预处理对气流膨化干燥黄桃丁品质的影响

刘春菊,王海鸥,刘春泉,李大婧,*

(1.江苏省农业科学院农产品加工研究所，江苏南京 210014;2.国家蔬菜加工技术研发专业分中心，江苏南京 210014;3.南京晓庄学院食品科学学院，江苏南京 211171)



预处理对气流膨化干燥黄桃丁品质的影响

刘春菊1,2,王海鸥3,刘春泉1,2,李大婧1,2,*

(1.江苏省农业科学院农产品加工研究所，江苏南京 210014;2.国家蔬菜加工技术研发专业分中心，江苏南京 210014;3.南京晓庄学院食品科学学院，江苏南京 211171)

为了研究预处理对黄桃气流膨化干燥的影响,探讨了成熟度、桃丁厚度、烫漂、糖浸渍、冻融和干燥时间对黄桃脆丁产品膨化度、色泽和质构的影响。研究结果表明:成熟度对黄桃脆丁产品的色泽和质构影响较大;烫漂2～3 min可改善黄桃组织结构,提高膨化效果;糖浸渍使黄桃脆丁产品酸甜可口,组织内部充实,利于膨化骨架形成,对产品色泽具有保护作用;冻融可改善产品硬度和色泽,提高品质;预干燥时间对气流膨化的膨化效果和形状保持能力具有重要影响。较适宜的预处理条件为:九成熟的黄桃原料,桃丁厚度2 cm,烫漂2～3 min,糖浸渍浓度6%,冻融1 次,预干燥2.5 h。为黄桃干制品产业化生产提供技术支撑。

黄桃,气流膨化干燥,预处理,品质

黄桃果肉色泽金黄,肉质细腻,味道浓香,富含胡萝卜素、硫胺素、核黄素、尼克酸、抗坏血酸、钙、磷、铁等多种维生素和营养素[1]。黄桃采摘后呼吸作用强,容易变软霉烂,极不耐贮藏,除鲜食外,大部分都用于深加工,如做成罐头、果汁、果脯等加工产品[2]。

果蔬脆片因其酥脆可口、携带方便受到消费者的极大欢迎。目前果蔬脆片加工主要是采用冷冻干燥和高温油炸等传统方法,存在加工成本高或产品质量差、产生有毒物质等诸多问题。气流膨化干燥是一种新型、环保、节能的非油炸膨化干燥技术,是将经预处理的果蔬原料,放置于变温压差膨化罐中升温加压,保温一段时间后瞬间泄压,物料内部水分瞬间汽化蒸发,物料瞬间膨胀并在真空状态下脱水干燥[3]。该技术吸纳了热风干燥和真空冷冻干燥的优点,膨化产品质地蓬松、口感酥脆,成为当前果蔬干燥领域研究的热点。果蔬干燥前的预处理加工有利于改变果蔬原料产品质构,提高果蔬脆片的产品品质,国内外许多学者对果蔬干燥前预处理进行了深入研究。张茜等[4]发现扎洞预处理可以缩短辣椒干制时间,提高干燥速率,能减少红色素的损失,减少褐变,热水烫漂和过热蒸汽烫漂均能起到防止褐变的作用;G. Adiletta等通过打磨葡萄皮的预处理方式提高葡萄干燥速率,减少表皮收缩及色泽变化[5];Won等发现脉冲电场预处理破坏了红辣椒细胞膜,但对表面结构未造成损伤,脉冲电场预处理可减少红辣椒干燥时间,提高色泽品质[6];Kejian Zou等[7]采用渗透脱水处理方式提高了芒果片干制品的色泽、硬度和脆度,随着浸渍时间的延长,芒果片的玻璃化转变温度逐渐降低,水分活度逐渐增加;J.E. Vásquez-Parra等[8]发现化学和物理预处理可以打破灯笼果水果表面的蜡质层,加速干燥过程中水分的扩散。本文通过考察不同预处理方式对气流膨化干燥黄桃的膨化度、色泽、硬度和脆度的影响,分析预处理对黄桃脆丁产品品质的影响,旨在为黄桃干燥生产提供理论依据。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

黄桃于2014年7月采自江苏省农业科学院园艺所桃园,品种为金童8号。苏果白砂糖市售食品级;石英砂分析纯,天津市科密欧化学试剂有限公司。

BS224S型电子分析天平北京赛多利斯科学仪器公司;DHG-9070型电热恒温鼓风干燥箱上海精宏实验设备有限公司;CT3 25K型质构仪美国博勒飞公司;QDPH-5型电加热式气流膨化设备天津市勤德新材料科技有限公司;FW100型高速万能粉碎机天津市泰斯特仪器有限公司;WSC-S型色差仪上海精密科学仪器有限公司。

1.2黄桃不同预处理方式

1.2.1成熟度选择成熟度分别为七、八、九成熟和十成熟的新鲜黄桃,成熟度选择标准参照SB/T 10090-1992 鲜桃[9]。将新鲜黄桃洗净沥干水分,用去皮器削掉外皮,纵向切成黄桃梯形丁,尺寸详见图1。分别称取100 g黄桃丁,沸水烫漂2 min,冷却后放入-20 ℃冷冻柜中冻藏12 h,再60 ℃热风干燥烘至含水率达到60%,放在4 ℃冰箱中均湿12 h,然后进行气流膨化干燥,黄桃丁的水分含量在5%以下,测定干燥样品品质指标。

图1　黄桃梯形丁的尺寸图Fig.1　Size of yellow peach ding

1.2.2桃丁厚度选择九成熟的新鲜黄桃,洗净沥干水分,用去皮器削掉外皮,纵向切成黄桃梯形丁,下端厚度分别为1、1.5、2、2.5、3 cm,上端厚度分别是下端厚度的1/2,分别称取100 g黄桃丁,沸水烫漂2 min,冷却后放入-20 ℃冷冻柜中冻藏12 h,再60 ℃热风干燥烘至含水率达到60%,放在4 ℃冰箱中均湿12 h,然后进行气流膨化干燥,黄桃丁的水分含量在5%以下，测定干燥样品品质指标。

1.2.3烫漂时间选择九成熟的新鲜黄桃,洗净去皮,纵向切成黄桃梯形丁,下端厚度为2 cm。分别称取100 g黄桃丁,沸水烫漂1、2、3、4、5 min,冷却后放入-20 ℃冷冻柜中冻藏12 h,再60 ℃热风干燥烘至含水率达到60%,放在4 ℃冰箱中均湿12 h,然后进行气流膨化干燥,黄桃丁的水分含量在5%以下，黄桃丁的水分含量在5%以下，测定干燥样品品质指标。

1.2.4糖浸渍浓度选择九成熟的新鲜黄桃,洗净去皮,纵向切成黄桃梯形丁,下端厚度为2 cm。分别称取100 g黄桃丁,沸水烫漂2 min,放入糖浓度分别为2%、4%、6%、8%、10%的糖液中浸渍2 h,冷却后放入-20 ℃冷冻柜中冻藏12 h,再60 ℃热风干燥烘至含水率达到60%,放在4 ℃冰箱中均湿12 h,然后进行气流膨化干燥,黄桃丁的水分含量在5%以下，测定干燥样品品质指标。

1.2.5冻融次数选择九成熟的新鲜黄桃,洗净去皮,纵向切成黄桃梯形丁,下端厚度为2 cm。分别称取100 g黄桃丁,沸水烫漂2 min,冷却后放入-20 ℃冷冻柜中冻藏12 h,常温空气解冻1 h,沥干水分,放入-20 ℃冷冻柜中冻藏12 h,如此反复冻融1、2、3、4、5 次,再60 ℃热风干燥烘至含水率达到60%,放在4 ℃冰箱中均湿12 h,然后进行气流膨化干燥,黄桃丁的水分含量在5%以下，测定干燥样品品质指标。

1.2.6预干燥时间选择九成熟的新鲜黄桃,洗净去皮,纵向切成黄桃梯形丁,下端厚度为2 cm。分别称取100 g黄桃丁,沸水烫漂2 min,冷却后放入-20 ℃冷冻柜中冻藏12 h,再60 ℃热风干燥2、2.5、3、3.5、4 h,放在4 ℃冰箱中均湿12 h,然后进行气流膨化干燥,黄桃丁的水分含量在5%以下，测定干燥样品品质指标。

1.2.7气流膨化干燥经过预处理的黄桃丁进行气流膨化干燥。气流膨化干燥条件为膨化压力0.2 MPa,膨化温度105 ℃,抽空干燥温度75 ℃,抽空干燥时间120 min,真空罐压力-0.098～-0.01 MPa。

1.3测定方法

1.3.1膨化度测定(用比容表示)采用石英砂置换法。将干燥样品称其质量,然后以干净石英砂为置换介质,以100 mL量筒为容器,采用体积置换法测定其体积,每个样品测定6 次,结果取平均值[10]。

1.3.2硬度和脆度测定用CT3 25K型质构仪测定,测试条件如下:探头型号为TA25/1000圆柱型探头,测试类型为压缩,测试速度为0.50 mm/s,测后返回速度为0.50 mm/s,测试距离为7 mm。样品的硬度以坐标图中出现的最大压力峰值表示,单位为g;脆度以出现在下压探头第一次冲向样品过程中坐标图上的第一个明显压力峰值处,单位为g。每种样品重复5 次,取其平均值。

1.3.3色泽测定将黄桃脆丁用粉碎机打成粉,采用色差计测定黄桃粉的色差。L*=0表示黑色,L*=100表示白色;a*为“+”值表示偏红,“-”值表示偏绿,值越大表示偏向越严重;b*值为“+”表示被测物偏黄,“-”值表示被测物偏蓝,值越大表示偏向越严重。

1.4数据处理

各处理间的差异采用SPSS 17.0统计软件中ANOVA方差分析,由Tukey分析均值差异的显著性,显著水平p≤0.05。以a、b、c、d、e表示其差异性,相同字母表示差异性不显著(p>0.05)。

表1　不同成熟度黄桃原料对脆丁产品品质影响Table 1　Effect of yellow peach maturity on quality of puffing products

注:同列数据不同上标字母表示在0.05水平差异显著,下同。

表2　不同桃丁厚度对黄桃脆丁品质影响Table 2　Effect of thickness on quality of puffing products

2　结果与分析

2.1成熟度对黄桃脆丁品质影响

不同成熟度黄桃采用气流膨化干燥得到的黄桃脆丁品质情况见表1,不同成熟度产品L*值和b*值差异显著(p<0.05),随着成熟度增加,黄桃脆丁产品的亮度和黄色逐渐增加,九成熟产品亮度最大,色泽最黄,十成熟产品亮度下降,黄色下降,a*值差异不显著(p>0.05)。这与黄桃果实成熟阶段颜色变化有关,随着黄桃果实的生长发育不断成熟,黄桃果实由绿色逐渐变为黄色,黄色中逐渐出现红色,其原因是叶绿素(绿色)逐渐降解,类胡萝卜素(黄色)累积增加,花青素(红色)的逐渐增加[11],引起了黄桃产品色泽差异。七、八和十成熟产品的膨化度差异不显著(p>0.05),七、八成熟产品有轻微膨化,十成熟产品出现了塌陷现象,九成熟产品膨化度与其他成熟度差异显著(p<0.05),其膨化效果较好。且九成熟产品的硬度和脆度适中,其他成熟度产品由于边角未膨化,出现硬边现象。综上所述,九成熟黄桃脆丁产品色泽鲜亮、黄色值最大,膨化效果较好,硬度和脆度适中,为黄桃气流膨化干燥加工的适宜成熟度。

2.2桃丁厚度对黄桃脆丁品质影响

桃丁厚度对气流膨化干燥黄桃脆丁产品品质影响见表2。随着桃丁厚度的增加膨化度先增加后减少,在厚度为2 cm时膨化度最大。1、1.5、2 cm桃丁厚度,黄桃脆丁的a*值、硬度和脆度差异显著(p<0.05),2、2.5 cm厚度之间差异不显著(p>0.05),b*值在1.5、2.5 cm厚度之间差异不显著(p>0.05)。厚度为1、1.5 cm时,黄桃脆丁产品边缘干瘪,出现硬边。厚度为3 cm时,黄桃脆丁产品硬度和脆度较大,出现皱缩和塌陷现象。厚度为2、2.5 cm时,黄桃脆丁产品硬度和脆度适中,色泽为鲜黄色,膨化均匀,但2.5 cm厚度的膨化度较低。这可能是厚度较小的黄桃丁边缘极易失水,气流膨化时没有足够的水分汽化使桃丁组织膨胀,会出现干瘪现象;厚度较大的黄桃丁在气流膨化时不能迅速形成膨化孔隙骨架,继续干燥造成其组织塌陷。

2.3烫漂时间对黄桃脆丁品质影响

烫漂的目的是钝化鲜黄桃组织中引起产品褐变的酶类,破坏黄桃细胞,软化黄桃表面。烫漂可使细胞原生质发生凝固、失水,与细胞壁分离,增加细胞膜的透性[12],提高黄桃在膨化过程中的变形能力,从而加速了水分的散失,加快干制速度,更有利于膨化[13]。从表3中可以看出,随着烫漂时间的增加黄桃脆丁膨化度先升高后下降,烫漂2 min时膨化度达到了最大,L*值逐渐增加,a*值逐渐减小,b*值先增加后减少,硬度逐渐减少,可能是由于烫漂时间越长,抑制褐变酶活越彻底,色泽越鲜亮。烫漂2～3 min时,膨化度较大,色泽鲜亮,硬度和脆度适中。烫漂4～5 min时,导致黄桃组织软烂,内部细胞遭到破坏,失去了膨化定型能力。

表3　不同烫漂时间对黄桃脆丁品质影响Table 3　Effect of blanching time on quality of puffing products

表4　糖浸渍对黄桃脆丁品质影响Table 4　Effect of immersion with sucrose on quality of puffing products

表5　冻融处理对黄桃脆丁品质影响Table 5　Effect of freeze-thawing pretreatment on quality of puffing products

2.4糖浸渍对黄桃脆丁品质影响

从表4中可以看出,糖浸渍浓度增加,膨化度总体上是先升高后下降,糖浸渍不仅改善了黄桃原有口味,与黄桃的酸口味相搭配使得黄桃脆丁酸甜可口,符合广大人群口味。而且糖渗透黄桃组织内部,使果肉组织更加充实,提高黄桃孔隙骨架的形成[14],有利于气流膨化时在黄桃组织内部形成均匀疏松多孔结构。随着糖浓度的提高,黄桃脆丁的亮度值逐渐增加,这主要原因是一定浓度的糖浸渍对黄桃组织和色素具有较好的保护作用,糖降低了黄桃的水分活度,抑制了褐变反应发生,且糖可阻止物料与氧气接触,减少干制品的变色[15]。许多报道也发现了相同的现象,方芳等[16]发现麦芽糖浸渍处理能有效的保护产品颜色在高温条件下不发生明显的变化,巨浩羽等[17]发现随着干燥温度的升高苹果片色泽L*值先上升后减小。

2.5冻融处理对黄桃脆丁品质影响

冻融是指将物料在低温下冻结,之后在较高温度下进行复温解冻的操作[18]。冻融已应用于胡萝卜[19]、甘薯[20]等食品干燥加工预处理,可提高干燥物料的酥脆性和色泽[21],增加多孔性结构[22],改善产品品质[23]。从表5中可以看出,随着冻融次数的增加,膨化度逐渐减少,这可能是反复冻融使得黄桃组织瘫软塌陷,膨化骨架的韧性降低。亮度L*值先减小后增加,这可能是由于干燥加工溶质浓缩,使花色苷浓度增加,产品颜色加深,随着冻融次数的增加,黄桃细胞结构的完整性破坏越来越严重,部分花色苷随着汁液流失,导致亮度降低[22,24]。在冻融3次后黄桃脆丁硬度明显下降,这是多次冻融导致黄桃内部结构绵软,硬度降低,但黄桃脆丁出现硬边,中间塌陷现象。

2.6预干燥处理对黄桃脆丁品质影响

预干燥时间决定了气流膨化黄桃的初始水分,对气流膨化是否能成功和产品膨化后形状的保持具有重要的决定作用。预干燥时间长,物料内部水分散失较多,气流膨化时产生不了足够的闪蒸水蒸汽,无法促使物料组织膨化,而干燥时间太短,黄桃水分含量高,气流膨化过程中黄桃外表面会形成干燥层,阻碍内部水分的散发,且会影响产品的膨化效果。从表6中可以看出,随着干燥时间增加,膨化度先增加后降低,干燥2.5～4 h对黄桃脆丁硬度变化影响不显著。整体来看热风干燥2.5 h,黄桃脆丁膨化度最大,色泽良好,硬度适中。

3　结论

气流膨化干燥黄桃前的预处理对黄桃脆丁产品膨化度、色泽和质构都有重要的影响。

不同成熟度黄桃的色泽和组织结构差异较大,对黄桃脆丁品质具有重要影响,九成熟黄桃组织软硬适中,经过气流膨化后得到的干燥产品色泽鲜亮、膨化效果较好,硬度和脆度适中,为最佳干燥成熟度;桃丁厚度太小,干燥产品边缘干瘪,易出现硬边,厚度太大,干燥产品的硬度大,出现皱缩和塌陷现象,厚度为2 cm时,黄桃脆丁产品膨化度较好,硬度和脆度适中。

表6　预干燥处理对黄桃脆丁品质影响Table 6　Effect of pre-drying treatment on quality of puffing products

适当的烫漂有利于改善组织结构,提高产品膨化效果,过度烫漂会引起组织软烂,失去定型能力;糖浸渍不仅改善产品口味,且充实组织内部,有助于黄桃多孔骨架的形成,同时还具有保护黄桃产品色泽的作用。烫漂2～3 min,糖浸渍浓度为6%,黄桃脆丁产品膨化度较大,色泽鲜亮。

冻融可提高干燥产品的酥脆性和色泽,改善品质。随着冻融次数的增加,黄桃组织瘫软塌陷,膨化度逐渐减少,亮度值呈先减少后增加,冻融3 次后黄桃脆丁的硬度明显下降。预干燥时间长,黄桃丁含水量太少,膨化所需闪蒸水蒸汽能量不够,无法使组织膨化,预干燥时间短,黄桃丁含水量太多,影响产品膨化效果。热风干燥2.5 h,黄桃脆丁膨化度最大,色泽良好。

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Effect of pretreatment on product quality of explosion puffing drying yellow peach

LIU Chun-ju1,2,WANG Hai-ou3,LIU Chun-quan1,2,LI Da-jing1,2,*

(1.Institute of Agricultural Products Processing,Jiangsu Academy of Agricultural Sciences,Nanjing 210014,China;2.National Vegetable Processing Technology R&D Sub-centers,Nanjing 210014,China;3. College of Food science,Nanjing Xiaozhuang University,Nanjing 211171,China)

To study the impact of pretreatment on explosion puffed peach,the factors including maturity,thickness,blanching,sugar-immersion,freeze-thawing and pre-drying treatment were investigated with the index of expansion ratio,color and texture on small yellow peach crisp product. Results showed that maturity had great effect on product color and texture. Blanching yellow peach for 2～3 min could improve organizational structure and enhance expansion effect. Sugar immersion could increase product sweetness,enrich the internal organization,and have advantage to the form of expansion skeleton. Moreover,the color of production was protected. Freeze-thawing could improve the hardness and color of products. Pre-drying had important impact on expansion effect and shape preserving. The optimum conditions for pretreatment were 90% mature,thickness for 2 cm,blanching in 2～3 min,sugar concentration of 6%,1 times of freeze-thawing,and pre-drying for 2.5 h. The results can provide technical support for industrial production of yellow peach drying.

yellow peach;explosion puffing drying;pretreatment;quality

2015-06-08

刘春菊(1979-)，女，硕士，助理研究员，主要从事果蔬加工与质量控制研究，E-mail：cjliu0306@163.com。

李大婧(1976-)，女，博士，研究员，主要从事果蔬加工与综合利用研究，E-mail:lidajing@163.com。

公益性行业(农业)科研专项经费项目(201503142)。

TS255.4

B

1002-0306(2016)03-0251-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.03.044