西南大学学报 (自然科学版)  2018, Vol. 40 Issue (12): 59-64.  DOI: 10.13718/j.cnki.xdzk.2018.12.009
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  • 不同干燥方式对锦橙片品质的影响研究    [PDF全文]
    张玉1, 晏淑清1, 冯西娅1, 宁晓强2, 陈莉2, 洪晴悦1, 杨明菁1     
    1. 西南大学 食品科学学院/食品科学与工程国家级教学示范中心, 重庆 400715;
    2. 西南大学 附属中学, 重庆 400700
    摘要:为探讨干燥方式对锦橙片品质的影响,采用真空冷冻干燥和热风干燥对锦橙片进行干燥处理,分析不同干燥样品质构特性、维生素C、总糖、总酸、色差、褐变度、复水性的差异.结果表明:真空冷冻干燥锦橙片的硬度、咀嚼性、弹性、内聚性与热风干燥相比差异有统计学意义(p < 0.05);真空冷冻干燥锦橙片中维生素C、总糖、总酸质量分数分别为每100 g含250±32.59 mg,(60.78±2.57)%和(8.95±1.08)%,而热风干燥锦橙片中最高分别为每100 g含168.07±32.15 mg,(53.93±1.47)%和(8.07±0.75)%;真空冷冻干燥锦橙片褐变度低,色亮度高,且偏于金黄色,L值,b值分别为52.23±1.48,38.25±1.80,a值与热风干燥锦橙片相比差异无统计学意义(p>0.05);与热风干燥相比,真空冷冻干燥复水性好,复水比为3.73±0.27.因此,锦橙片品质真空冷冻干燥法优于热风干燥法.
    关键词锦橙片    真空冷冻干燥    热风干燥    品质    

    锦橙(Citrus sinensis Linn. Osbeck cv. Jincheng)又名鹅蛋柑26号,是芸香科柑橘属植物.锦橙原产于重庆江津,系20世纪40年代从地方实生甜橙中选出的优良品种[1].其风味甜酸适中,香气浓郁,是适合加工的优良甜橙品种[2-3].脱水干燥是常见的果蔬加工方式,通过降低果蔬中的水分量,延长果蔬保存期[4-5].脱水果蔬具有便于储存、运输、销售等优点,但果蔬在干燥过程中发生的物理、化学反应会影响果蔬干的最终品质[6].

    传统的热风干燥作为果蔬干燥方式应用最早、成本低,但往往出现产品褐变严重、营养价值降低等问题[7-8].真空冷冻干燥是将物料冻结到共晶点以下,在一定真空度下,使冰直接升华从而除去水分的一种干燥方法[9].真空冷冻干燥在低温、真空条件下进行,能最大限度地保持原料的色泽、形状、风味和营养成分[10].杨华等[11]研究了真空冷冻干燥、喷雾干燥对西兰花蔬菜粉品质的影响,结果表明:经不同干燥方式的西兰花粉在色泽、复水比、分散性、溶解度等方面均有差异,但总体而言,经真空冷冻干燥的西兰花粉品质比喷雾干燥的好.叶磊等[12]以桑葚为原料,比较了真空冷冻干燥和热风干燥对其果粉品质的影响,研究表明真空冷冻干燥对桑葚原有品质的破坏较小.

    目前对脱水锦橙片研究多以热风干燥为主,但感官品质差,影响消费者的接受度.脱水锦橙片即可泡水食用(无需另外添加蜂蜜、冰糖等甜味物质),又可直接食用,具有良好的市场前景.因此本研究通过比较真空冷冻干燥和热风干燥对锦橙片品质影响的差异,以期为锦橙片开发提供理论依据和参考.

    1 材料方法 1.1 材料与试剂

    锦橙,品种为“北碚477”,九成熟,果径大小为70~80 mm.购自重庆市北碚区沛华果树专业合作社.

    蒽酮(分析纯),上海科丰实业有限公司;福林酚试剂,上海如吉生物科技发展有限公司.其他试剂为实验室常用试剂.

    1.2 仪器与设备

    CT-3质构仪,美国Brookfield公司;ALPAAI-4LSC真空冷冻干燥机,德国Christ公司;722可见分光光度计,上海菁华科技仪器有限公司;电热恒温鼓风干燥箱,上海森信实验仪器有限公司.

    1.3 实验方法 1.3.1 真空冷冻干燥(简称冻干)

    挑选颜色、大小一致的锦橙,洗净、擦干后横切成1 cm的薄片,-4 ℃下预冻后,均匀平铺在冻干盘上,真空冷冻干燥机的压力设置为80 Pa,冷阱温度-50 ℃.当水分量低于5%时,停止干燥[13],测定品质指标.

    1.3.2 热风干燥

    挑选颜色、大小一致的锦橙,洗净、擦干后横切成1 cm的薄片,均匀平铺在干燥盘上,干燥温度分别为50 ℃,70 ℃,90 ℃,干燥风速为2.0 m/s.当水分量低于5%时,停止干燥[14],测定品质指标.

    1.4 测定方法 1.4.1 水分量的测定

    参照GB5009.3-2010的方法[15].

    1.4.2 干燥锦橙片品质测定

    质构测定:将干燥后的锦橙片置于质构仪TP/44探头下做质构分析测试.质构仪参数如下:测试速率,1 mm/s;测后速率与测试速率一致;触发点负载:5 g.每个样品测试重复9次.维生素C:采用2,6-二氯靛酚法[16].

    1.4.3 总糖与总酸测定

    总糖测定采用蒽酮比色法,并做适当改动[17].

    称取粉碎后的样品1.0 g,置于三角瓶中,加蒸馏水20 mL,加盖在沸水浴中保持15 min;冷却后用漏斗过滤到100 mL容量瓶中,并用蒸馏水将三角瓶冲洗至少3次,然后在容量瓶中加入2.5 mL 10%的醋酸铅溶液,混匀,以沉淀样品中的蛋白质.待反应完全后,加入0.5 g草酸钾结晶,以除去过量的醋酸铅,并定容混匀,过滤,取上清液1 mL,加入100 mL容量瓶中定容,取定容后的样液1 mL加4 mL蒽酮试剂(冰浴),取出至常温,再放入沸水浴10 min,后取出至常温,在620 nm波长下测定吸光度,并以公式(1)计算总糖质量分数(C总糖).标准曲线的方程A=29.507C-0.014 9,R2=0.990 9.

    $ {C_{总糖}}/\% = \frac{{C \times V}}{{m \times \left( {1 - 含水量} \right) \times {{10}^3}}} \times N \times 100 $ (1)

    式中,C为根据标准曲线方程及测定的吸光度值计算所得的葡萄糖浓度,mg/mL;V为取样体积,mL;m为样品质量,g;N为稀释倍数.

    总酸的测定:参照GB/T 12456-2008中酸碱滴定法[18].

    1.4.4 复水比的测定

    测定方法如下:

    将干燥好的锦橙片(m1,g)放入蒸馏水中,每隔30 min取出称质量,至充分吸水,复水后沥干表面和四周的水,准确称质量(m2,g),复水比=m2/m1[19].

    1.4.5 褐变度的测定

    参考何萌等[20]的方法,取样品2 g,加入蒸馏水50 mL,充分混匀后,6 000 r/min离心10 min,用722可见分光光度计在420 nm处测上层清液的吸光度A,以吸光度A值来衡量样品的褐变度.

    1.4.6 色差的测定

    取干燥好锦橙片进行色差测定,采用CIELab表色系统表示. L为明度指数,L越大表示颜色越白;a为红绿值,+a方向红色增加,-a方向绿色增加;b为黄蓝值,+b方向黄色增加,-b方向蓝色增加[21].

    1.5 数据分析

    应用Excel 2010统计分析所有数据,计算标准误并绘制图;应用SPSS 19.0软件对数据进行单因素方差分析和差异显著性分析,图表中用小写字母不同表示差异有统计学意义(p<0.05),所有实验重复3次.

    2 结果与分析 2.1 不同干燥方式过程中水分量的变化

    锦橙片在干燥过程中水分量逐渐降低(图 1),且热风干燥的干燥速率明显大于真空冷冻干燥. 90 ℃热风干燥耗时最短,仅18h,含水量为(4.15±0.84)%,而真空冷冻干燥耗时长达60 h,水分量为(3.94±0.57)%.

    图 1 不同干燥方式锦橙片水分变化情况
    2.2 不同干燥方式对维生素C(VC)、总酸和总糖质量分数的影响

    图 2可知,热风干燥对VC破坏严重,且随着干燥温度上升VC质量分数显著下降(p<0.05),90 ℃干燥处理时,VC质量分数每100 g降至8.49±4.99 mg.而真空冷冻干燥锦橙片中的VC质量分数每100 g为250±32.59 mg,与鲜样中291.93±4.66 mg相比,保留率高达85.64%.这是由于VC在高温环境下易被破坏,同时真空冷冻干燥在干燥过程中保持一定的真空度,可隔绝空气,有效防止VC氧化[22-23].

    图 2 不同干燥方式对维生素C质量分数的影响

    不同干燥方式锦橙片总酸质量分数结果如图 3,真空冷冻干燥锦橙片的总酸质量分数显著高于热风干燥(p<0.05),为(8.95±1.08)%,且热风干燥温度对总酸质量分数影响有统计学意义(p<0.05),随着温度升高依次为(8.07±0.75)%(50 ℃),(7.01±0.13)%(70 ℃),(3.07±0.27)%(90 ℃).高炜等[24]研究表明,经真空干燥、冷冻干燥处理的柠檬总酸质量分数显著高于热风干燥、红外干燥.张宝善等[25]以红枣为实验原料也得出相似结果,真空冷冻干燥比60 ℃热风干燥红枣的总酸质量分数多1.7 g/kg.

    图 3 不同干燥方式对总酸质量分数的影响

    不同干燥方式总糖质量分数变化如图 4,经真空冷冻干燥和热风干燥处理的锦橙片总糖质量分数均显著低于鲜样(p<0.05),其中真空冷冻干燥锦橙片总糖质量分数为(60.78±2.57)%,显著高于热风干燥(p<0.05),表明真空冷冻干燥有利于锦橙中糖类物质的保存.而热风干燥的不同处理温度间差异无统计学意义(p>0.05),50 ℃热风处理质量分数最高,为(53.93±1.47)%.可能是由于在高温条件下,糖类尤其是葡萄糖、果糖等单糖极易发生焦化而产生损耗[26].周禹含等[27]用不同方式制得枣粉的总糖质量分数依次为变温压差膨化干燥,真空冷冻干燥,真空干燥,热风干燥,与我们的研究结果相似.

    图 4 不同干燥方式对总糖质量分数的影响
    2.3 不同干燥方式对复水比影响

    图 5可知,两种干燥方式对于锦橙片复水比的影响差异有统计学意义(p<0.05),真空冷冻干燥的锦橙片复水比为3.73±0.27,热风干燥不同处理组中最高仅为3.09±0.78,表明真空冷冻干燥锦橙片的复水效果优于热风干燥.真空冷冻干燥是使固态水在一定的真空度下直接升华,锦橙片的内部形成多孔结构,有利于复水的进行[28].

    图 5 不同干燥方式对复水比的影响
    2.4 不同干燥方式对锦橙片色泽和褐变度影响

    表 1可知,两种干燥方式制得的锦橙片L值,b值差异有统计学意义(p<0.05),a值差异无统计学意义(p>0.05).经真空冷冻干燥锦橙片的L值,b值分别为52.23±1.48,38.25±1.80,明显高于热风干燥,表明其颜色与热风干燥相比更白且偏于黄色.对比热风干燥不同处理温度,L值,b值差异也有统计学意义(p<0.05),并且均随着温度升高而减小.

    表 1 不同干燥方式对色泽的影响(x±sn=9)

    热风干燥的褐变度显著高于真空冷冻干燥,且随着温度的升高,褐变度逐渐升高(p<0.05)(图 6). 90 ℃热风干燥的褐变度高达1.44±0.23,约为真空冷冻干燥的5.5倍.干燥中褐变的主要是由美拉德反应引起,随着干燥温度越高,美拉德反应也越剧烈[29].

    图 6 不同干燥方式对褐变度的影响
    2.5 不同干燥方式对锦橙片质构影响

    表 2可知,经热风干燥和真空冷冻干燥的样品与鲜样相比较,硬度、弹性、内聚性和咀嚼性差异均有统计学意义(p<0.05),两种干燥方式的样品之间,差异也有统计学意义(p<0.05).真空冷冻干燥的锦橙片结构疏松,而经热风干燥的锦橙片结构紧密,正是这种结构影响样品的硬度、咀嚼性等,降低锦橙片的感官品质[30].

    表 2 不同干燥方式对质构的影响(x±sn=9)
    3 结论

    通过测定维生素C、总酸、总糖、质构、色差等指标,比较热风干燥和真空冷冻干燥对锦橙片品质的影响,结果表明,经两种干燥方式处理的样品间在营养成分、组织结构以及色泽等方面差异均有统计学意义.真空冷冻干燥的锦橙片结构疏松,复水性好,能较好地保存锦橙片中的营养成分,对锦橙片的色泽和内部结构破坏程度小.

    参考文献
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    Effects of Different Drying Methods on the Quality of Jincheng Orange Slices
    ZHANG Yu1, YAN Shu-qing1, FENG Xi-ya1, NING Xiao-qiang2, CHEN Li2, HONG Qing-yue1, YANG Ming-jing1     
    1. School of Food Science, Southwest University/Food Science and Engineering Teaching Demonstration Center at the National Level, Chongqing 400715, China;
    2. High School Affiliated to Southwest University, Chongqing 400700, China
    Abstract: Vacuum freeze-drying and hot-air drying were used to dry Jincheng orange (Citrus sinensis) slices so as to investigate the effects of different drying methods on the quality of the product. The contents of ascorbic acid, total sugars, total titratable acids, color difference, browning degree and texture of the dried samples were determined and compared. The two drying methods gave significantly different results (p < 0.05) in the hardness, chewiness, elasticity and cohesiveness of the Jincheng slice samples. The contents of ascorbic acid, total sugars and total acids were 250±32.59 mg per 100 g, (60.78±2.57)% and (8.95±1.08)%, respectively, in the vacuum freeze dried citrus slices, and the highest were 168.07±32.15 mg per 100 g, (53.93+1.47)% and (8.07+0.75)%, respectively, in the hot air dried Jincheng slices. Compared with hot air drying, vacuum freeze-drying had lower browning degree, higher color brightness and better rehydration property (the rehydration ratio being 3.73±0.27). Its L value and b value were 52.23±1.48, 38.25±1.80, respectively. The difference in the a value was non-significant between the two drying methods (p>0.05). In conclusion, compared with hot air drying, vacuum freeze drying has obvious advantages in maintaining the nutritional composition, color and rehydration of Jincheng slices.
    Key words: Jincheng slice    vacuum freeze-drying    hot-air drying    quality    
    X