不同干燥方式對黃桃果干結構特性及營養品質的影響

張 群，舒 楠，黃余年，李綺麗

（1.湖南省農產品加工研究所，湖南 長沙 410125； 2.湖南大學研究生院隆平分院，湖南 長沙 410125）

黃桃采后不耐貯藏，易腐爛，鮮銷有限。在黃桃種植園區，有30%～50%的等外果（指成熟后因個頭或外觀原因不達標的果）未被利用，一方面不利于提高黃桃產業收益，另一方面造成極大的資源浪費。故黃桃的加工成為提高黃桃產業價值、避免資源浪費的必要一環。干燥是一種常見的延長果蔬保質期的有效方式[1-2]。不同干燥方式對果蔬色澤和營養成分的影響存在較大差異[2-5]。研究將以新鮮的黃桃果實為原料，經去皮、切分、護色和熱燙預處理后，采用熱風、熱泵和真空冷凍3種干燥方式制備黃桃果干，從營養品質、微觀（電鏡）和宏觀（復水性和質構）分析不同干燥方法制備的黃桃果干的品質特性和微觀結構的差異，以期為黃桃果干的制備提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試黃桃于2019年8月1日采自湖南炎陵，品種為“錦繡”，果實呈七八成熟。采收無病害、無霉變、無機械損傷的果實，采收后單獨包裝，裝入有冰塊的泡沫箱，并于采收當日運回國家柑橘工程實驗室冷庫預冷24 h，然后進行不同處理。黃桃果實平均初始含水率為（88.38±4.60）%。

主要試劑有無水甲醇、亞硝酸鈉、氯化鋁、氫氧化鈉、碳酸鈉（均為分析純，國藥集團化學試劑有限公司）和牛血清蛋白及半乳糖醛酸標準品（北京譜析—國家標準物質采購中心）。

主要儀器設備有電熱鼓風恒溫干燥箱（上海精宏實驗設備有限公司）、CT3型TPA 質構儀（美國Brookfield公司）、Avanti J-26XP型高效冷凍離心機（美國貝克曼庫爾特有限公司）、UV7100型紫外分光光度計（日本 Shimadzu 公司）、Hunter Lab-Color Quest XE型全自動色差儀（美國Hunter Lab公司）、Carl-Zeiss Evols 10 型掃描電子顯微鏡（德國卡爾蔡司公司）、Mettler Toledo AL204型電子天平（梅特勒-托利多儀器上海有限公司）、DDS-11A型電導率儀（上海雷磁儀器有限公司）、Mettler Toledo Delta 320型pH計（梅特勒-托利多儀器上海有限公司）。

1.2 試驗方法

1.2.1 果實的前處理 將黃桃果實清洗干凈，去皮，然后切分為2 mm×2 mm大小的條狀，浸于護色液中處理約1 h，瀝干，熱燙滅酶，冷卻瀝干。采用熱風、熱泵和真空冷凍3種干燥方式制備果干，并進行營養品質、色差、質構、微觀電鏡掃描和復水比等測定。

1.2.2 干燥工藝 取經過預處理的黃桃果肉條1 kg按照以下3 種方式進行干燥處理。（1）熱風干燥。干燥溫度50℃，擺盤厚度不超過5 cm，最高風速下處理36 h。（2）熱泵干燥。閉濕循環，溫度設定為40～50℃，相對濕度為20%，處理24 h。（3）真空冷凍干燥。預冷6 h到-40℃，真空冷凍干燥40 h，再以每2 h升高5℃的速率升溫到室溫。

1.2.3 測定指標及方法 （1）果干組織電鏡掃描。參照文獻[6]的方法進行。（2）含水率。參考GB 5009.2—2010 中的直接干燥法測定樣品含水率。（3）復水比。稱取一定質量（m1）的待測樣品放入燒杯中（內裝500 mL水），室溫浸泡30 min 后取出，瀝干，用濾紙吸干表面水分，在電子天平上稱質量（m2），復水比=m2/m1。（4）質構測定。采用CT3型TPA 質構儀進行測定，將待測樣品橫放于質構儀夾具正下方，選用TA39探頭進行測定。經預試驗后確定測試參數如下：目標類型為TPA試驗，距離4 mm，觸發點負載50 N，測試速度0.5 mm/s，循環2次；其中，硬度以雙峰曲線中第1個峰的最大值表示，單位為N。每次取10片果干，分別在果干的正面取2個點，進行測定，結果取平均值。（5）色差。采用L*、a*、b*表色系統以反射模式測定樣品色差，以儀器白板色澤為標準。（6）營養成分含量。采用2,6-二氯酚靛酚滴定法測定維生素C（VC）含量；采用酸堿滴定法測定總酸含量；采用蒽酮比色法測定可溶性總糖含量；采用G250染色法測定可溶性蛋白質含量，以牛血清蛋白為標準品繪制標準曲線；參照NY/T 2016—2011采用分光光度法測定果膠含量。

1.3 數據處理

采用Origin 8.0和Excel 2010軟件進行數據統計和差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同干燥方式對黃桃果干含水率的影響

由于干燥設備的性能、裝載量和干燥效率不盡相同，干燥終點果干的水分含量無法保持完全一致，在試驗過程中達到感官干燥即可結束。由圖1可知，黃桃鮮果的含水率為（88.38±4.60）%，干燥后果干的水分顯著低于鮮果（P＜0.05）；其中，真空冷凍干燥果干的含水率為（9.72±0.18）%，顯著低于熱風干燥果干（20.74±0.32）%和熱泵干燥果干（22.30±0.26）%（P＜0.05）。

圖1 不同干燥方式處理后黃桃果干的含水率

2.2 不同干燥方式對黃桃果干復水性的影響

樣品的復水性是由干燥后樣品內部組織結構所決定的。復水比反映物料由干燥引起的結構變化和細胞、結構的破壞程度[2-3]。較低的復水率可能是由于樣品組織結構破壞程度較大造成的。由圖2可知，不同干燥方式制備的黃桃果干，經30 min浸泡后，黃桃果干的復水性有差異，其中真空冷凍干燥的復水性最好，復水比為4.35，顯著高于熱風干燥和熱泵干燥（P＜0.05）；而熱風干燥與熱泵干燥果干的復水比差異不顯著，但熱泵干燥果干的復水比稍高于熱風干燥果干。

圖2 不同干燥方式處理后黃桃果干的復水比

2.3 不同干燥方式對黃桃果干硬度的影響

硬度表示樣品斷裂所需要的最大力，與果蔬組織結構直接相關，是評價果蔬質地品質的主要指標之一[7]。從圖3可看出，經不同干燥方式處理后，黃桃果干的硬度大小依次為真空冷凍干燥＞鮮果＞熱風干燥＞熱泵干燥，與雷炎等[8]的研究結果相似。

圖3 不同干燥方式處理后黃桃果干的硬度

2.4 不同干燥方式對黃桃果干色差的影響

黃桃果干重點考察其亮度和黃色，故色差分析時重點關注L*和b*值。由圖4A可知，鮮果亮度顯著高于果干樣品（P＜0.05），其次為真空冷凍干燥果干，而熱泵干燥和熱風干燥的果干L*值差異不顯著。可見，真空冷凍干燥可以較好地維持黃桃果肉的色澤。由圖4B可知，經過干燥處理的黃桃果干黃色度較鮮果均有降低，而不同干燥方式處理后熱泵干燥果干的b*值較大，真空冷凍干燥果干的b*值最小。

圖4 不同干燥方式處理后黃桃果干的色差

2.5 不同干燥方式對黃桃果干微觀結構的影響

干燥過程中，黃桃組織內部的超微結構會因水分喪失而發生變化，具體表現為：果肉組織總體結構被破壞，細胞壁皺縮，出現許多波形褶皺；微觀上細胞壁微絲排列由緊密有序變得松散無序，宏觀上果實皺縮干癟。如圖5A所示，熱風干燥果干內部干縮嚴重，細胞結構不規則，呈現大小不一的空腔，但是大部分結構比較致密。如圖5B所示，熱泵干燥果干的表面較熱風干燥果干要平整，平面輪廓較清晰，細胞組織結構大小不一。從圖5C可知，真空冷凍干燥果干孔隙較大，且較為均勻一致，呈蜂窩狀，組織結構疏松。

圖5 不同干燥方式處理后黃桃果干的微觀結構

2.6 不同干燥方式對黃桃果干營養品質的影響

試驗結果（表1）顯示，黃桃鮮果中VC含量為77.88 mg/100g，經干燥處理后，黃桃果肉中的VC含量顯著降低（P＜0.05），尤其是熱風干燥果干中未檢測出VC含量，而熱泵干燥果干和真空冷凍干燥果干重的VC含量也僅分別為0.31和3.83 mg/100g。溫度是影響VC降解的主要因素之一，氧氣的存在也會加快VC的降解。熱風和熱泵干燥溫度相對較高，加速了VC的降解；真空冷凍干燥中溫度較低，且是在低壓無氧環境下進行干燥，抑制了VC分解酶的活性[9-10]，故可保留相對較高的VC含量。

表1 不同干燥方式處理后黃桃果干的營養成分含量（x±s，n=3）

由表1可知，干燥處理對黃桃果肉中總酸含量的影響不如對VC含量的顯著，其中真空冷凍干燥果干的總酸含量與鮮果差異不顯著，但二者的總酸含量顯著高于熱風干燥和熱泵干燥果干的（P＜0.05），而熱風干燥與熱泵干燥的果干中總酸含量差異不顯著。該結果與楊韋杰等[2]對荔枝果干的研究結果一致。

干燥處理后，黃桃果干中可溶性總糖含量顯著低于鮮果（P＜0.05），而不同干燥方式獲得的果干中可溶性總糖含量由高到低排列依次為真空冷凍干燥果干＞熱風干燥果干＞熱泵干燥果干，但差異并未達顯著水平。干燥過程中，果肉蛋白質會降解為氨基酸，而氨基酸將與含有羰基的葡萄糖或果糖發生美拉德反應，導致可溶性糖的損失[11-12]。

各處理的可溶性蛋白含量由高到低依次為真空冷凍干燥果干＞鮮果＞熱泵干燥果干＞熱風干燥果干，其中熱泵和熱風干燥果干的可溶性蛋白含量比鮮果低，可能是熱泵和熱風干燥過程中存在熱交換過程，蛋白質分解，導致其含量下降[13]。

干燥處理后，黃桃果干中果膠含量顯著增加，各處理果膠含量由高到低依次為熱泵干燥果干＞熱風干燥果干＞真空冷凍干燥果干＞鮮果。熱泵和熱風干燥過程中，存在熱反應，結合性果膠發生脫甲氧基反應及解聚反應，導致測定的果膠含量增加[14]。

總的來說，真空冷凍干燥因其低溫真空環境對黃桃中營養成分的影響較小[2-5]，故在減少營養成分流失這一方面優于其他2種干燥方式；而熱泵干燥處理時間相對較短，且干燥速率較快，因此熱泵干燥處理在保存果肉營養成分這一方面優于熱風干燥。

3 結論與討論

試驗研究了熱風、熱泵和真空冷凍3種干燥方式對黃桃果干結構特性和營養品質的影響。結果顯示，黃桃果肉在干燥脫水過程中，組織內部超微結構受到不同程度的損傷，不同干燥方法制備的果干在含水量、復水性、質地、色澤、微觀結構和營養成分含量等方面均存在一定差異。

從含水率來看，真空冷凍干燥果干的含水率低于10%，而熱風干燥和熱泵干燥的果干含水率在20%左右。

從復水性來看，真空冷凍干燥使黃桃內部形成多孔狀組織結構，故其果干具有較好的復水能力；而熱風和熱泵干燥過程中，由于表面溫度高于內部溫度，黃桃表面水分迅速遷移，并形成一層阻水膜，使干燥后的產品干癟，孔隙較小，組織較密，故其果干復水能力較差；熱風干燥的溫度高于熱泵干燥，對黃桃果肉細胞和組織結構的破壞程度較大，因此熱風干燥果干的復水比較低。

從硬度來看，真空冷凍干燥過程中黃桃果肉水分從冰晶狀態直接升華[2,3,5]，基本保持著原有形狀，形成多孔性結構，產品酥脆，硬度大；熱風和熱泵干燥過程中，溫度從外向內傳遞，干燥速率慢，內部未出現內裂空隙，口感綿軟，硬度小。

干燥過程中，黃桃的色澤變化主要由褐變反應所引起。隨著干燥溫度的升高、干燥時間的延長，黃桃中還原糖參與褐變反應，導致果干色澤與鮮果呈現出差異。熱風干燥時間較長，還原糖發生褐變反應，可溶性總糖和可溶性蛋白含量降低，色澤L*和b*值均降低；熱泵干燥時間相對較短，可溶性總糖損失相對較小，色澤b*值高于熱風干燥；真空冷凍干燥因為低溫和真空條件阻止了褐變反應，從而有效的保持了可溶性總糖和可溶性蛋白的含量，可較好地保留住色澤[1-4]。

從內部微觀結構來看，熱風和熱泵干燥過程都是由表及里進行的，干燥過程中存在著濕度梯度和溫度梯度，這2種梯度的方向相反，故干燥速度較慢、干燥時間長，破壞了產品的組織結構，導致物料內部組織結構塌陷。

從營養品質來看，真空冷凍干燥果干的營養成分含量總體高于熱風和熱泵干燥果干。這與呂芳楠等[15]的研究結果一致。這是因為真空冷凍干燥過程處于低溫真空狀態，對營養物質的破壞較小。

綜合來看，3種干燥方式中真空冷凍干燥方式的效果最好，獲得的黃桃果干組織結構疏松、色澤好、產品酥脆，營養品質較優，而熱風干燥獲得的果干質量最差。