不同干燥方式对猕猴桃果脯品质的影响

雷炎，李华佳，望诗琪，侯强川，石桂芳，郭壮，*

（1.湖北文理学院食品科学技术学院鄂西北传统发酵食品研究所，湖北襄阳441053；2.四川省农业科学院农产品加工研究所，四川成都610066）

猕猴桃（Actinidia chinensis Planch）为猕猴桃科木质藤本植物，成熟果实柔软多汁，酸甜可口，是四川、陕西、河南和湖北等省份种植面积较大的一种营养价值较高的水果[1]。猕猴桃属于呼吸跃变型水果，在保藏过程中易腐败变质，因而采摘后及时进行果酒[2]、果醋[3]和果脯[4]等产品的深加工则显得尤为重要。近年来研究人员围绕低糖[5]和复合猕猴桃果脯[6]的研发开展了系列研究，同时探讨了超声[1]、真空[4]和微波渗糖工艺[7]对猕猴桃果脯品质的影响。作为果脯加工过程中的重要工艺环节，果脯的干燥工艺和参数的设置亦可对产品的品质产生较大影响，然而目前关于此方面的研究尚少[8]。

猕猴桃果脯的质地、风味和滋味品质会对消费者的喜好性产生较大影响，物性测试仪[9]、电子鼻[10]和电子舌[11]等检测设备的出现，弥补了感官鉴评方法易受主观因素影响的不足，实现了产品的数字化评价，在食品研究领域有着广泛的应用。低场核磁共振检测技术实现了对样品中水分构成及分布情况的定量分析，在香菇等食用菌干燥加工过程的水分迁移变化的研究中亦有了初步的应用[12]。

本研究采用热风、远红外和真空冷冻干燥技术分别进行了猕猴桃果脯的制备，在使用低场核磁共振、物性测试仪、电子鼻和电子舌等技术对其水分构成、硬度、韧性、风味和滋味品质进行分析的基础上，结合多元统计学方法对不同干燥技术制备猕猴桃果脯的品质进行了评价，以期为后续猕猴桃果脯工艺的优化提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

白砂糖、徐香猕猴桃：市售；柠檬酸、偏重亚硫酸钾、氯化钠、氯化钙（均为食品级）：亿鑫生物科技有限公司；氢氧化钠（分析纯）：西陇化工股份有限公司；阴离子和阳离子溶液：日本INSENT公司。

RHB手持折光仪：上海奋业光电仪器设备有限公司；DHD-9240热风鼓风干燥箱：上海一恒科学仪器有限公司；GX230BE远红外干燥箱：天津市泰斯特仪器有限公司；BenchTop Pro真空冷冻干燥机：美国SP科学公司；HE53快速水分测定仪：Mettler Toledo公司；NMI20-025V-I型核磁共振成像分析仪：上海纽迈电子科技公司；TA-XT Plus物性测试仪：英国Stable Micro System公司；SA 402B电子舌：日本INSENT公司；PEN3电子鼻：德国Airsense公司；BS224S电子天平：北京赛多利斯仪器系统有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 不同干燥方式猕猴桃果脯的制备

1）去皮：挑选八成熟的徐香猕猴桃（可溶性固形物7.5%～8.0%）清洗干净，首先放入95℃15%氢氧化钠溶液中浸泡2 min，继而放入3.1%的柠檬酸溶液中和2 min，然后去除果皮。

2）切片：捞出猕猴桃用清水冲洗干净后，切成厚度大约为8.5 mm的果坯。

3）护色：将0.2%氯化钙溶液和0.3%偏重亚硫酸钾溶液按1∶1的体积比混合均匀，果坯放入进行护色，浸泡1 h后清水洗净。

4）脱涩：将护色好的果坯放入1.0%氯化钠和1.0%柠檬酸的混合溶液中，50℃保温脱涩15 min，脱涩后清洗干净。

5）糖渍：按照一层果坯铺洒一层糖的方法进行糖渍，且从下层到上层糖的铺洒量逐渐增加，糖渍时间为14 h，用糖量为果重的18%。

6）糖煮：配制浓度为40%的糖液，放入糖渍后的果坯煮沸30 min。当糖液浓度达到45%时将果坯捞出，沥干后均分为3等份备用。

7）干燥：使用热风、远红外和真空冷冻干燥3种方式对果坯干燥。热风干燥：将果坯均匀摆放在烘盘中，放入热风鼓风干燥箱中，50℃烘干24 h。远红外干燥：将果坯均匀摆放在烘盘中，放入远红外干燥箱中，50℃烘干24 h。真空冷冻干燥：将果坯均匀摆放在冷冻干燥盘中，-40℃预冻4h后，放入真空冷冻干燥机中-75℃冻干24 h，真空度为60 Pa。

8）包装及储藏：将干燥好的猕猴桃果脯装入密封良好带有干燥剂的食品罐中，以防止果脯因吸潮而影响试验结果[1，13]。

1.2.2 猕猴桃果脯水分含量及构成分析

取4.0 g猕猴桃果脯置于快速水分测定仪托盘内进行果脯绝对水分含量的测定。将猕猴桃果脯切成长和宽均为1 cm的长方体，置于核磁管底部，参照邹金等的方法对其不易流动水、结合水和自由水的相对含量进行检测，测试温度为（32.00±0.01）℃，队列名称选择为 Q-CPMG 序列，90度射频脉宽（P1）为 4.48 μs，前置放大增益（PRG）为1，重复采样等待时间（TW）为2 500 ms，射频信号频率偏移量（O1）为 528 924.72 Hz，数字增益（DRG1）为 3，射频信号频率主值（SF）为20 MHz，重复采样次数（NS）为 8，180度射频脉宽（P2）为10.48 μs，射频延时（RFD）为0.25 ms，回波个数（NECH）为 6 000，模拟增益（RG1）为 20 db，采样点数（TD）为 120 004，接收机带宽（SW）为 100 kHz，信噪比为 337.033，回波时间（TE）为 0.2 ms[14]。

1.2.3 猕猴桃果脯复水性测定

取10.0g样品放入250mL烧杯中，加入150mL常温的纯水，每隔30 min捞出果脯，使用滤纸对其表面残留水进行吸附后，进一步对果脯的质量进行称量，每个处理选取6个平行，按照以下公式进行复水比的计算[15]。

式中：Rr为复水比；mf为复水沥干后果脯质量，g；m0为果脯原始质量，g。

1.2.4 猕猴桃果脯质地分析

使用物性测试仪对果脯硬度和韧性进行测定，测试探头为BS探头，距离目标值15 mm，触发点负荷5.0 g，测试前速度 5.00 mm/s，测试速度 2.00 mm/s，测试后速度2.00 mm/s。每个样品选取3个位点进行测定，每个处理选取6个平行。

1.2.5 猕猴桃果脯风味和滋味分析

取4.5 g样品剪碎后放入电子鼻的样品瓶中，60℃水浴30 min后室温（25℃）平衡10 min，参照杨江等的方法对其典型风味物质进行测定，探头插入时间为5 s，进样时间为60 s，传感器清洗时间为95 s，空气流量和进样流量均为200 mL/min，样品间测试间隔不小于3 min[16]。选取49、50 s和51 s 3个时间点各传感器响应值的平均值作为测试数据，每个样品重复测定3次，每个处理选取6个平行。

将40.0 g样品剪碎后加入160 mL煮沸的纯水，冷却至25℃后4℃浸泡12 h，浸泡液4层纱布过滤后8 000 r/min离心10 min，取上清液备用。参照王玉荣等的方法使用SA402B电子舌系统对其酸味、苦味、涩味、咸味、鲜味、后味-A（涩味的回味）、后味-B（苦味的回味）和丰度（鲜味的回味）进行测定，每个样品重复测定4次[17]。

1.2.6 数据处理

使用方差分析（analysis of variance，ANOVA）对不同处理猕猴桃果脯的水分含量、复水比、硬度、韧性、电子鼻各传感器响应值和各滋味指标相对强度的差异显著性进行分析，使用聚类分析（cluster analysis，CA）和多元方差分析（multivariate analysis of variance，MANOVA）对不同处理猕猴桃果脯品质的相似性进行分析。使用Matlab 2010软件进行数据分析，使用Origin 2017软件作图。

2 结果与分析

2.1 不同干燥方式对猕猴桃果脯水分含量及构成的影响

水分含量及构成是影响食品品质和储藏特性的主要因素之一，因而本研究首先使用快速水分测定仪和低场核磁共振技术对不同干燥方式制备猕猴桃果脯的绝对含量和不同类型水分的构成进行了分析，不同干燥方式对猕猴桃果脯水分含量的影响如图1所示。

图1 不同干燥方式对猕猴桃果脯水分含量的影响Fig.1 Effects of different drying methods on water content of kiwi preserved fruit

由图1可见，热风、远红外和真空冷冻干燥制备猕猴桃果脯的含水量分别为7.31%、6.39%和4.75%，经显著性分析发现真空冷冻干燥制备的果脯含水量显著偏低（P<0.05），而其它两种方式制备的果脯含水量差异不显著（P>0.05）。本研究进一步采用低场核磁共振技术，对不同干燥方式猕猴桃果脯中不易流动水、自由水和结合水的构成进行了比较分析，结果如图2所示。

图2 不同干燥方式对猕猴桃果脯3种水的影响Fig.2 Effects of different drying methods on relative abundance of 3 type water of kiwi preserved fruit

由图2可知，结合水为热风、远红外和真空冷冻干燥制备猕猴桃果脯中水分的主要分布形态，其相对含量分别为96.87%、95.80%和62.40%。较之真空冷冻干燥，热风和远红外干燥制备猕猴桃果脯水分构成较为相似，两者自由水的相对含量分别为3.04%和4.19%，而不易流动水的相对含量均低于0.10%。真空冷冻干燥制备猕猴桃果脯中自由水和不易流动水的相对含量分别为14.60%和23.00%，远高于其它两种干燥方式，因而该方式制备的果脯可能相对不易于保藏，储藏过程中产品的稳定性较差。

2.2 不同干燥方式对猕猴桃果脯复水性的影响

猕猴挑果脯重新吸水后质地、色泽和大小等各方面指标恢复到干燥前状态的能力称之为复水能力，其复水能力常用复水比来表示。不同干燥方式对猕猴桃果脯复水特性的影响见图3。

由图3可知，较之真空冷冻干燥，热风和远红外干燥制备猕猴桃果脯的复水速率要明显偏低，真空冷冻干燥制备果脯复水90 min后其复水比不再发生变化，而其他两种干燥方式制备的果脯复水时间在0～150min其复水比呈现持续上升趋势。由图3亦可知，30 min后的同一复水时间点，热风干燥制备的猕猴桃果脯复水比显著低于远红外干燥（P＜0.05），而远红外干燥制备的猕猴桃果脯复水比又显著低于真空冷冻干燥（P＜0.05）。

2.3 不同干燥方式对猕猴桃果脯质构性质的影响

不同干燥方式猕猴桃果脯的硬度和韧性如图4所示。

图3 不同干燥方式对猕猴桃果脯复水特性的影响Fig.3 Effects of different drying methods on rehydration characteristics of kiwi preserved fruit

图4 不同干燥方式对猕猴桃果脯硬度和韧性的影响Fig.4 Effects of different drying methods on hardness and toughness of kiwi preserved fruit

由图4（A）可知，热风和远红外干燥制备猕猴桃果脯硬度差异不显著（P＞0.05），但两者均显著低于真空冷冻干燥方式制备的猕猴桃果脯（P＜0.05）。由图4（B）可知，热风干燥制备的猕猴桃果脯韧性显著低于远红外干燥（P＜0.05），而远红外干燥制备的猕猴桃果脯韧性又显著低于真空冷冻干燥（P＜0.05）。综上所述，由于真空冷冻干燥方式制备的猕猴桃果脯硬度和韧性过大因而可能影响口感，热风和远红外干燥制备的猕猴桃果脯口感可能较佳。

2.4 不同干燥方式对猕猴桃果脯风味和滋味品质的影响

产品的气味和滋味亦会对消费者的喜好性产生影响，因而在对不同干燥方式制备果脯质地进行评价的基础上，本研究使用电子鼻和电子舌技术，对果脯的风味和滋味品质进行了评价，电子鼻各传感器对不同干燥方式猕猴桃果脯响应值的差异性分析如表1所示。

由表1可知，传感器W1C、W3C、W5C和W3S对热风和远红外干燥制备猕猴桃果脯的响应值显著高于真空冷冻干燥（P＜0.05），而传感器W5S、W1W和W2W呈现出相反的趋势（P＜0.05）。传感器W6S、W1S和W2S对不同干燥方式制备猕猴桃果脯的响应值差异均不显著（P＞0.05），而各传感器对热风和远红外干燥制备猕猴桃果脯的响应值差异亦不显著（P＞0.05）。传感器W1C、W3C和W5C主要对挥发性风味物质中的芳香类物质灵敏，因而热风干燥和远红外干燥制备的猕猴桃果脯风味可能较佳。不同干燥方式猕猴桃果脯各滋味指标的差异性分析如表2所示。

表1 电子鼻各传感器对不同干燥方式猕猴桃果脯响应值的差异性分析Table 1 Difference analysis of the responses of each sensor of electronic nose among kiwi preserved fruit samples treatment by different drying methods

表2 不同干燥方式猕猴桃果脯各滋味指标的差异性分析Table 2 Difference analysis of each taste index among kiwi preserved fruit samples treatment by different drying methods

由表2可知，不同干燥方式处理的猕猴桃果脯在酸味、苦味、涩味、鲜味、后味-A（涩味的回味）、后味-B（苦味的回味）和丰度（鲜味的回味）指标上的极差值均小于1.0，因而其差异性不会对消费者的喜好性产生影响[18]。热风和远红外干燥制备猕猴桃果脯的咸味均显著低于真空冷冻干燥（P<0.05）。虽然热风干燥制备猕猴桃果脯的咸味亦显著低于远红外干燥，但其极差值小于1.0，因而两种干燥方式制备猕猴桃果脯在咸味上的差异性亦不会对消费者的喜好性产生影响。

2.5 不同干燥方式对猕猴桃果脯整体品质的影响

在对不同干燥方式制备猕猴桃果脯质地、风味和滋味品质进行评价的基础上，本研究进一步使用基于马氏距离的聚类对不同处理果脯品质的相似性进行了分析，结果如图5所示。

图5 基于马氏距离聚类的不同干燥方式对猕猴桃果脯品质影响的评价Fig.5 Cluster analysis of product qualities among kiwi preserved fruit samples treatment by different drying methods based on Mahalanobis distance

由图5可知，热风和远红外干燥制备的猕猴桃果脯品质较为相似，两者与真空冷冻干燥制备的果脯差异较大。经MANOVA发现，热风和远红外干燥制备的猕猴桃果脯品质差异显著（P<0.05），且两者与真空冷冻干燥制备的果脯差异均非常显著（P<0.01）。

3 结论

使用快速水分测试仪、核磁共振成像分析仪、物性测试仪、电子鼻和电子舌技术对不同干燥方式猕猴桃果脯的品质进行了评价，结果发现热风和远红外干燥制备果脯的绝对水分含量、自由水的相对含量、不易流动水的相对含量和复水比均显著低于真空冷冻干燥制备的果脯。热风和远红外干燥制备的猕猴桃果脯品质较为相似，且果脯的质地和风味品质要优于真空冷冻干燥。