王恒超,陈锦屏*,符 恒,张海生,肖旭霖,张蓓蕾
(陕西师范大学食品工程与营养科学学院,陕西 西安 710062)
骏枣干制过程中几种营养物质的变化规律
王恒超,陈锦屏*,符 恒,张海生,肖旭霖,张蓓蕾
(陕西师范大学食品工程与营养科学学院,陕西 西安 710062)
采用自然干制、热风干制和真空冷冻干制3种方式干制新疆骏枣,研究骏枣在干制过程中的VC、总酸、总糖、蔗糖、果糖、葡萄糖、可溶性蛋白质含量的变化规律。结果表明:在干制过程中,VC和总酸含量呈下降趋势,VC在干制过程中损失率极大;总糖、果糖和葡萄糖含量均呈上升趋势,而蔗糖含量呈下降趋势;可溶性蛋白质含量呈先下降后上升的趋势。以上几种营养物质的保存过程中,真空冷冻干制保存率最高,热风干燥次之,自然干制最低。
骏枣;干制;营养物质;变化
枣树(Zizyphus jujubeMill)是我国特产果树,其成熟果实统称红枣或大枣,营养价值极高而享誉中外。红枣除少量鲜食外,大多需经过干制以利于贮存或作为加工原料[1]。干制是红枣加工的基础技术,主要方式有自然干制、热风干制、真空冷冻干制等[2]。我国枣树栽培面积和枣产量均占世界的98%以上[3],对红枣的研究主要集中在国内且对栽培育种的研究报道较多,红枣在干制过程中营养物质变化规律的研究比较零散[4-9],缺乏整体评价。本实验采用自然干制、热风干制、真空冷冻干制3种方式干制红枣,研究骏枣在干制过程中VC、总酸、总糖、蔗糖、果糖、葡萄糖及可溶性蛋白质的含量及其变化规律,有助于制定科学、实用的干制工艺方法,并为红枣干制过程中的品质控制提供参考。
1.1 材料与试剂
红枣:新疆和田骏枣,在骏枣堆中,随机取出表皮红润有光泽,形状及大小差异不大的新鲜骏枣200kg作为试材。
9 5%乙醇、C u S O4、次甲基蓝、酒石酸钾钠、NaOH、亚铁氢化钾、盐酸等均为分析纯;果糖、葡萄糖、蔗糖、乙腈等均为色谱纯;实验用水为重蒸水。
1.2 仪器与设备
高效液相色谱仪 日本岛津公司;农产品节能环保型烘房、两炉一囱回火升温式烘房[10]杨凌博通农业装备科技公司;HWS26型恒温水浴锅 上海一恒科技有限公司;DGX-9073B-1电热鼓风干燥箱 上海福玛实验设备有限公司;LGJ-10真空冷冻干燥机 北京松源华兴科技发展有限公司;FW-100型粉碎机 北京市永光明医疗仪器厂;DL-4C低速大容量离心机 上海安亭科学仪器厂。
1.3 方法
1.3.1 自然干制
将新鲜骏枣分成10份,每份质量为10kg,10月上旬在新疆生产建设兵团农14师昆仑山枣业有限责任公司的枣场,将鲜骏枣铺于彩色塑条布上,上午10时开始晾晒,至14时将枣堆积,用塑条布遮盖以免烈日灼伤,16时揭开塑条布,令其继续晾晒至20时,再将枣堆积用塑条布遮盖,如此继续10d至12d,当骏枣含水量为25%左右[11],即可停止晾晒。该枣场系塔克拉玛干沙漠南缘,平均日照10h以上,昼夜温差最高达21℃,晾晒期间最高气温43℃,最低气温22℃。空气相对湿度平均50%左右。
1.3.2 热风干制
采用抛物线式升温方式。将烘房升温后,6h内平稳升温至55~60℃为受热阶段,继续在8~12h升温至60~65℃,不超过65℃为蒸发阶段,再延长6h温度逐渐下降到不低于50℃为干制完成阶段。烘干时间共需24h左右,令红枣水分达到27%左右停止干制(因枣出烘房后受热扩散影响,半小时内会继续干燥脱水至25%左右)。每隔3h取样一次,测定VC、总酸、总糖、蔗糖、果糖、葡萄糖及可溶性蛋白质含量。
1.3.3 真空冷冻干燥
将鲜枣去核,横切成1cm薄片,于-25℃低温冰箱中迅速冻结,取出后于真空冷冻干燥机中进行干制,干燥时间一般在12h左右[12-13],直至枣果含水量达到25%左右为止。每隔3 h取样一次,测定V C、总酸、总糖、蔗糖、果糖、葡萄糖及可溶性蛋白质含量。
1.3.4 样品制备
将处理后的红枣用小刀沿果实纵向将果肉平分为两部分, 以一级骏枣为例,枣果从表皮到枣核之间的果肉,平均厚度为1.2cm,表皮距枣核0.6cm以内果肉成为表层果肉,0.6cm以里到枣核的果肉称为里层果肉,去核,将两部分果肉在低温条件下研磨,定容,避光处静置2.5h。
1.3.5 指标测定
VC含量的测定:参考文献[14];总糖含量的测定:参考文献[15];总酸含量的测定:参考文献[16];可溶性蛋白质含量的测定:参考文献[17]。
1.3.6 蔗糖、果糖、葡萄糖含量的测定
采用高效液相色谱法[18]。样品先去核,在50℃真空烘干机中烘干,放置于干燥器中干燥冷却。用高速粉碎机将样品粉碎,称取1.0000g枣粉,分别用100、50、50mL的95%乙醇溶液于50℃水浴中提取3次,每次2h,合并滤液,3000r/min离心10min,过滤。滤液直接用液相色谱分析。液相色谱条件:柱温:35℃。检测池温度:35℃。液 35℃;流动相: 乙腈-乙酸乙酯-水体积比60:25:15;超声脱气,经过0.45μm 滤膜过滤。流速:0.6mL/min;进样体积:1 0μL。
2.1 干制过程中骏枣VC含量变化规律
图1 骏枣VC含量经自然干制的变化规律Fig.1 Change regularity of vitamin C in Jun jujubes during natural drying process
由图1可知,自然干制对VC有较大破坏作用,随着干燥时间延长,VC保存率降低,尤其在干制的前3d,VC含量急剧下降,由最初的425.50mg/100g降至31.25mg/100g(表层果肉),第4天降至18.28mg/100g,此后下降幅度变小,基本趋于平衡,表层果肉和深层果肉VC含量变化趋势基本一致。这可能是由于VC中烯二醇基结构极易氧化,表层果肉比深层果肉更易接近空气中的氧气,而至第4天VC含量降至18.28mg/100g时,枣果表层皱缩,空气难以入内,第12天时VC保存率为3.42%,深层果肉VC保存率为3.52%。又可能因VC有4种异构体,4d以后VC含量近似水平线的原因尚待进一步研究。
图2 骏枣VC含量经热风干制、真空冷冻干制的变化规律Fig.2 Change regularity of vitamin C in Jun jujubes during hot air drying and vacuum freeze-drying processes
由图2可知,随着热风干制时间延长,VC含量逐渐降低,6h后开始大幅度下降,是因为烘制6h后烘房内温度达到60℃,VC大量被高温破坏氧化,在干制18h之后下降趋势变缓,烘干结束时VC含量为31.60mg/100g,保存率为7.35%。VC在真空冷冻干燥过程中减少量较小,VC保存率达24.35%,这说明真空冷冻干燥方式能较好保护骏枣中VC。
2.2 干制过程中骏枣总酸含量变化规律
图3 骏枣总酸含量经自然干制的变化规律Fig.3 Change regularity of total acids in Jun jujubes during natural drying process
图4 骏枣总酸含量经热风干制、真空冷冻干制的变化规律Fig.4 Change regularity of total acids in Jun jujubes during hot air drying and vacuum freeze-drying processes
由图3、4可知,随着自然干制时间延长,呼吸作用可能急剧消耗总酸,致使总酸含量由干制初期的1.08%降至0.67%(表层果肉与深层果肉平均值),保存率仅为62.23%,表层果肉和深层果肉总酸含量的降低趋势基本一致。随着热风干制时间延长,呼吸作用加强,大量消耗有机酸,致使总酸含量由1.08%降低至0.39%(12h时),当温度升至60℃左右时,可能因酶活性被极度抑制,呼吸作用停止,有机酸停止消耗,此时已烘制达15h,枣果水分含量降至40.80%,水分含量继续下降,致使总酸含量相对提高至0.53%,后趋于平衡态势下微有升高,终点时,总酸保存率为50.93%。真空冷冻干燥条件下,骏枣总酸含量总体呈下降趋势,但下降幅度较小,至干制结束下降至0.83%,总酸保存率为76.85%,原因是低温抑制红枣的呼吸作用,消耗的有机酸相对较少。
2.3 干制过程中骏枣总糖含量变化规律
由图5、6可知,自然干制过程中随着干制时间延长,骏枣总糖含量由31.56%上升至63.47%,这主要是因为干制过程中水分含量因蒸发而逐渐降低;热风干制前6h之内,烘房温度较低,水分蒸发速度慢,骏枣含水量较高(68.42%),致使总糖含量上升趋势缓慢。6h至18h的干制过程中,骏枣总糖含量随水分的急剧蒸发而显著上升,由35.45%上升至67.93%,变化幅度较大,18h后至干制结束,温度逐渐降低,水分蒸发量较少,总糖含量变化趋势平稳;真空冷冻干制过程中骏枣总糖含量因水分逐渐蒸发而平稳上升。在干制过程中,由于水分蒸发导致枣果含水量降低,使得骏枣所含糖分相对含量增高。
图5 骏枣总糖含量经自然干制的变化规律Fig.5 Change regularity of total sugar in Jun jujubes during natural drying process
图6 骏枣总糖含量经热风干制、真空冷冻干制的变化规律Fig.6 Change regularity of total sugar in Jun jujubes during hot air drying and vacuum freeze-drying processes
2.4 干制过程中骏枣蔗糖、果糖和葡萄糖含量变化规律
图7 骏枣蔗糖、果糖和葡萄糖含量经自然干制的变化规律Fig.7 Change regularity of sucrose, fructose and glucose in Jun jujubes during natural drying process
图8 骏枣蔗糖、果糖和葡萄糖含量经热风干制、真空冷冻干制的变化规律Fig.8 Change regularity of sucrose, fructose and glucose in Jun jujubes during hot air drying and vacuum freeze-drying processes
由图7、8可知,自然干制过程中可溶性糖的增幅趋势均较平稳。热风干制前12h果糖和葡萄糖增长幅度较大,分别由初期的14.23%和12.52%增长至30.65%和25.86%,干制中后期变化趋势变缓,但整个干制过程中果糖含量始终高于葡萄糖含量。蔗糖含量在干制过程中呈下降趋势,自然干制过程下降趋势平缓,热风干制前12h下降幅度较大,由32.64%下降至16.36%。分析认为,在热风干制前期(6h内),烘房温度逐渐平缓上升,致使枣果体温不高而含水量高,蔗糖水解为葡萄糖和果糖,致使葡萄糖和果糖含量显著提高。真空冷冻干制过程中葡萄糖、果糖和蔗糖含量变化幅度都较小,这可能是因为在低温(-25℃)条件下,酶活性较低直至被抑制,不利于蔗糖转化。
2.5 干制过程中骏枣可溶性蛋白质含量变化规律
图9 骏枣可溶性蛋白质含量经自然干制的变化规律Fig.9 Change regularity of soluble proteins in Jun jujubes during natural drying process
图10 骏枣可溶性蛋白质含量经热风干制、真空冷冻干制的变化规律Fig.10 Change regularity of soluble proteins in Jun jujubes during hot air drying and vacuum freeze-drying processes
由图9、10可知,自然干制过程中骏枣可溶性蛋白质含量由64.8mg/g下降至40.3mg/g,下降趋势较缓,干制9d后趋于平衡,保存率为62.19%;热风干制过程中随着干制时间延长,骏枣可溶性蛋白质含量呈先下降后上升趋势,干制前期温度逐渐升高,可溶性蛋白质含量下降速度较快,干制至12h时可溶性蛋白质含量最低为25.3mg/g,保存率为39.04%,后趋于稳定;真空冷冻干燥对可溶性蛋白质含量的影响不大,整个过程中变化幅度很小,至干制完成时,含量达60.2mg/g,保存率为92.90%。干制过程水分含量变化同图1、2。
不同干制方式对红枣营养物质影响较大。骏枣VC经12d自然干制后表层果肉和深层果肉的VC保存率仅为3.42%和3.52%。热风干制在干制中期高温条件对VC破坏作用较大,温度逐渐降低至终点时VC保存率仍达7.35%,较自然干制VC保存率高3.88%。真空冷冻干制对骏枣VC的保存率最高,为24.35%。骏枣总酸在干制过程中,损失量较低,其保存率均较高,分别为自然干制62.23%、热风干制50.93%、真空冷冻干制76.85%。骏枣的总糖、果糖、葡萄糖含量因干制进程中水分含量的降低而逐渐上升,变化趋势基本一致。可溶性蛋白质在干制过程中总体呈先下降后上升趋势。
3种不同干制方式对骏枣几种营养物质保存率证实,真空冷冻干制保存率均较高,是较好干制方式,本实验中真空冷冻干制工艺可行,但因其一次性设备投资较大,单位时间生产量较低,目前在生产上很少应用。本实验的热风干制工艺可行,但应注意干制中期干制温度不可高于65℃。而在新疆进行自然干制时,干制的前3d要注意每日的12时至16时需对红枣进行遮荫。
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Change of Several Nutrients in Jun Jujube during Drying Process
WANG Heng-chao,CHEN Jin-ping*, FU Heng,ZHANG Hai-sheng,XIAO Xu-lin,ZHANG Bei-lei
(College of Food Engineering and Nutritional Science, Shaanxi Normal University, Xi’an 710062, China)
Three drying methods including natural drying, hot air drying and vacuum freeze-drying were used to explore the change rule of vitamin C, total acids, total sugar, sucrose, fructose, glucose and soluble proteins in Xinjiang grown Jun jujubes during drying process. The results showed that the contents of vitamin C and total acids revealed a decline, the contents of total sugar, fructose and glucose exhibited an increase trend while the content of sucrose declined, and the content of soluble proteins revealed an initial decrease followed by an increase in Jun jujubes during three drying processes. The impact of three drying methods on retention rate of the above-mentioned nutrients was different. Vacuum freeze-drying resulted in the highest retention rate, followed by hot air drying and natural drying.
Jun jujube;drying process;nutrients;change
TS201.1
A
1002-6630(2012)15-0048-04
2012-04-10
科技部农业成果推广项目(2011GB23600017);陕西省教育厅科学研究计划项目(11JK0635);西安市科技计划项目(CYX1129);陕西师范大学勤助科研创新基金项目(QZZD12066)
王恒超(1984 —),男,硕士研究生,研究方向为农产品加工。E-mail:wanghengchao@snnu.edu.cn
*通信作者:陈锦屏(1937 —),女,教授,本科,研究方向为果品蔬菜加工工艺。E-mail:chenjp@snnu.edu.cn