藍莓果干脫水加工工藝

劉軍波， 鄒禮根， 邱靜， 翁麗萍， 姜慧燕

(杭州市農業科學研究院，浙江 杭州 310024)

藍莓是越橘屬杜鵑花科植物，果實圓形，呈深藍色，酸甜適口，可食率達100%，是世界產量最高的小漿果之一[1-2]。藍莓營養物質含量豐富，富含糖類、有機酸、氨基酸、花青素、維生素等成分，既有食用價值，又具藥用價值，尤其是藍莓中的花青素類物質具有抗氧化[3]、清除自由基[4]、改善視力[5]、抑制腫瘤增生[6]、抗炎癥[7]、降血糖[8]等生理功效，受到消費者廣泛關注。

近幾年我國開始廣泛種植藍莓，產量激增，但藍莓成熟、上市時間集中，易腐爛，不耐貯藏[9]。為解決藍莓鮮果的綜合利用問題，將藍莓脫除水分，開發高品質藍莓果干加工技術，對增加藍莓精深加工產值具有重要意義。脫水工藝是藍莓果干加工過程的關鍵，但花青素類物質在熱加工中易損失。因此，對藍莓果干脫水工藝開展研究，以期通過低溫滲透預脫水與高效干燥技術相結合，盡量減少花青素類物質的損失，獲得適宜藍莓果干加工的脫水工藝。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

藍莓由浙江貝萊特藍莓開發有限公司提供。其他試劑均為分析純。

1.2 主要儀器與設備

熱泵-熱風聯合干燥設備(TCFZD-2HP，杭州歐易電器有限公司)，紫外分光光度計(UV-2550，日本島津有限公司)，水分活度儀(LabMaster，瑞士NOVASINA公司)。

1.3 試驗方法

1.3.1 加工流程

藍莓→篩選、清洗→熱燙脫蠟→冷卻→瀝干→脫水→冷卻→包裝→果干產品。

1.3.2 脫水工藝

脫水前處理：利用篩選板選取顆粒大小均勻一致的藍莓果實，將果實表面清洗后，利用沸水熱燙30～60 s，將果實取出迅速冷卻，瀝干表面水分，待用。

滲透預脫水：選取30、40、50、60、70 Brix果葡糖漿作為滲透液，并在滲透液中添加0.1%的抗壞血酸，以藍莓和滲透液料液質量比1∶1.5滲透脫水20 h，研究水分脫除率。

熱泵-熱風聯合干燥脫水：將滲透預脫水的藍莓果實前期階段采用熱泵干燥，后期階段利用熱風干燥，研究35、40、45 ℃熱泵干燥溫度和50、55、60 ℃熱風干燥溫度下藍莓果干干燥曲線。以花青素類物質中的原花青素含量為藍莓果干評價指標，選取熱泵干燥溫度、果干水分含量轉化點、熱風干燥溫度進行因素水平設計試驗。1～3水平：熱泵干燥溫度分別為35、40、45 ℃；水分含量轉化點20%、30%、40%；熱風干燥溫度50、55、60 ℃。

1.3.3 藍莓果干品質指標分析

水分含量采用烘箱干燥方法測定；水分活度采用水分活度儀測定。

花青素類物質采用衛生部《保健食品檢驗與評價技術規范》對藍莓中原花青素物質進行測定。

2 結果與分析

2.1 脫水前處理工藝

新鮮成熟藍莓果實表面覆蓋著一層由親脂性化合物構成的疏水層蠟質晶體，呈現白色霜體外觀，覆蓋在植物表皮細胞外，阻止體內水分的非氣孔性散失[10]，由于蠟質結構阻礙果實內部水分滲出，對藍莓脫水起到了阻礙作用，在藍莓果干加工過程應先將其去除。果蔬加工中常采用蒸汽處理、熱水漂燙、熱堿浸泡等工藝去除表皮，但本研究僅需要將藍莓表面附著的蠟質層脫除，在表皮形成微孔，打開滲透通道，不需要將藍莓果皮破損，根據盡量避免引入其他添加物的原則，結合工廠實際操作，最后將藍莓果干蠟質層脫除工藝確定為熱燙工藝：95～100 ℃，30～60 s。

2.2 滲透預脫水工藝

在生產中，滲透脫水作為果蔬加工的一種前處理方式，與果蔬干燥組合使用。滲透脫水后的產品進一步干燥制成果蔬干制品。滲入到組織內部的糖分可對果蔬制品起到一定的保護作用，同時增加了產品在貯藏期的色素穩定性。另外，從生產角度來說，經滲透脫水的果蔬再行干燥時，產品的干燥時間可縮短10%～15%，同時由于體積和質量的減少，使干燥的有效荷載增加2～3倍，從而大大節省了能耗[11]。滲透溶液濃度為50 Brix時，滲透脫除水分效果最好(圖1)。理論上隨著滲透壓力增大，水分脫除率增大，但是由于果葡糖漿溶液的黏度隨著濃度增大也變大，附著在藍莓果實表面，流動性減小，濃度大于50 Brix后，滲透脫水效果反而下降，所以50 Brix滲透溶液脫水效果較好。

圖1 不同濃度滲透溶液對藍莓脫水效果影響

滲透脫水浸泡時間越長，果蔬的失水量越多。浸泡時間過長，影響果蔬的感官品質和營養品質，并且增大微生物污染的幾率，因此滲透脫水時間控制在20 h，滲透溶液以浸沒原料為宜，根據預試驗效果，料液比例控制在1∶1.5左右，水分脫除率在30%～35%左右。

2.3 熱泵-熱風聯合干燥工藝研究

熱風干燥是果蔬脫水的傳統加工方式，但是單一的熱風干燥產品能耗大，產品長時間干制質量較差。與熱風干燥相比，熱泵技術從干燥室排出的高濕高溫空氣中回收部分顯熱和潛熱，用來加熱干燥介質，這不但能夠避免濕空氣排放所造成的熱量損失和環境污染，還可以根據干燥工藝的要求控制干燥空氣的溫度和濕度，提高干燥質量，因此熱泵在果蔬干燥領域的應用較為廣泛。不過在熱泵干燥的中后期，由于空氣與干燥物料之間的傳熱系數變小，去除剩余水分(主要是結合水)需要的干燥時間較長，消耗的能量增多，而且由于干燥室進出空氣狀態變化很小，蒸發器吸收水分顯熱和潛熱能力有限，使得熱泵系統運行工況變慢，此時熱泵干燥變成低溫下的熱風干燥，干燥效率明顯降低[12]。所以，在干燥過程中要找到合適的熱泵干燥和熱風干燥轉化點，尋求能耗和質量的最佳組合。

通過研究在35、40、45 ℃熱泵干燥，50、55、60 ℃熱風干燥下的藍莓果干干燥曲線，發現隨著溫度的升高，藍莓果干的干燥速率逐漸增大。在熱泵干燥階段，當干燥時間超過36 h后，干燥速率趨于平緩，干燥水分含量降低至20%以內(圖2)。在熱風干燥階段，當干燥時間超過20 h后，干燥速率趨于平緩，干燥水分含量降低至20%以內(圖3)。

圖2 熱泵干燥過程中水分含量變化

圖3 熱風干燥水分含量變化

利用不同熱泵干燥溫度、水分含量轉化點，熱風干燥溫度組合，將藍莓果干干燥至水分含量為15%，Aw 0.65以內，以藍莓果干熱敏性成分原花青素為評價指標，根據同一水平總和k和平均值K確定最優干燥組合為A3B2C3，即45 ℃下熱泵干燥至水分含量30%后，轉為60 ℃熱風干燥(表1)，且由極差R可知，正交設計試驗中三因素均大于空列，且熱泵干燥溫度和水分轉化點均為顯著因素。

表1 各脫水工藝因素對原花青素含量的影響

3 小結

藍莓經過篩選、清洗、熱燙脫蠟工藝后，先利用50 Brix果葡糖漿溶液滲透脫水20 h，果實瀝干后，經45 ℃熱泵干燥脫水至水分含量為30%，然后再利用60 ℃熱風干燥脫水至水分含量15%，Aw在0.65以下，為藍莓果干最佳脫水工藝。