孫 宇，鄭先哲，李 強，許相雯，張芹芹

（東北農業(yè)大學工程學院，哈爾濱 150030）

藍靛果（Honeysuckle）學名藍靛果忍冬（Lonicera edulis Turcz），忍冬屬，多年生落葉小灌木，果實為漿果，果汁為鮮艷的深玫瑰色。在我國主要分布在吉林省長白山、黑龍江省大興安嶺東部山區(qū)[1－2]，藍靛果具有很高的營養(yǎng)價值和藥用價值，富含多種維生素、氨基酸，還含有鋅、硒等多種礦物質和其他微量元素，VC含量高于蘋果和柑橘，且含有豐富的VP活性物質，具有很高的藥用價值，多酚類化合物在體內通過發(fā)揮抗氧化作用調整人體機能，可以降低心臟病、癌癥和其他慢性病的發(fā)生率，如花青甙、蕓香甙，兒茶酸等[3－5]。但藍靛果采摘期短、果皮薄而多汁，采摘時易破損并可引發(fā)霉爛，常溫保存一般達不到24 h，極不易貯藏和運輸，因此藍靛果的損耗率非常大。如何提高藍靛果的儲藏期，降低儲存損失，成為研究的熱點。

泡沫干燥（Foam drying）技術適用于熱敏性強、黏性大和含糖量高的食品物料干燥加工[6－7]。藍靛果含糖量較高，使用泡沫干燥方式可以減少或避免粘結現象[8]。泡沫干燥方法曾被用于芒果、香蕉、胡蘿卜等果蔬的干燥[9－10]，但應用泡沫干燥方法在藍靛果加工方面的研究還未見報道。常規(guī)的泡沫干燥是以高溫熱風作為干燥介質，但是藍靛果中還有較多的熱敏性成分，加熱時易使其營養(yǎng)成分損失，活性物質變性[11]，且泡沫內空氣會阻礙熱量向料層內部的傳遞，限制干燥速度[12]。

微波干燥是通過微波能激發(fā)極性分子振蕩產生熱量，熱量是由里及表傳遞的體加熱方式進行的，具有熱效率高、干燥溫度低（與相同干燥速度的熱風干燥方式比較）等特點[13－15]，已經在蕨菜、胡蘿卜、蘋果、金針菇等果蔬的脫水加工方面得到廣泛應用[16－20]。本研究以微波加熱代替熱空氣，對干燥介質進行泡沫干燥，可利用其保持藍靛果活性物質的生物活性，對藍靛果果漿進行脫水加工，保持鮮果的原味、色澤和營養(yǎng)成分，以獲得營養(yǎng)價值高、產品質量好的藍靛果果粉，這種果粉既能夠保持原果的營養(yǎng)成分又便于貯藏，具有廣闊的市場[21－24]。

1 材料與方法

1.1 材料

藍靛果采自東北農業(yè)大學園藝學院實驗站。

1.2 試劑

分子蒸餾單甘脂（GMS）（廣州市佳士力食品有限公司）；羧甲基纖維素（CMC）（東莞新寶精化有限公司）；大豆分離蛋白（SPI）（哈高科大豆食品有限責任公司）；抗壞血酸標準品（VC）（天津市博迪化工有限公司）；95%乙醇（分析純，天津市東麗區(qū)天大化學試劑廠）；香草醛（化學純，天津市天新精細化工開發(fā)中心）；甲酸（分析純，天津市耀華化學試劑有限責任公司）；2，6－二氯靛酚（北京篤信精細制劑廠）。

1.3 試驗儀器

食物攪拌機（型號：飛利浦HR1727，珠海經濟特區(qū)飛利浦家庭電器有限公司）；電動攪拌器（型號：JJ－1，江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠）；微波干燥設備（型號：WXD10S－17，南京三樂微波技術發(fā)展有限公司）；便攜式紅外測溫儀（食品專用）（型號：MTFS，美國RayTek公司）；微型植物試樣粉碎機銘牌（型號：FZ102，天津泰斯特儀器有限公司）；真空包裝機（型號：DZDD400/2SB，中國通州騰飛食品包裝機械廠）；電子精密天平（型號：ARRW60，上海奧豪斯公司）；紫外－可見分光光度計（1 cm石英比色皿）（型號：6010，惠普上海分析儀器有限公司）；全自動測色色差計（型號：DC－P3，北京市興光測色儀器公司）。

1.4 流程及方法

選取籽粒飽滿、大小適中的藍靛果，去雜，攪拌機打漿8 min，至果漿細膩、均勻。將6%的分子蒸餾單甘酯（GMS）和3%的大豆分離蛋白（SPI），溶于100 mL蒸餾水中，并加入10 mL濃度為0.5%的羧甲基纖維素（CMC）作為穩(wěn)定劑。在恒溫70℃下水浴30 min，期間不斷攪拌，水浴后取出冷卻至室溫。將藍靛果果漿與起泡劑按1∶1的比例混合，用攪拌器勻速攪拌6 min，至藍靛果果漿中泡沫大小一致并且分布均勻，泡沫穩(wěn)定。經測定此時泡沫密度為0.42 g·cm－3（鮮藍靛果果漿密度為1.16 g·cm－3），適合進行泡沫干燥的果漿密度范圍在200～600 kg·cm3[25]。

將盛有果漿的料盒放在微波干燥設備履帶的中間位置，控制履帶的轉速為1 600 r·min－1，使盛有藍靛果發(fā)泡果漿的料盒在微波干燥機內勻速運動，均勻地接收微波。每隔50s測定溫度和質量，干燥至到達安全水分范圍。為了減小稱量過程導致的誤差，稱量質量和測量溫度的過程要控制在20s之內。將干燥后的藍靛果果粉半成品用粉碎機粉碎，制得顆粒均勻、細膩、流動性好的藍靛果果粉，并封裝。

1.5 指標測定

1.5.1 花青素含量測定方法

花青素采用低濃度香草醛－鹽酸法[26]。

其中，D－試樣中花青素的百分含量（%）；C－試樣定容體積（mL）；n－稀釋倍數；W－試樣重量（g）。

1.5.2 維生素C含量測定方法

維生素C采用GBT6195－86中的2，6－二氯靛酚滴定法[27]。

1.5.2.1 滴定度按式（1）計算

式中：T－每毫升2，6－二氯靛酚溶液相當于抗壞血酸的毫克數（mg·mL－1）；C－抗壞血酸的濃度（mg·mL－1）；V－吸取抗壞血酸的體積（mL）；V1－滴定抗壞血酸溶液所用2，6－二氯靛酚溶液的體積（mL）；V2－滴定空白所用2，6－二氯靛酚溶液的體積（mL）；取藍靛果果粉2 g左右，加浸提劑溶解，過濾，定容稀釋至100 mL。若濾液有色，可按每克樣品家0.4 g白陶土脫色后再過濾。

1.5.2.2 計算

式中，V－滴定樣液時消耗染料溶液的體積（mL）；V0－滴定空白時消耗染料溶液的體積（mL）；T－2，6－二氯靛酚染料滴定度（mg·mL－1）；A－稀釋倍數；W－樣品重量（g）。不同處理條件，重復3次，取平均值作為試驗結果

1.5.3 含水率測定方法

含水率采用國標GB500932010中的直接干燥法。

1.5.4 色度測定方法

色度測定采用CIE（國際發(fā)光照明委員會）提出的均勻色空間理論。

根據CIE（國際發(fā)光照明委員會）1976年均勻色空間理論，確定樣品的L*值、a*值和b*值。其中：L*值（Lightness，明度）越大亮度越大，表示褐變越輕；a*值（Redness，紅色度），表示紅綠偏向的色度，正值越大偏向紅色的程度越大，負值越大偏向綠色的程度越大；b*值（Yellowness，黃色度），表示黃藍偏向的色度，正值越大，偏向黃色的程度越大，負值越大偏向藍色的程度越大。使用色差計測定干燥后藍靛果果粉的色澤參數，比較哪種干燥方式對干燥后藍靛果果粉色澤的影響最小。用經起泡預處理后、未干燥前測量的藍靛果鮮果漿色澤參數做參比。每組試驗重復3次取平均值。

1.6 數據分析

采用軟件Excel2003分析試驗數據。

2 結果與分析

2.1 微波功率對干燥過程及藍靛果果粉品質的影響

取100 g預起泡的藍靛果果漿，置于底部直徑為18 cm的中號漿料盒中，此時起泡果漿厚度為8 mm。分別在功率為4、7、10 kW的條件下進行微波干燥，將料盒放在微波干燥設備履帶的中間位置進行微波干燥，每隔50 s測定溫度和質量，達到安全水分后結束干燥。以最終得到的果粉中花青素和VC的含量為目標因素，其影響結果及標準差見圖1。

新鮮藍靛果中花青素的含量為57.834 mg·g－1，VC含量為15.986 mg·g－1。圖1a中，7 kW對藍靛果中花青素含量破壞最小，得到的果粉中花青素保有率為74.3%，是微波功率為4 kW時的保有率（47.7%）的1.56倍。7 kW條件下果粉中VC的保有率最高為93.2%，10 kW時最低為24.4%。綜合考慮干燥過程中營養(yǎng)物質含量的變化、消耗的能量以及干燥所需時間，最佳的微波處理功率為7 kW。

圖1 微波功率對花青素和VC含量的影響Fig.1 Effect of microwave power on the content of anthocyanin and vitamin C

由圖1c可知，物料的初始含水量（干基）為9.395 kgH2O·kg－1DW干物質。物料干燥至安全水分所需時間，隨微波功率的增加而縮短，在功率為4 kW時需要500 s；7 kW時，需要400 s；10 kW時，所需時間為150 s，比4 kW時縮短了70%。三個功率下的干燥過程都處于降速干燥階段，且都未出先預熱和恒速干燥階段，這是由于微波干燥效率比較高，能夠在較短時間實現物料內大部分的干燥，當達到最大干燥速率后，物料所含水量不能保持最大干燥速率，因此在直接進入降速干燥階段，物料水分擴散由內部傳質阻力控制。由此可知，微波干燥過程會對藍靛果中的花青素和VC造成一定的破壞，且微波對藍靛果中花青素和VC含量降低的影響相同，所得果粉的營養(yǎng)物質在微波功率為7 kW時含量最高。4 kW時由于微波功率較低延長了干燥時間使得營養(yǎng)物質的含量破壞較多，10 kW時雖然微波處理時間較短，但由于功率較大，營養(yǎng)物質含量在短時間內迅速降低。并且，花青素降低的程度明顯大于VC。

2.2 載樣量對干燥過程及藍靛果果粉品質的影響

微波功率設定為7 kW，分別取100、200、300、400和500 g起泡藍靛果果漿，置于不同型號的漿料盒中，保持厚度都為8 mm。將果漿料盒放在微波干燥設備履帶的中間位置進行微波干燥，每隔50s測定溫度和質量，達到安全水分后結束干燥。載樣量對所得果粉中花青素和VC含量的影響如圖2所示。

由圖2可以看出，不同的載樣量對藍靛果中花青素的影響程度大于對VC的影響，所得果粉中花青素損失程度的差異較大。如圖2a所示，載樣量為200 g時，所得果粉中花青素含量為38.636 mg·g－1，其保有率最高為66.8%。圖2b中，載樣量對藍靛果中VC損失的影響不大，且不同載樣量之間的差異也不大，載樣量為200 g時所得果粉中VC含量最高為 14.885 mg·g－1，占鮮果的93.2%，載樣量為500 g時所得果粉中VC含量最低為11.344 mg·g－1，占鮮果的70.9%，這是因為微波功率一定時，載樣量增加，單位質量的物料吸收微波能的減少，使得干燥時間延長，進而導致藍靛果中營養(yǎng)物質損失較多。

由圖2c可知，物料干燥到安全水分所需時間，隨載樣量的增加而增加，100和200 g需要150 s，300 g需要200 s?？梢钥吹诫S著載樣量的降低，物料含水率下降的幅度逐漸增大。當干燥500 g物料時，含水率平緩的下降，而干燥100 g物料時，含水率在100 s內急劇下降到0.02 kg·kg－1。載樣量較低時，大量的水分能夠被迅速脫去，并且在較短的時間內達到最大干燥速率，到達最大干燥速率后物料所含水量已不能保持最大干燥速率，氣化面逐漸向物料內部移動，繼而進入了降速干燥階段，直至干燥終點。

圖2 載樣量對花青素和VC含量的影響Fig.2 Effect of loading mass on the content of anthocyanin and vitamin C

2.3 物料厚度對干燥過程及藍靛果果粉品質的影響

微波功率設定為7 kW，取100 g起泡藍靛果果漿，置于不同型號的漿料盒中，此時當量厚度分別為1、4、8、12和16 mm。將果漿料盒放在微波干燥設備履帶的中間位置進行微波干燥，每隔50 s測定溫度和質量，達到安全水分后結束干燥。以最終得到的果粉中花青素和VC的含量為目標因素，所得結果見圖3。

如圖3a所示，在不同厚度的條件下，藍靛果中花青素含量的變化趨勢和變化程度大致相同，并且最終得到果粉中花青素的含量差異不顯著（P＜0.05），厚度為8 mm時果粉中花青素的含量最高為32.692 mg·g－1，厚度為16 mm時所得果粉中花青素含量最低為23.98 mg·g－1，差異不顯著。圖3b中，厚度為12 mm時所得果粉中VC含量最高為12.826 mg·g－1，厚度為1 mm時所得果粉中維生素C含量最低為11.387 mg·g－1，但藍靛果中的維生素C含量均無顯著差異（P＞0.05），這表明厚度對起泡藍靛果干燥沒有顯著影響。這是由于微波具有較強的穿透能力，只激發(fā)物料中極性分子（大部分為水分子）的運動，起泡藍靛果果漿中有大量的泡沫，有較多孔隙，因此微波能夠快速地滲透到不同厚度的料層內部，激發(fā)極性水分子，去除水分，達到干燥目的。由圖3c可知，不同厚度條件下干燥時間相差不多，且各時間段的變化量差異不大，物料含水量的變化趨勢受厚度不同的影響也不明顯。

圖3 厚度對花青素和VC含量的影響Fig.3 Effect of thickness on the content of anthocyanin and vitamin C

2.4 感官評價綜合評價

根據CIE（國際發(fā)光照明委員會）提出的均勻色空間理論對所得果粉的顏色進行測定，L*值表示明度，a*值表示紅色度，b*值表示黃色度。

圖4 所得藍靛果果粉色度值Fig.4 Color values of the obtained honeysuckle powder

藍靛果果汁呈深玫瑰色，制得的果粉也呈現深紅色，所以對于黃度值b*值，本文對此不做詳細討論。由圖4a可知，在功率單因素試驗中，7 kW條件下，果粉的明亮程度L*值最大，褐變程度較小，且果香濃郁，保留有大量的藍靛果原味和原色。在載樣量單因素試驗中，由圖4b知，200 g條件下制得的果粉明度值大，果粉a*值較小，說明褐變程度較輕，100和300 g條件下也都有較好的明亮程度和較低的褐變程度；而500 g條件則相反，說明載樣量的增加導致接收微波處理時間延長，進而導致對果粉營養(yǎng)成分的影響，反映到果粉色澤就表現為明亮程度低和褐變程度大。由圖4c可得厚度對果粉顏色的影響狀況，除厚度1和12 mm外，厚度由4～8 mm的過程中，果粉明亮程度和褐變程度的變化不大，厚度對微波輔助泡沫干燥藍靛果的影響不大，這是因為微波具有較強的穿透能力，厚度的大小對干燥效果的影響不大。

3 確定微波輔助泡沫干燥藍靛果的合理工藝

3.1 正交試驗設計方案

在單因素的基礎上，確定了影響因素的適合范圍，以最終果粉中花青素的含量為目標因素，對微波功率、載樣量、厚度3個影響因素進行L9（34）正交試驗設計，其因素水平見表1。試驗實施過程及結果見表2。

根據有關統(tǒng)計理論，極差（Ri）越大，影響越顯著。由表2極差分析結果可知，藍靛果微波輔助泡沫干燥試驗影響主次順序為載樣量＞微波功率＞厚度，最優(yōu)水平為A2B1C2，即微波功率7 kW，載樣量100 g，厚度8 mm，考慮到生產實際對產出量的要求且100與200 g二者干燥效果差異不大，載樣量設定為200 g。

表1 因素與水平Table 1 Factors and levels

表2 正交試驗方案及結果Table 2 Orthogonal design and results

由表3可知，微波功率、載樣量對干燥效果影響顯著，而厚度影響不顯著。這表明微波功率、載樣量是決定微波輔助泡沫干燥效果的決定因素。厚度的影響不大其原因可能是由于微波具有較強的穿透能力，能夠迅速激發(fā)物料內極性水分子的運動，因此干燥單位質量的物料，厚度的差異不會對干燥結果產生較大的影響；干燥相同厚度，不同載樣量的物料時，由于微波功率一定，釋放的微波能相同，加熱干燥物料量較多時，物料單位面積吸收的平均微波能量就較少，因此影響了干燥效果。

表3 方差分析Table 3 Variance analysis

4 結論

本文初步探討了微波輔助泡沫干燥中各因素對所得果粉中營養(yǎng)成分的影響，發(fā)現通過對預泡沫化處理的藍靛果果漿進行微波加熱干燥，能夠在較短的處理時間內得到營養(yǎng)成分較高、顏色純正、果香濃郁的藍靛果果粉，影響這一過程的因素，按影響程度排序依次是載樣量、微波功率和厚度。并且得到了適合于連續(xù)化生產的工藝參數：微波功率7 kW，載樣量200 g，厚度8 mm。以藍靛果果漿為原料采取預泡沫化處理與微波干燥相結合的工藝制備藍靛果果粉，是藍靛果干制加工的重要途徑之一。

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