不同干燥方式对黄桃果干结构特性及营养品质的影响

张 群，舒 楠，黄余年，李绮丽

（1.湖南省农产品加工研究所，湖南 长沙 410125； 2.湖南大学研究生院隆平分院，湖南 长沙 410125）

黄桃采后不耐贮藏，易腐烂，鲜销有限。在黄桃种植园区，有30%～50%的等外果（指成熟后因个头或外观原因不达标的果）未被利用，一方面不利于提高黄桃产业收益，另一方面造成极大的资源浪费。故黄桃的加工成为提高黄桃产业价值、避免资源浪费的必要一环。干燥是一种常见的延长果蔬保质期的有效方式[1-2]。不同干燥方式对果蔬色泽和营养成分的影响存在较大差异[2-5]。研究将以新鲜的黄桃果实为原料，经去皮、切分、护色和热烫预处理后，采用热风、热泵和真空冷冻3种干燥方式制备黄桃果干，从营养品质、微观（电镜）和宏观（复水性和质构）分析不同干燥方法制备的黄桃果干的品质特性和微观结构的差异，以期为黄桃果干的制备提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试黄桃于2019年8月1日采自湖南炎陵，品种为“锦绣”，果实呈七八成熟。采收无病害、无霉变、无机械损伤的果实，采收后单独包装，装入有冰块的泡沫箱，并于采收当日运回国家柑橘工程实验室冷库预冷24 h，然后进行不同处理。黄桃果实平均初始含水率为（88.38±4.60）%。

主要试剂有无水甲醇、亚硝酸钠、氯化铝、氢氧化钠、碳酸钠（均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司）和牛血清蛋白及半乳糖醛酸标准品（北京谱析—国家标准物质采购中心）。

主要仪器设备有电热鼓风恒温干燥箱（上海精宏实验设备有限公司）、CT3型TPA 质构仪（美国Brookfield公司）、Avanti J-26XP型高效冷冻离心机（美国贝克曼库尔特有限公司）、UV7100型紫外分光光度计（日本 Shimadzu 公司）、Hunter Lab-Color Quest XE型全自动色差仪（美国Hunter Lab公司）、Carl-Zeiss Evols 10 型扫描电子显微镜（德国卡尔蔡司公司）、Mettler Toledo AL204型电子天平（梅特勒-托利多仪器上海有限公司）、DDS-11A型电导率仪（上海雷磁仪器有限公司）、Mettler Toledo Delta 320型pH计（梅特勒-托利多仪器上海有限公司）。

1.2 试验方法

1.2.1 果实的前处理 将黄桃果实清洗干净，去皮，然后切分为2 mm×2 mm大小的条状，浸于护色液中处理约1 h，沥干，热烫灭酶，冷却沥干。采用热风、热泵和真空冷冻3种干燥方式制备果干，并进行营养品质、色差、质构、微观电镜扫描和复水比等测定。

1.2.2 干燥工艺 取经过预处理的黄桃果肉条1 kg按照以下3 种方式进行干燥处理。（1）热风干燥。干燥温度50℃，摆盘厚度不超过5 cm，最高风速下处理36 h。（2）热泵干燥。闭湿循环，温度设定为40～50℃，相对湿度为20%，处理24 h。（3）真空冷冻干燥。预冷6 h到-40℃，真空冷冻干燥40 h，再以每2 h升高5℃的速率升温到室温。

1.2.3 测定指标及方法 （1）果干组织电镜扫描。参照文献[6]的方法进行。（2）含水率。参考GB 5009.2—2010 中的直接干燥法测定样品含水率。（3）复水比。称取一定质量（m1）的待测样品放入烧杯中（内装500 mL水），室温浸泡30 min 后取出，沥干，用滤纸吸干表面水分，在电子天平上称质量（m2），复水比=m2/m1。（4）质构测定。采用CT3型TPA 质构仪进行测定，将待测样品横放于质构仪夹具正下方，选用TA39探头进行测定。经预试验后确定测试参数如下：目标类型为TPA试验，距离4 mm，触发点负载50 N，测试速度0.5 mm/s，循环2次；其中，硬度以双峰曲线中第1个峰的最大值表示，单位为N。每次取10片果干，分别在果干的正面取2个点，进行测定，结果取平均值。（5）色差。采用L*、a*、b*表色系统以反射模式测定样品色差，以仪器白板色泽为标准。（6）营养成分含量。采用2,6-二氯酚靛酚滴定法测定维生素C（VC）含量；采用酸碱滴定法测定总酸含量；采用蒽酮比色法测定可溶性总糖含量；采用G250染色法测定可溶性蛋白质含量，以牛血清蛋白为标准品绘制标准曲线；参照NY/T 2016—2011采用分光光度法测定果胶含量。

1.3 数据处理

采用Origin 8.0和Excel 2010软件进行数据统计和差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同干燥方式对黄桃果干含水率的影响

由于干燥设备的性能、装载量和干燥效率不尽相同，干燥终点果干的水分含量无法保持完全一致，在试验过程中达到感官干燥即可结束。由图1可知，黄桃鲜果的含水率为（88.38±4.60）%，干燥后果干的水分显著低于鲜果（P＜0.05）；其中，真空冷冻干燥果干的含水率为（9.72±0.18）%，显著低于热风干燥果干（20.74±0.32）%和热泵干燥果干（22.30±0.26）%（P＜0.05）。

图1 不同干燥方式处理后黄桃果干的含水率

2.2 不同干燥方式对黄桃果干复水性的影响

样品的复水性是由干燥后样品内部组织结构所决定的。复水比反映物料由干燥引起的结构变化和细胞、结构的破坏程度[2-3]。较低的复水率可能是由于样品组织结构破坏程度较大造成的。由图2可知，不同干燥方式制备的黄桃果干，经30 min浸泡后，黄桃果干的复水性有差异，其中真空冷冻干燥的复水性最好，复水比为4.35，显著高于热风干燥和热泵干燥（P＜0.05）；而热风干燥与热泵干燥果干的复水比差异不显著，但热泵干燥果干的复水比稍高于热风干燥果干。

图2 不同干燥方式处理后黄桃果干的复水比

2.3 不同干燥方式对黄桃果干硬度的影响

硬度表示样品断裂所需要的最大力，与果蔬组织结构直接相关，是评价果蔬质地品质的主要指标之一[7]。从图3可看出，经不同干燥方式处理后，黄桃果干的硬度大小依次为真空冷冻干燥＞鲜果＞热风干燥＞热泵干燥，与雷炎等[8]的研究结果相似。

图3 不同干燥方式处理后黄桃果干的硬度

2.4 不同干燥方式对黄桃果干色差的影响

黄桃果干重点考察其亮度和黄色，故色差分析时重点关注L*和b*值。由图4A可知，鲜果亮度显著高于果干样品（P＜0.05），其次为真空冷冻干燥果干，而热泵干燥和热风干燥的果干L*值差异不显著。可见，真空冷冻干燥可以较好地维持黄桃果肉的色泽。由图4B可知，经过干燥处理的黄桃果干黄色度较鲜果均有降低，而不同干燥方式处理后热泵干燥果干的b*值较大，真空冷冻干燥果干的b*值最小。

图4 不同干燥方式处理后黄桃果干的色差

2.5 不同干燥方式对黄桃果干微观结构的影响

干燥过程中，黄桃组织内部的超微结构会因水分丧失而发生变化，具体表现为：果肉组织总体结构被破坏，细胞壁皱缩，出现许多波形褶皱；微观上细胞壁微丝排列由紧密有序变得松散无序，宏观上果实皱缩干瘪。如图5A所示，热风干燥果干内部干缩严重，细胞结构不规则，呈现大小不一的空腔，但是大部分结构比较致密。如图5B所示，热泵干燥果干的表面较热风干燥果干要平整，平面轮廓较清晰，细胞组织结构大小不一。从图5C可知，真空冷冻干燥果干孔隙较大，且较为均匀一致，呈蜂窝状，组织结构疏松。

图5 不同干燥方式处理后黄桃果干的微观结构

2.6 不同干燥方式对黄桃果干营养品质的影响

试验结果（表1）显示，黄桃鲜果中VC含量为77.88 mg/100g，经干燥处理后，黄桃果肉中的VC含量显著降低（P＜0.05），尤其是热风干燥果干中未检测出VC含量，而热泵干燥果干和真空冷冻干燥果干重的VC含量也仅分别为0.31和3.83 mg/100g。温度是影响VC降解的主要因素之一，氧气的存在也会加快VC的降解。热风和热泵干燥温度相对较高，加速了VC的降解；真空冷冻干燥中温度较低，且是在低压无氧环境下进行干燥，抑制了VC分解酶的活性[9-10]，故可保留相对较高的VC含量。

表1 不同干燥方式处理后黄桃果干的营养成分含量（x±s，n=3）

由表1可知，干燥处理对黄桃果肉中总酸含量的影响不如对VC含量的显著，其中真空冷冻干燥果干的总酸含量与鲜果差异不显著，但二者的总酸含量显著高于热风干燥和热泵干燥果干的（P＜0.05），而热风干燥与热泵干燥的果干中总酸含量差异不显著。该结果与杨韦杰等[2]对荔枝果干的研究结果一致。

干燥处理后，黄桃果干中可溶性总糖含量显著低于鲜果（P＜0.05），而不同干燥方式获得的果干中可溶性总糖含量由高到低排列依次为真空冷冻干燥果干＞热风干燥果干＞热泵干燥果干，但差异并未达显著水平。干燥过程中，果肉蛋白质会降解为氨基酸，而氨基酸将与含有羰基的葡萄糖或果糖发生美拉德反应，导致可溶性糖的损失[11-12]。

各处理的可溶性蛋白含量由高到低依次为真空冷冻干燥果干＞鲜果＞热泵干燥果干＞热风干燥果干，其中热泵和热风干燥果干的可溶性蛋白含量比鲜果低，可能是热泵和热风干燥过程中存在热交换过程，蛋白质分解，导致其含量下降[13]。

干燥处理后，黄桃果干中果胶含量显著增加，各处理果胶含量由高到低依次为热泵干燥果干＞热风干燥果干＞真空冷冻干燥果干＞鲜果。热泵和热风干燥过程中，存在热反应，结合性果胶发生脱甲氧基反应及解聚反应，导致测定的果胶含量增加[14]。

总的来说，真空冷冻干燥因其低温真空环境对黄桃中营养成分的影响较小[2-5]，故在减少营养成分流失这一方面优于其他2种干燥方式；而热泵干燥处理时间相对较短，且干燥速率较快，因此热泵干燥处理在保存果肉营养成分这一方面优于热风干燥。

3 结论与讨论

试验研究了热风、热泵和真空冷冻3种干燥方式对黄桃果干结构特性和营养品质的影响。结果显示，黄桃果肉在干燥脱水过程中，组织内部超微结构受到不同程度的损伤，不同干燥方法制备的果干在含水量、复水性、质地、色泽、微观结构和营养成分含量等方面均存在一定差异。

从含水率来看，真空冷冻干燥果干的含水率低于10%，而热风干燥和热泵干燥的果干含水率在20%左右。

从复水性来看，真空冷冻干燥使黄桃内部形成多孔状组织结构，故其果干具有较好的复水能力；而热风和热泵干燥过程中，由于表面温度高于内部温度，黄桃表面水分迅速迁移，并形成一层阻水膜，使干燥后的产品干瘪，孔隙较小，组织较密，故其果干复水能力较差；热风干燥的温度高于热泵干燥，对黄桃果肉细胞和组织结构的破坏程度较大，因此热风干燥果干的复水比较低。

从硬度来看，真空冷冻干燥过程中黄桃果肉水分从冰晶状态直接升华[2,3,5]，基本保持着原有形状，形成多孔性结构，产品酥脆，硬度大；热风和热泵干燥过程中，温度从外向内传递，干燥速率慢，内部未出现内裂空隙，口感绵软，硬度小。

干燥过程中，黄桃的色泽变化主要由褐变反应所引起。随着干燥温度的升高、干燥时间的延长，黄桃中还原糖参与褐变反应，导致果干色泽与鲜果呈现出差异。热风干燥时间较长，还原糖发生褐变反应，可溶性总糖和可溶性蛋白含量降低，色泽L*和b*值均降低；热泵干燥时间相对较短，可溶性总糖损失相对较小，色泽b*值高于热风干燥；真空冷冻干燥因为低温和真空条件阻止了褐变反应，从而有效的保持了可溶性总糖和可溶性蛋白的含量，可较好地保留住色泽[1-4]。

从内部微观结构来看，热风和热泵干燥过程都是由表及里进行的，干燥过程中存在着湿度梯度和温度梯度，这2种梯度的方向相反，故干燥速度较慢、干燥时间长，破坏了产品的组织结构，导致物料内部组织结构塌陷。

从营养品质来看，真空冷冻干燥果干的营养成分含量总体高于热风和热泵干燥果干。这与吕芳楠等[15]的研究结果一致。这是因为真空冷冻干燥过程处于低温真空状态，对营养物质的破坏较小。

综合来看，3种干燥方式中真空冷冻干燥方式的效果最好，获得的黄桃果干组织结构疏松、色泽好、产品酥脆，营养品质较优，而热风干燥获得的果干质量最差。