微波技術在低糖果脯加工中的應用進展

楊淑純，劉曉艷，白衛東，錢敏，劉巧瑜，趙文紅

1. 仲愷農業工程學院輕工食品學院（廣州 510225）；2. 現代農業工程創新研究院（廣州 510225）；3. 廣東省嶺南特色食品科學與技術重點實驗室（廣州 510225）；4. 嶺南特色食品綠色加工與智能創造農業部重點實驗室（廣州市 510225）

低糖果脯是指含糖量在40%～50%[1]的果脯，比傳統果脯[2]含糖量降低20%左右，其原果風味濃，口感好，符合人們對健康食品的追求，更易被消費者接受，因此在當今發展健康食品[3]的大趨勢下，果脯蜜餞的低糖化生產成為一種發展趨勢，越來越多種類的低糖果脯被研發出來，比如：有較為常見的低糖獼猴桃果脯、低糖芒果果脯、低糖山楂果脯[4-9]，受大眾喜歡的水果類果脯；也有低糖胡蘿卜果脯、低糖蓮藕果脯、低糖玫瑰果脯等[10-14]比較獨特的新產品。但是低糖果脯在生產過程中也出現許多問題：干燥不均勻，干燥周期較長，水分相對較高，導致產品易霉變、難保質，不利于貯藏；氧化硫殘留量超標，危害人體健康；低糖含量也容易使果實外觀干癟、光澤灰暗、飽滿感不足及原果味流失等[15]。因此，具備甜味低、原果味濃、更安全、衛生、營養價值高等特性的低糖果脯成為眾多研究者的研究對象。

隨著低糖果脯的需求量增大，微波技術作為一項新興技術領域也被充分利用到果脯加工中[16]。微波作為一種非電離輻射[17]，在低糖果脯中的應用主要是利用其熱效應和非熱效應[18]的原理。微波熱效應發生的同時，在微波的作用下，食物中的有害菌、蟲害等生物體因蛋白質變性而失活并使細胞中核糖核酸（RNA）和脫氧核糖核酸（DNA）的若干氫鍵松馳、斷裂或重組，干擾或破壞其正常的代謝、遺傳和增殖，抑制或致死菌體或害蟲的生長，達到殺蟲、滅菌、保鮮的效果[19]，即微波的非熱效應。微波干燥[20]和微波滲糖[21]主要是因為其熱效應的作用，由于其速度快且效果比傳統方式更好，因此深受研究者喜歡。而起步稍微晚的微波滅酶和微波滅菌技術主要利用其中的非熱效應作用，近年來也逐漸發展。基于此，主要對微波技術在低糖果脯加工中的應用進行綜述。

1 微波技術在低糖果脯加工中的應用進展

1.1 微波滅酶技術

護色是果脯加工中的關鍵工藝之一，對果脯質量有很大的影響。由于硫酸鹽和亞硫酸鹽等可以有效抑制果脯制作過程中產生褐變，護色效果也比較好，因此以往在果脯制作時大多采用硫處理的方法。但隨著研究的不斷深入，發現硫處理后的果脯中氧化硫殘留嚴重超標，這對人體的健康造成一定威脅。因此，在果脯的滅酶方面，人們不斷摸索更加安全有效的滅酶技術。吳永年等[22]發現，食品中常見的酶對微波較為敏感，微波也能大幅縮短物料中酶的存活時間，有效保留果脯的香氣和減少物料處理時因酶的活動而對物料內部營養和結構的過多損壞[23]。蔡佳昂等[24]發現微波處理能夠有效抑制鮮切山藥中褐變相關的多酚氧化酶與過氧化物酶的活性，從而延緩整體褐變速度。早在1997年，黃金忠等[25]就通過試驗得出，微波滅酶的較佳工藝為750 W/kg、4 min。另外，微波處理還具有減少VC損失、驅除氧氣代替SO2護色、減少酶褐變和縮短處理時間等優點[26]。因此，微波滅酶作為一種新型的安全技術，越來越多應用在低糖果脯護色領域。

國內外學者通過采用微波滅酶技術對果脯進行處理后的結果分析得出，該技術的處理效果比傳統的滅酶技術更為明顯。Moreno等[27]在草莓加工試驗中和Cano等[28]在香蕉片加工試驗中，利用微波滅酶都取得滿意效果?？到〉萚29]采用微波滅酶技術代替過去的熏硫護色工藝，說明微波處理對無硫杏脯制作的優越性。鄭蘇珠等[30]在低糖黃皮果脯的開發與研制時發現，用微波80 ℃滅酶5 min，便能達到最佳護色效果。楊金英[31]在農產品護色和干燥工藝及其模型研究中用不同方式對甘薯脯進行滅酶處理，結果發現微波質量功率1.25 kW/kg，滅酶時間180 s的條件下對甘薯片酶活性抑制更為徹底，該方法也降低滅酶的成本。

1.2 微波干燥技術

傳統的干燥方法使果脯在干燥過程中不僅受熱不均勻，表層先受熱，干燥完成時，果脯內外含水量不均勻，以至于果脯表皮過硬，口感較差，而且干燥周期過長，這是低糖果脯傳統生產過程中要解決的問題，而微波干燥技術恰好可以解決果脯風干的這些特點，干燥速率大幅提升的同時也大幅提高果脯的口感[32]。用微波對果蔬進行干燥，比其他方法更有利于保留果蔬中的維生素C含量[33]，如菠菜葉[34]、杏[35]和土豆[36]。另外，微波干燥技術還具有節能、生產效率高、干燥均勻、清潔生產、易實現自動化控制和提高產品質量等優點[37]，因此在低糖果脯的加工領域深受喜愛。

在研究微波干燥對果脯干燥的效果時，不僅通過不同微波條件對干燥效果的影響開展研究，也通過不同干燥方法突出微波干燥的處理效果的優勢，同時，將微波干燥與其他新型干燥方法進行聯用，也是近年來研究的熱點。王仕鈺等[38]研究不同微波功率密度對低糖枇杷果脯干燥特性的影響，并對干燥過程進行建模分析，結果表明，可用Page方程描述低糖枇杷果脯的微波干燥過程，模型中的系數受微波功率密度的影響。肖春玲[39]研究不同的干燥方式對櫻桃番茄果脯感官品質的影響，研究發現與其他干燥方式相比，用915～2 450 MHz微波頻率加熱干燥8 min后所得的櫻桃番茄果脯的飽滿度最高，原果香味濃，且VC含量最高，達29.94 mg/100 g，在保質期方面，經過微波干燥方式處理的番茄果脯在常溫下貯藏 300 d，仍未發現產品有腐敗現象，說明微波干燥效果是很好的，并且可以最大程度保持櫻桃番茄果脯的營養素。祝美云等[40]采用鼓風微波組合干燥的烘烤方式烘烤制作馬鈴薯菠蘿復合低糖果脯，干燥速率提高1.4倍以上，干燥時間縮短3 h，所得產品得到較佳的口感與外觀，且保存期長。

1.3 微波滲糖技術

傳統果脯大多為煮制滲糖，由于煮制滲糖加熱溫度高、所需時間長，導致營養成分損失較嚴重[1]。低糖果脯含糖量較低，因此存在糖液滲入難度大、外形不飽滿、貯藏期短等缺點，不適合使用傳統滲糖方法[41]。生產低糖果脯的關鍵是滲糖，果蔬組織的滲糖速度和效果與果蔬組織結構密切相關[42]。微波滲糖是近幾年發展起來的新型滲糖方式。使用微波處理果蔬時，浸入糖液的果蔬組織一開始內部即被加熱，氣體迅速排除，產生滲透壓，周圍環境中的糖分快速滲透到果蔬組織中去，因而有效地提高果蔬組織的滲糖效果[43]。與此同時，果蔬原有的品質和風味也被最大限度地保持下來，因此，微波滲糖是一種加工果脯蜜餞的良好處理方法[44]。

微波滲糖技術對低糖果脯的發展作出非常顯著的技術支持，是低糖果脯加工中最常見的滲糖技術之一。早在2005年，Huo等[45]建立微波三維加熱模型，研究結果為微波滲糖在低糖果脯加工工藝中的應用提供理論依據。蔡華珍等[46]發現，在微波滲糖前采用微波滲糖促進液處理，能明顯提升微波滲糖效果，滲糖促進液有效地改變細胞膜的通透性，對微波滲糖起很好的促進作用。馬道榮等[47]以蘋果為試驗對象，研究不同預處理方式及微波滲糖工藝對蘋果脯加工品質的影響規律。結果表明，以硫處理作為預處理，結合微波低檔條件滲糖進行蘋果脯加工的產品得到含糖量為20%，VC含量4.11 mg/100 g，感官特性評分90分的最佳品質指標。祝美云等[48]通過對蘋果果脯的研究也發現微波滲糖可以有效縮短時間，并能較好保持果蔬組織營養成分及原有風味。馮媛媛等[49]通過單因素對影響低糖歐李果脯品質的預處理的關鍵工藝技術進行研究，并通過正交試驗得到最佳微波工藝條件為30%微波火力下滲糖20 min，在此條件下可加工出歐李味濃郁、色澤、軟硬度均較好、酸甜適中的低糖歐李果脯。胡永正等[50]、劉艷等[51]、桑田[52]、馬艷弘等[53]和趙廣河等[54]分別研究微波滲糖技術加工低糖芒果果脯、低糖山楂果脯、低糖黑莓果脯、低糖藍莓果脯及低糖姜脯工藝，均得到了色澤、組織、口感等感官品質更好的產品。

1.4 微波滅菌技術

果脯殺菌是果脯加工中最后，也是最重要的一道加工工序，它對果脯的貨架期長短起著重要的作用，但為了保持果脯原有的風味及口感，產品在包裝之后不再適合采用傳統的高溫、高壓的殺菌方法進行處理[55]。微波殺菌屬于新型熱殺菌技術，與傳統的熱力殺菌相比，微波殺菌具有加熱時間短、升溫速度快、殺菌均勻、穿透力強、節約能源、加熱效率高、適用范圍廣等特點[56]。與化學方法殺菌相比，微波殺菌無化學物質殘留而使安全性提高[57]。同時，微波殺菌便于控制，食品的營養成分及色、香、味在殺菌后仍接近食物的天然品質[58]，已證明對李斯特菌[59]、霉菌[60]、大腸桿菌[61]和金黃色葡萄球菌[62]等多種有害微生物具有明顯的抑制作用。因此，應用微波殺菌處理低糖果脯，不僅可以有效抑制微生物的生長，還能獲得感官品質較好的產品。

郭淼等[63]在研究蘋果脯的保藏性研究中發現，采用650 W的微波功率照射200 g已用聚丙烯包裝的低糖蘋果脯120 s，對霉菌的殺滅率達到80%以上，對酵母菌殺滅率也可達72%以上，經過此處理后的產品在室溫下的安全貯存期可到180 d以上。于華洋[64]采用微波照射低糖姜脯，研究發現120 s綜合效果最好，此條件對霉菌的殺滅率達到84.87%，對酵母菌的殺滅率達到69.67%，水分散失率為6.61%，微波照射后的低糖姜脯儲藏期限可達90 d。王春榮[65]研究低糖藍莓果脯保藏性時發現，微波殺菌可以有效延長果脯的保藏期，從而提高果脯的質量，通過不同的微波殺菌時間的比較，最終結果表明，微波處理20 s后，產品的菌落總數就能達到國家衛生標準，此結果與王磊[14]處理低糖板栗果脯時一致。高海生等[66]在研究不同的殺菌方式對低糖桃脯的殺菌保藏試驗中發現，微波殺菌效果最好，處理后VC保存率高達64.5%，而100 ℃的巴氏殺菌，VC保存率僅為17.8%，方差分析表明，VC保存率在幾種殺菌方法間差異極顯著。王家園等 在無硫低糖杏脯制作過程中，用功率為650 W微波照射120 s，產品常溫下儲藏180 d后微生物指標符合國家衛生標準，且產品無返砂、褐變、干縮現象，外型飽滿、色澤黃亮，感官品質較好。由此可見，微波殺菌技術不僅在處理時間方面，還是處理效果上，都有較好的優勢，這是對低糖果脯的加工非常有利的一項技術。

2 結語與展望

微波技術在低糖果脯加工領域的相關基礎研究和應用研究已取得相當不錯的成果，隨著健康理念及休閑食品越來越深入人心，低糖果脯的市場前景良好，微波技術作為相對健康綠色的新興加工技術，也將會有很大的發展前途。另外，微波技術作為一種型發展技術，可以在整個果脯加工過程中貫穿，但現有研究只局限于一個工藝步驟，可不可以綜合應用，如在滲糖或者干燥的同時對果脯進行滅酶？還需要進一步探索研究，以充分發揮微波技術的最大優勢。