不同干制方式對紅棗風味影響的研究進展

賀怡，張明，馬超，宋燁，張博華，吳茂玉

1.煙臺大學生命科學學院（煙臺 264005）；2.中華全國供銷合作總社濟南果品研究院（濟南 250014）

紅棗，又名中華大棗，被認為是鼠李科沙棘屬中最重要的產果樹種。紅棗原產于中國黃河中下游，有4000多年歷史，廣泛分布于歐洲、東南亞和澳大利亞。紅棗營養和活性成分豐富，具有養血安神、滋補脾胃、潤膚養顏、增壽養生的保健功效。據數據表明，中國發現700多個棗品種[1]。中國是紅棗的最大出口國家，棗的培育面積達300萬 hm2以上，鮮棗的年產量達800萬 t以上。棗在秋季成熟，采收后的貨架期很短，在非控制條件下很難儲存3 d以上。因此，干制紅棗是延長紅棗貨架期重要的保鮮方法之一。風味是嗅覺、味覺及觸覺等產生一種綜合的生理感覺，由于風味受個人及地域等特殊傾向的影響，因此國內外研發較多的風味檢測儀器如氣相色譜及其聯用技術、嗅聞技術、新型質譜技術、質構儀等技術[2]。對風味的感官分析主要以專業品評員的人工感官為主要手段，電子鼻、電子舌、電子眼等智能感官評價為輔。紅棗的干制方法多種多樣，單一的干制方式包括熱風干燥、微波干燥、冷凍干燥、真空干燥等；聯合干制方式包括熱風-微波聯合干燥、微波-冷凍聯合干燥等[3]。但不同干制方法對紅棗的品質和風味的影響差別很大，通過對國內干制紅棗的風味研究現況進行論述，并從干制紅棗的嗅覺中的特征香氣、味覺中的酸甜味和苦味、觸覺中的硬度和酥脆度等方面進行綜述，在此基礎上探討干制方式不同對紅棗風味的影響，并對研究方向進行展望，以期為相關研究提供參考。

1 干制紅棗的風味

1.1 干制紅棗的特征香氣

干制紅棗的特征香氣形成主要是人工加熱或烘干過程中發生的美拉德反應，紅棗中的糖類、氨基酸和羰基化合物發生一類羰氨反應，賦予干制后的紅棗特色香味。干制紅棗中的呈香物質主要是酸類、醛類、酯類、呋喃類、醇類、酮類和烷烴類化合物，不同的紅棗品種和處理方式都會對干制后的紅棗香氣成分產生影響[4]。干制過程中紅棗無氧呼吸代謝可能是香味物質形成的重要途徑。崔璨[5]通過GC-MS法分離出經高溫烘焙后干制紅棗的揮發性香氣的主要成分是糠醛、2-糠醇、5-甲基-2（3H）-呋喃酮、3-環戊烯-1,4-二酮、2-乙酰基呋喃、丁內酯、2-呋喃酮、5-甲基-2（5H）-呋喃酮、5-甲基-2-糠醛、2-呋喃甲醇乙酸酯、2,3-二氫-3,5-二羥基-6-甲基-4H-吡喃-4-酮、5-羥甲基糠醛、5-乙酰基甲酯-2-糠醛。不同干燥方式下紅棗的香氣成分差異明顯，自然晾干和冷凍干燥的紅棗香氣品質要弱于其他干制方式，熱風干燥和微波干燥后的紅棗脂類和酮類含量較多，但熱風干燥的烷烴類含量較少，熱處理加工方式是改善紅棗香氣的有效手段；變溫壓差膨化干燥后的紅棗，酸類、酮醛類和酯類含量較多[6]；冷凍干燥后的營養成分和色香味能得到最大程度保留。

1.2 干制紅棗的呈味

紅棗經干制后不僅特征香氣變化，呈味方面也會隨干制工藝的不同較鮮棗產生明顯變化。干制后紅棗中的糖類、酸類的變化會影響滋味；干制過程中美拉德反應的產物聚集、紅棗的異常發酵產物等會使干棗產生焦糊味和苦味。紅棗中含有大量的糖類，干燥的過程中還原糖、果糖和葡萄糖的含量呈上升趨勢，這是由于干制時長一定時，其中大分子不溶性碳水化合物開始分解，以保持葡萄糖和果糖的平衡。所有干燥方式下的非還原性糖，尤其蔗糖和山梨醇的含量都會降低，可溶性總糖呈下降趨勢。紅棗在不同干制方式下的維生素C含量呈總體下降的趨勢，且前期下降急劇，后期時損失減緩趨于不變。魏利清[7]研究表明干制后紅棗的含糖量與呈味沒有直接相關性；還原糖、果糖和葡萄糖與焦苦味呈顯著正相關（p＜0.05），蔗糖與焦苦味等呈顯著負相關；糖酸比與焦苦味呈負相關，與甜味呈顯著正相關（p＜0.05）；維生素C與酸味呈正相關（R=0.5）。干制紅棗的甜味及焦苦味等存在顯著的相關性，苦味、焦糊味與甜味均呈負相關，并且達到極顯著水平，而酸味與焦糊味、苦味和甜味之間的相關性不明顯。經試驗發現，紅棗干制過程中的生理代謝產物總酚、丙酮酸和乙醛等的積累與紅棗的呈味沒有顯著相關性。

1.3 干制紅棗的質構特性

干制紅棗的質構特性用來反映紅棗風味中的觸覺，質構特性主要有硬度、彈性、凝聚性、膠黏性、咀嚼性、回復性等指標，體現出干制后紅棗的形變所需的屈服力、細胞間結合能力以及對咀嚼過程中的持續抵抗能力等特性[8]。干制紅棗的質構特性較鮮棗相差較大，不同干燥方式得到的干棗質構特性也存在較大區別，干制方式通過改變紅棗的組織細胞結構從而影響干棗的口感，改變其風味。鮮棗的組織細胞結構緊密，干制后細胞會發生不同程度的空腔。由于干制方式不同導致紅棗細胞中水分分布差異，從而影響干制紅棗的結構發生不同變化。不同品種的紅棗之間的質構特性也存在差異，主要受鮮棗果肉細胞間結合能力的不同影響[9]。

2 單一干制方式對風味的影響

2.1 冷凍干燥

冷凍干燥是一種典型的干燥方法，它能產生高質量的產品。產品特點是水分非常低、良好的感官和營養特性、組織疏松多孔、良好的復水能力，還能保持產品較好的形狀，不易發生皺縮，可以長期保存。然而這是一個比較昂貴和非常緩慢的脫水過程，其固有的低干燥速率導致相對較低的產率，以及基于制冷設備和真空設備的高資本和能源成本[10]。真空冷凍干燥的紅棗鑒定出45種揮發性成分，主要為酮類、酸類和酯類，其特有的香氣成分為乙酸、己酸、2-甲基-丙酸、3-甲基-2-丁酮、乙酸乙酯、2,2,4-三甲基-己烷。其中，乙酸呈醋酸味，己酸呈現出汗味[11]。冷凍干燥后的紅棗殘留維生素C含量在74%～92%，并且在樣品真空微波預處理后，殘留維生素C含量高達97%[12]。凍干過程中紅棗內的水分直接從冰晶升華，可基本保持與鮮棗一致的形狀，因此凍干紅棗的收縮性最小，產品硬度低。雖然凍干紅棗感官評定中其多汁性、硬度優于其他的干燥方式，但其質構過于松軟，導致口感綿軟[13]。

2.2 熱風干燥

熱風干燥是最受歡迎的保存方法之一，因為其簡單和低成本[14]。然而，如果干燥條件不受控制，它可能導致熱敏成分分解、感官和營養品質的損失。熱風干燥檢出的揮發性化合物共有30種，主要為酸類和酯類，特征香氣成分包括乙酸、辛酸、乙醇、n-葵酸、己酸乙酯、苯甲酸乙酯、3-甲基正丁醛、3-羥基-2-丁酮等。熱風干燥的紅棗中維生素C的含量幾乎難以檢出，高溫耗時的干燥方法不利于鮮棗中維生素C的保留[15]。熱風干燥后紅棗中的果糖和葡萄糖的含量明顯上高，熱風干燥時若溫度較高，對紅棗的呈味有較大的影響，甜味較輕，苦味及酸味較濃，干制溫度適宜則焦苦味不明顯，酸甜適中，能得到良好的風味[16]。熱風干燥過程中，紅棗的表面溫度高于棗的內部，因此棗內部的水分不易向外部逸散，棗表面的水分擴散迅速，從而導致棗表皮起皺，口感堅硬的現象。熱風干燥方法的松脆度相較于冷凍干燥和微波干燥低，然而硬度高于其他干燥方法[17]。

2.3 微波干燥

另一種開始流行的脫水方法是微波干燥法。與傳統熱風干燥相比，微波干燥縮短干燥時間并提高干制品的最終品質[18]。然而微波干燥最常見的問題是食品表面的水分積聚，最大化提高干燥產物品質的關鍵因素是在干燥過程中充分調整微波功率，以此避免干燥物質的過度加熱[19]。微波干燥后紅棗中的酮類和酯類物質較多，其余的香味物質含量較少。微波干燥后的紅棗中的蔗糖和葡萄糖含量降低顯著，微波干燥對美拉德反應的中間產物（HMF）含量沒有顯著影響，微波干燥后的紅棗苦味明顯，這種焦苦味是由于過度加熱而產生的，并且有很長時間的余味。受紅棗特殊風味的影響，干燥后紅棗有顯著強度的甜度和酸味。經過微波干燥處理的梨棗粉中所含環磷酸鳥苷含量最高[20]。

2.4 紅外干燥

紅外干燥技術其實質是紅外線作為一種電磁波的輻射傳熱過程，物料吸收輻射能后將其轉變為物料分子的轉動能，加劇物料分子內部震動，因此摩擦生熱快，加快干燥速率。紅外干燥法具備的優點為節能節電、高熱效率，物料內部水分干燥迅速。物料的厚薄、輻射距離和不同中短波的溫度會影響干燥的效率及紅棗片的色澤[21]。經紅外干燥的紅棗鑒定出38種揮發性組分，其中含量占比最多的為醛類和醇類，特有香氣成分為2-呋喃甲醇、乙醇、2,3-丁二醇、乙酸乙酯，略表甜味的乙酸乙酯可賦予紅棗濃郁的水果香氣。

2.5 變溫壓差膨化干燥

變溫壓差膨化技術是物料通過變溫壓差膨化后，體積膨脹并產生疏松多孔結構的一種非油炸技術。變溫壓差膨化技術結合傳統技術的優勢，生產成本較低，產品既復水性好、營養豐富，又節能環保、安全衛生。變溫壓差膨化后的酯類、酸類、醛類和酮類物質較多。紅棗在變溫壓差膨化的過程中瞬間就可使水分損失大部分，此法干制后的紅棗具有一定程度的膨化效果，硬度略高于冷凍干燥[13]。通過對變溫壓差膨化干燥前后的紅棗進行電鏡掃描，紅棗膨化干制后內部細胞為多孔結構，組織疏松呈海綿狀，賦予干制紅棗酥脆口感[22]。

3 聯合干制方式對風味的影響

聯合干制的方式多樣化，如熱風-微波聯合、熱風-冷凍聯合、熱風-壓力膨化、紅外-熱風聯合、紅外-真空聯合、微波-冷凍聯合等。但聯合干燥在干制紅棗中應用的研究較少，因此選取幾種已應用于紅棗的聯合干燥方式進行討論。

3.1 微波真空冷凍干燥

微波真空冷凍干燥是指在低溫低壓下，將凍結在樣品內部的水分直接升華，以達到干制效果。冷凍干燥由于其技術消耗成本大，在果蔬干制上的應用受到限制，微波真空冷凍干燥技術不僅克服單一干燥的缺點，還能保留較好的色香味、品質和復水性[23]。微波真空冷凍干燥后的鮮棗檢測出43種揮發性物質，占比較多的為醇類、酸類和酮類，揮發性酸類物質是主要的香氣成分，檢測出的5-甲基-2-呋喃甲醛具有焦香味，是干制中糖類物質熱降解的產物。尚未發現該技術對于干制紅棗感官影響的研究，但吳翔等[24]以刺梨為試驗對象的研究表明，微波真空冷凍干燥能較好地保留干制后刺梨的回復性、營養物質、物理和外觀性狀。

3.2 微波真空膨化干燥

微波真空膨化干燥是利用氣體的熱壓效應和電場的相變的原理，使物料內部的水分子運動劇烈從而升溫后迅速汽化、壓強增大膨化。與單一的膨化干燥相比，微波真空膨化干燥能在不增加產品油脂量的同時賦予干燥后產品更大的孔隙度和更好的多孔性[25]。經變溫壓差膨化干燥的紅棗鑒定出揮發性組41種分，其中含量占比最多的為酸類和酯類，特有的香氣成分為乙酸乙酯、丁位己內脂、乙酸甲酯。揮發性酯類對干制紅棗的香氣形成具有正面影響，可呈現出紅棗的花果香味，其中丁位己內脂能表現出果香類似于椰子油的乳脂香氣。韋強等[26]在甘薯微波膨化脆片工藝研究中表明，在確定適宜含水量、微波強度和膨化時間等指標下的干制甘薯，口感酥脆、結構緊密、色澤良好且膨化效果理想，并能保有甘薯的特征清香。

3.3 微波熱風聯合干燥

微波熱風聯合干燥是根據干燥的不同時期的要求，采用不同干燥方式，避免熱風干燥耗時長、營養損失嚴重和微波干燥不均勻等問題，以保證干制品的品質。微波熱風聯合干燥不僅能縮短干燥時間，還可以同時加熱物料的內部和外部，提高干燥效率[27]。暫無微波熱風干燥后紅棗香氣品質方面的研究，張巖等[28]研究香蕉皮經微波熱風聯合干燥后能保留香蕉不同的風味及其他揮發性成分含量均高于新鮮香蕉。微波聯合熱風干燥紅棗時，隨著微波功率增大，維生素C流失嚴重，但由于干燥速率快，所以較傳統干燥維生素C的保留率更高。

4 研究展望

對于干制紅棗風味的研究多集中于紅棗的香氣成分分析、營養成分分析及干制工藝等方面，而對于紅棗整體風味的研究多是關于某一品種紅棗的綜合性研究，但關于不同干制工藝對紅棗整體風味影響的研究較少，對于不同干制工藝或者聯合工藝調控紅棗的風味還有待研究。研究表明，聯合干制方式要優于傳統的單一干制方式，應進一步加強聯合干制方式在紅棗干制上的應用研究；對于干制后紅棗的特征香氣形成機理及苦味的形成機理還有待進一步研究。研究結果對于提高干制紅棗的風味和品質具有重要意義，滿足消費者對干制紅棗的更高要求。