脫水蔬菜加工過程中品質變化的研究進展

孫小靜，劉 軍，鄒宇曉，廖森泰，*，劉 凡

（1.華南農業大學食品學院，廣東廣州 510642；2.廣東省農業科學院蠶業與農產品加工研究所，廣東省農產品加工重點實驗室，廣東廣州 510610）

1 脫水蔬菜的風味成分和品質變化

1.1 風味物質

脫水蔬菜的風味物質主要來源于蔬菜本身的香氣物質和加工過程中新產生的風味物質，它受到蔬菜品種和加工工藝等因素的影響，好的加工工藝不僅能盡可能保留原有蔬菜的營養風味成分，還能產生新的風味物質。脫水蔬菜的風味物質的形成是一個復雜生化反應，目前發現的主要生成途徑有以下幾點：a.蔬菜的蛋白質的化學特性改變導致細胞水解，一些貯藏物質和部分結構物質如淀粉、糖、蛋白質在酶的作用下分解成簡單物質，如葡萄糖和氨基酸等。b.氨基酸脫羧和氧化脫氨轉化成相應醛類，或與糖類產生美拉德反應，生成呋喃、吡咯、吡嗪等香氣物質。c.脂類和類蘿卜素的氧化、降解生成的醇、酮、醛類香氣化合物[4-5]。這些物質都會使產品的鮮、甜味增加，風味提升和香氣增強，因而在蔬菜干燥前常對原料進行預處理，如添加葡萄糖、蔗糖、糊精等，以增加風味物質的形成。Heredia等[6]對蔗糖處理后的脫水番茄的香氣成分進行了分析，結果發現產品的總體香氣增強，并新生成了5種香氣物質（1-丁醇，2-甲基-2-丁烯醛，3-羥基-2-丁酮，糠醛和乙腈）。

1.2 營養物質

新鮮蔬菜在加工過程中不可避免的造成營養、活性成分破壞損失，如蛋白、糖類、纖維素和維生素等[7]。因此，針對不同的產品，選擇合適的加工方式，在保證產品風味的同時最大程度保留其營養成分顯得尤為重要。

纖維素：總體上沒有突出變化[8]。

脂肪：油脂可能會氧化導致不良風味的形成，如哈喇味，酸臭味。

碳水化合物：糖與氨基酸結合發生美拉德反應，引起還原糖的損失和風味的改變。

蛋白質：在高溫作用下，蛋白質可能會分解，影響產品的質地和風味。此外，蛋白質與其他成分發生反應，造成蛋白質損失。

剛開始走神的時候持續時間不會太久，也許只有幾分之一秒，但就在這一瞬間，大腦也能處理許多信號。因此，當大腦“神游”歸來之時，我們往往發現自己并未錯過什么重要的東西。于是大腦也能處理許多信號。因此，當大腦“神游”歸來之時，我們往往發現自己并未錯過什么重要的東西。

礦物質：蔬菜在加工過程中，若與水接觸如燙漂、浸泡和復水，礦物質損失可能很大；添加食品添加劑如鈣鹽、鐵鹽等可能會使礦物質含量增加。

維生素：維生素的損失是一個極其復雜的過程，受許多因素影響，如預處理條件、干燥溫度及時間等[9]。蔬菜的去皮、切塊、清洗和燙漂都會引起維生素不同程度的損失[10]。另外，食品添加劑的應用對蔬菜維生素的影響也很大，例如Cu2+鹽和Fe3+鹽的添加都可破壞VC、VE、VB1和葉酸，導致維生素的損失。國內外學者對維生素研究較多的是VC。Maharaj等[11]比較了熱水燙漂、堿液沸水浸泡和蒸汽熱燙三種方式對番薯葉干制品VC含量的影響，結果發現堿液沸水處理后的產品VC損失量最大。Bajaj等[12]研究發現經亞硫酸溶液浸泡干燥后，胡蘆巴葉子的VC含量更高，與處理前相比，差異顯著。

1.3 色澤

色澤是蔬菜加工和貯藏過程中重要的品質特征，是產品感官評價的關鍵。蔬菜在加工干燥過程中的變色現象非常嚴重，主要原因是酶促褐變、非酶褐變、色素物質的變化以及與金屬離子的接觸，這些因素造成產品品質下降嚴重[13]。近年來，隨著消費者對脫水蔬菜的要求逐漸提高，色澤鮮艷，外型美觀已經成為吸引消費者購買的重要方面。因而控制脫水蔬菜在加工過程的色澤變化，改善外觀色澤已經成為提高產品品質以及商業價值的重要途徑。

1.4 質地

質地是脫水蔬菜品質的重要指標。相關研究表明，脫水蔬菜的質地主要由其化學成分和組織結構決定，加工過程中的各種物理和化學處理都會引起內部組分的分布和化學成分變化，例如纖維素結晶，果膠降解，淀粉糊化和老化，這可能會導致產品皺縮、脆度下降甚至軟爛[14]。不同的加工條件對脫水蔬菜質地的影響主要表現在產品的硬度。徐明亮[15]分別采用熱風、微波及冷凍干燥對海蘆筍進行干燥。結果表明：熱風干燥的海蘆筍干品皺縮嚴重，表面較硬，咀嚼性較差；冷凍干燥的干品酥脆，口感較好；而微波干燥效果介于熱風干燥和冷凍干燥之間。相關研究表明，這是因為冷凍干燥的產品在脫水過程中，細胞間隙中的水分急劇氣化，間隙擴大，產品膨化，因此產生酥脆的口感[16]。

1.5 復水性

復水是脫水蔬菜被重新利用的重要步驟，是衡量產品品質的重要指標，國內外學者對脫水蔬菜的復水性進行了大量研究[17]。杜志龍等[18]考察了氣體射流沖擊的燙漂濕度對胡蘿卜復水特性的影響，結果表明，在較高的燙漂濕度時胡蘿卜的復水率較高，但隨漂燙溫度的升高而降低。Kadam等[19]報道燙漂時間會顯著影響脫水花椰菜的復水率。Bhattacharya[20]發現復水溫度越高，復水時間越長，物料復水越充分。但復水也會對產品品質產生不利影響，例如Nawirska等[21]報道在復水過程中，脫水蔬菜的可溶性物質隨著水分的滲入而流出，不僅降低了營養價值，還可能使咀嚼性、硬度、黏著性等品質參數下降。這些研究表明，加工技術會影響脫水蔬菜的復水性，且這種影響隨著燙漂溫度及濕度、復水的溫度等因素的變化而變化。

目前，國內對脫水蔬菜品質的研究主要集中于色澤、質地、風味、復水性、營養與功能等理化指標的變化，而對品質變化的主要因素研究還相對較少，相關研究表明，脫水蔬菜的品質變化強烈依賴于加工技術。但由于針對不同種類的蔬菜，其加工技術是多種多樣的，而每一個加工技術都有可能引起品質的變化，因此比較難判斷影響品質變化的主要加工技術，進而比較難確定終產品的品質；此外，由于蔬菜及其產品中成分比較復雜，而影響其品質的因素也較多，如溫度、氧氣、金屬離子和微生物等，且這些因素幾乎同時存在于脫水蔬菜的加工中，因而比較難調控多因素作用下產品的品質。因此，未來可對脫水蔬菜，在保證產品質量的基礎上，研究多因素作用下不同加工技術對產品品質變化的影響，進而改善產品質量。

2 原料預處理對脫水蔬菜品質的影響

預處理常作為輔助手段用于脫水蔬菜護色，主要目的是為了改善產品品質，按作用方式分為物理預處理和化學預處理。

2.1 化學預處理

化學預處理是指通過添加化學物質來達到某個目的的預處理方法，主要目的是為了護色和提高復水性。脫水蔬菜的護色主要包括以下幾個方面：

a.硫化處理。通過亞硫酸鹽溶液或二氧化硫處理可抑制酶促褐變和非酶褐變，避免微生物、害蟲的損害[22]。

b.金屬離子處理。通過添加金屬離子形成金屬絡合物有助于色澤穩定，如Canjura[23]和周凌霄[24]均通過添加銅離子和鋅離子的方式獲得較好的護綠效果。

c.抗氧化劑的應用。如谷胱甘肽、抗壞血酸、植酸、檸檬酸和EDTA等抗氧化劑對脫水紅辣椒和冬瓜的變色和褪色均有一定抑制作用[25-26]。

d.食鹽、堿溶液處理。將蔬菜浸泡在食鹽或堿溶液中，不僅減少溶氧量、抑制酶促褐變，還能改善復水后產品的組織形態。

另外，為了提高干燥制品的復水性，國內外學者常把可食用的醇類和糖類如葡萄糖、蔗糖和甘油等在干燥前滲入蔬菜以便使復水后的產品具有良好的組織形態，并且有自己獨特的風味。蔣彩虹等[27]以茄子、胡蘿卜、青椒、菜豆為原料，使用β-環糊精作為添加劑，得到的脫水蔬菜具有含水量高、復原性好的特點。

2.2 物理預處理

物理預處理是利用物理因素的變化來提高脫水制品品質的預處理方法，主要包括以下幾個方面：

a.熱燙處理。其中熱燙處理應用較普遍，主要是通過鈍化酶類的活性來改善產品色澤，然后在加入護色劑或保脆劑的冷水中冷卻。汪秋安[28]發現豌豆脂氧酶在65℃熱水中鈍化需400min，但若加入堿液調整pH=4.0時，65℃鈍化僅需1min。

b.蒸汽處理。通過采用瞬時高溫將蔬菜中的酶鈍化，以達到護綠的目的。

c.其他處理。一些新的技術逐漸被用于新鮮蔬菜的預處理，如微波、超聲波或氣體射流沖擊技術，這些新技術的應用可以提高產品質量[29-30]。Gamboa-Santos等[31]比較了熱燙處理與超聲波處理對脫水胡蘿卜VC和感官品質的影響，結果發現超聲波處理的產品感官品質更好。

上述預處理方法在加工過程中對改善產品品質起到一定作用，但仍然存在很多不足。如熱燙處理雖然簡單有效，但也會造成一些不利影響，如可能會破壞蛋白質的結構及造成游離氨基與還原糖末端的羰基發生美拉德反應，導致蛋白質和糖類減少，還會引起生物大分子發生反應，導致產品皺縮[32-33]。另一方面，采用金屬離子和硫化物護色雖然有效，但其安全性不確定。因此蔬菜在預處理過程中，急需一些安全有效的方法，而利用非熱加工技術來代替傳統的熱加工技術在某種程度上可以實現這一點。一般來說，傳統的熱加工處理會不可避免地造成產品品質下降，而非熱預處理方法如超聲波、氣體射流沖擊技術和添加劑的使用等可以避免加熱帶來的負面效應。因而在對新鮮蔬菜進行預處理時，可應用新型安全的非熱加工技術來代替傳統的熱加工技術，以達到提高脫水蔬菜的品質、食用價值及商品價值的目的。

3 干燥對脫水蔬菜品質的影響

蔬菜脫水常采用的干燥設備有：常壓熱風干燥、真空冷凍干燥、微波干燥、遠紅外干燥、滲透干燥和熱泵干燥。新型的干燥設備主要有太陽能干燥、過熱蒸汽干燥、組合干燥。以上各個干燥設備都有其應用的特點和局限性[34-36]，具體情況如表1所示。國內外學者針對不同種類的蔬菜進行了大量研究，Choudhary等[37]對比研究了風干、太陽能干燥、真空干燥及微波干燥得到的豌豆的品質，結果發現，真空冷凍干燥的產品品質最好。Akbudak等[38]考察了熱風干燥、真空干燥及微波干燥3種干燥方式對歐芹的色澤、質構、葉綠素和VC含量等理化性質的影響，結果表明，微波干燥在質量方面雖和真空干燥產品有一定差距，但遠優于熱風干燥。

此外，近些年，應用惰性氣體來替代干燥介質，采用組合干燥替代單一干燥等干燥技術也越來越多地得到研究。在這些研究中，如何采用最低的加工成本和最少的加工處理，達到高品質的脫水蔬菜是研究的總體目標。為實現這一目標，采用新干燥技術以降低高品質對干燥設備的要求，進而降低設備和加工成本，提高產品質量，這也是目前脫水蔬菜質量研究的熱點。Hawlader等[39]用二氧化碳和氮氣作為干燥介質對馬鈴薯進行熱泵干燥，結果發現無論是能耗，還是色澤及復水性，熱泵干燥都優于真空干燥。Kowalski等[40]研究發現經滲透-熱風組合干燥的胡蘿卜比單一熱風干燥的胡蘿卜色澤更好，并且能夠較好地保持其原來的形狀。Kumar等[41]研究發現：冷凍-熱風組合干燥的胡蘿卜和南瓜在外觀和復水比方面優于熱風干燥的產品，且在質量方面更接近于完全冷凍干燥的產品。

表1 不同干燥方法的優缺點Table 1 Advantages and disadvantages of different drying methods

目前國內市場上90%的脫水蔬菜采用熱風干燥，因其干燥溫度較高且干燥時間較長，造成產品的色澤、質構、香味和營養都受到損害，而其他干燥設備由于其自身的局限性（表1），要達到規模化的生產應用也存在一定困難，但將上述不同干燥方式結合起來，不僅能綜合各自的優點提高產品品質，還能有效節約能源[42]。其次，隨著產品的優質化與多樣化及節能的需要，單純沿襲以往的設計方法已遠遠不夠，要綜合多學科的知識對設備進行優化設計，加速開發出高效、優質、節能的干燥設備，進而提高產品質量。

4 展望

目前，我國脫水蔬菜的出口份額占世界總量的40%，且以年均20%以上的速度增長，但其市場缺口依然很大。另外，由于脫水蔬菜的技術準入度低，造成成品質量參差不齊，因此加大對脫水蔬菜的研究和生產，可使我國豐富的農產品資源深加工增值，還能促進外銷創匯。近年來，國內許多科研工作者在脫水蔬菜預處理和干燥技術上進行了深入的研究，取得了可喜的成果，但也存在不少問題，如對原料基地建設重視不夠、生產技術創新性不足、包裝不規范、缺乏有效的宏觀管理及相關的行業法規、未建立起產業化體系等等。所以未來的脫水蔬菜生產，筆者認為，需從以下幾方面入手：

拓展脫水蔬菜的種類和形式，提高產品的多樣化。

受到技術瓶頸的限制，國內市場上的脫水蔬菜品種相對較少，產品的形式單一，其中以甘藍、胡蘿卜、辣椒、白菜、食用菌、豆角等直接燙漂后烘干脫水為主，不利于其營養風味的保存，且消費者可選擇的范圍較小，加強拓展新興的脫水蔬菜種類，大力發展前景廣闊的蔬菜干制品。近年來市場上凍干蔬菜價格較高，均價在熱風脫水蔬菜的5倍以上，因此對于優質的蔬菜原料可考慮冷凍干燥的脫水方式，或針對部分有前景的蔬菜原料按相關標準或不同部位進行等級劃分，篩選出上等原料，大力發展凍干食品，拓寬產品形式。

篩選優質的蔬菜原料，提高產品的競爭力。

由于部分蔬菜來源廣泛，品種不一，各品種間的營養品質差異較大，有必要系統比較不同蔬菜品種的營養品質特性，建立感官評定與營養成分的相關性指標，篩選出優質的原料品種；在此基礎上，設立蔬菜原料的生產基地，建立其脫水產品生產的質量標準，重視環境的無公害，標準化嚴格控制蔬菜的種植、采收、儲運、加工過程，制定脫水蔬菜的技術標準和質量安全標準，加強對脫水蔬菜質量安全的監督、檢測和檢查，保證產品的標準化生產；同時還要集中精力研究燙漂、脫水方式等工藝對脫水蔬菜感官、營養、組織結構和風味物質的影響，探究脫水工藝與營養、風味、質地、口感等之間的深層原因，從而優化其脫水工藝，保證產品質量的穩步提升，提高其市場競爭力。

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