干燥溫度和切片厚度對柿子片干燥特性與品質影響

盛金鳳，王雪峰，雷雅雯，李昌寶，李江闊，羅自生，周主貴，唐杰，陳茜，零東寧*，孫健*

（1.廣西農業科學院農產品加工研究所，廣西 南寧 530007；2.廣西果蔬貯藏與加工新技術重點實驗室，廣西 南寧 530007；3.國家農產品保鮮工程技術研究中心（天津），天津 300384；4.浙江大學生物系統工程與食品科學學院，浙江 杭州 310058）

柿子是我國的一種傳統水果，通常分為澀柿和甜柿兩大類。據聯合國糧食及農業組織（Food and Agriculture Organization of the United Nations，FAO） 統計，2019年我國柿子樹的栽培面積約為9.20×105公頃，產量約為3.25×106噸，分別占世界總栽培面積和總產量的93%和75%。其中廣西是我國最大的柿子產區，主要品種為月柿（水柿），集中在桂林恭城、平樂一帶。柿果不僅含有許多糖類及多種礦物質，還含有類胡蘿卜素、膳食纖維、維生素C等活性成分[1-2]，其中黃酮、單寧、酚酸類物質含量豐富[3-4]。

干燥對農作物儲藏期間品質控制和減少采后損失具有重要的作用[5-6]，干制加工不僅能大量、快速消耗原料、延長產品的貯藏期和銷售時間，而且能賦予產品特殊的風味和口感[7]。熱泵干燥是通過壓縮機制熱循環從低溫熱源獲取能量，在高溫條件作為有效熱能進行使用的一種干燥方式，具有節能、安全穩定等優點[8]。許多國家已經將熱泵干燥技術應用在食品烘干中[9]，熱泵干燥的農作物，其品質、顏色和氣味均優于傳統熱風干燥[10-11]。在我國熱泵干燥也在果蔬、糧食、水產品、木材、中藥材等農產品干燥方面開始廣泛應用[12-14]。

柿子含糖量比較高，不需要浸糖就可以開發出甜度適宜，口感軟糯的柿餅、柿子片等柿子加工制品，干制是柿子加工最常見的加工方式。目前熱泵干燥已經在柿子干制加工中開始廣泛的研究和產業化應用，張鵬霞等[15]利用熱泵干燥技術，將柿餅烘干周期從自然晾曬的40多天縮短為5 d～6 d，烘干柿餅色澤優于傳統柿餅，口感與傳統柿餅相當，而衛生程度與生產效率遠高于傳統工藝。陳佳歆[16]研究了柿子脫澀及柿子片干燥溫度對柿子特性和抗氧化的影響，但是對柿子片干燥后品質沒有進行更深入的探討。本文以我國產量最大的柿子品種“水柿”（恭城月柿）為原料，分析切片厚度和干燥溫度對柿子片干燥特性、質構、色澤、營養及感官品質的影響，進一步確定適宜柿子片的干燥溫度和厚度，為柿子片產品開發及品質穩定性控制提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

水柿（恭城月柿）：選取大小均勻、無機械傷、外觀整體較好，成熟度為85%～90%的月柿，2019年11月由桂林恭城豐華園食品有限公司運輸至廣西農業科學院農產品加工研究所實驗室后4℃冷藏備用。

葡萄糖：天津市科密歐化學試劑有限公司；無水乙醇、硫酸、丙酮、甲醇、2，6-二氯靛酚、3.5-二硝基水楊酸：成都市科隆化學品有限公司；苯酚、磷酸氫二鈉、檸檬酸鈉：成都金山化學試劑有限公司；冰乙酸、酒石酸鉀鈉、無水乙酸鈉、沒食子酸鎢酸鈉、鉬酸鈉、硫酸鋰：天津市大茂化學試劑廠；氫氧化鈉、草酸、偏磷酸、氯化鉀、磷酸二氫鉀、檸檬酸、無水碳酸鈉、三氯乙酸、氯化鐵、亞硫酸鈉、咔唑：天津博迪化工股份有限公司；Folin-酚：北京索萊寶科技有限公司；L（+）-抗壞血酸：北京索萊寶科技有限公司。以上試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

太陽能熱泵干燥烘房：廣西農業科學院農產品加工研究所自主研發；WGLL-230BE電熱鼓風干燥箱：天津市泰斯特儀器有限公司；400A多功能粉碎機：永康市紅太陽機電有限公司；CT310K質構儀：美國博勒飛公司；CM-3600A分光測色計：柯尼卡美能達控股公司；UV-6100紫外可見分光光度計：上海元析儀器有限公司；SIGMA3-18KS高速冷凍離心機：德國Sigma公司；ATX124精密電子天平：日本SHIMADZU公司；TD10002電子天平：余姚市金諾天平儀器有限公司；WJ-3A數顯恒溫三溫水浴鍋：常州市偉嘉儀器制造有限公司。

1.3 方法

1.3.1 不同厚度柿子片干燥

柿子去皮切片，切片厚度分別為1.00、1.25、1.50、1.75 cm，60℃條件下熱泵烘干，風速1.5 m/s，每隔1 h記錄柿子片質量，干燥至濕基含水量為20%時結束，晾至柿子片溫度達到25℃及以下時裝入食品密封袋中備用。

1.3.2 不同溫度柿子片干燥工藝

柿子去皮切片厚度1.25 cm，分別在溫度45、55、65、75℃條件下熱風干燥，風速1.5 m/s，每隔1 h記錄柿子片質量，干燥至濕基含水率為20%時結束，晾至柿子片溫度達到25℃及以下時裝入食品密封袋中備用。

1.3.3 干燥特性指標的測定

1.3.3.1 柿子片含水率計算

稱取干燥至一定時刻（t）樣品10 g，放入105℃干燥箱干燥至恒定質量，按式（1）計算t時刻濕基含水率MCub（%）。

式中：mt為干燥t時刻物料的質量，g；md為物料干基質量，g；當t為0時，MCub即為樣品初始濕基含水率，%。

1.3.3.2 水分比的計算

MR用于表示在干燥過程中物料殘余水分，一般用來反映物料干燥速率的快慢，計算公式如下。

式中：Mt為干燥t時刻柿子片干基含水率，%；Me為柿子片平衡干基含水率，%；M0為柿子片干燥初始干基含水率，%。

1.3.3.3 干燥速率

Nd通常用來表示干燥速率，定義為單位時間內每單位面積濕物料汽化的水分質量，計算公式如下。

式中：Nd為干燥速率，g（/g·h）；Md，i+1和Md，i分別為ti+1時刻和ti時刻干基含水率，%。

1.3.4 理化指標測定

水分測定參照105℃直接干燥法進行測定[17]；還原糖含量測定采用3，5-二硝基水楊酸法進行測定[18]；VC含量測定采用分光光度計法進行測定[19]；總糖含量測定采用“苯酚-硫酸法”進行測定[20]；可滴定酸采用氫氧化鈉溶液滴定法進行測定[20]；總酚測定采用福林酚法測定，結果以沒食子酸當量表示[21]。果膠含量測定采用“咔唑比色法”進行測定[22]；可溶性單寧測定采用分光光度法進行測定[23]。

1.3.5 質構測定

采用質構儀對柿子片質構特性進行分析，探頭型號TA5，TPA模式，目標距離5 mm，觸發點負載5 g，測試速度0.50 mm/s；測定柿子片硬度、咀嚼性、內聚性、彈性、膠著性，每個樣品平行8次。

1.3.6 色澤測定

采用分光測色儀測定柿子片色澤，結果采用L*值（明/暗）、a*值（紅/綠）、b*值（黃/藍）表示，柿子片隨機取點測定色澤，每個樣品平行8次。

1.3.7 感官評定

參考賈洋洋等[24]的感官得分標準并稍作改動，由10位評分員分別對不同成熟度的柿子片色澤、氣味、組織形態、滋味和口感5個方面做出評分。感官得分標準見表1。

表1 柿子片感官得分標準Table 1 Sensory rating criteria for persimmon slices

1.4 數據處理

運用Excel 2007軟件進行數據處理，采用SPSS 22軟件的Duncan檢驗分析進行方差分析，P＜0.05表示差異顯著，使用origin 9.1對數據作圖。

2 結果與分析

2.1 柿子片干燥過程中水分比的影響

不同切片厚度柿子片干燥過程中水分比變化見圖1。

圖1 切片厚度對柿子片干燥過程中水分比的影響Fig.1 Effect of different thickness on water ratio of dried persimmon slices

由圖1可知，柿子片厚度越厚，在干燥過程中水分比下降越慢，厚度1.00 cm和厚度1.25 cm的柿子片在干燥中期（5 h～11 h）水分比較接近。柿子片越厚，柿子片內部水分蒸發越慢，所用時間也越久，干燥至柿子片水分比為0.063（濕基含水率20%）時厚度1.00、1.25、1.50、1.75 cm 的柿子片分別用時 14、17、20、21 h。

溫度對柿子片干燥過程中水分比的影響見圖2。

圖2 溫度對柿子片干燥過程中水分比影響Fig.2 Effect of different temperature on water ratio of dried persimmon slices

由圖2可知，在不同烘干溫度條件下，溫度越高，水分比下降越快，干燥至終點所用時間越短，45℃干燥至終點時間為21 h，75℃干燥時長僅為9 h，兩者時長之比為2.33。在干燥5 h時，45℃和75℃的水分比分別為0.455、0.212，45℃條件下的水分比是75℃條件下的2.15倍，由此可知溫度是影響柿子片水分比下降的關鍵因素。柿子片表面和烘房之間存在較大的濕度差，導致柿子片表面水分汽化，內部水分向表面擴散，溫度越高表面水分汽化速度越快，內部水分與表面水分的濃度差越大，水分比下降越快，隨著柿子片水分的減少，內部水分向柿子片表面遷移的難度逐漸增加，水分比下降隨之變得緩慢。

2.2 柿子片干燥過程中干燥速率的影響

干燥速率是指每平米干燥表面積每小時蒸發的水分量，不同厚度對柿子片干燥速率的影響見圖3。

圖3 不同厚度對柿子片干燥速率的影響Fig.3 Effect of different thickness on drying rate of persimmon slices

由圖3可知，1.75 cm厚度的柿子片在干燥前3 h的干燥速率始終最小，而其他3組干燥3 h后的柿子片干燥速率交錯變化，說明干燥3 h內物料厚度越厚，物料內部溫度升溫越慢，同時水分擴散的距離較長且擴散阻力增加導致干燥速率下降；干燥12 h后，厚度較厚的柿子片干燥速率大于柿子片較薄的干燥速率，這可能是由于薄的柿子片水分含量下降較快，干燥后期水分擴散阻力較大的原因。

不同溫度干燥柿子片的干燥速率變化見圖4。

圖4 不同溫度對柿子片干燥速率的影響Fig.4 Effect of different temperature on drying rate of persimmon slices

由圖4可知，柿子片在干燥前3 h，干燥溫度越高，干燥速率越大。干燥8 h時，45℃～75℃條件下的柿子片水分比分別下降至 0.163、0.150、0.112、0.090，從 8 h開始45℃條件下的柿子片干燥速率高于其他3組，較高溫度在柿子片內部形成的滲透壓低于45℃的柿子片內外水分差形成的滲透壓，所以干燥8 h后55、65、75℃的干燥速率低于45℃的干燥速率，且溫度越高，干燥速率越小。

2.3 干燥柿子片理化成分分析

柿子的糖分主要為果糖、葡萄糖、蔗糖，可能還含有半乳糖和阿拉伯糖[25]。表2為干燥柿子片理化成分分析結果。

表2 干燥柿子片理化成分分析Table 2 Nutrition analysis of persimmon slices

由表2可知，溫度和切片厚度對柿子片干燥后理化成分有一定的影響，還原糖和果膠含量隨著干燥溫度的升高呈現先升高后降低再升高的趨勢，含量分別為30.12%～36.01%和32.03%～41.25%；總糖含量呈現先降低后升高的趨勢。不同干燥溫度可滴定酸含量在0.29 mg/g～0.46 mg/g之間，VC含量在55℃條件下含量最高，為694.30 mg/100 g，是75℃條件下的6.76倍。

不同切片厚度的柿子片還原糖含量差異較小，1.00 cm～1.50 cm厚度的柿子片還原糖含量在36.06%～36.67%之間，1.75 cm的柿子片還原糖含量略高于其他組，為38.29%。柿子片總糖含量在54.25%～63.30%，各組之間存在顯著性差異（P＜0.05）。結合圖1可知，可知切片厚度不同，所需干燥時間不同，說明柿子片的干燥時間對柿子片總糖含量影響顯著。不同厚度的柿子片果膠含量在41.06%～43.10%，可滴定酸含量在0.24mg/g～0.41mg/g，VC含量在104.29mg/g～210.68 mg/g，其中1.75 cm切片厚度的柿子片VC含量最低。

2.4 干燥對柿子片總酚含量的影響

酚類化合物是含羥基的芳烴衍生物，主要包括酚酸類、類黃酮類和單寧類[26]。總酚是柿子主要活性物質，柿果實的總酚對金黃色葡萄球菌和大腸桿菌有顯著的抑制能力，并具有顯著的抗氧化能力[27]。不同厚度對柿子片總酚含量影響見圖5。

圖5 不同厚度對柿子片總酚含量的影響Fig.5 Effects of different thickness on total phenol content of persimmon slices

由圖5可知，隨著柿子片厚度的增加，柿子片中總酚含量呈現逐漸下降的趨勢，柿子片厚度對柿子片中總酚含量有顯著性影響（P＜0.05）。1.00 cm厚度的柿子片干燥后總酚含量為10.09 mg/g，1.75 cm厚度的柿子片總酚含量為6.77 mg/g，前者為后者的1.49倍。柿子片厚度越厚，干燥所用的時間越長，在干燥過程中總酚損失越多。

不同溫度對柿子片總酚含量的影響見圖6。

圖6 不同溫度對柿子片總酚含量的影響Fig.6 Effects of different temperature on total phenol content of persimmon slices

由圖6可知，隨著干燥溫度升高，總酚含量呈現先升高再降低的趨勢，溫度對柿子片總酚含量有顯著性影響（P＜0.05）。45℃條件下柿子片總酚含量低于55℃對應的總酚含量，這可能是由于柿子內酚類物質通過酯鍵與細胞壁中木聚糖相結合形成結合酚，高溫促進了共價鍵的斷裂，使酚類物質更易溶出和提取[28]。55℃條件下干燥的柿子片總酚含量為21.08 mg/g，65℃條件下柿子片總酚含量降至12.69 mg/g，75℃對應的總酚含量為9.46 mg/g，僅為55℃干燥條件下的44.9%。溫度越高，總酚損失越大，總酚熱穩定性越差，且總酚在高溫條件下易分解[29]。

2.5 干燥對柿子片可溶性單寧含量的影響

單寧類物質為大分子酚類化合物，可分為水溶性單寧和縮合單寧，可溶性單寧是由單糖與沒食子酸及其衍生物形成的單寧，縮合單寧是由黃烷-3-醇類單體縮合而成的單寧[30]。柿子中的澀味主要來源于柿子中的可溶性單寧，當柿子產品中可溶性單寧含量高于0.1%時，澀味明顯，因此柿子加工制品中要求柿子產品中可溶性單寧含量小于0.1%。

不同厚度對柿子片單寧含量的影響見圖7。

圖7 不同厚度對柿子片單寧含量的影響Fig.7 Effects of different thickness on soluble tannin content of persimmon slices

由圖7可知，不同厚度的柿子片可溶性單寧含量都在0.08%～0.11%之間，1.75 cm厚度的柿子片干燥后可溶性單寧含量最低（0.08%），說明干燥時間越長，可溶性單寧轉化為縮合單寧的量越多。

溫度對柿子片可溶性單寧含量的影響見圖8。

圖8 溫度對柿子片可溶性單寧含量的影響Fig.8 Effects of different temperature on tannin content of persimmon slices

由圖8可知，溫度對柿子片可溶性單寧含量影響顯著，隨著干燥溫度的升高，可溶性單寧含量呈現先升高后降低的趨勢，45℃條件下可溶性單寧含量為0.40%，55℃條件下可溶性單寧含量為0.75%，65℃和75℃條件下為0.12%，可溶性單寧的含量都高于口腔感受到柿子澀味的閾值，說明柿子在未經脫澀的情況下干燥存在柿子片澀味偏重的風險。

2.6 干燥對柿子片色澤的影響

柿子中含有豐富的類胡蘿卜素，柿子在發育成熟過程中新黃質、玉米黃質、β-隱黃質、β-胡蘿卜素等逐漸增加[30]。成熟過程中逐步從綠色轉變為青黃色、黃色、橘紅色、紅色。不同厚度對柿子片色澤的影響見圖9。

圖9 不同厚度對柿子片色澤的影響Fig.9 Effects of different thickness on color of dried persimmon slices

由圖9可知，不同厚度的柿子片干燥后色澤存在差異，1.50 cm 柿子片L*值最低，1.00、1.25、1.75 cm 的柿子片L*值沒有顯著性差異，a*值沒有顯著性差異（P＞0.05），a*值為 13.09～15.72。b*值隨著柿子片厚度的增加呈現先降低后增加的趨勢，為26.84～33.47。

不同溫度對柿子片色澤的影響見圖10。

圖10 不同溫度對柿子片色澤的影響Fig.10 Effects of different temperatures on the color of persimmon slices

由圖 10 可知，在不同溫度中，45、55、75℃的 L* 值要高于65℃，且與65℃的L*值存在顯著差異（P＜0.05），說明這3個溫度烘干的柿子片亮度較好，55℃條件下L*值最高。45、55、65℃的a*值顯著高于75℃（P＜0.05），說明越低溫度烘干，柿子片色澤越紅。45、55℃烘干柿子片b*值顯著高于65、75℃烘干柿子片（P＜0.05），說明低溫度烘干的柿子片黃度較高。

2.7 干燥對柿子片質構和感官品質的影響

表3為不同干燥溫度和切片厚度的柿子片質構分析結果。

表3 干燥溫度和切片厚度對柿子片質構特性的影響Table 3 Effects of different thickness and temperatures on texture and sensory evaluation of persimmon slices

由表3可知，柿子片的質構特性呈現分段性差異，45、55℃的柿子片硬度、內聚性、膠著性和咀嚼性沒有顯著性差異。65、75℃的柿子片硬度、內聚性、膠著性和咀嚼性沒有顯著性差異。而不同溫度條件下柿子片彈性沒有顯著性差異，為1.59 mm～1.71 mm。45、55℃的柿子片硬度、咀嚼性和膠著性是65、75℃的柿子片對應數值的2倍以上，而低溫干燥（45、55℃）條件下柿子片內聚性低于高溫干燥組。

不同切片厚度的柿子片硬度、膠著性和咀嚼性均隨著柿子切片厚度的增加呈現先增加后降低的趨勢，柿子片硬度最大為1.50 cm條件下265.38 g，最小為1.00 cm條件下164.12 g。膠著性從1.00 cm條件下的117.38 g增加至190.62 g（1.50 cm）后降至126.62 g（1.75 cm）。而不同厚度柿子片內聚性和彈性沒有顯著性差異（P＞0.05）。

從感官得分可知，不同溫度和切片厚度對柿子片感官得分都有影響。不同干燥溫度條件下柿子片感官得分在55℃條件下分值最低為74.24，65℃條下分值最高為82.32，這是由于55℃條件下柿子片可溶性單寧含量較高，澀味明顯。不同厚度的柿子片感官得分結果可以看出，1.25cm和1.50cm厚度的柿子片分值都在85分以上，可接受度較高，感官得分最低為1.00 cm厚度的柿子片；不同厚度柿子片的硬度和膠著性差異較大，進而影響柿子片口感。

3 結論

干燥溫度和切片厚度對柿子片有顯著的影響，干燥溫度越低，切片厚度越厚，干燥所需要的時間越長，1.75 cm厚度的柿子片，1.00 cm厚度柿子片所需時間的1.5倍；45℃條件下柿子片干燥至終點時間為21 h，是75℃條件下干燥時長的2.33倍。VC含量在55℃條件下含量最高為694.30 mg/100 g，是75℃條件下的6.76倍；隨著干燥溫度升高，總酚含量呈現先升高再降低的趨勢；45℃和55℃條件下可溶性單寧含量分別為0.40%、0.75%，而65℃和75℃條件可溶性單寧含量為0.12%，說明柿子在未經脫澀的情況下干燥存在柿子澀味口感偏重的風險。干燥溫度和切片厚度對柿子片硬度、咀嚼性和膠著性影響顯著，對柿子片色澤、氣味、組織形態、滋味、口感綜合感官得分得出干燥溫度60℃切片厚度1.25 cm和1.50 cm的柿子片分值都在85分以上，可接受度高。