蜜餞干燥加工技術(shù)研究進(jìn)展

胡雨卿 ，楊應(yīng)楷，楊啟財(cái) ，余元善

1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院（廣州 510642）；2.廣東濟(jì)公保健食品有限公司（潮州 515638）；3.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所（廣州 510507）

蜜餞又稱果脯，是我國(guó)傳統(tǒng)的民族特色食品之一，迄今已有2 000多年的歷史。蜜餞是以果蔬、食鹽、糖或蜂蜜為原料，經(jīng)腌制、糖漬、烘干精制而成，具有一定的色、香、味、形的食品[1-2]。根據(jù)產(chǎn)品性狀特點(diǎn)，蜜餞可分為糖漬類、返砂類、果脯類、涼果類、話化類、果丹類、果糕類和甘草制品[3]。在我國(guó)，不同地區(qū)都有當(dāng)?shù)靥厣拿垧T，北方以北京果脯為代表，南方以涼果為代表，東部地區(qū)以杭州的糖色為代表，主要包括雕花蜜餞、京式蜜餞、杭式蜜餞、廣式蜜餞、蘇式蜜餞、閩式蜜餞等。蜜餞種類繁多、酸甜適口、開(kāi)胃生津，廣受人們的喜愛(ài)。由于多數(shù)蜜餞通過(guò)傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝，經(jīng)過(guò)晾曬、烘干等步驟，無(wú)法實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)，且一般會(huì)添加食品添加劑，蜜餞的品質(zhì)及質(zhì)量安全是人們非常關(guān)心和擔(dān)心的問(wèn)題，也是企業(yè)亟需解決的問(wèn)題[4]。

干燥過(guò)程是蜜餞生產(chǎn)中的一個(gè)關(guān)鍵工序，蜜餞的風(fēng)味、色澤、形態(tài)、還原糖含量、加工過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失、貯藏期以及貨架期這些質(zhì)量指標(biāo)，都與干燥方法密切相關(guān)[5]。目前，蜜餞干燥方法采用最廣泛的是傳統(tǒng)自然干燥，此外還有熱風(fēng)干燥、熱泵干燥、遠(yuǎn)紅外干燥、真空冷凍干燥及聯(lián)合干燥等干燥加工技術(shù)[6-9]。文章對(duì)蜜餞干燥預(yù)處理和加工技術(shù)，以及存在的問(wèn)題和未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了綜述，以期為蜜餞干燥新設(shè)備的研發(fā)及新技術(shù)的應(yīng)用提供參考，促進(jìn)蜜餞加工行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

1 蜜餞的加工工藝及預(yù)處理技術(shù)

1.1 工藝流程

原料選擇→清洗→去皮→切片→預(yù)處理→護(hù)色→硬化→滲糖→瀝干→干燥→整形→包裝→成品

1.2 預(yù)處理技術(shù)

研究表明[10-11]，除干燥條件、干燥設(shè)備和待干燥物料特性等對(duì)干燥物料品質(zhì)及干燥能耗有影響外，干燥預(yù)處理技術(shù)對(duì)干燥過(guò)程同樣具有重要重要作用。目前，在果蔬干燥預(yù)處理技術(shù)方面運(yùn)用廣泛的有超聲波[12]、超高壓[13]、熱燙、冷凍、護(hù)色、滲透等技術(shù)，超聲和熱燙預(yù)處理可提高干燥速率[14]、低濃度蔗糖滲透可改善物料色澤、增強(qiáng)組織結(jié)構(gòu)[15]。漂燙、護(hù)色等預(yù)處理技術(shù)在去除部分水分的同時(shí)，不會(huì)改變組織形態(tài)，不僅可以提高產(chǎn)品的品質(zhì)、延長(zhǎng)貨架期，而且可以加快干燥速率、降低能耗。PaParniakov等[16-17]研究了高壓脈沖電場(chǎng)（Pulsedelectricfield，PEF）對(duì)蘋(píng)果的影響，研究結(jié)果均證實(shí)高壓脈沖電場(chǎng)處理，可以提高復(fù)水性和孔隙率，加快升華干燥速率。此外，高壓脈沖電場(chǎng)具有傳遞快速均勻、升溫小、處理時(shí)間短等特點(diǎn)，特別適合某些熱敏性果蔬的處理，在冷凍干燥領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊[18]。

羅燕等[19]比較了經(jīng)不同方式預(yù)處理（超聲、滲透、熱燙、超聲+滲透和超聲+熱燙）后再經(jīng)干燥加工的枸杞子中有效成分、感官評(píng)價(jià)和微觀結(jié)構(gòu)等指標(biāo)，結(jié)果表明超聲預(yù)處理有助于提升枸杞子色澤，熱燙預(yù)處理能有效提高干燥效率，滲透預(yù)處理對(duì)功能性成分的保留最好，超聲+熱燙預(yù)處理下色澤較好，超聲+滲透預(yù)處理干制品整體品質(zhì)較好。

2 蜜餞干燥技術(shù)

2.1 自然干燥

自然干燥是最傳統(tǒng)的干燥方法，也是蜜餞干燥中使用最廣泛的干燥方法，主要分為曬干和陰干[20]。自然干燥是通過(guò)太陽(yáng)能輻射及常溫空氣的流動(dòng)，從而使蜜餞中的水分蒸發(fā)[21]。自然干燥充分利用了自然資源，具有節(jié)能減排的優(yōu)點(diǎn)，但干燥效率及干燥產(chǎn)品的品質(zhì)受自然因素影響較大，具有一定的局限性，例如干燥不夠充分，水分活度無(wú)法低至目標(biāo)值；受空氣中微生物影響或雜質(zhì)摻入，導(dǎo)致品質(zhì)下降、食品安全無(wú)法保證；干燥時(shí)間長(zhǎng)效率低，造成蜜餞中維生素等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失嚴(yán)重。

2.2 熱風(fēng)干燥

熱風(fēng)干燥（Hot Air drying，HAD）又稱“瞬間干燥”，是使加熱介質(zhì)（空氣、惰性氣體、燃?xì)鈴U氣或其他熱氣體）和待干燥固體物質(zhì)直接接觸，同時(shí)增加熱介質(zhì)的流速?gòu)亩鴰ё呶锪现械乃值母稍镞^(guò)程，廣泛應(yīng)用于散粒狀物料的干燥單元操作[22]。熱風(fēng)干燥在工業(yè)生產(chǎn)中具有一些特點(diǎn)：氣固兩相傳熱傳質(zhì)的表面積大使得物料的臨界濕含量大大下降；熱效率高，干燥時(shí)間長(zhǎng)，處理量大，且物料的濕含量愈大，干燥介質(zhì)的溫度可以愈高。氣流干燥器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)能力大，操作方便，流程簡(jiǎn)化并易于自動(dòng)控制。熱風(fēng)干燥不足之處：熱風(fēng)干燥系統(tǒng)的流動(dòng)阻力較大，必須選用高壓或中壓通風(fēng)機(jī)，動(dòng)力消耗較大。氣流干燥所使用的氣速高，流量大，經(jīng)常需要選用尺寸大的旋風(fēng)分離器和袋式除塵器，造成設(shè)備體積大，占地面積大。氣流干燥對(duì)于干燥載荷很敏感，固體物料輸送量過(guò)大時(shí)，氣流輸送就不能正常操作[23]。李楊等[24]研究表明，與微波干燥和自然干燥相比，熱風(fēng)干燥條件下冬瓜皮多糖含量保留率更高。

2.3 熱泵干燥

熱泵（Heat Pump，HP）干燥是一種利用逆卡諾循環(huán)原理從低溫?zé)嵩次諢崃坎⒃谳^高溫度下將所吸收的熱量作為有效熱能加以利用的干燥技術(shù)[25-26]。熱泵干燥性能通常以單位能耗除濕量（SMER）來(lái)評(píng)價(jià)，具有熱回收的獨(dú)特性能，可在精準(zhǔn)控制干燥過(guò)程中的溫度、濕度和氣流速率等參數(shù)的同時(shí)提高能源效率[27-28]。但是熱泵干燥還存在耗時(shí)較長(zhǎng)、物料加熱不均勻等弊端，故常采用熱泵干燥與其他干燥技術(shù)聯(lián)合干燥的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)[29]。蔣思杰等[30]對(duì)香蕉片進(jìn)行干燥，控制切片厚度、鋪料密度和干燥溫度等影響因素，通過(guò)計(jì)算得出最佳組合參數(shù)。張波等[31]對(duì)無(wú)核厚皮葡萄在正常狀態(tài)和半切條件下進(jìn)行對(duì)比，研究發(fā)現(xiàn)半切厚皮葡萄干燥樣品的品質(zhì)要優(yōu)于正常厚皮葡萄干燥樣品。趙海波等[32]通過(guò)對(duì)比干燥空氣傳熱與傳質(zhì)模型和種子傳熱、傳質(zhì)模型組成白菜種子熱泵干燥模型，發(fā)現(xiàn)對(duì)于多層種子，頂層種子干燥更快。楊婉如等[33]研究了不同熱泵干燥溫度對(duì)柑橘果皮品質(zhì)的影響，結(jié)果表明熱泵干燥溫度為60 ℃時(shí)，可以較大地保持柑橘果皮的色澤、黃酮和抗氧化性等品質(zhì)指標(biāo)。

2.4 遠(yuǎn)紅外干燥

遠(yuǎn)紅外干燥（Far Infrared drying，F(xiàn)IR）以輻射傳熱的方式進(jìn)行，傳遞過(guò)程中無(wú)需介質(zhì)，也減少了能量消耗[34]。遠(yuǎn)紅外干燥技術(shù)是一種具有眾多優(yōu)點(diǎn)的干燥方式，已有研究證實(shí)：采用遠(yuǎn)紅外干燥可以將干燥時(shí)間縮短至蒸汽或熱風(fēng)干燥的10%～20%[35-36]，由于物料可以獲得較高的熱流密度且遠(yuǎn)紅外穿透能力強(qiáng)，可以使被干燥物料表面和內(nèi)部同時(shí)吸收遠(yuǎn)紅外輻射能，充分改善物料加熱均勻性，從而提高產(chǎn)品品質(zhì)[37]。黃斌等[38]通過(guò)研究遠(yuǎn)紅外干燥對(duì)香蕉品質(zhì)的影響來(lái)優(yōu)工藝條件，結(jié)果表明當(dāng)護(hù)色劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%、遠(yuǎn)紅外烘干溫度80 ℃、烘干時(shí)間5 h時(shí)制得的香蕉片有較好的感官品質(zhì)。曾雅等[39]研究了不同遠(yuǎn)紅外輻射溫度對(duì)干燥獼猴桃的水分?jǐn)U散特性的影響。結(jié)果表明，隨著輻射溫度的升高，干燥時(shí)間明顯縮短，干燥速率顯著提高，遠(yuǎn)紅外干燥獼猴桃過(guò)程的有效水分?jǐn)U散系數(shù)為2.85×10-10～7.03×10-10m2/s，且隨著輻射溫度的升高而增大。隨著對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)要求的不斷提高，單一干燥技術(shù)已逐漸無(wú)法滿足市場(chǎng)需求，遠(yuǎn)紅外干燥技術(shù)與熱風(fēng)、熱泵、微波、真空、冷凍、超聲等技術(shù)聯(lián)合干燥，根據(jù)原料的不同性質(zhì)選擇干燥方式，能在提高干燥效率的同時(shí)更好地保留產(chǎn)品原有的品質(zhì)。

2.5 真空冷凍干燥

真空冷凍干燥（Vacuum Freeze drying，VFD）是將凍結(jié)狀態(tài)下的制品于真空條件下加熱，使得水分在低溫低壓條件下直接升華，能夠有效防止物料理化及生物特性的改變，能最大限度地保持物料的色澤、風(fēng)味及有效成分的穩(wěn)定性[40]。常壓干燥設(shè)備與真空系統(tǒng)連接后，都能作為真空干燥設(shè)備。常用的有間歇式真空干燥和連續(xù)式真空干燥設(shè)備[41]。

姚連謀等[42]研究了熱風(fēng)干燥與真空冷凍干燥對(duì)5個(gè)品種鮮食甜玉米粒理化性質(zhì)的影響，結(jié)果表明，VFD甜玉米粒干制品水分含量低于HAD樣品，可溶性蛋白高于HAD樣品，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失較少，硬度低于HAD樣品，脆性低于HAD樣品，色澤優(yōu)于HAD樣品，復(fù)水性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于HAD樣品，掃描電子顯微鏡下VFD甜玉米粒干制品截面呈多孔性的蜂窩狀網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，微孔分布均勻，HAD樣品截面結(jié)構(gòu)層疊緊密，細(xì)胞壁坍塌嚴(yán)重。賀健等[43]采用微波冷凍干燥技術(shù)對(duì)酸菜的品質(zhì)及微生物活性進(jìn)行研究，結(jié)果表明，當(dāng)微波功率為350 W、真空度為200 Pa、鋪料層厚度為1層（2 mm）時(shí)酸菜的品質(zhì)最好。李建立等[44]研究了熱風(fēng)干燥、真空干燥、真空冷凍干燥對(duì)青麥仁多酚抗氧化性的影響，結(jié)果表明真空冷凍干燥得到的青麥仁粉有更高的品質(zhì)。張智超等[45]研究發(fā)現(xiàn)真空冷凍干燥預(yù)熟化能明顯降低薏米硬度且可更好地保持薏米的色澤。李勛蘭等[46]以不同品種果桑為研究對(duì)象，分析測(cè)定熱風(fēng)干燥和真空冷凍干燥后果實(shí)中總酸含量、總黃酮含量、總酚含量、花色苷含量及16種氨基酸含量等品質(zhì)指標(biāo)的差異和變化，發(fā)現(xiàn)真空冷凍干燥更利于保持果實(shí)原有品質(zhì)?？傮w上，真空冷凍干燥法可較好地保留物料的外觀品質(zhì)且加工品口感較好，但由于成本較高，應(yīng)用還比較少[47-48]。

3 聯(lián)合干燥技術(shù)

聯(lián)合干燥是結(jié)合各種干燥方式的優(yōu)點(diǎn)，將兩種或兩種以上的干燥方式優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，分階段進(jìn)行的一種復(fù)合干燥技術(shù)[49]，可彌補(bǔ)單一干燥方式中能耗高、產(chǎn)品品質(zhì)差、干燥效率低等缺點(diǎn)，具有最大程度保留物料原有感官品質(zhì)和色澤的特點(diǎn)[50]。

目前，蜜餞干燥加工中常用的遠(yuǎn)紅外相關(guān)聯(lián)合干燥技術(shù)和真空冷凍聯(lián)合干燥技術(shù)見(jiàn)表1和表2。

表1 常見(jiàn)遠(yuǎn)紅外相關(guān)聯(lián)合干燥技術(shù)及其特點(diǎn)

表2 常見(jiàn)真空冷凍相關(guān)聯(lián)合干燥技術(shù)及其特點(diǎn)

4 蜜餞干燥加工技術(shù)的現(xiàn)狀及展望

蜜餞干燥加工技術(shù)發(fā)展歷史悠久，從傳統(tǒng)的自然干燥到紅外干燥、真空冷凍干燥等新型干燥再到各種干燥技術(shù)聯(lián)合干燥。根據(jù)待干燥物料的特性及加工需求，選擇最合適的干燥方式，從而以最短時(shí)間和最低的成本生產(chǎn)出最優(yōu)的產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)蜜餞干燥加工過(guò)程中運(yùn)用最多的有自然干燥及發(fā)展相對(duì)成熟的熱風(fēng)干燥和熱泵干燥。目前，遠(yuǎn)紅外線干燥技術(shù)已在胡蘿卜、辣椒、洋蔥、蘑菇、南瓜、羅漢果等部分果蔬上得到了應(yīng)用，但可能有照射盲點(diǎn)及溫度不勻等對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)生不利影響的現(xiàn)象，與其他干燥技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用可以解決遠(yuǎn)紅外線干燥技術(shù)的局限。與其他聯(lián)合干燥技術(shù)相比較，冷凍聯(lián)合干燥技術(shù)結(jié)合了冷凍高品質(zhì)和其他干燥低耗能的優(yōu)點(diǎn)，在提高能源利用率和產(chǎn)品質(zhì)量方面均具有明顯優(yōu)勢(shì)，應(yīng)用前景廣闊。紅外—真空冷凍聯(lián)合干燥雖起步晚、研究少，有關(guān)干燥動(dòng)力學(xué)、能耗和產(chǎn)品質(zhì)量等綜合方面的信息有限，但不可否認(rèn)紅外輻射對(duì)降低冷凍干燥能耗的有效作用。

聯(lián)合干燥技術(shù)是具有巨大優(yōu)勢(shì)和發(fā)展?jié)摿Φ男滦透稍锛夹g(shù)，但在蜜餞加工干燥領(lǐng)域，聯(lián)合干燥技術(shù)的應(yīng)用還處于初步階段，因此需要深入探究聯(lián)合干燥技術(shù)的機(jī)理及各關(guān)鍵步驟，依據(jù)蜜餞的理化性質(zhì)確定最佳轉(zhuǎn)換點(diǎn)、建立動(dòng)力學(xué)模型、持續(xù)優(yōu)化聯(lián)合干燥設(shè)備以推動(dòng)聯(lián)合干燥技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展和自動(dòng)化及工業(yè)化應(yīng)用。