(jié)塊度的測定：粉末吸濕性指標(biāo)測定結(jié)束后，將稱量瓶中的粉末置于(102 ± 2) ℃的干燥箱中干燥 1 h。干燥樣品冷卻后稱重，然后轉(zhuǎn)移至40目分樣篩中，對分樣篩搖動5 min。稱量分樣篩上殘留的杏肉全粉質(zhì)量，結(jié)塊度按式(2)計算：

(2)

式中：

DC——結(jié)塊度，%；

d——測量時樣品的質(zhì)量，g；

c——篩分后留在分樣篩上粉體的質(zhì)量，g。

(11) DPPH自由基清除能力的測定：參照文獻[21]。

(12) 羥自由基清除能力的測定：參照文獻[22]。

(13) 超氧陰離子自由基清除能力的測定：采用鄰苯三酚自氧化法[23]。

(14) 還原力的測定：采用普魯士藍(lán)法[7]。

1.2.4 感官評價 制備的杏肉全粉感官評定主要從產(chǎn)品的色澤、組織狀態(tài)、氣味、滋味和沖調(diào)性進行綜合評分，評分標(biāo)準(zhǔn)見表1。制備的樣品隨機由10 名專業(yè)食品感官評定員進行綜合評價打分，結(jié)果取平均值。

表1 杏肉全粉感官評定標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Sensory evaluation standard of apricot powder

2 結(jié)果與分析

2.1 干燥方式對杏肉全粉營養(yǎng)成分的影響

表2為經(jīng)不同干燥方法制備的杏肉全粉的營養(yǎng)成分。采用不同干燥方式制備的杏肉全粉含水量為3.84%～4.85%，都能達(dá)到果蔬粉貯藏安全水分要求。從表2中可以看出，干燥后杏肉全粉總糖、還原糖、總酸、VC、總酚的含量均有損失，其中HAD法干燥的損失最多。而經(jīng)MVD法和MCD法干燥后，樣品中總糖、還原糖、總酸含量(以干基計)分別為11.34，10.33，0.82 g/100 g和11.3，10.28，0.81 g/100 g，損失率分別為 0.08%，20.8%，34.4%和0.04%，25.6%，35.2%。而經(jīng)過HAD法干燥后，樣品中的總糖、還原糖、總酸含量(以干基計)分別為8.32，6.30，1.08 g/100 g，損失率分別為26.7%，37.4%，1.61%。MVD法和MCD法2種干燥方法對鮮杏總糖和還原糖保留較好，而HAD法對總酸的保留最好。這主要是因為在熱處理過程中，有機酸作為反應(yīng)物參與了美拉德反應(yīng)[15]。MCD法制備的產(chǎn)品總多酚和VC含量(以干基計)最高，分別為17.22，5.86 mg/100 g，其次依次為MVD法和MD法，HAD法最低。這可能是MCD法和MVD法都選用了較短的干燥時間，且干燥過程中溫度較低，從而導(dǎo)致VC和總酚損失較少；而HAD法不僅干燥時間長，且溫度較高，干燥過程中由于發(fā)生酶或熱降解而導(dǎo)致總酚和VC損失[24-25]。相比較鮮樣，4種干燥方法總酚損失率為8.9%～42.3%，VC的損失率為17.0%～47.4%。

2.2 干燥方式對杏肉全粉物理特性與感官品質(zhì)的影響

不同干燥方法對杏肉全粉物理特性的影響見表3。從表3中可以看出，干燥方法對杏肉全粉堆積密度、休止角、吸濕性和結(jié)塊度影響顯著(P<0.05)。選用MCD法制備的產(chǎn)品堆積密度低于其他干燥方法，其值為0.42 g/mL；MD法和MVD法的堆積密度略高，分別為0.50，0.58 g/mL，HAD法粉末的堆積密度最大為0.63 g/mL。MVD 法和MD法因微波加熱，導(dǎo)致產(chǎn)品輕微膨化，形成微孔較少，組織蓬松，制備的粉末堆積密度略高；而HAD 法干燥過程中，杏肉片收縮研制，制備的粉末組織結(jié)構(gòu)較為致密，所以堆積密度最高。粉末的流動性主要取決于粉末顆粒度的大小及粉末表面的特性，休止角越小，流動性越好，顆粒間的摩擦力也越小。杏肉全粉休止角由小到大的順序為：MCDHAD>MD>MVD。MD和MVD法在干燥過程中出現(xiàn)過度加熱現(xiàn)象，局部溫度過高(>100 ℃)，導(dǎo)致原料中出現(xiàn)燒焦和糊味。

表2 干燥方式對杏肉全粉營養(yǎng)成分的影響?Table 2 Effect of drying method on the nutrient content of apricot powder

? 同列不同字母表示有顯著差異(P<0.05)。

表3 干燥方式對杏肉全粉物理特性的影響?Table 3 Effect of drying method on the physical characteristics of apricot powder

? 同列不同字母表示有顯著差異(P<0.05)。

2.3 杏肉全粉體外抗氧化能力評價

2.3.1 干燥方式對杏肉全粉DPPH自由基清除能力的影響

DPPH 自由基法的檢測原理是杏肉全粉中的多酚物質(zhì)提供電子與DPPH·的孤對電子配對，使DPPH·在515 nm 波長處的特征紫顏色減弱，被測樣品若對DPPH·表現(xiàn)出了有效的清除，則證明樣品具有中斷脂質(zhì)過氧化鏈反應(yīng)、減小羥基和烷基自由基的作用[26-27]。

由圖1可知，4種干燥方法制備的杏肉全粉均表現(xiàn)出對DPPH自由基有一定的清除能力，且趨勢一致，清除率均隨著濃度的增加而升高。當(dāng)樣品濃度超過0.03 mg/mL 時，4種干燥方法制備的杏肉全粉對DPPH自由基的清除能力大小順序為：MVD>MCD>MD>HAD。在清除DPPH自由基中，MVD法制備的樣品表現(xiàn)出了較強的清除能力，可能是MVD法是選用較低的微波溫度且處于真空狀態(tài)，當(dāng)樣品濃度達(dá)到0.30 mg/mL 時，對DPPH自由基的清除率達(dá)到了94.5%。選用HAD法制備的樣品DPPH自由基清除率較低，這主要是因為熱風(fēng)干燥溫度高，且干燥時間長，導(dǎo)致酚類等抗氧化物質(zhì)的分解，與Caparino等[28]對果蔬粉抗氧化能力的研究結(jié)果一致。

2.3.2 干燥方式對杏肉全粉羥自由基清除能力的影響 羥基自由基(·OH) 是具有激發(fā)油脂過氧化反應(yīng)的強氧化劑，也是脂質(zhì)過氧化過程的快速誘發(fā)劑[29]。圖2為采用不同干燥方式制備的杏肉全粉的清除羥自由基能力。從圖2中可以看出，各樣品均表現(xiàn)出一定的清除能力，且隨著樣品濃度的增加清除能力增大，表現(xiàn)出一定的量效關(guān)系。當(dāng)濃度為0.03 mg/mL 時，4種干燥方式制備的樣品的清除能力很接近。當(dāng)濃度超過0.05 mg/mL 時，MCD法表現(xiàn)出較強的清除能力，可能是MCD法結(jié)合微波快速加熱與熱風(fēng)對流干燥除濕量大[16]，從而達(dá)到快速干燥的目的，有效地降低了抗氧化物質(zhì)的損失。當(dāng)濃度達(dá)到0.30 mg/mL時，選用MCD法制備的杏肉全粉的清除羥自由基清除率為88.5%，而選用HAD法的清除率僅58.7%。

圖1 不同干燥方法制備的杏肉全粉對DPPH· 的清除能力

Figure 1 DPPH radical scavenging ability of apricot powder prepared by different drying methods

2.3.3 干燥方式對杏肉全粉超氧陰離子自由基清除能力的影響 選用樣品濃度為0.02～0.30 mg/mL時，測試4種不同干燥方式制備的樣品對超氧陰離子自由基的清除能力，并與新鮮樣品進行比較，結(jié)果如圖3所示。各試樣清除超氧陰離子自由基的能力均隨著樣品質(zhì)量濃度的增加呈上升趨勢，并顯示出一定的量效關(guān)系。當(dāng)樣品濃度達(dá)到0.15 mg/mL時，MCD和MVD 2種干燥方法制備的樣品對超氧陰離子自由基清除率幾乎達(dá)到一致，均為62.9%，其后，隨著樣品濃度的增加，MCD表現(xiàn)出較強的清除能力。4種干燥法清除能力大小依次為：MCD>MVD>MD>HAD。

圖2 不同干燥方法制備的杏肉全粉對羥自由基的清除能力

Figure 2 Hydroxyl radical scavenging ability of apricot powder prepared by different drying methods

圖3 不同干燥方法制備的杏肉全粉對超氧陰離子 自由基的清除能力

Figure 3 Superoxide anion radical scavenging ability of apricot powder prepared by different drying methods

2.3.4 干燥方式對杏肉全粉還原力的影響 由圖4可知，新鮮樣品表現(xiàn)出較好的還原能力，在選取的濃度范圍內(nèi)，隨著樣品濃度的增加，4種干燥方式處理的樣品還原力均增加。一般情況下，樣品的還原力越強，其抗氧化性也越高。4種干燥方式處理的杏肉全粉還原力存在顯著差異(P<0.05)，其中MCD法最優(yōu)，其次依次為MVD法、MD法和HAD法，與對羥自由基和超氧陰離子自由基的清除能力測定結(jié)果一致。

圖4 不同干燥方法制備的杏肉全粉的還原能力Figure 4 Reducing power of apricot powder prepared bydifferent drying methods

3 結(jié)論

干燥方式對杏肉全粉的營養(yǎng)成分、吸濕性、結(jié)塊性、堆積密度、休止角均有顯著影響。MVD和MCD 2種干燥方法對鮮杏總糖和還原糖保留較好，且MCD法的總酚和VC的損失最少，而HAD法的總酸保留最好。MD法制備的產(chǎn)品吸濕性和結(jié)塊度最低；MCD法制備的產(chǎn)品堆積密度和休止角最小，且產(chǎn)品感官品質(zhì)好。產(chǎn)品的還原力、清除DPPH自由基、超氧陰離子自由基和羥自由基的能力呈顯著的量效依賴性且存在顯著差異，MVD法制備杏肉全粉的DPPH自由基清除能力最強，而MCD法的對羥自由基、超氧陰離子自由基的清除能力最強，還原力也最大。

杏肉全粉可以作為食品配料用于即沖型固體飲料、烘焙食品與面條等主食食品的營養(yǎng)強化，也可作為營養(yǎng)功能性成分提取制備的原料等。適宜干燥技術(shù)的選擇取決于干燥產(chǎn)品特定的用途、設(shè)備的投資成本和運行費用等經(jīng)濟因素。綜合分析，MCD法在杏肉全粉制備中能較完整地保持其營養(yǎng)成分，品質(zhì)好且抗氧化性強，可作為制備杏肉全粉經(jīng)濟節(jié)能的適宜干燥新方法。