熱風干燥溫度對馬蹄產品品質的影響

郭婷，黎潤鳳，陳振林，張志，梁璇，莫玉菲（.賀州學院化學與生物工程學院，廣西賀州 54899；.賀州學院食品研究院，廣西賀州 54899）

熱風干燥溫度對馬蹄產品品質的影響

郭婷1，2，黎潤鳳1，陳振林2，*，張志2，梁璇1，莫玉菲1
（1.賀州學院化學與生物工程學院，廣西賀州 542899；2.賀州學院食品研究院，廣西賀州 542899）

為探究熱風干燥溫度對馬蹄品質的影響，比較不同干燥溫度對馬蹄色澤、復水性、硬度、多孔性、及感官等的影響。結果表明：熱風干燥溫度對馬蹄的色澤和多孔性含量有顯著影響（P＜0.05）；隨著干燥溫度升高，失水速率增加，干燥時間縮短，干燥溫度為65℃時，馬蹄片的硬度小，多孔性好，呈現出較好色澤。

馬蹄；熱風干燥；干燥溫度；干燥品質

馬蹄（water chestnut）又名荸薺，屬單子葉莎草科，為多年生宿根性草本植物，是我國特產水生果蔬，具有較高的營養價值和藥用價值，具有較高的生津止渴、消食解熱、清咽化痰等藥用價值和抗菌、抗氧化、抗癌等保健作用［1］。馬蹄有著很強的季節性，且難保藏，加工不當易導致馬蹄中營養物質的流失，為充分利用我國馬蹄資源開展馬蹄深加工，提高馬蹄經濟附加值已成為主要研究方向。當前馬蹄深加工產品種類較少，主要有馬蹄飲料［2］、馬蹄罐頭［3］、馬蹄脯［4］等加工制品。馬蹄經干燥加工，質量減輕，體積縮小，可減少包裝、儲藏和運輸等費用，達到節約成本、延長貯藏期的目的，故開展干制馬蹄片的研究。

干制加工已成為果蔬保藏的重要手段，新鮮果蔬通過干燥可基本保留其原有的風味及營養成分，又可使干制品具有新鮮果蔬沒有的新特性。熱風干燥的加工設備操作簡單、成本低，是目前使用最廣泛的一類果蔬干燥方式。研究發現，干燥溫度對棗果［5］、木瓜［6］、蓮藕［7］、藍莓［8］等果蔬干制品的物理特性、營養成分和組織結構等品質特性影響較大；故有必要針對熱風干燥溫度對馬蹄干制品品質的影響進行研究。

本研究以新鮮馬蹄為原料，探討不同熱風干燥溫度對干制馬蹄片的色澤、復水性、硬度、表觀密度及感官等的影響，以確定熱風干燥馬蹄片的較佳干燥溫度，為馬蹄片的制備提供一定的數據參考。

1　材料與方法

1.1材料

馬蹄：品種為桂林馬蹄，購自賀州市陽光批發市場。

1.2儀器與設備

DHG-9140A電熱恒溫鼓風干燥箱：上海齊欣科學儀器有限公司；Sh10A型水份快速測定儀：上海精密科學儀器有限公司；TA.XT Plus型質構儀：英國Stable Micro System公司；TCP2全自動測色色差計：北京奧依克光電儀器有限公司。

1.3馬蹄片制備

1.3.1工藝流程

鮮馬蹄→清洗→去皮→切片→護色→熱燙→冷卻→浸漬預處理→凍融預處理→熱風干燥→馬蹄片

1.3.2操作要點

1）切片：新鮮馬蹄清洗去皮后切片，大致成3 cm× 1 cm×0.3 cm片狀；

2）護色：將切好的物料置于0.5%VC溶液中浸泡10 min，料液比為1：2（g/mL）；

3）熱燙：將護色后的鮮馬蹄置于沸水中，漂燙處理30 s；

4）浸漬預處理：將冷卻后的物料置于濃度為40%的牛奶中，浸漬1 h，料液比為1：2（g/mL）；

5）凍融預處理：參照文獻［9］中的凍融方法操作，將物料進行凍融2次預處理；

6）熱風干燥：將預處理后的物料分別置于60、65、70、75℃的電熱恒溫鼓風干燥箱中進行熱風干燥，每隔15 min稱重一次，干至水分含量≤7%（干基計）時為干燥終點。

1.4干制馬蹄片品質的測定

1.4.1水分含量的測定

水分含量的測定參照文獻［10］進行。

1.4.2色澤的測定

以白板為標準，根據CIELAB表色系統測量不同干燥溫度制得馬蹄片的亮度值L、紅度a、黃度b和色差值ΔE，ΔE為樣品與白板的差值，值越大表示與白板差別越大。儀器的標準白板L*（亮度）=98.06、a*（紅度）=-0.73、b*（黃度）=0.34。每組樣品重復測定3次，結果取平均值。

1.4.3表觀密度的測定

用超細石英砂填埋的方法測定馬蹄干燥產品的體積，誤差不超過0.2 mL，計算公式如（1）所示。

式中：M為干制馬蹄片的質量，g；V為干制馬蹄片與石英砂總體積，mL；V0為石英砂體積，mL。

1.4.4多孔性的測定

多孔性（ε）計算公式如（2）所示，可用于表征干制馬蹄片的松散結構特性。式中：ρa為表觀密度，g/mL；ρt為真實密度，g/mL。

真實密度的測定：在干燥環境中將干制馬蹄片粉碎后過80目篩網，將干制馬蹄粉末壓片排除空氣，再測定一定質量馬蹄片產品的體積Vt，計算公式如式（3）所示。

式中：Vt為真實體積，mL。

1.4.5硬度的測定

采用質構儀TPA測定［9］。

1.4.6復水比的測定

復水比的計算公式［10］如（4）所示。

式中：Wr為復水后質量，g；Wd為干燥產品質量，g。

1.4.7熱風干燥馬蹄片的感官評價標準

采用權重評分法對膨化甘薯產品的色澤、氣味和外觀質地等方面進行感官評價，其標準見表1。

表1　干制馬蹄片產品感官評價標準Table 1　Sensory evaluation standard of water chestnut slice

1.5數據的統計分析

試驗所得數據均為3次重復試驗的平均值，試驗數據應用SPSS18.0軟件進行方差分析，如方差分析差異顯著，用Duncan法進行多重比較；用SigmaPlot 10.0軟件進行繪圖。

2　結果與分析

2.1干燥溫度對馬蹄干燥特征曲線的影響

不同干燥溫度條件下，馬蹄片中的水分含量隨著干燥時間的變化曲線見圖1，馬蹄干燥速率隨著干燥時間變化曲線見圖2。

圖1　不同干燥溫度下馬蹄熱風干燥曲線Fig.1　Hot-air drying curves of water chestnut

圖2　不同干燥溫度下馬蹄干燥失水速率曲線Fig.2　Hot-air drying rate curves of water chestnut

從圖1可以看出，隨著干燥溫度升高，馬蹄片干燥至終點所需的時間縮短。干燥溫度為75℃時，所需干燥時間為350 min，60℃時所需干燥時間為770 min。由圖2可知，馬蹄熱風干燥主要分為2個階段，在經過短暫預熱階段后，進入一個較長的降速階段，在干燥后期表現出較明顯的恒速階段；在降速階段，馬蹄失水速率隨著干燥溫度升高而增大，溫度為75℃時馬蹄失水速率整體較其它組快；在干燥后期，各試驗組干燥速率均較小。

2.2干燥溫度對馬蹄復水性的影響

馬蹄干制品的復水性可通過復水比來表示，復水比越大，說明馬蹄干制品能重新吸回水分的能力越強，復水性越好。熱風干燥溫度對干制馬蹄片復水性的影響如圖3所示。

圖3　不同干燥溫度對馬蹄復水性的影響Fig.3　Rehydration of water chestnut prepared by different hot-air drying temperature

由圖3可知，不同干燥溫度對馬蹄片復水性影響較顯著，隨著溫度升高，馬蹄片的復水比呈先減小后增大，溫度為60℃時制得馬蹄片的復水性最好，65℃時制得馬蹄片的復水性較其它3組低，且與其它試驗組存在顯著差異（P＜0.05）。

2.3干燥溫度對馬蹄色澤的影響

圖4為熱風干燥溫度對馬蹄片的亮度（L）、紅度（a）、黃度（b）和色差值（ΔE）的影響。

圖4　不同干燥溫度對馬蹄色澤的影響Fig.4　Color parameters of water chestnut prepared by different hot-air drying temperature

從圖4可以看出，干燥溫度對馬蹄片色澤影響較顯著，隨著干燥溫度的升高，亮度先增大后減小，當溫度高于70℃時馬蹄片的亮度有所降低，且與較低溫度的試驗組間差異顯著（P＜0.05），可能是由于馬蹄片在干燥前經過牛奶浸漬預處理，高溫導致馬蹄吸附的牛奶中蛋白質變性，進而影響干制品顏色變暗，也可能是由于高溫促使了美拉德反應的進行，使干制馬蹄片顏色加深；溫度為75℃制得的馬蹄片呈現偏紅色，70℃制得的馬蹄片呈現偏黃色，可能是由于溫度較高馬蹄片表面有硬殼形成或出現部分褐點；65℃制得的馬蹄片的色差值與其它3個試驗組存在顯著差異（P＜0.05），表現出較小的色澤差異，說明顏色變化相對較小。

2.4干燥溫度對馬蹄表觀密度及多孔性的影響

不同熱風干燥溫度對馬蹄片結構及表面卷縮程度的影響可以通過表觀密度和多孔性2個指標的大小來衡量，表觀密度測定值越大說明產品表面收縮的越顯著，多孔性測定值越大說明產品結構越松散，其測定值如圖5所示。

由圖5可知，隨著干燥溫度的升高，干制馬蹄片表觀密度測定值呈上升的變化趨勢，在溫度為75℃時達到最大值，且與各試驗組間有顯著差異（P＜0.05），由于在較高溫度時，馬蹄片的內部水分遷移速度小于表面水分的蒸發速度，造成馬蹄片表面干縮易形成硬殼，影響馬蹄片干燥后期內部水分的脫去，故后期干燥速率較低與圖2的結論一致，且導致干制品內部結構致密，口感較硬；干燥溫度對馬蹄片多孔性影響較顯著，各試驗組間差異顯著（P＜0.05），溫度為75℃時制得馬蹄片多孔性較差，70℃時制得馬蹄片多孔性測定值較大，結構較松散。

圖5　不同干燥溫度對馬蹄表觀密度和多孔性的影響Fig.5　Apparent density and porosity of water chestnut prepared by different hot-air drying temperature

2.5干燥溫度對馬蹄硬度及感官的影響

不同熱風干燥溫度對干制馬蹄片硬度和感官的影響結果如表2所示。

表2　不同干燥溫度對馬蹄硬度及感官的影響Table 2　Hardness and sensory evaluation of water chestnut prepared by different hot-air drying temperature

從表2中可以看出，75℃制得馬蹄片硬度較大，感官評分較低，且與其它試驗組間有顯著差異（P＜0.05）；干制品硬度的變化趨勢與圖5中的結果是一致的，干制品多孔性越好，結構越松散，表現出的硬度也會越?。粡谋?可知，干制馬蹄片的感官評分高低與干制品硬度有一定關系，一般硬度越低，感官評分會越高，說明硬度對產品的感官影響較明顯。

3　結論

研究表明，熱風干燥溫度對馬蹄片色澤、多孔性有顯著影響（P＜0.05）。隨著干燥溫度升高，干燥時間縮短，失水速率相應增大；干制馬蹄片的色澤隨著溫度升高呈現加深趨勢，多孔性也有所增加；干燥溫度為70℃時，干燥時間較65℃時縮短了60 min，干燥制得的馬蹄片感官評分較高，硬度較小，表現出較好的多孔性和復水性，具有較好的品質；干燥溫度為65℃時，干制馬蹄片的色澤較70℃制得干制品好，硬度及多孔性與70℃制得干制品均無顯著差異（P＞0.05）。

綜上所述，從節能角度考慮，如對產品復水性無特殊要求，可選用65℃的熱風干燥溫度制備馬蹄片所需時間較短，制得的馬蹄片具有清香和奶香味，同時具有良好色澤、較小硬度和較好多孔性等良好的品質特性。該馬蹄片制備工藝簡單易操作，且成本低，在工業生產中具有廣闊的應用前景。

［1］蔡健.荸薺的營養保健和加工利用［J］.中國食物與營養，2005（2）：40

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［10］郭婷.凍融對甘薯變溫壓差膨化干燥品質影響及機理研究［D］.長沙：湖南農業大學：30-32

Effect of Temperature on the Product Quality of Hot Air Drying for Water Chestnut

GUO Ting1，2，LI Run-feng1，CHEN Zhen-lin2，*，ZHANG Zhi2，LIANG Xuan1，MO Yu-fei1
（1.College of Chemical and Biological Engineer，Hezhou University，Hezhou 542899，Guangxi，China；2.Institute of Food Research，Hezhou University，Hezhou 542899，Guangxi，China）

In order to investigate the temperature on the quality of water chestnut slice by hot air drying，the color，rehydration capacity，hardness，porosity and sensory value of the water chestnut slice were compared.Results showed that hot air drying temperature had a significantly influence on the color parameters and porosity of water chestnut（P＜0.05）.With the drying temperature rising，the dry basis moisture content decreased faster，the drying time shortened.The water chestnut slice hardness prepared at hot air drying temperature 65℃was small，the porosity and color was good.

water chestnut；hot air drying；drying temperature；drying quality

2016-04-19

廣西高校中青年教師基礎能力提升項目（KY2016LX378）；賀州市科學研究與技術開發計劃項目（賀科攻1541010）；廣西科學研究與技術開發計劃項目（桂科合14251003）

郭婷（1988—），女（漢），碩士，主要從事農產品研究與開發。

陳振林。