龍灘珍珠李凍干果片加工工藝

黃展文，李明娟 ，游向榮 ，張雅媛 ，王穎 ，周葵

1. 廣西農業(yè)科學院農產品加工研究所（南寧 530007）；2. 廣西果蔬貯藏與加工新技術重點實驗室（南寧 530007）；3. 廣西農業(yè)科學院花卉研究所（南寧 530007）

龍灘珍珠李是廣西農產品地理標志水果，該品種具有晚熟豐產、外觀亮麗、口感脆爽、營養(yǎng)豐富等優(yōu)點而被譽為“廣西第一李”和“李族皇后”[1-3]，該品種既可鮮食又可加工，是一種極具發(fā)展前景的地方區(qū)域優(yōu)勢特色水果[4-5]。近年來，廣西各級黨委政府把龍灘珍珠李作為廣西貧困山區(qū)實施產業(yè)扶貧工程重點產業(yè)，成為石山地區(qū)農民脫貧致富和地方經濟發(fā)展的重點產業(yè)，種植面積和產量逐年增加[6]。然而，龍灘珍珠李地域性和季節(jié)性很強，于每年7月底至8月中旬成熟，果期短，且正值高溫天氣，加上李果屬呼吸躍變型水果，采后生理活動旺盛，不耐貯運，隨著種植面積和產量逐年增加，鮮銷壓力大。在長期傳統農業(yè)模式下，龍灘珍珠李基本以鮮食為主，精深加工產品甚少，只有龍灘珍珠李果脯方面的研究見諸報道[3，7]，為保證該產業(yè)健康持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，加大其加工利用是有效途徑。

真空冷凍干燥技術是較流行的果蔬干燥技術，該技術是利用水分升華原理除去果蔬水分。經凍干的產品呈多孔性結構，其組織結構和外觀形態(tài)被較好地保持；凍干過程低溫且基本隔絕空氣，較好地保存了原料中的色澤、營養(yǎng)成分及活性物質，已成功應用于蘋果[8]、柿子[9]、哈密瓜[10]等水果加工中。然而真空冷凍干燥時間長，能耗和成本較高，對產品質量要求較高，通常需要對原料進行前處理，包括護色、酶解、厚度、助干劑種類和添加量篩選，以及對物料冷凍干燥時間的良好控制[11-12]，從而提高產品品質，同時減少能耗。試驗以龍灘珍珠李為原料研制真空冷凍干燥果片產品，在前期單因素試驗基礎上，采用正交試驗對原料進行復合護色、果膠酶酶解工藝優(yōu)化，同時通過添加助干劑、優(yōu)化造型厚度和干燥時間等關鍵加工工藝條件的研究，提升產品質量，旨在為龍灘珍珠李凍干果片加工利用提供技術依據和參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

龍灘珍珠李（采自廣西天峨縣）；D-異抗壞血酸鈉、維生素C、檸檬酸、果膠酶、三氯蔗糖、麥芽糊精、β-環(huán)糊精（均為食品級，鄭州市富泰程化工產品有限公司）；白砂糖（食用級，市售）。

JYL-Y92破壁打漿機（九陽股份有限公司）；WJ-3A恒溫水浴鍋（常州市偉嘉儀器制造有限公司）；BC/BD-500HA海爾冰柜（青島海爾特種電冰柜有限公司）；LGJ-18真空冷凍干燥機（北京松源華興科技發(fā)展有限公司）；NH300色差儀（深圳市三恩馳科技有限公司）；NDJ-8S數字顯示黏度計（上海越平科學儀器有限公司）；CT3質構儀（美國Broofield公司）。

1.2 方法

1.2.1 加工工藝流程

1.2.2 加工技術要點及試驗方法

1) 原料挑選、清洗、去核。選擇新鮮、無病蟲害、無腐爛變質的龍灘珍珠李果實，清洗干凈后，用不銹鋼刀進行切半、去核。

2) 護色、打漿。按果塊質量比例加入復合護色劑，與果塊一起打漿3 min至果漿均勻細膩，在前期護色劑單因素試驗基礎上，以護色效果較好的D-異抗壞血酸鈉、檸檬酸和維生素C這3種護色劑進行三因素三水平正交試驗（見表1），以果漿褐變度為考核指標，優(yōu)化確定最佳的復合護色劑組合。

3) 酶解。采用果膠酶對龍灘珍珠李果漿進行酶解處理，在單因素試驗的基礎上，對果膠酶用量、酶解溫度、酶解時間三因素各取三水平布置正交試驗（見表2），以果漿黏度為考核指標，確定最佳酶解條件工藝參數。

表2 酶解正交優(yōu)化試驗因素與水平表

4) 調配。酶解后的龍灘珍珠李果漿中添加10%白砂糖和0.003%三氯蔗糖作為甜味劑，添加麥芽糊精（5%～20%）和β-環(huán)糊精（0.5%～2.0%）為助干劑（均以添加物質量占果漿質量百分比計），綜合產品品質（感官品質、水分、色度值及脆性）等指標，確定助干劑最佳添加量。

5) 造型。將調配好的龍灘珍珠李果漿放入長和寬均為4 cm的硅膠磨具中造型，對不同造型厚度（1.0～2.0 mm）的果片品質進行測定分析，確定最佳造型厚度。

6) 預凍。造型好的樣品平放于-20 ℃冰柜中過夜進行預凍，移至-40 ℃冰柜中預凍備用。

7) 冷凍干燥。將預凍好的果塊樣品置于真空冷凍干燥機中進行凍干數小時至恒重，以產品水分含量為考核指標，確定真空冷凍干燥時間。

8) 包裝。凍干后的果片置于鋁箔袋中，進行充氮密封包裝。

1.3 指標測定

1.3.1 褐變度

取護色打漿后的龍灘珍珠李果漿，用0.075 mm（200目）濾布過濾，收集濾液，按8 000 r/min離心15 min，取上清液，在420 nm波長處測定吸光度A420nm，表示褐變度[13]，每個樣品重復3次。

1.3.2 感官品質評價

由經過專門培訓的10名科技人員對龍灘珍珠李凍干果片進行感官品質評價并評分，去掉1個最低分和1個最高分，取8個評分的平均值為最終得分，具體評分標準見表3。

表3 龍灘珍珠李凍干果片感官評分標準

1.3.3 色度值

采用NH300色差儀測定凍干果片L*、a*、b*值。L*表示亮度，越接近100表明產品亮度值越高；a*表示紅綠色度，a*＞0表示紅色度，a*越大紅色度越深；b*表示黃藍色度，b*＞0表示黃色度，b*越大黃色度越深，每個樣品重復測定3次，取平均值。

1.3.4 黏度

采用NDJ-8S旋轉黏度計測定，選用2號轉子，速度6 r/min，每個樣品重復測定3次，取平均值。

1.3.5 含水量

按GB 5009.3—2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》直接干燥法測定[14]。

1.3.6 脆性

采用CT3質構儀對凍干果片脆性進行測定。測定條件：壓縮模式，選用TA7探頭，距離3 mm，觸發(fā)力5 g，測試速度0.5 mm/s，每個樣品重復3次，取平均值[15-16]。

1.4 數據統計分析

采用Microsoft Excel軟件和DPS軟件對試驗數據進行處理分析并制圖。

2 結果與分析

2.1 龍灘珍珠李果漿復合護色劑優(yōu)化

在單因素試驗基礎上，以D-異抗壞血酸鈉、檸檬酸和維生素C進行龍灘珍珠李果漿復合護色劑正交優(yōu)選試驗。由表4正交試驗結果可知，極差R值大小為A＞C＞B，即D-異抗壞血酸鈉對果漿色澤影響最大，其次為維生素C，最后是檸檬酸；由于褐變度越小說明護色效果越好，因此依據k的最小值確定最優(yōu)水平A3B1C3，即D-異抗壞血酸鈉0.10%、檸檬酸0.01%、維生素C 0.08%，該組合即為試驗設計中的試驗號7，在該工藝條件下制備的龍灘珍珠李果漿褐變度最低，為1.77，顯著優(yōu)于其他試驗號褐變度（p＜0.05）。

表4 復合護色劑正交試驗結果

2.2 龍灘珍珠李果漿酶解工藝優(yōu)化

在前期大量單因素試驗的基礎上，以龍灘珍珠李果漿黏度為考核指標，對果膠酶用量、酶解溫度和酶解時間進行正交優(yōu)化試驗，優(yōu)化確定龍灘珍珠李果漿最佳酶解工藝條件。由表5酶解正交試驗結果可知：極差R值大小為A＞B＞C，表明對龍灘珍珠李果漿酶解工藝的影響因素大小順序為果膠酶用量＞酶解溫度＞酶解時間；由于黏度越小，說明果漿酶解越徹底，因此根據k的最小值確定最優(yōu)組合A2B2C3，該組合即為試驗設計中的試驗號5，即果膠酶用量0.04%、酶解溫度50 ℃、酶解時間60 min，在此工藝條件下制備的龍灘珍珠李果漿黏度最小，為146.67 MPa·s。

表5 酶解正交試驗結果

2.3 造型厚度對龍灘珍珠李凍干果片品質的影響

由表6可知：果漿造型厚度1.0 mm時，冷凍干燥后的果片太薄，容易出現邊緣卷曲、不規(guī)整、易碎現象，不耐貯運，但口感酥脆、入口即化、酸甜適口；造型厚度1.5和2.0 mm時，凍干果片厚度適中、色澤均勻、口感細膩酥脆，感官評分分別為69.38分和68.63分，兩者差異不顯著；造型厚度2.5 mm時，凍干果片色澤不勻均，酥脆度略差，感官評分顯著低于其他處理組的（p＜0.05）。

表6 造型厚度對龍灘珍珠李凍干果片感官品質的影響

由表7可知，隨著造型厚度增加，凍干果片的水分含量不斷升高，亮度L*值、紅綠色度a*值、黃藍色度b*值和脆性均呈不斷下降的趨勢變化，說明造型厚度越厚果片色澤越暗，脆性越差，但并非造型厚度越薄越好，太薄了脆性太高，果片易碎、易裂。綜合各項指標，造型厚度1.5～2.0 mm為宜。

表7 造型厚度對龍灘珍珠李凍干片品質的影響

2.4 輔助劑對龍灘珍珠李凍干果片品質的影響

2.4.1 麥芽糊精添加量對龍灘珍珠李凍干果片品質的影響

由表8可知：麥芽糊精添加量5%時，龍灘珍珠李凍干果片色澤玫紅亮麗，但口感微酸，略有粘牙感，感官評分明顯較低；添加量10%時，果片色澤好，口感酸甜適中、酥脆，感官評分最高為70.63分，顯著高于其他添加量（p＜0.05）；添加量高于15%，果片色澤開始泛白，變淺，感官評分下降，添加量20%的果片表面有不均勻的白色斑塊，嚴重影響產品外觀。

表8 麥芽糊精添加量對龍灘珍珠李凍干果片感官品質的影響

由表9可知：隨著麥芽糊精添加量不斷升高，龍灘珍珠李凍干果片水分含量呈不斷上升的變化趨勢，添加量超過15%后，上升幅度不明顯；果片亮度L*值呈不斷升高的變化趨勢，說明果片色澤不斷變淺、變白，a*和b*值基本呈不斷下降的趨勢變化，說明果片色度朝著綠色、藍色的方向變化；果片脆性隨著麥芽糊精添加量升高呈先升高后下降，添加量10%時，果片脆性最高，為192.33 g，與添加量15%的差異不顯著，兩者均顯著高于其他添加量組合（p＜0.05）。綜合各項指標，以麥芽糊精添加量10%為宜。

表9 麥芽糊精添加量對龍灘珍珠李凍干果片品質的影響

2.4.2β-環(huán)糊精添加量對龍灘珍珠李凍干果片品質的影響

由表10可知：β-環(huán)糊精添加量0.5%時，龍灘珍珠李凍干果片色澤均勻、亮麗，口感酥脆，但孔隙較多；添加量1.0%的凍干果片色澤亮麗，口感酥脆，感官評分最高為73.00分，顯著高于其他添加量（p＜ 0.05）；添加量高于1.5%后，果片色澤變暗，并出現不均勻的白色斑塊，感官評分不斷顯著下降。

表10 β-環(huán)糊精添加量對龍灘珍珠李凍干果片感官品質的影響

由表11可知：β-環(huán)糊精添加量對龍灘珍珠李凍干果片含水量影響很小，果片含水量在5.32%～5.61%范圍內；果片亮度L*值和紅綠色度a*值均先升高，添加量1.0%時均達到最大值，分別為60.82分和19.88分，之后下降，黃藍色度b*值不斷下降，說明果片色澤隨著β-環(huán)糊精添加量增加而變暗，并朝著綠色和藍色方向變化；果片脆性隨著β-環(huán)糊精添加量的增加先升高，添加量1.0%時，果片脆性最高，為258.00 g，隨后下降，添加量0.5%～1.5%的果片脆性差異不顯著。綜合各項指標，以β-環(huán)糊精添加量1.0%為宜。

表11 β-環(huán)糊精添加量對龍灘珍珠李凍干果片品質的影響

2.5 干燥時間的確定

干燥曲線是凍干果片食品含水量隨著冷凍干燥時間的延長而變化的關系曲線。由圖1可知：隨著冷凍干燥時間延長，龍灘珍珠李凍干果片含水量不斷下降，說明果片不斷地被凍干；干燥0～7 h，果片含水量呈直線下降趨勢，每小時之間的含水量差異均達到顯著水平（p＜0.05）。冷凍干燥4 h時，果片含水量出現1個轉折點，達到第1臨界含水量34.15%，干燥7 h達到第2臨界含水量8.70%；干燥8 h后，龍灘珍珠李果片水分在3.42%～3.48%范圍內波動，達到平衡，干燥過程停止。

圖1 龍灘珍珠李凍干果片干燥曲線

3 結論與討論

試驗以廣西特色水果龍灘珍珠李為對象加工凍干果片，由于龍灘珍珠李果皮呈紫紅色，花青素含量豐富，但極不穩(wěn)定，易褐變。試驗表明，單一護色劑對龍灘珍珠李果漿的護色效果并不理想，可能是引起其褐變的因素較復雜，單一護色劑較難解決；通過單因素試驗，選用D-異抗壞血酸鈉、檸檬酸和維生素C 3種護色效果較好的護色劑進行正交優(yōu)化試驗，結果表明，采用0.10%D-異抗壞血酸鈉+0.01%檸檬酸+ 0.08%維生素C復配護色對龍灘珍珠李果漿護色效果最好；D-異抗壞血酸鈉能阻止醌類物質聚合形成褐色物質，檸檬酸具有很強的酸味，能將果漿酸度保持在較低范圍，維生素C具有鈍化多酚氧化酶和還原酚類物質的作用，從而對龍灘珍珠李果漿具有護色功能[17]。在關于龍灘珍珠李果脯護色研究中發(fā)現，0.20%D-異抗壞血酸鈉、0.30%抗壞血酸、0.15%L-半胱氨酸鹽酸鹽復配護色效果最佳[7]；王嘉楠等[18]研究發(fā)現，三華李果汁最佳護色條件為0.4%D-異抗壞血酸鈉+0.5%檸檬酸+0.5%抗壞血酸，護色劑種類和濃度的不同可能與加工產品和加工工藝技術有關。

龍灘珍珠李果實中含有大量的果膠類物質，打漿后果漿較黏稠，導致產品不宜凍干且有粘牙感，影響產品品質。因此，采用果膠酶對其進行酶解處理，果膠酶用量少時，果膠分解不完全，影響出汁率，進而影響果漿黏度。酶解溫度直接影響酶活力大小而影響酶解效果，當酶解達到一定時間后，果實中的果膠質和纖維素等分解為小分子果膠酸和葡萄糖，細胞基本被破壞，細胞中內溶物全部釋放，酶解基本完全。試驗發(fā)現：果膠酶用量0.04%、酶解溫度50 ℃、酶解時間60 min可以達到最佳酶解的目的。

真空冷凍干燥樣品厚度、助干劑種類和添加量及干燥時間都是影響其產品品質的重要因素，試驗表明，造型厚度1.5～2.0 mm，添加10%麥芽糊精和1.0%β-環(huán)糊精，真空冷凍干燥8 h條件下可制得色澤玫紅亮麗、口感酥脆的龍灘珍珠李凍干果片，產品綜合品質最佳。該試驗旨在為龍灘珍珠李真空凍干干燥果片加工技術和工藝提供指導，為充分開發(fā)利用廣西龍灘珍珠李特色資源提供參考。