不同干燥方式對南瓜粉品質的影響

葛邦國，高玲

（中華全國供銷合作總社濟南果品研究院，山東濟南250014）

南瓜含有大量的多糖類物質以及類蘿卜素、氨基酸、活性蛋白等活性物質，具有較強的降血糖、降血脂作用，是一種非常好的藥食同源蔬菜。醫學證明，南瓜對糖尿病、肥胖癥等有輔助治療效果，對動脈粥樣硬化等有很好的保健作用[1]。經常食用具有潤肺益氣，降糖降脂，化痰排膿，治療肺癰、便秘等功效[2]。南瓜制粉的研究能夠解決南瓜系列產品的原料問題，是南瓜食品保健品開發的基礎，可為南瓜系列產品的開發提供廣闊的發展思路。

目前，真空冷凍干燥、真空帶式干燥、熱風干燥、噴霧干燥是常見的制粉干燥方式。真空冷凍干燥所制的果蔬產品品質好，能夠有效保留果蔬的色澤和營養成分，但能耗高，耗時長，干燥成本高[3]；真空微波干燥效率高，但存在干燥不均勻等問題；滾筒干燥效率較高，但不適于含糖量高的原料；噴霧干燥通過高速霧化器將物料分散成霧滴，并利用熱空氣將霧滴干燥獲得粉粒[4]，物料受熱時間短；真空帶式干燥能耗小、揮發性營養成分損失極少，適用于高附加值果蔬粉的生產。本項目以前期的研究工藝為基礎，分析了熱風干燥、真空冷凍干燥、真空帶式干燥、噴霧干燥四種干燥方式對南瓜粉品質的影響，測定了其營養指標和理化指標，為南瓜粉的加工及品質調控提供技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

南瓜：購于濟南大潤發超市；麥芽糊精：購于秦皇島驪驊淀粉股份有限公司。

試劑：無水乙醇、福林酚、DPPH、TPTZ、沒食子酸標準品、氯化鐵、醋酸鈉、冰醋酸、碳酸鈉、無水硫酸銅、鹽酸、濃硫酸（密度為1.84 g/L）、硫酸銅、酒石酸鉀鈉、氫氧化鈉、甲基紅指示劑、葡萄糖標準品、果糖標準品、甲醇（分析純、色譜純）、乙腈（色譜純）、乙酸鋅、亞鐵氰化鉀、氯化鈉、VC 溶液（質量分數0.15%）、檸檬酸。

1.2 儀器與設備

真空冷凍干燥機（LYO-1 m2），上海東富龍科技股份有限公司；實驗室專用噴霧干燥機（LPG-5 型），上海大川原干燥設備有限公司；電熱恒溫鼓風干燥箱，上海博訊實業有限公司醫療設備廠；滾筒干燥機，荷蘭高達；真空帶式干燥設備（BVD207），溫州市金榜輕工機械有限公司；超細濕法粉碎機，美國尤索貿易上海有限公司；測色色差計，上海儀電物理光學儀器有限公司；高速萬能粉碎機（RH-600A），浙江榮浩工貿有限公司；水分測定儀（MB23），奧豪斯儀器（上海）有限公司；激光粒度分布儀（BT-9300H），遼寧丹東百特儀器有限公司；紫分光光度計（TU-1810），北京普析通用儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 工藝流程

南瓜→清洗→去皮、籽→切片→護色→燙漂→打漿→干燥→粉碎→成品

1.3.2 操作要點

（1）原料處理

挑選新鮮、金黃、成熟的南瓜原料，挑選過程中要防止損傷果實。

（2）清洗

將挑選好的南瓜用飲用水清洗，除去表面灰塵和雜質，確保原料干凈衛生。

（3）去皮、籽

去除皮、籽等南瓜的不可食部分，并將南瓜切片，厚度約為4 mm。

（4）護色

將南瓜切片置于0.15%的VC 溶液和0.5%的檸檬酸混合溶液中浸泡6 min，以此來抑制南瓜在干燥過程中發生的褐變[5]。

（5）打漿

采用216 目刀片超細粉碎機打漿，產品粒度150 目。

（6）干燥

采用熱風、真空冷凍、真空帶式、噴霧干燥四種干燥方式制備南瓜粉，最終物料含水率＜6%。

1.3.3 干燥方式

（1）熱風干燥

將燙漂后的南瓜片瀝水，平鋪到物料盤上，打開熱風干燥，設置干燥溫度70 ℃，干燥時間為10 h。每隔2～3 h對南瓜進行倒翻一次。

（2）噴霧干燥

先將燙漂后的南瓜片進行粗破碎打漿（南瓜: 水=1:0.5），過超細粉碎設備粉碎，然后將調整好固形物含量的南瓜漿噴霧干燥，設定進風溫度170 ℃，出風溫度為75℃，霧化器轉速46.3 Hz，進料流量為80 mL/min，風送溫度40 ℃。

（3）真空冷凍干燥

將燙漂后的南瓜片擺盤，放入-40 ℃的冰箱預冷凍4 h。然后放入真空冷凍干燥機中，設置冷阱溫度-51 ℃，真空度1.2 Mbar，升華溫度-20 ℃，干燥時間18 h。

（4）真空帶式干燥

將燙漂后的南瓜片進行粗破碎打漿（南瓜:水=1:0.5），然后過超細粉碎設備粉碎。南瓜漿采用60 目濾網去掉部分不溶性纖維等成分。過濾后的南瓜漿在50 ℃下濃縮至40 °Brix。濃縮后的南瓜漿采用真空帶式干燥，干制條件為：真空上限4 000 Pa，真空下限3 500 Pa；三階段干燥溫度分別為90、85、80 ℃，干燥時間為45 min。

1.4 測定指標與方法

1.4.1 營養成分的測定

總糖測定方法：苯酚-硫酸法[6]；還原能力測定：FRAP法[7]；DPPH 自由基清除率[8]；還原糖含量的測定：參照GB/T 5009 直接滴定法。

1.4.2 含水量的測定

采用水分測定儀進行測定，每個樣品稱取3～5 g，測量溫度為120 ℃，每個樣品平行測定3 次，取平均值。

1.4.3 溶解性的測定

南瓜粉溶解性的測定參考Gong Zhiqing 等[9]的方法。

1.4.4 粒徑和比表面積的測定

采用激光粒徑分布儀測定南瓜粉的粒徑分布和比表面積[10]。

1.4.5 色澤的測定

采用WSC-S 型全自動測色色差計測定南瓜粉的色澤，獲得值值和值，平行測定3 次。反映顏色明亮程度，從黑暗（* = 0）到明亮（*=100）的變化反應顏色從綠色到紅色的變化，反映顏色從藍色到黃色的變化。

1.4.6 玻璃化轉變溫度的測定

采用差示掃描量熱法（DSC）測量南瓜粉的玻璃化溫度[11]。分別稱取南瓜粉樣品4～8 mg 于DSC 坩堝中，密封后放入DSC 樣品池，以空坩堝作對照。吹掃氣為氮氣，流速20 mL/min，采用液氮將樣品冷卻。先將樣品由25 ℃冷卻至-80 ℃，在此溫度下維持2 min，再以5 ℃/min 的升溫速率掃描溫度范圍在-80～100 ℃的樣品，得到樣品的DSC 曲線，掃描后的樣品再由100 ℃冷卻至25 ℃。采用軟件分析得到初始點Tgi、中點Tgm、拐點Tf、終點Tge的玻璃化轉變溫度，樣品的玻璃化轉變溫度Tg 取其中點值Tgm。

1.4.7 堆積密度的測定

將10 mL 量筒于110 ℃烘箱中烘1 h 后放入干燥器中冷卻后稱重，直至恒重；向量筒中加入5 mL南瓜粉，稱重；重復測定3 次，取平均值。堆積密度的計算公式見式（1）。

1.4.8 膨脹力測定

1.4.9 水溶性性指數（WSI）的測定

1.4.10 溶解時間的記錄

將100 mL 燒杯裝入80 mL、80 ℃的去離子水，稱取5 g 南瓜粉，均勻散布在水面上，于恒溫磁力攪拌器中速攪拌，記錄從攪拌開始到南瓜粉結塊組織全部分散所需的時間。

1.4.11 持水力、持油力的測定

持油力的測定：與持水力測定方法相似，即稱取一定質量的南瓜粉于50 mL 離心管中，加入花生調和油40 mL，充分攪拌均勻后靜置30 min，以5 000 r/min 離心20 min，記錄上清油液的體積，計算持油力[15]。持水力、持油力的計算公式分別見式（4）、（5）。

1.5 統計分析

數據處理采用Excel 作圖、SPSS17.0 進行平均值和標準差計算、Duncan 多重比較、相關性分析，Origin8.0 進行數據進行統計、分析。

2 結果與分析

2.1 四種干燥方式對南瓜粉色澤的影響

表1 四種干燥方式對南瓜粉色澤的影響Table 1 Effect of four drying methods on the color of pumpk in powder

粉體的色澤是評價果蔬粉最直觀的感官指標，本試驗以*值（即黃度值）表示南瓜的色澤。由表1 看出，4種干燥方式制取的南瓜粉顏色差異性顯著值大小依次為噴霧干燥＞真空冷凍干燥＞熱風干燥＞真空帶式干燥，說明噴霧干燥南瓜粉值最大，亮度最高值最小，南瓜粉顏色最淺，偏白。這是由于噴霧干燥過程中添加了助干劑麥芽糊精（呈白色），所以導致其紅色變淺。值中熱風干燥粉偏紅程度最大，真空帶式干燥粉次之，這是由于當熱風干燥溫度超過70 ℃時，褐變反應隨著溫度的升高而加快，真空帶式干燥時南瓜漿真空干燥階段受熱不均勻，導致南瓜片發生局部焦化現象，色澤加深。值中真空冷凍南瓜粉黃度值最大，最接近南瓜原色，原因是真空冷凍干燥過程中冰晶直接升華，真空和低溫的共同作用，減少了氧化褐變及非酶褐變反應，對顏色保留最好。綜合考慮分析，4 種干燥方式制取的南瓜粉，真空冷凍干燥、噴霧干燥有利于對色澤的保持。

2.2 四種干燥方式對南瓜粉理化性質的影響

2.3 四種干燥方式對南瓜粉粉體性質及多糖含量的影響

將南瓜經熱風干燥、真空冷凍干燥、真空帶式干燥、噴霧干燥后所制備的南瓜粉進行粉體性質及總糖含量的分析，結果如表3（見下頁）。

由表3 可知，四種干燥方式最終產品含水量相差不大。熱風干燥粉和真空帶式干燥粉堆積密度較大，且無顯著性差異，噴霧干燥粉次之，真空冷凍干燥粉休止角最大，堆積密度最小。研究表明，堆積密度越大，越有利于壓片成型，因此，在此工藝條件下，熱風干燥粉和真空冷凍干燥粉最有利于壓片成型。4 種南瓜粉粉體的膨脹力大小依次為熱風干燥＞真空帶式干燥＞真空冷凍干燥＞噴霧干燥，這是因為噴霧干燥粉比表面積小，親水基團暴露數量少，不利于與水結合，使得膨脹力減小[16]；噴霧干燥南瓜粉水溶性指數較大，其他三種南瓜粉的水溶性指數無顯著性差異，這可能是因為噴霧干燥物料經濕法超細粉碎，細胞破碎較為嚴重，可溶性物質溶出較多；真空冷凍干燥粉內部組織保持較好，可溶性物質溶出較少；熱風干燥粉的水溶性指數較小，原因可能是南瓜長時間熱風烘干后，表面收縮，組織緊密且細胞組織破壞較為嚴重，不利于可溶性物質的溶出[17]。熱風干燥粉和真空帶式干燥粉持水力無顯著性差異。噴霧干燥粉顯著低于其他三種，可能是由于噴霧干燥粉中含有部分麥芽糊精，粉中干物質所占比例相對較少，最終導致產品的持水率不是很高。噴霧干燥粉、真空冷凍干燥粉持油力無顯著性差異，熱風干燥、真空帶式干燥粉顯著低于其他兩種。

表2 四種干燥方式對南瓜粉粒徑和比表面積的影響Table 2 Particle sizes and surface area of pumpkin powder product by four drying methods

表3 四種干燥方式對南瓜粉粉體性質的影響Table 3 Powder properties of pumpkin powder product by four drying methods

表4 四種干燥方式對南瓜粉多糖含量的影響Table 4 Polysaccharide content of pumpkin powder product by four drying methods

由表4 可知，4 種不同的干燥方式得到的南瓜粉的總糖和還原糖含量的大小趨勢相同，均為真空冷凍干燥＞噴霧干燥＞真空帶式干燥＞熱風干燥。雖然真空冷凍干燥所耗時間最長，但真空、低溫的條件避免了發生反應對糖的消耗[17]，因此經真空冷凍干燥工藝得到南瓜粉的總糖和還原糖含量均最高；噴霧干燥和真空帶式干燥的總糖和還原糖含量相對較多，噴霧干燥是通過將南瓜漿霧化后，在與熱空氣接觸后、水分迅速汽化，即得到干燥的南瓜粉；噴霧干燥縮短了干燥時間，較好地保留了物料的營養成分，減少總糖的損失[18]。熱風干燥產品的總糖和還原糖含量最低，熱風干燥耗時較長、溫度較高，南瓜中的葡萄糖、果糖和氨基酸發生了美拉德反應，使總糖和還原糖的含量降低[19]。

2.4 干燥方式對南瓜粉抗氧化性及還原能力的影響

表5 干燥方式對南瓜粉抗氧化性及還原能力的影響Table 5 Influence of drying methods on antioxidant activity and reducing power of pumpkin powder

由表5 可以看出，干燥方式對南瓜粉還原能力的影響規律是真空冷凍干燥＞真空帶式干燥＞熱風干燥＞真空冷凍干燥，對DPPH 自由基清除率的影響規律為熱風干燥＞真空帶式干燥＞真空冷凍干燥＞噴霧干燥，VFD 南瓜粉還原能力顯著高于其他干燥方式，說明低溫保留了南瓜粉中多酚含量，產品還原能力較其他三種干燥方式強。

3 結論

（1）不同干燥工藝所制備南瓜粉的營養成分存在顯著差異，真空冷凍干燥所得產品的總糖、還原糖含量最高，品質最好；熱風干燥所得產品的總糖、還原糖含量最低，品質一般。

（2）真空冷凍干燥的南瓜粉溶解性、持水力最大，流動性及容重最小，該干燥方式所得的南瓜粉營養品質高于熱風干燥及真空帶式干燥的南瓜粉，且真空冷凍干燥對南瓜粉DPPH 的清除率和超氧陰離子清除率最高，其次是真空帶式干燥和熱風干燥，真空冷凍南瓜粉具有較好的物化特性，較好地保留了抗氧化物質的活性。

（3）真空冷凍干燥工藝生產的南瓜粉品質最好，真空帶式干燥次之。由于不同干燥方式的成本不同，真空冷凍干燥成本最高。在進行產品開發時可根據產品附件值使用不同的干燥工藝，如作為保健品原料，可應用真空冷凍干燥工藝；作普通食品配料則使用真空帶式干燥工藝。