不同干燥方式对黄桃果干品质的影响

邢晓凡，刘浩楠，姚 飞，刘长虹，郑 磊

（合肥工业大学食品与生物工程学院，安徽合肥 230601）

黄桃属于蔷薇科桃属植物，中国是世界上主要的桃生产国之一，因其营养丰富，口味香甜，含有丰富的维生素C、多糖和人类所需的微量元素而深受人们喜爱[1]。然而，黄桃属于呼吸跃变型水果，采摘后易软烂变质，且季节性较强，严重影响其营养品质和商品价值。对黄桃进行干燥处理，能够通过降低水分抑制微生物和酶促反应引起的品质劣变，延长其货架期，进而满足消费者在非应季时对黄桃的需求。

真空冷冻干燥食品又可简称为冻干食品，通过冻干技术，可最大程度地维持原新鲜食品的感官品质及营养成分。因水分活度低，不需添加防腐剂便可常温长期储存，且便于携带和输送。冻干技术几乎覆盖了大部分的新型方便食品，并且正在向多个食品领域渗透[2-3]。随着冻干食品经济价值和社会效益日渐突出，能降低能耗和缩短干燥时长的干燥工艺制得的冻干类果干食品具有很大的开发潜力和市场前景。目前，利用多种干燥技术如微波真空干燥技术（MVD）[4]、热风干燥技术（HAD）[5]与真空冷冻干燥技术相结合来进行联合干燥[6-8]，可以在保证高品质的同时也能够达到降低能耗、缩短干燥时间的目的。Theodora等[9]探究热风联合微波干燥方法对桃块干燥速率的影响，发现热风干燥后微波干燥提高了干燥速率，干燥时间缩短了89%。宋悦[10]构建了黄桃热风干燥和真空冷冻干燥状态图，并在此基础上选取了合适的水分转换点进行联合干燥，发现先真空冷冻干燥15 h后热风干燥5 h 是联合干燥最优工艺。于宛加等[11]发现通过热风预干燥处理可有效调控桃脆片的脆性和硬度，且与冻干样品相比，联合干燥后的样品吸湿率更低，热风-冻干联合干燥更有利于改善桃脆片的质构和提升贮藏稳定性。目前国内外对黄桃果干的研究主要集中于单一干燥和两种联合干燥方式。然而对探究MVD 和HAD 与FD 联合干燥方式在黄桃干燥中的应用以及不同联合干燥方式对黄桃果干品质的影响方面较少。

本研究选用黄桃作为试验对象，探究真空冷冻干燥及真空冷冻干燥与微波真空干燥、热风干燥联合干燥方法对黄桃果干的风味以及色泽、质构等方面的影响，同时研究不同干燥方式下黄桃主要营养成分含量变化，分析干燥方式对黄桃果干品质的影响。以期筛选出适宜黄桃的干燥方式，为黄桃的精深加工提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

新鲜黄桃 购自合肥某水果超市，平均含水率90.86%±0.28%，4 ℃条件下冷藏，备用；抗坏血酸、硝酸铝、氢氧化钠、浓硫酸 分析纯，中国医药集团有限公司；没食子酸、芦丁 分析纯，上海阿拉丁生化科技有限公司；钼氨酸（纯度98%） 麦克林生化科技有限公司；蒽酮（分析纯） 美仑生物科技有限公司。

SCIENTZ-12N 冷冻干燥机 宁波新芝生物科技有限公司；TA-XT plus 物性仪 英国Stable 公司；Regulus 8230 扫描电子显微镜 日本日立公司；H1650-W 紫外分光光度计 赛默飞世尔科技（中国）有限公司；NJL07-3 型实验微波炉 南京杰全微波设备有限公司；热风烘箱 天津市顺诺仪器科技有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理 预处理：筛选新鲜无腐败，成熟度和大小一致的黄桃；将挑选好的黄桃清洗表面后去皮去核，进行纵切片处理，厚度为8 mm[12-14]。切片后的黄桃置于100 ℃左右的沸水中漂烫90 s 后迅速冷却并沥干水分，将黄桃片于-20 ℃冷冻12 h。

通过预实验确定具体干燥时间[12-14]，将黄桃片分为五组，真空冷冻干燥24 h（FD 组）、真空冷冻干燥12 h+微波真空干燥16 min（FM 组）、微波真空干燥1 min+真空冷冻干燥18 h（MF 组）、真空冷冻干燥12 h+热风干燥2 h（FH 组）、热风干燥30 min+真空冷冻干燥18 h（HF 组）处理，按照GH/T 1326-2021要求干燥至水分8%以下。真空冷冻干燥实验真空度为1 Pa，隔板温度为10 ℃，冷阱温度为-60 ℃；微波真空干燥实验真空度为0.1 MPa，加热温度为40 ℃；热风干燥实验温度为40 ℃[12-14]。

1.2.2 指标测定

1.2.2.1 感官评价 通过科学严谨的筛选，选出10 名评估人员组成感官评价小组。评估员由男性和女性各五名组成（年龄在22～26 岁，有感官评估经验）。品尝2 个样品之间要漱口数次，直到感觉不到余味。评价时间：10:00 或15:00，参考王世优等[15]人的方法略作修改并制作感官评价标准，如表1 所示。

表1 黄桃果干感官评价标准Table 1 Sensory evaluation criteria for dried yellow peach slices

1.2.2.2 含水率 参照国标GB 5009.3-2016《食品中水分的测定》中的直接干燥法[16]，将装有试样的称量瓶置于105 ℃干燥箱中烘至恒重。含水率按下面公式计算：

1.2.2.3 色泽 采用色差仪测定黄桃果干的L*、a*和b*，色差用ΔE表示，ΔE越小，则黄桃果干与鲜桃的色泽越接近[17]，ΔE通过以下公式计算：

1.2.2.4 复水性 冻干食品复水后能否恢复到原新鲜状态是衡量冻干食品品质的重要指标之一，首先测得冻干后物料的质量，然后再将其放在常温水中进行复水直至恒重时沥干，再测其质量[18]。复水比按下面公式计算：

式中：Rf—复水比；mf—复水后的质量（g）；mg—复水前的质量（g）。

1.2.2.5 质构特性 采用TA-XT plus 物性仪对黄桃果干进行测定，采用P/6 探头，测前、测后及测试速度为1.00 mm/s，压缩程度30 %，停顿时间5 s，触发力10 g。得到的最大峰值为硬度；峰值积分面积为脆性。

1.2.2.6 微观结构 采用扫描电子显微镜对不同干燥条件下制得的黄桃果干微观结构进行观察，放大倍数为200×[19]。

1.2.2.7 总多糖含量 采用蒽酮-硫酸法测定总多糖含量[20]。将干燥后的黄桃果干与新鲜黄桃在40 ℃下烘干至恒重，过80 目筛，为样品粉末，用于后续实验。取样品粉末0.5 g，于50 mL 三角瓶中，加20 mL蒸馏水摇匀，80 ℃水浴加热30 min。以10000 r/min转速离心10 min 后，取其上清液即样液。取样液1 mL后加入5%苯酚溶液1 mL，再加入浓硫酸5 mL，充分摇匀，放置10 min，然后置于40 ℃水浴中保温15 min，取出，冷却至室温，于620 nm 处测定吸光度并计算总多糖含量。以葡萄糖浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线，得到线性回归方程为y=0.71000.0018（R2=0.9997）。

1.2.2.8 总酚含量 采用福林酚比色法测定总酚含量[21]。称取样品粉末2 g，加入蒸馏水20 mL，溶解。以10000 r/min 转速离心10 min 后，取其上清液，稀释50 倍，得到样液。取样液后加入1 mL 福林酚显色剂及3 mL 20% Na2CO3，混匀，于50 ℃水浴反应30 min，在765 nm 处测定吸光度并计算总酚含量。以没食子酸浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线，得到线性回归方程为y=0.0012x-0.0595（R2=0.9990）。

1.2.2.9 总黄酮含量 参照Jia 等[22]方法，稍作修改。取样品粉末1 g，置于100 mL 容量瓶中，加入70%乙醇至30 mL，浸泡24 h 后抽滤，滤液用70%乙醇定容于100 mL 容量瓶中，得到黄酮提取液。取样液1 mL 依次加2.5 mL 70%乙醇溶液、150 μL 5% NaNO2溶液、300 μL 10% AlCl3溶液，混匀后静置5 min。再加入1.00 mL 的1 mol/L 的NaOH 溶液，在波长510 nm 处测定吸光度并计算总黄酮含量。以芦丁浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线，得到线性回归方程为y=1.0695x-0.0399（R2=0.9995）。

1.2.2.10 抗坏血酸含量 参照Liu 等[23]方法，稍作修改。取2.5 g 样品粉末，加入25 mL 的草酸-EDTA溶液于100 mL 烧杯中，摇匀后取一定体积提取液于50 mL 刻度离心管中，室温下10000 r/min 离心10 min，上清液即为待测液。取样液1 mL 依次加入4 mL 草酸-EDTA 溶液、1.5 mL 3%偏磷酸-醋酸溶液、2 mL 5%硫酸溶液和2 mL 5%钼酸铵溶液，最终用超纯水定容至25 mL，30 ℃水浴显色20 min，取出自然冷却至室温，再放置1 h，在700 nm 处测定吸光度并计算抗坏血酸含量。以抗坏血酸浓度为横坐标，吸光度为纵坐标，绘制标准曲线，得到线性回归方程为y=0.9846x-0.0593 （R2=0.9991）。

1.3 数据处理

实验数据均为三次重复实验的平均值±标准差（SD）值，采用SPSS 20.0 软件进行显著性分析（P＜0.05），并用Origin 8.5 作图。

2 结果与分析

2.1 干燥方式对黄桃果干感官评价的影响

根据冻干食品的特点，对终产品的口感、形态、气味和色泽四个方面进行感官评价，结果如表2 所示。从表中可以看出，FD 组感官评分总分最高，FH和HF 组得分略低，可能是由于热风干燥时间长导致表面硬化，从而酥脆性较差。结合图1 并在实验中发现，先利用MVD 和HAD 技术干燥所制得的黄桃果干有明显皱缩，所以导致MF 和HF 组在形态方面得分较低。感官评价（表2）结果表明先进行真空冷冻干燥后联合其余干燥技术所得黄桃果干总体感官评价较优，相较其余干燥组，FD 组与FM 组感官评价较高。

图1 黄桃果干图Fig.1 Yellow peach dried slices chart

表2 黄桃果干的感官评价结果Table 2 Sensory evaluation results of dried yellow peach slices

2.2 干燥方式对黄桃果干干燥时间的影响

通常将真空冷冻干燥过程分为两个阶段：升华阶段和解析阶段。升华阶段比解析阶段升温更快，物料中大部分水在升华阶段被去除；黄桃中的自由水完全升华后，保留了一个不能升华的多孔固体状基体，黄桃表面逐渐向内部收缩，使表面积越来越小和传质阻力越来越大，从而导致干燥速率变小[24-25]。

对于含水率较高且组织较密的黄桃，仅采用FD技术来干燥，能耗较高。因此，可以先利用冻干技术将其含水率降低到解析干燥临界点后，再采用微波真空干燥或热风干燥将含水率降低至8%以下。由图2可知，仅依靠FD 技术制备黄桃果干需要近24 h才能使其含水率降到8%以下，MVD 技术仅需16 min就可使新鲜黄桃片含水率降到20%以下，HAD 技术需6 h 可将新鲜黄桃片含水率降低到40%左右。但在实验过程中发现利用HAD 技术和MVD 技术干燥黄桃果干分别在6 h 和18 min 后出现表面焦糊，故未能使其干燥至含水率在8%以下。由此可知，两者干燥效率虽都高于FD 技术，但MVD 和HAD 技术所制得的黄桃果干有明显皱缩、品质较低且无法制得符合含水率要求的黄桃果干，故使用联合干燥技术可弥补这一缺陷。因此可将这两项干燥技术与FD 技术联合使用，在保证品质的同时也能缩短干燥时间。

图2 黄桃果干的干燥曲线Fig.2 Drying curve of dried yellow peach slices

2.3 干燥处理对黄桃果干理化性质的影响

表3 为不同干燥方式对黄桃果干干燥时间、色泽、复水比、硬度和脆性的影响。由表3 可知，FD组ΔE值显著低于其余干燥处理组（P＜0.05），这说明与新鲜黄桃相比，经过微波干燥和热风干燥处理后的黄桃果干可能发生了褐变，颜色偏深[26]。其中，MF 组和HF 组的ΔE值最高，表明微波和热风干燥时间过长会加剧褐变反应。但FM 组和FH 组与其余干燥组不同，其色泽差异要远小于后进行真空冷冻干燥的黄桃果干，这说明先进行真空冷冻干燥后结合其余技术能够更大程度地保留黄桃原有色泽。

表3 干燥处理对黄桃果干理化性质的影响Table 3 Effect of drying treatment on the physical and chemical properties of yellow peach dried slices

干制品的复水特性是衡量干制品品质和干制方法优劣的重要指标之一，复水比值越大，说明其复水后与鲜果的含水率越接近，黄桃果干能够恢复到原鲜果状态程度越高，干燥效果越好[27]。由表3 可知，FD 和FM 组平均复水比显著高于其余三组。结合黄桃果干微观结构图可知，复水能力可能是由孔隙大小决定[28]，FD 和FM 组具有均匀的蜂窝状多孔结构从而更利于果干复水。硬度是是衡量果蔬干制品品质的重要参数，能反映果蔬干制品的食用口感[29]。由表3 可知，HF 组硬度最大，可能是由于热风干燥温度较高，干燥时间过长，导致黄桃表面的水分损失大于内部失水，所以在黄桃表面形成了硬壳[30]，致使黄桃果干硬度值偏大。从表3 中可知，FD 组黄桃果干硬度最小，脆性最高，分别为16.33 N 和175.79 N·s。相较其余联合干燥组，FM 组、FD 组脆性差异较小。综合感官评价来看，FM 组黄桃果干在感官和质构方面最接进FD 组，且干燥时间最短。

2.4 干燥方式对黄桃果干微观结构的影响

从图3 中可以看出，FD 组和FM 组均出现较为均一的蜂窝状多孔结构，而MF、FH 和HF 组都出现了不同程度孔状结构塌陷现象。这是因为真空冷冻干燥过程中，黄桃中的水以冰晶的形式存在可直接升华，不破坏细胞结构，从而可以保持完整的细胞骨架[31]。温度升高加快了水分子的迁移速率，自由水的迁移会导致毛细管张力大于细胞壁抗拉强度，从而造成骨架塌陷，导致多孔状结构消失[32]。

图3 干燥处理对黄桃微观结构的影响Fig.3 Effect of drying treatments on the microstructure of yellow peach

2.5 干燥方式对总多糖含量的影响

由图4 可知，不同干燥方式获得的果干中总多糖含量由高到低排列依次为新鲜黄桃组＞FD 组＞FM 组＞FH 组＞FD 组＞MF 组＞HF 组。可能是由于黄桃在预处理漂烫或较高温度干燥过程中，部分多糖或粘液质水解成单糖或低聚糖所致[33]。本实验中所采用FD 和FM 技术对黄桃总多糖含量影响较小，说明其终产品中总多糖含量在加工过程中损耗较低。

2.6 干燥方式对总酚和总黄酮含量的影响

由图5A 可以看出，与新鲜黄桃组对比，干燥处理组总酚含量均有不同程度下降，其中HF 组最为显著。这是因为酚类化合物含有酚羟基，化学性质活泼，具有热不稳定性且易氧化[34]。同时，HF 组先进行热风干燥，使得水分流失较多，进一步导致水溶性营养物质流失较多，这与李勋兰等[35]研究结果一致。FM 组中总酚含量下降较少，且与FD 组无显著性差异，因为该组干燥过程中先采用真空冷冻干燥技术且联合，微波干燥时间较短，在预处理后一直处于低温加工状态从而对总酚含量影响较小。由图5B可知，与新鲜黄桃组对比，不同干燥条件下黄桃果干总黄酮含量存在显著差异，这可能是因为在预处理阶段经过漂烫和联合干燥时会在较高温度下干燥，温度过高造成部分黄酮类物质发生转化或热降解[36]。FM组总黄酮含量与FD 组差异较小，且含量明显高于其余三组，表明利用FM 方式可保证黄桃果干总黄酮含量保留较高。

图5 干燥方式对总酚、总黄酮含量的影响Fig.5 Effect of drying method on total phenols and flavonoids content

2.7 干燥方式对抗坏血酸含量的影响

由图6 可知，FD 组和FM 组与新鲜黄桃组相比无显著性差异，但MF 组、FH 组和HF 组与新鲜黄桃组相比抗坏血酸含量显著性降低（P＜0.05），这主要是由于长时间的微波真空干燥和热风干燥过程中的酶促氧化和热降解[37]。FD 和FM 技术可更好地保留抗坏血酸含量，与新鲜组相比无显著性差异，这可能是因为在真空条件下减少了抗坏血酸与空气接触的时间，这与Edvaldo 等[38]研究结果一致。

图6 干燥方式对抗坏血酸含量的影响Fig.6 Effect of drying methods on ascorbic acid content

3 结论

本实验通过不同干燥方式制备黄桃果干并探究了其对黄桃果干感官品质、微观结构和营养成分的影响，筛选出最佳的黄桃果干干燥方式为先真空冷冻干燥后微波真空干燥。FM 组在感官评价、色泽、质构特性和微观结构方面最接近FD 组，且营养成分保留较高，满足目前市场对于黄桃果干的需求。MF 组和HF 组由于前期温度较高导致汁水流失，骨架坍塌，感官品质较低，营养成分保留率低。综上所述，FM 技术在保证黄桃果干高品质的同时也可缩短干燥时间，更适宜作为黄桃的干燥方式。