預處理對氣流膨化干燥黃桃丁品質的影響

劉春菊,王海鷗,劉春泉,李大婧,*

(1.江蘇省農業科學院農產品加工研究所，江蘇南京 210014;2.國家蔬菜加工技術研發專業分中心，江蘇南京 210014;3.南京曉莊學院食品科學學院，江蘇南京 211171)

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預處理對氣流膨化干燥黃桃丁品質的影響

劉春菊1,2,王海鷗3,劉春泉1,2,李大婧1,2,*

(1.江蘇省農業科學院農產品加工研究所，江蘇南京 210014;2.國家蔬菜加工技術研發專業分中心，江蘇南京 210014;3.南京曉莊學院食品科學學院，江蘇南京 211171)

為了研究預處理對黃桃氣流膨化干燥的影響,探討了成熟度、桃丁厚度、燙漂、糖浸漬、凍融和干燥時間對黃桃脆丁產品膨化度、色澤和質構的影響。研究結果表明:成熟度對黃桃脆丁產品的色澤和質構影響較大;燙漂2～3 min可改善黃桃組織結構,提高膨化效果;糖浸漬使黃桃脆丁產品酸甜可口,組織內部充實,利于膨化骨架形成,對產品色澤具有保護作用;凍融可改善產品硬度和色澤,提高品質;預干燥時間對氣流膨化的膨化效果和形狀保持能力具有重要影響。較適宜的預處理條件為:九成熟的黃桃原料,桃丁厚度2 cm,燙漂2～3 min,糖浸漬濃度6%,凍融1 次,預干燥2.5 h。為黃桃干制品產業化生產提供技術支撐。

黃桃,氣流膨化干燥,預處理,品質

黃桃果肉色澤金黃,肉質細膩,味道濃香,富含胡蘿卜素、硫胺素、核黃素、尼克酸、抗壞血酸、鈣、磷、鐵等多種維生素和營養素[1]。黃桃采摘后呼吸作用強,容易變軟霉爛,極不耐貯藏,除鮮食外,大部分都用于深加工,如做成罐頭、果汁、果脯等加工產品[2]。

果蔬脆片因其酥脆可口、攜帶方便受到消費者的極大歡迎。目前果蔬脆片加工主要是采用冷凍干燥和高溫油炸等傳統方法,存在加工成本高或產品質量差、產生有毒物質等諸多問題。氣流膨化干燥是一種新型、環保、節能的非油炸膨化干燥技術,是將經預處理的果蔬原料,放置于變溫壓差膨化罐中升溫加壓,保溫一段時間后瞬間泄壓,物料內部水分瞬間汽化蒸發,物料瞬間膨脹并在真空狀態下脫水干燥[3]。該技術吸納了熱風干燥和真空冷凍干燥的優點,膨化產品質地蓬松、口感酥脆,成為當前果蔬干燥領域研究的熱點。果蔬干燥前的預處理加工有利于改變果蔬原料產品質構,提高果蔬脆片的產品品質,國內外許多學者對果蔬干燥前預處理進行了深入研究。張茜等[4]發現扎洞預處理可以縮短辣椒干制時間,提高干燥速率,能減少紅色素的損失,減少褐變,熱水燙漂和過熱蒸汽燙漂均能起到防止褐變的作用;G. Adiletta等通過打磨葡萄皮的預處理方式提高葡萄干燥速率,減少表皮收縮及色澤變化[5];Won等發現脈沖電場預處理破壞了紅辣椒細胞膜,但對表面結構未造成損傷,脈沖電場預處理可減少紅辣椒干燥時間,提高色澤品質[6];Kejian Zou等[7]采用滲透脫水處理方式提高了芒果片干制品的色澤、硬度和脆度,隨著浸漬時間的延長,芒果片的玻璃化轉變溫度逐漸降低,水分活度逐漸增加;J.E. Vásquez-Parra等[8]發現化學和物理預處理可以打破燈籠果水果表面的蠟質層,加速干燥過程中水分的擴散。本文通過考察不同預處理方式對氣流膨化干燥黃桃的膨化度、色澤、硬度和脆度的影響,分析預處理對黃桃脆丁產品品質的影響,旨在為黃桃干燥生產提供理論依據。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

黃桃于2014年7月采自江蘇省農業科學院園藝所桃園,品種為金童8號。蘇果白砂糖市售食品級;石英砂分析純,天津市科密歐化學試劑有限公司。

BS224S型電子分析天平北京賽多利斯科學儀器公司;DHG-9070型電熱恒溫鼓風干燥箱上海精宏實驗設備有限公司;CT3 25K型質構儀美國博勒飛公司;QDPH-5型電加熱式氣流膨化設備天津市勤德新材料科技有限公司;FW100型高速萬能粉碎機天津市泰斯特儀器有限公司;WSC-S型色差儀上海精密科學儀器有限公司。

1.2黃桃不同預處理方式

1.2.1成熟度選擇成熟度分別為七、八、九成熟和十成熟的新鮮黃桃,成熟度選擇標準參照SB/T 10090-1992 鮮桃[9]。將新鮮黃桃洗凈瀝干水分,用去皮器削掉外皮,縱向切成黃桃梯形丁,尺寸詳見圖1。分別稱取100 g黃桃丁,沸水燙漂2 min,冷卻后放入-20 ℃冷凍柜中凍藏12 h,再60 ℃熱風干燥烘至含水率達到60%,放在4 ℃冰箱中均濕12 h,然后進行氣流膨化干燥,黃桃丁的水分含量在5%以下,測定干燥樣品品質指標。

圖1　黃桃梯形丁的尺寸圖Fig.1　Size of yellow peach ding

1.2.2桃丁厚度選擇九成熟的新鮮黃桃,洗凈瀝干水分,用去皮器削掉外皮,縱向切成黃桃梯形丁,下端厚度分別為1、1.5、2、2.5、3 cm,上端厚度分別是下端厚度的1/2,分別稱取100 g黃桃丁,沸水燙漂2 min,冷卻后放入-20 ℃冷凍柜中凍藏12 h,再60 ℃熱風干燥烘至含水率達到60%,放在4 ℃冰箱中均濕12 h,然后進行氣流膨化干燥,黃桃丁的水分含量在5%以下，測定干燥樣品品質指標。

1.2.3燙漂時間選擇九成熟的新鮮黃桃,洗凈去皮,縱向切成黃桃梯形丁,下端厚度為2 cm。分別稱取100 g黃桃丁,沸水燙漂1、2、3、4、5 min,冷卻后放入-20 ℃冷凍柜中凍藏12 h,再60 ℃熱風干燥烘至含水率達到60%,放在4 ℃冰箱中均濕12 h,然后進行氣流膨化干燥,黃桃丁的水分含量在5%以下，黃桃丁的水分含量在5%以下，測定干燥樣品品質指標。

1.2.4糖浸漬濃度選擇九成熟的新鮮黃桃,洗凈去皮,縱向切成黃桃梯形丁,下端厚度為2 cm。分別稱取100 g黃桃丁,沸水燙漂2 min,放入糖濃度分別為2%、4%、6%、8%、10%的糖液中浸漬2 h,冷卻后放入-20 ℃冷凍柜中凍藏12 h,再60 ℃熱風干燥烘至含水率達到60%,放在4 ℃冰箱中均濕12 h,然后進行氣流膨化干燥,黃桃丁的水分含量在5%以下，測定干燥樣品品質指標。

1.2.5凍融次數選擇九成熟的新鮮黃桃,洗凈去皮,縱向切成黃桃梯形丁,下端厚度為2 cm。分別稱取100 g黃桃丁,沸水燙漂2 min,冷卻后放入-20 ℃冷凍柜中凍藏12 h,常溫空氣解凍1 h,瀝干水分,放入-20 ℃冷凍柜中凍藏12 h,如此反復凍融1、2、3、4、5 次,再60 ℃熱風干燥烘至含水率達到60%,放在4 ℃冰箱中均濕12 h,然后進行氣流膨化干燥,黃桃丁的水分含量在5%以下，測定干燥樣品品質指標。

1.2.6預干燥時間選擇九成熟的新鮮黃桃,洗凈去皮,縱向切成黃桃梯形丁,下端厚度為2 cm。分別稱取100 g黃桃丁,沸水燙漂2 min,冷卻后放入-20 ℃冷凍柜中凍藏12 h,再60 ℃熱風干燥2、2.5、3、3.5、4 h,放在4 ℃冰箱中均濕12 h,然后進行氣流膨化干燥,黃桃丁的水分含量在5%以下，測定干燥樣品品質指標。

1.2.7氣流膨化干燥經過預處理的黃桃丁進行氣流膨化干燥。氣流膨化干燥條件為膨化壓力0.2 MPa,膨化溫度105 ℃,抽空干燥溫度75 ℃,抽空干燥時間120 min,真空罐壓力-0.098～-0.01 MPa。

1.3測定方法

1.3.1膨化度測定(用比容表示)采用石英砂置換法。將干燥樣品稱其質量,然后以干凈石英砂為置換介質,以100 mL量筒為容器,采用體積置換法測定其體積,每個樣品測定6 次,結果取平均值[10]。

1.3.2硬度和脆度測定用CT3 25K型質構儀測定,測試條件如下:探頭型號為TA25/1000圓柱型探頭,測試類型為壓縮,測試速度為0.50 mm/s,測后返回速度為0.50 mm/s,測試距離為7 mm。樣品的硬度以坐標圖中出現的最大壓力峰值表示,單位為g;脆度以出現在下壓探頭第一次沖向樣品過程中坐標圖上的第一個明顯壓力峰值處,單位為g。每種樣品重復5 次,取其平均值。

1.3.3色澤測定將黃桃脆丁用粉碎機打成粉,采用色差計測定黃桃粉的色差。L*=0表示黑色,L*=100表示白色;a*為“+”值表示偏紅,“-”值表示偏綠,值越大表示偏向越嚴重;b*值為“+”表示被測物偏黃,“-”值表示被測物偏藍,值越大表示偏向越嚴重。

1.4數據處理

各處理間的差異采用SPSS 17.0統計軟件中ANOVA方差分析,由Tukey分析均值差異的顯著性,顯著水平p≤0.05。以a、b、c、d、e表示其差異性,相同字母表示差異性不顯著(p>0.05)。

表1　不同成熟度黃桃原料對脆丁產品品質影響Table 1　Effect of yellow peach maturity on quality of puffing products

注:同列數據不同上標字母表示在0.05水平差異顯著,下同。

表2　不同桃丁厚度對黃桃脆丁品質影響Table 2　Effect of thickness on quality of puffing products

2　結果與分析

2.1成熟度對黃桃脆丁品質影響

不同成熟度黃桃采用氣流膨化干燥得到的黃桃脆丁品質情況見表1,不同成熟度產品L*值和b*值差異顯著(p<0.05),隨著成熟度增加,黃桃脆丁產品的亮度和黃色逐漸增加,九成熟產品亮度最大,色澤最黃,十成熟產品亮度下降,黃色下降,a*值差異不顯著(p>0.05)。這與黃桃果實成熟階段顏色變化有關,隨著黃桃果實的生長發育不斷成熟,黃桃果實由綠色逐漸變為黃色,黃色中逐漸出現紅色,其原因是葉綠素(綠色)逐漸降解,類胡蘿卜素(黃色)累積增加,花青素(紅色)的逐漸增加[11],引起了黃桃產品色澤差異。七、八和十成熟產品的膨化度差異不顯著(p>0.05),七、八成熟產品有輕微膨化,十成熟產品出現了塌陷現象,九成熟產品膨化度與其他成熟度差異顯著(p<0.05),其膨化效果較好。且九成熟產品的硬度和脆度適中,其他成熟度產品由于邊角未膨化,出現硬邊現象。綜上所述,九成熟黃桃脆丁產品色澤鮮亮、黃色值最大,膨化效果較好,硬度和脆度適中,為黃桃氣流膨化干燥加工的適宜成熟度。

2.2桃丁厚度對黃桃脆丁品質影響

桃丁厚度對氣流膨化干燥黃桃脆丁產品品質影響見表2。隨著桃丁厚度的增加膨化度先增加后減少,在厚度為2 cm時膨化度最大。1、1.5、2 cm桃丁厚度,黃桃脆丁的a*值、硬度和脆度差異顯著(p<0.05),2、2.5 cm厚度之間差異不顯著(p>0.05),b*值在1.5、2.5 cm厚度之間差異不顯著(p>0.05)。厚度為1、1.5 cm時,黃桃脆丁產品邊緣干癟,出現硬邊。厚度為3 cm時,黃桃脆丁產品硬度和脆度較大,出現皺縮和塌陷現象。厚度為2、2.5 cm時,黃桃脆丁產品硬度和脆度適中,色澤為鮮黃色,膨化均勻,但2.5 cm厚度的膨化度較低。這可能是厚度較小的黃桃丁邊緣極易失水,氣流膨化時沒有足夠的水分汽化使桃丁組織膨脹,會出現干癟現象;厚度較大的黃桃丁在氣流膨化時不能迅速形成膨化孔隙骨架,繼續干燥造成其組織塌陷。

2.3燙漂時間對黃桃脆丁品質影響

燙漂的目的是鈍化鮮黃桃組織中引起產品褐變的酶類,破壞黃桃細胞,軟化黃桃表面。燙漂可使細胞原生質發生凝固、失水,與細胞壁分離,增加細胞膜的透性[12],提高黃桃在膨化過程中的變形能力,從而加速了水分的散失,加快干制速度,更有利于膨化[13]。從表3中可以看出,隨著燙漂時間的增加黃桃脆丁膨化度先升高后下降,燙漂2 min時膨化度達到了最大,L*值逐漸增加,a*值逐漸減小,b*值先增加后減少,硬度逐漸減少,可能是由于燙漂時間越長,抑制褐變酶活越徹底,色澤越鮮亮。燙漂2～3 min時,膨化度較大,色澤鮮亮,硬度和脆度適中。燙漂4～5 min時,導致黃桃組織軟爛,內部細胞遭到破壞,失去了膨化定型能力。

表3　不同燙漂時間對黃桃脆丁品質影響Table 3　Effect of blanching time on quality of puffing products

表4　糖浸漬對黃桃脆丁品質影響Table 4　Effect of immersion with sucrose on quality of puffing products

表5　凍融處理對黃桃脆丁品質影響Table 5　Effect of freeze-thawing pretreatment on quality of puffing products

2.4糖浸漬對黃桃脆丁品質影響

從表4中可以看出,糖浸漬濃度增加,膨化度總體上是先升高后下降,糖浸漬不僅改善了黃桃原有口味,與黃桃的酸口味相搭配使得黃桃脆丁酸甜可口,符合廣大人群口味。而且糖滲透黃桃組織內部,使果肉組織更加充實,提高黃桃孔隙骨架的形成[14],有利于氣流膨化時在黃桃組織內部形成均勻疏松多孔結構。隨著糖濃度的提高,黃桃脆丁的亮度值逐漸增加,這主要原因是一定濃度的糖浸漬對黃桃組織和色素具有較好的保護作用,糖降低了黃桃的水分活度,抑制了褐變反應發生,且糖可阻止物料與氧氣接觸,減少干制品的變色[15]。許多報道也發現了相同的現象,方芳等[16]發現麥芽糖浸漬處理能有效的保護產品顏色在高溫條件下不發生明顯的變化,巨浩羽等[17]發現隨著干燥溫度的升高蘋果片色澤L*值先上升后減小。

2.5凍融處理對黃桃脆丁品質影響

凍融是指將物料在低溫下凍結,之后在較高溫度下進行復溫解凍的操作[18]。凍融已應用于胡蘿卜[19]、甘薯[20]等食品干燥加工預處理,可提高干燥物料的酥脆性和色澤[21],增加多孔性結構[22],改善產品品質[23]。從表5中可以看出,隨著凍融次數的增加,膨化度逐漸減少,這可能是反復凍融使得黃桃組織癱軟塌陷,膨化骨架的韌性降低。亮度L*值先減小后增加,這可能是由于干燥加工溶質濃縮,使花色苷濃度增加,產品顏色加深,隨著凍融次數的增加,黃桃細胞結構的完整性破壞越來越嚴重,部分花色苷隨著汁液流失,導致亮度降低[22,24]。在凍融3次后黃桃脆丁硬度明顯下降,這是多次凍融導致黃桃內部結構綿軟,硬度降低,但黃桃脆丁出現硬邊,中間塌陷現象。

2.6預干燥處理對黃桃脆丁品質影響

預干燥時間決定了氣流膨化黃桃的初始水分,對氣流膨化是否能成功和產品膨化后形狀的保持具有重要的決定作用。預干燥時間長,物料內部水分散失較多,氣流膨化時產生不了足夠的閃蒸水蒸汽,無法促使物料組織膨化,而干燥時間太短,黃桃水分含量高,氣流膨化過程中黃桃外表面會形成干燥層,阻礙內部水分的散發,且會影響產品的膨化效果。從表6中可以看出,隨著干燥時間增加,膨化度先增加后降低,干燥2.5～4 h對黃桃脆丁硬度變化影響不顯著。整體來看熱風干燥2.5 h,黃桃脆丁膨化度最大,色澤良好,硬度適中。

3　結論

氣流膨化干燥黃桃前的預處理對黃桃脆丁產品膨化度、色澤和質構都有重要的影響。

不同成熟度黃桃的色澤和組織結構差異較大,對黃桃脆丁品質具有重要影響,九成熟黃桃組織軟硬適中,經過氣流膨化后得到的干燥產品色澤鮮亮、膨化效果較好,硬度和脆度適中,為最佳干燥成熟度;桃丁厚度太小,干燥產品邊緣干癟,易出現硬邊,厚度太大,干燥產品的硬度大,出現皺縮和塌陷現象,厚度為2 cm時,黃桃脆丁產品膨化度較好,硬度和脆度適中。

表6　預干燥處理對黃桃脆丁品質影響Table 6　Effect of pre-drying treatment on quality of puffing products

適當的燙漂有利于改善組織結構,提高產品膨化效果,過度燙漂會引起組織軟爛,失去定型能力;糖浸漬不僅改善產品口味,且充實組織內部,有助于黃桃多孔骨架的形成,同時還具有保護黃桃產品色澤的作用。燙漂2～3 min,糖浸漬濃度為6%,黃桃脆丁產品膨化度較大,色澤鮮亮。

凍融可提高干燥產品的酥脆性和色澤,改善品質。隨著凍融次數的增加,黃桃組織癱軟塌陷,膨化度逐漸減少,亮度值呈先減少后增加,凍融3 次后黃桃脆丁的硬度明顯下降。預干燥時間長,黃桃丁含水量太少,膨化所需閃蒸水蒸汽能量不夠,無法使組織膨化,預干燥時間短,黃桃丁含水量太多,影響產品膨化效果。熱風干燥2.5 h,黃桃脆丁膨化度最大,色澤良好。

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Effect of pretreatment on product quality of explosion puffing drying yellow peach

LIU Chun-ju1,2,WANG Hai-ou3,LIU Chun-quan1,2,LI Da-jing1,2,*

(1.Institute of Agricultural Products Processing,Jiangsu Academy of Agricultural Sciences,Nanjing 210014,China;2.National Vegetable Processing Technology R&D Sub-centers,Nanjing 210014,China;3. College of Food science,Nanjing Xiaozhuang University,Nanjing 211171,China)

To study the impact of pretreatment on explosion puffed peach,the factors including maturity,thickness,blanching,sugar-immersion,freeze-thawing and pre-drying treatment were investigated with the index of expansion ratio,color and texture on small yellow peach crisp product. Results showed that maturity had great effect on product color and texture. Blanching yellow peach for 2～3 min could improve organizational structure and enhance expansion effect. Sugar immersion could increase product sweetness,enrich the internal organization,and have advantage to the form of expansion skeleton. Moreover,the color of production was protected. Freeze-thawing could improve the hardness and color of products. Pre-drying had important impact on expansion effect and shape preserving. The optimum conditions for pretreatment were 90% mature,thickness for 2 cm,blanching in 2～3 min,sugar concentration of 6%,1 times of freeze-thawing,and pre-drying for 2.5 h. The results can provide technical support for industrial production of yellow peach drying.

yellow peach;explosion puffing drying;pretreatment;quality

2015-06-08

劉春菊(1979-)，女，碩士，助理研究員，主要從事果蔬加工與質量控制研究，E-mail：cjliu0306@163.com。

李大婧(1976-)，女，博士，研究員，主要從事果蔬加工與綜合利用研究，E-mail:lidajing@163.com。

公益性行業(農業)科研專項經費項目(201503142)。

TS255.4

B

1002-0306(2016)03-0251-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.03.044