前处理方法对鲜枣压差膨化效果的影响

卢亚婷，罗仓学，史 超

（1.陕西科技大学生命科学与工程学院，陕西 西安 710021；2.陕西农产品加工技术研究院，陕西 西安 710021；3.空军工程大学装备管理与安全工程学院，陕西 西安 710051）

前处理方法对鲜枣压差膨化效果的影响

卢亚婷1,2，罗仓学1，史 超3

（1.陕西科技大学生命科学与工程学院，陕西 西安 710021；2.陕西农产品加工技术研究院，陕西 西安 710021；3.空军工程大学装备管理与安全工程学院，陕西 西安 710051）

通过单因素试验和对比实验，研究了冷冻处理、预干燥处理、高压处理结合压差膨化技术对鲜枣膨化效果的影响。结果表明：1）冷冻处理温度为-18 ℃时，处理240 min的大枣脆度较好；高压处理压强为180 MPa，5 min产品的脆度较好；预干燥处理中不经过干燥处理的产品脆度和亮度较好；2）-18 ℃条件下冷冻处理240 min之后膨化，膨化温度为85 ℃，0.2 MPa时色差L*值和产品的脆度较好。

鲜枣脆片；压差膨化；高压处理

压差膨化又称气流膨化是一种新兴的食品干燥加工技术。果蔬原料经预处理后，将果蔬置于压力罐内，通过加热和加压，使果蔬内部压力与外部压力平衡，然后迅速减压，使物料内部水分瞬间汽化、闪蒸，组织细胞膨胀，达到膨化目的。压差膨化技术结合了真空冷冻干燥产品品质好的优点，克服了真空低温油炸膨化不耐贮藏的缺点，膨化后的产品具有较高的优越性[1]。有关压差膨化技术方面的研究也成为时下研究的热点，压差膨化是一个较为复杂的过程，其影响因素较多，目前主要集中在工艺优化、关键技术研究及前处理方法[1-8]，而前处理中以漂烫、护色、浸渍、预脱水处理为主，其中漂烫和护色常用于鲜切褐变较为严重的物料，如苹果、甘薯等[9-10]；浸渍常用于组织结构致密的胡萝卜，或浆果类[11-13]；预脱水处理常用于含水量较高的鲜果[5]。尽管科研人员对压差膨化技术的研究已取得了较大的进展和丰富的成果，而有关前处理对鲜枣膨化效果影响的研究较少。因此，以核果类典型原料大枣为对象，结合大枣的特点和前处理方法的适用性，研究前处理方法对鲜枣膨化效果的影响，旨在为鲜枣膨化和压差膨化技术的推广应用提供技术依据。

1 材料与方法

1.1 材料

狗头枣，陕北清涧产，9月22日—10月1日间采摘。

1.2 仪器与设备

TA-XT PLUS 21/50物性分析仪 英国Stable Micro System公司；CM-5分光测色仪 日本柯尼卡美能达控股株式会社；DGX-8243B恒温干燥箱 杭州汇尔仪器设备有限公司；BC/BD-428冷冻柜 海尔股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 压差膨化

新鲜大枣清洗沥干后去核，横向切片（4±1）mm，分别经过3 种预处理（冷冻处理、预干燥处理、高压处理）后进行压差膨化，压差膨化参数为：膨化温度（90±2）℃，膨化压强为0.34 MPa，抽真空干燥温度（75±2）℃，干燥至水分含量为7%左右。膨化罐内物料的装载量为（5±0.1）kg/m2。

1.3.2 脆度的测定

采用质构分析（texture profile analysis，TPA）测定法。TA-XT PLUS 21/50型分析仪参数设置如下：测试速率为1 mm/s；测试下压距离为3 mm；探头为P/0.25s。仪器自动测定应力的变化，给出应力时间变化曲线。脆度值：曲线上最大力的峰值与达到最大力所用时间的比值（N/s），数值越大，脆性越好。

1.3.3 色泽的测定

采用CM-5分光测色仪进行测定L*a* b*值。L*值表示色泽的明亮度，L*值的范围是从0～100，L*=0表示黑色，L*=100表示白色，L*值越大，表示亮度越高、褐变越小；L*值越小，表示褐变越严重。a*表示红绿，+表示偏红，-表示偏绿。b*表示黄蓝，+表示偏黄，-表示偏蓝。

1.4 数据处理

各条件下的试验结果测量5 次，试验数据采用SPSS 17.0统计软件进行单因子方差分析，Duncan’s式多重比较，各表中数值以±s表示，以P＜0.05作为差异显著性判断标准。

2 结果与分析

2.1 前处理方法对膨化效果的影响

2.1.1 冷冻处理时间对膨化效果的影响

鲜枣清洗去核后切片，在-18 ℃条件下冷冻处理0、60、90、120、240、480 min后进行压差膨化，膨化后产品各指标测量分析结果见表1。

表1 冷冻处理时间对膨化的影响Table1 Effect of freezing time on the friability and color of jujubes

由表1可知，在-18 ℃处理条件下，0～240 min内产品脆度随着处理时间的延长显著增强，而在240～480 min内，脆度的增幅较小。亮度值L*在0～240 min内持续降低，而后维持在一定的范围内。原因在于：处理条件-18 ℃低于大枣的冻结温度而高于大枣的共晶温度-32 ℃[14-15]，因此，原料随着时间的延长形成冰晶，冰晶逐步增大，最终达到部分冻结[16-18]。物料内液体的晶体化使得物料体积膨胀，而物料经过后续膨化脱水之后，大分子物质维持着膨胀后的形状，水分的逸出使得物料内部留有较多的空隙，因此脆度显著增强。随着冷冻时间的继续延长，物料内已经没有更多可以使体积膨大的液体物质，因此随着时间的延长，脆度增幅较小。物料内液体的结晶过程在一定程度上损伤了原料内部的组织结构，破坏了内部的酶系[16,19]，因此，亮度值逐渐降低。结合以上分析，优选冷冻处理时间为240 min以内。

2.1.2 预干燥处理时间对膨化效果的影响

鲜枣清洗去核后切片，在80 ℃条件下预干燥处理0、50、70、90、120、150 min后进行压差膨化，膨化后产品各指标测量分析结果见表2。

表2 预干燥时间对膨化的影响Table2 Effect of pre-drying time on the friability and color of jujubes

由表2可知，随着预处理时间的延长，产品的脆度逐渐减小，亮度值L*逐渐降低。原因在于，热风干燥的传热和传质方向的异向性，导致物料表面水分散失大于内部扩散而出现收缩的同时，物料中心温度低于干燥介质的温度[20-21]。物料表面的收缩限制了膨化过程中内部剩余水分的逸出，使得膨化脆度降低[22]。由于切分物料的温度低于干燥介质的温度80 ℃，并且暴露在有氧的环境中，加速了酶促褐变[20]，因此亮度值降低。结合以上分析，优选预干燥处理时间0 min，即鲜切后不经过预干燥。

2.1.3 高压处理压强对膨化效果的影响

鲜枣清洗去核后切片，分别在0、60、120、180、240、300 MPa条件下预处理5 min后进行压差膨化，膨化后产品各指标测量分析结果见表3。

表3 处理压强对膨化的影响Table3 Effect of pretreatment pressure on the friability and color of jujubes

由表3可知，随着处理压强的增大，脆度在180 MPa时达到最大，而后缓慢减小。亮度值L*缓慢降低。原因在于：1）膨化物料内部的水分是膨化的内部动力，水分的多少直接影响着产品的膨化效果[23]。2）实验中，物料组织在被施压的过程中，随着外界压强的增大，组织细胞承受着远大于细胞内的压力[24]，当施加的压力在5 s内解除后，细胞组织因为外界压力的迅速减小而出现“自裂”，使得部分汁液外渗。3）当压强大于180 MPa后，物料内部明显有液体渗漏出物料，因此在180 MPa左右，脆度达到最大，而后逐渐减小。物料内部液体的外渗给褐变酶系提供了更多与氧气接触的机会[25-26]，同时也损伤了物料的组织结构，因此亮度值逐渐减小。结合以上分析，优选超高压处理压强为180 MPa。

2.2 不同前处理方法对膨化效果的影响

鲜枣清洗去核切片后，分别经过3 种预处理（冷冻处理、预干燥处理、高压处理）后进行压差膨化，膨化温度为85 ℃，膨化压强分别选择0、0.1、0.2、0.3、0.36 MPa，确定不同膨化压强下，预处理条件对膨化效果的影响。

2.2.1 不同前处理方法对脆度的影响

图1 不同前处理对脆度的影响Fig.1 Effect of different pretreatments on the friability of jujubes

由图1可知，随着膨化压强的增大，3 种前处理的样品膨化后的脆度均随之增大，其中冷冻处理和高压处理的脆度显著高于预干燥处理的。原因主要在于，冷冻处理和高压处理有利于原料内部水分的脱除，而预干燥后的原料因为表面产生收缩，膨化时不利于水分的逸出[20]。因此，冷冻处理效果较好。即-18 ℃条件下冷冻处理240 min之后膨化，膨化温度为85 ℃，膨化压强为0.2～0.3 MPa时脆度效果较好。

2.2.2 不同前处理方法对色差的影响

由图2可知，随着压强的增大，3 种经过处理膨化后的产品的L*值均逐渐减小，但冷冻处理膨化后的产品L*值远高于预干燥处理和高压处理。原因可能在于，冷冻处理较预干燥处理和高压处理对大枣的促褐变因子的损伤小，这一猜测还有待实验验证[27-28]。因此，冷冻处理较好，结合图2，即-18 ℃条件下冷冻处理240 min之后膨化，膨化温度为85 ℃，0～0.2 MPa时L*值较大，即产品较鲜亮。

图2 不同前处理方法对亮度L*值的影响Fig.2 Effect of different pretreatments on the L* value of jujubes

综合以上3 种不同前处理方法对产品脆度和L*值的影响分析，可以看出，原料在-18 ℃条件下冷冻处理240 min之后膨化，膨化温度为85 ℃，压强0.2 MPa时L*值和产品脆度较好。

图3 不同前处理方法对a*值的影响Fig.3 Effect of different pretreatments on the a* value of jujubes

由图3可知，3 种经过预处理后膨化的产品的a*值均为正，且随着压强的增大a*值均有逐渐增大趋势，其中经过冷冻处理膨化后的产品的a*远小于高压处理的和预干燥处理的，说明冷冻处理后的膨化产品的a*值小于高压处理的和预干燥处理的。原因在于冷冻预处理的物料在置于膨化罐之前一直处于低温状态，而高压处理和预干燥处理在一定程度上提前促使了褐变的发生，因此冷冻处理的a*值较小。结合图3，即冷冻处理的a*值＜预干燥的a*值＜高压处理的产品的a*值。表明冷冻处理的产品的红色较浅，该结果与3种前处理后L*值的趋势基本一致。

图4 不同前处理方法对b*值的影响Fig.4 Effect of different pretreatments on the b* value of jujubes

由图4可知，3种经过预处理后膨化的产品的b*值均为正，且随着压强的增大b*值均有逐渐增大趋势，其中经过冷冻处理膨化后的产品的b*值小于高压处理的和预干燥处理的，即冷冻处理的b*值＜高压处理的产品的b*值＜预干燥的b*值，表明冷冻处理的产品的黄色较浅，该结果与3种前处理后L*值的趋势也基本一致。

综合分析图2～4，说明冷冻处理的产品的鲜亮度、红黄度较高压处理和预干燥处理的好。

3 结 论

针对新鲜大枣，其中1）冷冻处理温度为-18 ℃时，处理240 min的大枣脆度较好。高压处理压强为180 MPa，5 min产品的脆度较好。预干燥处理中不经过干燥处理的产品脆度和亮度较好。2）3 种前处理方法中原料在-18 ℃条件下冷冻处理240 min之后膨化，膨化温度85 ℃，压强0.2 MPa时亮度L*值和产品的脆度较好。

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Effect of Pretreatment Methods on Explosion Puff i ng of Fresh Jujubes

LU Ya-ting1,2, LUO Cang-xue1, SHI Chao3
(1. College of Life Science and Engineering, Shaanxi University of Science and Technology, Xi’an 710021, China; 2. Shaanxi Research Institute of Agricultural Products Processing Technology, Xi’an 710021, China; 3. College of Equipment Management and Safety Engineering, Air Force Engineering University, Xi’an 710051, China)

A comprehensive study was conducted to evaluate the effect of different pretreatments (i.e., freezing, pre-drying and high-pressure treatment) on explosion puff i ng of fresh jujube slices. After each pretreatment, explosion puff i ng was carried out under the same conditions. The results showed that jujube slices exhibited a good friability after being frozen at -18 ℃ for 240 min or being treated at 180 MPa for 5 min. Pre-drying had a negative impact on the friability and brightness of jujube products. Freezing at -18 ℃ for 240 min followed by explosion puff i ng at 85 ℃ and 0.2 MPa was selected in terms of L* and friability.

jujube slices; explosion puff i ng; high-pressure treatment

TS255.42

A

1002-6630（2014）21-0129-04

10.7506/spkx1002-6630-201421025

2013-11-06

咸阳市科技计划项目（2012K06-08）；西安市未央区科技计划项目（201407）

卢亚婷（1979—），女，工程师，硕士，研究方向为果蔬资源深加工。E-mail：luyating@sust.edu.cn