紅棗脆片加工技術研究現狀及展望

劉戰霞，賈文婷，楊慧，李斌斌，金新文，吳洪斌*

新疆農墾科學院農產品加工研究所 新疆農墾科學院農產品加工重點實驗室（石河子 832000）

棗（Zizyphus jujubaMill）富含多種營養素，是我國食藥同源的特色資源[1-2]。研究表明，棗具有多種生物活性，包括抗氧化活性、抗炎特性、保肝特性和抗癌特性[3-4]。棗脆片作為休閑食品，因其酥脆、濃郁的口感且營養豐富而受到消費者的喜愛[5-6]，它保持了原有紅棗的營養風味，且使一些營養和功能組分更利于消化吸收，是一種營養健康的深加工產品[7]。與整棗相比，棗片加工的品種限制較少，可以將當地的破損棗和小棗加工成棗片，以實現最大的經濟效益[8]。

文章結合前人研究成果，綜述了紅棗脆片的制備技術及脆片特性研究現狀，分析國內外紅棗脆片加工產業現狀及存在問題，并對紅棗脆片的研究重點及發展趨勢進行展望，旨在為我國棗脆片產品優質升級及創新發展提供理論參考。

1 棗脆片的干燥技術研究現狀

目前除直接晾曬外，工業上主要利用熱風干燥、真空冷凍干燥、壓差閃蒸干燥、紅外干燥、脈動式氣體射流沖擊干燥和熱泵干燥的手段制備紅棗脆片。

1.1 熱風干燥

由于成本低、操作簡單且不受氣候影響，熱風干燥是紅棗脆片的最常用方法。然而，熱風干燥的主要缺點是干燥時間長，最終導致產品感官特性的改變以及營養價值的損失[9]，因此，需要掌握干燥過程中各品質指標的動態變化，優化熱風干燥的工藝條件（溫度、風速），進而提升棗片干制品的品質。李瓊等[11]以新鮮駿棗為原料，研究了不同干制溫度條件下棗片的干燥特性，選取了5種常用薄層干燥數學型，建立了棗片熱風干燥數學模型；Elmas等[10]研究了紅棗切片熱風干燥特性，在三種不同溫度（60，70和80 ℃）和三種不同風速（0.5，1.0和1.5 m·s-1）下進行干燥試驗，并通過數據分析評價得到最合適的數學模型，研究結果表明，不同風溫、風速下，風溫越高或者風速越高，干燥周期越短，與紅棗整果熱風干燥的研究相比，棗片具有更高的有效擴散系數和更低的活化能。對于非熱敏性或含糖分較低的果蔬原料[12-13]，用該法能取得較好的效果，近年來被廣泛應用。

1.2 真空冷凍干燥

真空冷凍干燥技術是將物料在冰點以下冷凍，在低溫低壓條件下，水升華后使物料低溫脫水，此干燥技術能夠較好地保持物料色澤、風味、質地和營養價值。張江寧等[14]分別考察不同真空度、干燥溫度、干燥時間對脆度和色差的影響，研究表明真空干燥產品的脆度和色澤直接影響感官評價，得到最佳工藝參數：真空度0.075 MPa，干燥溫度63 ℃，干燥時間3.6 h。文懷興等[15]以棗片的干燥時間、復水率和維生素C含量為指標，研究了干燥溫度、真空度和物料厚度對紅棗切片干燥特性的影響，研究確定了此干燥技術紅棗切片較優的工藝參數條件。真空冷凍干燥技術雖然存在干燥時間長、能耗高的問題，卻是保持食品質量的最佳方法，將真空干燥技術應用于紅棗脆片加工中，有效避免干燥物料的氧化、防止物料褐變和營養成分的損失，是目前高品質果蔬產品生產的主要方式[16-17]。

1.3 壓差閃蒸干燥

壓差閃蒸干燥技術又稱變溫壓差膨化干燥技術，具有新型、節能、環保的特點[18]，可以有效地克服油炸果蔬脆片含油量高、風味差及難儲藏等問題。其原理是在高溫環境下加熱使水分升溫氣化，使得物料內部形成多孔、疏松的結構。侯皓男等[19]為了探究更好的紅棗脆片干燥技術，以傳統熱風干燥作為對照，對紅棗片進行熱泵干燥、真空冷凍干燥技術和壓差閃蒸干燥技術，此干燥方法得到的紅棗片及干燥后紅棗脆片的理化品質和營養品質明顯更高。此技術雖然應用于紅棗脆片的干燥研究較少，但被認為是較為有前景的干燥方法，且已被證實多種果蔬可應用此技術進行生產[20]。Wang等[21]探究了熱風、冷凍和壓差膨化三種不同干燥方法對鮮棗脆片品質及顯微結構的影響，研究發現冷凍干燥產品顏色較好，體積變化最小，復水率最好，壓差膨化干燥產品的質量與冷凍干燥產品相當，且硬度和顏色適宜。從微觀角度看，壓差膨化的膨化效果最好，呈蜂窩狀，表面多孔，分布均勻，冷凍干燥產品次之。因此，鮮果干燥方法的選擇對成品的品質和微觀結構有著重要的影響。高琨[22]研究了壓差閃蒸干燥蘋果脆片褐變機理，結果表明壓差閃蒸過程加速了蘋果脆片非酶褐變反應。目前，壓差閃蒸干燥這一新型干燥技術正應用于脆片脫水加工過程中，其產品具有良好的酥脆性，因此，壓差閃蒸干燥將是紅棗脆片制備的新發展方向。

1.4 紅外干燥

紅外干燥技術作為一種新型的加熱技術，具有干燥速度快、加熱效率高、加熱均勻、容易實現自動化的優點，且裝置簡易、費用低、無污染，并且具有殺蟲殺菌滅酶的作用[23]，在食品中的應用前景十分廣闊。紅外干燥技術近年來不斷被研究學者運用到果蔬干燥中，更有學者將其與其他干燥技術相結合用于果蔬加工。車興文等[24]研究了遠紅外真空干燥冬棗片干燥過程中輻射溫度、相對壓力、切片厚度對其干燥特性及水分有效擴散系數的影響規律，并建立冬棗片遠紅外真空干燥的數學模型，通過單因素試驗分析冬棗片干制后的品質變化，對干燥因素和各指標進行優化并驗證，獲得了最佳干燥工藝；萬江靜[25]探討了不同干燥溫度、片厚和輻射距離對棗片干燥特性的影響，結果發現，輻射溫度、片厚和輻射距離對棗片的紅外干燥時間以及VC含量影響均顯著。短波和中波紅外輻射由于滲透性強，更適合干燥較厚的物料，它不僅可以保持產品質量，而且加熱速度快，操作簡單，電效率高。Chen等[26]利用中短波紅外輻射干燥研究了棗片的干燥動力學及其品質評價，并與熱風干燥比較研究，結果發現中短波紅外輻射干燥具有時間短、效率高、質量好的優勢，表明中短波紅外干燥是一種更有利于紅棗脆片加工的干燥方法。

1.5 脈動式氣體射流沖擊干燥

脈動式氣體射流沖擊干燥是一種間歇干燥，可以通過改變干燥條件來有效地防止物料過度干燥。研究發現有多種因素會顯著影響間歇性干燥，例如干燥脈沖的溫度、濕度和風速。Wei等[27]研究了冬棗切片的脈沖空氣射流沖擊干燥特性，研究結果得出干燥溫度對干燥速率的影響極顯著，干燥過程為降速過程，干燥活化能為43.90 kJ/mol，最佳干燥參數范圍：溫度55～80 ℃，風速6～10 m/s，脈動速率4～7 r/min；Cao等[28]則利用色差描述了脈動式氣體射流沖擊干燥下冬棗切片的變色規律，及不同溫度下冬棗切片的顏色和顏色變化曲線的特征，結果發現當干燥溫度為70 ℃時，總色差（ΔE*）的變色規律最好；王高[29]研究了紅棗片的脈動式氣體射流沖擊干燥特性，研究結果表明：干燥溫度和風速對VC、總酸和還原糖的影響比較顯著，干燥脈動比對VC、總酸和還原糖的影響不顯著，其影響順序：溫度＞風速＞脈動比。

與傳統的熱風干燥相比，脈動式氣體射流沖擊干燥技術具有更高的對流傳熱系數和較低的表面損傷率，這種干燥方法已經被廣泛成功地應用于農產品，例如苦瓜[30]、紫薯[31]、種子[32]、核桃[33]等。

1.6 熱泵干燥

熱泵干燥技術由于其低能耗和高干燥效率而在當今行業中越來越多地被使用[34-35]。其原理是利用被加熱的熱空氣與被干燥物料之間的對流熱交換，利用干燥介質使熱空氣中的水分冷凝，以達到脫水干燥的目的[36]。Hou等[37]研究了熱泵干燥對棗片顏色和收縮率的影響，通過水狀態、玻璃化轉變和宏觀狀態圖進一步說明了棗切片的外觀質量變化，與熱風干燥相比，熱泵干燥顯著改善了棗片的外觀質量，降低了色差值和收縮率，且其具有非常顯著的節能效果（21.47%）。

目前，熱泵干燥技術對紅棗脆片的研究甚少，但熱泵干燥方法已經被廣泛成功地應用于其他農產品，如蘋果[38]、馬鈴薯[39]、山藥[40]、海帶[41]等。由此看來，熱泵干燥技術的環境友好、節能效果顯著，值得在農特產品干燥領域大力推廣，是一種可以代替工業切片中的棗片及其他農產品的熱風干燥。

2 紅棗脆片品質評價研究現狀

對紅棗脆片品質的評價主要包括感官、營養與理化、加工品質3大重要評價指標。

2.1 感官品質指標

影響紅棗脆片感官品質的指標主要有紅棗脆片的色澤、膨化度、酥脆度、酸甜度等。Cao等[28]利用色差來描述脈動式氣體射流沖擊干燥下冬棗切片的變色規律，通過試驗可以發現，冬棗切片的顏色變化與干燥溫度密切相關，在不同干燥溫度下，b*（黃色/藍色）隨干燥時間的增加而增加，冬棗切片的色差隨干燥時間增加，早期變化較快，后期變化較慢；魏事宇[42]探究了冬棗片干燥過程的感官品質變化動力學研究，對干燥過程冬棗片色澤、含水率動態變化規律進行了試驗研究；沈靜等[43]分析了不同干制鮮食棗脆片的香氣成分。在4種鮮食棗脆片中共檢測到70種香氣物質，通過主成分分析建立香氣品質綜合評價模型，可以得出微波真空膨化干制的鮮食棗脆片綜合得分最高。

2.2 營養與理化指標

理化與營養品質指標以紅棗脆片產品的含水率、維生素C含量、總糖含量、纖維素、可溶性固形物等因素為測定重點。侯皓男等[19]采用壓差閃蒸干燥改善紅棗脆片理化和營養品質的研究，研究發現壓差閃蒸干燥相對傳統熱風干燥顯著降低紅棗脆片的硬度同時顯著提高了脆度，其表面呈誘人的棗紅色，且體積紅棗脆片體積皺縮較小；劉鴻雁等[44]對干燥后棗片進行感官評價及營養成分分析，綜合感官評價與干燥特性分析，真空冷凍干燥制得的棗片維生素C含量和總糖含量均為最高；Chen等[45]研究了熱風和中短波紅外輻射干燥品質評價維生素C、總黃酮含量和環狀單磷酸腺苷。結果表明中短波紅外干燥是一種更有利于紅棗脆片加工的干燥方法。

2.3 加工品質指標

加工品質指標包括紅棗脆片的產出比、復水性以及紅棗脆片膨化后的微觀結構等。羅東升等[47]探究了幾種不同的干燥方式對紅棗切片品質的影響，結果顯示，間歇真空微波干燥為棗片最佳干燥方式，也可將熱風干燥與間歇微波干燥耦合，形成復合干燥法，實現優勢互補，全面提升干燥棗片品質；楊春等[46]探索了5種干燥方法，以品質指標，包括外觀品質、營養成分、質地特性、顯微結構和節能降耗為指標，研究不同干燥方式對棗片品質的影響，綜合考慮，變溫壓差膨化干燥方式棗片的品質最高。綜上可見，目前對紅棗脆片產品品質的研究較多，但對紅棗脆片產品的品質評價方法尚不統一，涉及的評價指標尚不全面。因此研究規范紅棗脆片品質評價標準體系、全面提高紅棗脆片加工產業技術迫在眉睫。

3 紅棗脆片的研究重點及其展望

目前，紅棗脆片加工生產雖然有了一定的發展，但缺乏相關規范和標準，缺乏脆片成品的營養指標，產品質量尚無明確的評價規定。隨著國內及國際市場需求的發展及人民消費水平的提高，為實現消費者對“綠色、安全、營養均衡、方便”食品的要求，滿足企業對“高效、節能、綠色”加工的期望，其主要研究方向及其展望有：

（1）紅棗脆片干燥前處理的研究。干燥物料的前處理是與干燥過程相關聯的重要工序，前處理可以起到加快干燥速率、保護營養成分、維護色澤等作用。許多研究發現適當的預處理可以提高干燥產品品質和干燥速率，如Bao等[48]研究了低溫等離子體的應用會影響棗切片的干燥特性、動力學參數和品質評價，棗切片干燥后的多酚和抗氧化能力增強表明，低溫等離子體預處理可以有效地抑制抗氧化劑的降解；熱燙處理是豐水梨壓差閃蒸干燥較適宜的預處理方式，有助于增加干燥產品可溶性固形物和總糖含量[49]；凍融預處理技術，提高了胡蘿卜脈動壓差閃蒸干燥產品的膨化度、色澤和酥脆度[50]。不同的預處理方式對棗切片的干燥速率，營養特性和抗氧化活性會產生影響，通過預處理的方式對干燥紅棗脆片品質的影響鮮見報道。

（2）紅棗脆片聯合干燥技術及裝備研發。聯合干燥技術能夠減少干燥過程引起的生物活性成分和風味物質的損失，有效提高干燥效率，從而保證產品的品質，此外，其在縮短干燥時間、降低能耗等方面具有獨特的優點。進一步優化和改進現有干燥工藝及裝備[51-52]，開展高效、節能、綠色的新型聯合干燥，如熱風-微波耦合干燥、真空冷凍節能聯合干燥、熱風-變溫壓差膨化聯合干燥、真空冷凍-變溫壓差膨化聯合干燥、紅外聯合氣體射流沖擊等干燥技術研究，研發新型高效、安全、衛生的干燥技術與裝備將是未來研究重點之一。

（3）紅棗脆片產品品質評價體系的建立。目前對于紅棗脆片產品品質評價體系的研究報道甚少，在實際生產中缺乏指導性和規范性標準。賈文婷等[53]采用變溫壓差膨化干燥工藝加工紅棗脆片，對紅棗脆片品質評價指標進行數據分析，建立了紅棗脆片品質評價體系。因此，從感官、理化、營養與功能、貯藏與安全性等方面完善品質評價體系，建立基礎數據庫、指標測定方法、綜合評價方法等在內的紅棗脆片品質評價體系，根據該評價體系的結果，進一步通過其內在規律性指導今后干燥產品專用紅棗原料品種將是今后研究的重點。