熱風干燥溫度對大果山楂干燥產品品質的影響

郭婷 ，吳燕，陳益能，段振華 ，任愛清 ，蒙娟

1.賀州學院食品與生物工程學院（賀州 542899）；2.賀州學院食品科學與工程技術研究院（賀州 542899）；3.湖南農業大學信息科學技術學院（長沙 410128）

大果山楂屬薔薇科，是由傳統的小果山楂經過選育嫁接而得[1]，因果實比普通山楂大而得名，果實酸甜可口，在廣西種植面積廣，是優良的地方特色品種。大果山楂含有豐富的維生素、多酚、黃酮類、熊果酸和單寧等物質，具有預防腫瘤、降壓、抑菌、抗氧化和提高免疫力等保健功效[2]，其果實大且果肉厚，果實加工得率高。大果山楂現已被加工成山楂粉[3]、山楂干片[1]、山楂果脯、山楂醋、山楂酒、山楂茶等系列食品[4]。

新鮮果蔬原料經干燥脫水加工，質量減輕、體積縮小、貯藏期延長，可降低運輸、包裝成本，增加產品流通性及附加值。熱風干燥操作簡單、加工成本低，是目前使用最廣泛的一類果蔬干燥方式，研究表明干燥溫度對果蔬干制產品品質影響較大。馬越等[5]發現熱風干燥溫度對品質影響較大，75 ℃下胡蘿卜的β-胡蘿卜素含量、復水比、微觀結構的特性最好；韋玉龍等[6]發現低溫、高溫干制過程對果肉細胞形態的改變均有較大影響，且高溫條件影響更大；楚文靖等[7]研究了干燥溫度對火龍果干燥特性和品質變化的影響，結果表明干燥溫度越高，火龍果片的干燥速率越快，干燥時間越短，干燥溫度對紅心火龍果片的色澤影響不顯著。目前，對于大果山楂熱風干燥研究集中在干燥動力學模型的建立[8]及預處理對干燥產品品質的影響[1]，但關于熱風干燥溫度對大果山楂干燥產品的品質影響還鮮有報道。

以廣西大果山楂為研究對象，研究不同干燥溫度對大果山楂干燥產品的硬度、色差、褐變度、復水比、表觀密度等品質的影響，并探討干燥溫度與大果山楂品質的相關性，為大果山楂熱風干燥提供一定的數據參考。

1 材料與方法

1.1 材料

市售新鮮大果山楂。

1.2 主要儀器與設備

DHG-9145A型熱恒溫鼓風干燥箱（上海齊欣科學儀器有限公司）；Sh10A型水分快速測定儀（上海精密科學儀器有限公司）；TA.XT Plus型質構儀（英國Stable Micro System公司）；TCP2型全自動測色色差計（北京奧依克光電儀器有限公司）；722N型可見分光光度計（上海光譜儀器有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程

新鮮大果山楂→清洗→去皮、去核→切片→熱燙→冷卻→凍融預處理→熱風干燥→山楂片

新鮮大果山楂洗凈去皮、去核后沿著組織生長方向切至厚度為7 mm的均勻片狀；將切片后的鮮大果山楂置于沸水中燙漂2 min，料液比為1∶2（g/mL）；先將熱燙冷卻后的大果山楂置于-16 ℃的條件下冷凍14 h，再置于8 ℃的條件下解凍24 h，整個完整的過程即稱為凍融1次，參考文獻[1]進行凍融2次預處理；分別取500 g凍融預處理后的大果山楂，平鋪于干燥溫度為55，60，65和70 ℃的熱風干燥箱，每隔15 min稱1次質量，干燥至水分含量≤7%（干基計）。

1.3.2 硬度和色差

采用質構儀TPA測定硬度，峰值即為硬度；色差測定以白板為標準，測定各試驗組樣品的亮度L、紅度a、黃度b和色差ΔE，每組樣品重復測定3次，結果取平均值。

1.3.3 褐變度

將樣品加入10 mL 80%乙醇溶液，搖勻，在室溫下避光反應30 min，取上清液測定其在420 nm處的吸光度。測得吸光度越大，說明褐變程度越大。褐變度按（1）式計算。

式中：A為樣品吸光度；V為提取液體積，mL；M為樣品的質量，g。

1.3.4 復水比

取一定質量的干燥產品，置于50 ℃溫水中恒溫浸泡90 min，每隔10 min取出，用濾紙吸干表面水分后稱其質量，每組樣品重復測定3次，結果取平均值。復水比按式（2）計算。

式中：RC為浸泡r min時干制品對應的復水比；Mr為浸泡r min復水后質量，g；Md為復水前干燥產品質量，g。

1.3.5 表觀密度

表觀密度是指在自然狀態下單位體積的質量，表觀密度可用來表征產品表面收縮程度和結構疏松度，可采用填充法測定。表觀密度按式（3）計算。

式中：ρ為表觀密度，g/mL；M為干燥山楂的質量，g；V為干燥山楂與填充物的總體積，mL；V0為填充物體積，mL。

1.3.6 維生素C含量

按照GB 5009.86—2016《食品中抗壞血酸的測定》[9]測定，結果以每百克樣品中含維生素C質量（mg）表示，每組樣品重復測定3次。

1.3.7 總酸含量

按照GB/T 12456—2008《食品中總酸的測定》[10]測定。

1.3.8 黃酮含量

采用蘆丁比色法[11]測定。

1.3.9 水分含量及失水速率

按GB 5009.3—2010執行。

1.4 數據的統計分析

采集的試驗數據用SPSS 18.0進行分析，用Sigma Plot 10.0軟件進行繪圖。

2 結果與分析

2.1 干燥溫度對凍融大果山楂干燥特征曲線的影響

由圖1可知，隨著干燥溫度的升高，大果山楂片干燥至終點所需的時間縮短。當干燥溫度為70 ℃時，所需干燥時間為300 min，較65 ℃時縮短了60 min；55℃時所需干燥時間最長，為520 min，其中60 ℃時所需干燥時間較55 ℃時縮短了10 min，65 ℃時所需干燥時間較60 ℃時縮短了150 min。

圖1 不同干燥溫度下大果山楂干燥曲線

由圖2可知，凍融大果山楂熱風干燥主要分為加速期和降速期2個階段，與劉艷等[8]研究結果一致；在經過較短暫預熱的加速階段后，干燥速率均達到頂峰，隨后進入一個較長的降速階段，干燥中期即為降速階段，此階段大果山楂干燥速率隨著干燥溫度的升高整體呈現逐漸加快的趨勢，當溫度為55 ℃時，大果山楂干燥前期、中期的干燥速率均較其它組慢；在干燥末期，各試驗組干燥速率均較小，差異不明顯。

圖2 不同干燥溫度下大果山楂干燥失水速率曲線

2.2 干燥溫度對大果山楂干制品色澤及褐變度的影響

由表1可知，鮮樣褐變度均低于各溫度干制的山楂片褐變度，隨著干燥溫度的升高，褐變度逐漸增大后呈下降趨勢：65 ℃＞60 ℃＞70 ℃＞55 ℃＞鮮樣，各試驗組褐變度差異顯著（p＜0.05），此變化可能與酶促褐變反應有關，隨著溫度的升高，酶促褐變反應速度加快，酶活性達到較佳，故山楂干制品褐變度增加。紅度較鮮樣增大，干燥后的山楂片色澤偏紅，當溫度較高（70 ℃）時，酶易失活，酶促褐變反應減慢，故褐變度呈下降趨勢；不同熱風干燥溫度制得大果山楂片的亮度和黃度均小于鮮樣，紅度和色差均大于鮮樣，且與鮮樣色澤差異顯著（p＜0.05），山楂片經過熱風干燥后，色澤較鮮樣變化大，60 ℃時產品色差最大，不同熱風干燥溫度制得的山楂干制片的紅度差異不顯著（p＞0.05），65 ℃與55 ℃的山楂干制品亮度差異不顯著（p＞0.05）。故從能耗及效率方面考慮，選用60 ℃以上的干燥溫度，制得的干制品色澤更好、更合理。

表1 不同熱風干燥溫度對大果山楂片色澤及褐變度的影響

2.3 干燥溫度對大果山楂干制品復水性的影響

在相同條件下，干制品的復水性越好，測得的復水比越大；不同熱風干燥溫度制得的凍融大果山楂片隨著復水時間的增加，各階段復水性結果如圖3所示。熱風干燥制得的大果山楂片的復水比隨著復水時間的增加而增大，復水初期復水比增加速率較快，復水40 min后，大果山楂干制品的復水比基本趨于穩定，復水比增加不明顯，干制品復水基本達到飽和；在整個復水過程中，60 ℃的干制品復水比均高于其它試驗組，65 ℃和70 ℃兩個試驗組的復水特性較接近，隨著復水時間的增加，復水比差別不明顯，55 ℃的干制品復水速度較慢，達到復水飽和所需的時間更長，可能是溫度較低時，大果山楂片經過較長時間的干燥過程，易出現卷縮，致使最終所得干制品皺縮嚴重，內部組織結構較緊密，外表面接觸面積較小，不能較好地吸收水分，故復水速度較慢。如對大果山楂干制加工品的復水性要求較高，可采用60 ℃進行熱風干燥加工，如對復水性無特別要求，綜合考慮加工能耗、產品色澤，選用65 ℃更合理。

2.4 干燥溫度對大果山楂干制品硬度及表觀密度的影響

由圖4可知，隨著凍融次數的增加，大果山楂干制片的硬度和表觀密度整體均呈先減小后增大的變化趨勢：70 ℃＞55 ℃＞66 ℃＞60 ℃。65 ℃的硬度及表觀密度均處在最低值，說明樣品的收縮程度最小；55 ℃山楂干制品的表觀密度較大，說明產品皺縮程度較大，結構較緊密，內部孔隙較小，故產品表現出硬度較大的特點，此結論與圖3討論的復水性研究結果一致；干燥溫度為60 ℃和65 ℃的山楂干制品硬度、表觀密度差異均不顯著（p＞0.05），但隨著熱風干燥溫度繼續升高，山楂干制品的表觀密度和硬度有所增加，可能是山楂片在干燥初期，表面易迅速脫水硬化，致使表層纖維組織結構硬化。綜合圖1可知，65℃時所需干燥總時間較60 ℃時可縮短150 min，故采用65 ℃進行熱風干燥不僅效率較高，且干燥產品硬度、表觀密度均較低。

2.5 干燥溫度對大果山楂干制品營養成分的影響

由圖5可知，隨著干燥溫度的升高，維生素C和總酸含量呈先逐漸升高后降低的變化趨勢，黃酮含量呈先減少后升高的趨勢，60 ℃與70 ℃制得的大果山楂片的維生素C含量差異不顯著（p＞0.05），其它試驗組間的黃酮、維生素C和總酸含量差異顯著（p＜0.05），其原因可能是維生素C作為一種酸類物質，對溫度較敏感，故在較高溫度干燥時損失較多，而干燥溫度較低，所需干燥時間更長，其損失量也增加，維生素C保存率下降會導致干制品總酸含量的下降，而揮發性酸類物質散失也會導致總酸降低[3]，故70 ℃制得大果山楂片總酸含量較60 ℃低，而維生素C含量略高于60 ℃；黃酮具有較強的抗氧化性，大果山楂片中的黃酮在干燥加工過程中易發生酚類的氧化反應，隨著干燥溫度的上升，反應速度加快，黃酮殘存量下降，在65 ℃時達到最低值，70 ℃黃酮殘存量較65 ℃高，可能與干燥加工時間有關。結合圖1可知，70 ℃時發生酚類的氧化反應總體時間較65 ℃縮短了約1 h。

圖3 熱風干燥溫度對大果山楂復水比的影響

圖4 熱風干燥溫度對大果山楂硬度和表觀密度的影響

圖5 熱風干燥溫度對大果山楂營養成分的影響

2.6 相關性分析

熱風干燥溫度與大果山楂熱風干制品理化指標的相關性分析見表2，并對浸泡40 min山楂片的復水比進行相關性分析。熱風干燥溫度與復水比、表觀密度和營養成分含量的相關性較弱，與硬度、黃度和干燥時間呈顯著相關性（p＜0.05），其中與硬度呈顯著正相關性，相關系數為0.970，與黃度和干燥時間呈顯著負相關性，且相關系數絕對值均在0.850以上；干燥溫度與其它理化特性指標均呈極顯著相關性（p＜0.01），其中與褐變度、紅度、色差呈極顯著正相關性，相關系數均在0.900以上，與亮度呈極顯著負相關性，相關系數絕對值為0.924。綜合上述分析表明，熱風干燥溫度對大果山楂干燥產品的硬度、色澤等物理品質有較大影響。

表2 干燥溫度與測量指標間的相關性

3 結論

合理的熱風干燥溫度可以在提高干燥效率的同時，獲得理化品質較佳的大果山楂干燥產品。隨著熱風干燥溫度的增加，干燥時間逐漸縮短，65 ℃時干燥大果山楂效率較高，干燥時間較60 ℃時縮短了29%，且制得的干燥產品維生素C和總酸保存率最高，硬度、表觀密度均較低，表現出較好的口感，黃度與鮮樣最接近，色澤較好。研究表明，干燥溫度與硬度、黃度和干燥時間呈顯著相關性（p＜0.05），與褐變度、紅度、色差呈極顯著正相關性（p＜0.01），與亮度呈極顯著負相關性（p＜0.01）；因此，可通過合理調控干燥溫度來控制大果山楂干燥產品的品質并提高加工效率。