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(陜西師范大學(xué)食品工程與營(yíng)養(yǎng)科學(xué)學(xué)院,陜西西安 710062)

紅棗亦稱大棗,是鼠李科(Rhamnaceae)棗屬(ZizyphusMill)植物棗樹(shù)的果實(shí)。在我國(guó)種植分布廣泛,在河北、山東、河南、山西、陜西、新疆、寧夏、黑龍江等地區(qū)均有種植。2000年以來(lái),我國(guó)紅棗產(chǎn)業(yè)呈持續(xù)增長(zhǎng)的發(fā)展態(tài)勢(shì),年平均增長(zhǎng)率為14.51%[1]。紅棗富含多種微量元素、脂肪、蛋白質(zhì)、纖維素、維生素等人體所需營(yíng)養(yǎng)素和多種生物活性成分,是藥食同源的水果之一,素有“木本糧食,滋補(bǔ)佳品”的美譽(yù)。棗果中的蛋白質(zhì)含有16種氨基酸,包括8種人體必需氨基酸;紅棗中的多糖分為酸性多糖和中性多糖,主要由鼠李糖,阿拉伯糖,葡萄糖,半乳糖和D-果糖等組成[2-3];紅棗中的總酚含量較高(5.18～8.53mg/g),且棗皮中的多酚比棗肉中的多酚具有更高的總抗氧化能力和清除DPPH·和·OH的能力[4-5];紅棗中還含有豐富的核苷和堿基[6],以及成分復(fù)雜的紅棗香精油[7]。紅棗內(nèi)含有的對(duì)人體有利的營(yíng)養(yǎng)元素及生物活性物質(zhì)種類(lèi)齊全,大多數(shù)來(lái)源于棗肉,少部分來(lái)源于棗皮。因此,對(duì)于紅棗的加工,首先要考慮加工過(guò)程中將這些營(yíng)養(yǎng)成分及生物活性物質(zhì)盡可能多的保留。目前,市場(chǎng)上的紅棗產(chǎn)品主要有紅棗飲料、紅棗粉、紅棗發(fā)酵產(chǎn)品以及紅棗的干制品,但這些紅棗產(chǎn)品都具有其各自的弊端,如紅棗復(fù)合飲料多種多樣,但是在紅棗汁的提取過(guò)程中溫度對(duì)紅棗中可溶性固形物和總糖含量有顯著性影響[8],可溶性固形物和總糖含量均有降低;對(duì)于全棗肉紅棗粉的加工技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)[9],在噴霧干制過(guò)程中總黃酮含量,總多酚含量均有降低,對(duì)于紅棗發(fā)酵酒的研究表明[10]采用干棗比采用鮮棗發(fā)酵酒有利。

干棗是我國(guó)傳統(tǒng)的紅棗加工產(chǎn)品,也是我國(guó)目前紅棗加工的主要產(chǎn)品。紅棗的干制,就是將鮮紅棗從含水量70%左右降低到25%左右,使其可溶性固形物的濃度提高到微生物難以生存和利用的程度。紅棗中的水分主要以游離水、膠體結(jié)合水和化合水三種狀態(tài)存在,紅棗干制就是通過(guò)各種干制技術(shù)排除全部游離水和部分膠體結(jié)合水[11]。

1 紅棗干制技術(shù)

棗農(nóng)通常采用的一種最簡(jiǎn)單,最直接的紅棗干制方法是自然干制,但因其生產(chǎn)周期長(zhǎng),營(yíng)養(yǎng)成分損失大,出品率低,產(chǎn)品衛(wèi)生質(zhì)量差,特別是受氣候因素的影響往往造成產(chǎn)品的大量腐爛損失。魏利清[12]等人通過(guò)對(duì)比紅棗在自然曬制、自然陰制和熱風(fēng)干制后可溶性固形物變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)可溶性總糖含量總體呈下降趨勢(shì),干制初期快速下降,下降幅度從大到小依次為55℃>45℃>自然曬制>65℃>自然陰制;而在整個(gè)干制過(guò)程中,除蔗糖外的其他非還原糖含量總體呈下降趨勢(shì),至干制結(jié)束時(shí),自然陰制、55℃、65℃條件下均降為零,45℃、自然曬制條件下保持較高含量。王恒超[13]等人的研究表明,自然干制后紅棗的還原糖,VC和總酸的損失率比真空冷凍干燥所帶來(lái)的損失率大。因此自然干制方法不利于紅棗干制的廣泛應(yīng)用,與此同時(shí)紅棗干制技術(shù)成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)。目前,紅棗干制技術(shù)的研究主要包括熱風(fēng)干制、微波干制、真空冷凍干制、遠(yuǎn)紅外輻射干制、太陽(yáng)能干制、射頻熱風(fēng)聯(lián)合干制等。

1.1 熱風(fēng)干制技術(shù)

熱風(fēng)干燥技術(shù)是利用熱源提供熱量來(lái)加熱干燥室內(nèi)的空氣,使得物料之間與物料周?chē)目諝獯嬖跍囟炔?使物料內(nèi)部的水分由于溫度梯度而蒸發(fā)出來(lái),從而達(dá)到干制的目的。熱風(fēng)干制是農(nóng)產(chǎn)品干制中應(yīng)用范圍最廣的一種干制技術(shù),主要包括人工烘房干制和干燥機(jī)干制等。張寶善[14]等人利用熱風(fēng)干制技術(shù),在不同溫度和不同時(shí)間下對(duì)油棗進(jìn)行了干燥,比較非酶褐變受溫度和時(shí)間的影響,結(jié)果表明:隨著干制溫度升高,時(shí)間延長(zhǎng),棗肉的褐變度和5-HMF含量逐漸增加,總糖、還原糖、抗壞血酸和氨基酸態(tài)氮逐漸減少。閆忠心[15]等人研究發(fā)現(xiàn):影響紅棗香氣品質(zhì)的主要香氣物質(zhì)種類(lèi)為酯類(lèi)、醛類(lèi)、酸類(lèi)和酚類(lèi);自然陰干的紅棗香氣品質(zhì)較差,而采用熱風(fēng)干制可有效提高紅棗的香氣品質(zhì);60℃熱風(fēng)干制的紅棗香氣成分綜合得分最高,優(yōu)于50℃和70℃熱風(fēng)干制紅棗的香氣品質(zhì)。王畢妮[16]等人研究了自然干制和熱風(fēng)干制對(duì)紅棗中的酚類(lèi)化合物及其抗氧化活性的影響,結(jié)果顯示:紅棗干制后其中酚酸類(lèi)化合物含量顯著下降,總黃酮含量變化不明顯,而熱風(fēng)干制后其原花青素含量顯著升高。經(jīng)熱風(fēng)干制和自然干制的紅棗抗氧化活性間無(wú)顯著性差異,但熱風(fēng)干制所需時(shí)間短,制得的紅棗香味濃。

烘房干制是熱風(fēng)干制中應(yīng)用最廣泛的一種干制技術(shù)。研究表明[17-18],干制方式是影響干制紅棗質(zhì)量和干制時(shí)間長(zhǎng)短的重要因素之一,其次,科學(xué)的控制空氣的溫度和濕度,也是獲得優(yōu)質(zhì)干紅棗的重要因素之一[19]。閆寶生[20]指出,經(jīng)烘房干制,每100kg鮮棗較自然曬干法可增加好棗量15～18kg,干棗增收率為27%～33%,且產(chǎn)品的VC含量相對(duì)較高。

1.2 微波干制技術(shù)

微波是一種電磁波,既具有粒子攜帶的機(jī)械能,同時(shí)也具有電場(chǎng)能和磁場(chǎng)能。當(dāng)電場(chǎng)極性方向不斷改變時(shí),原料中的極性分子高速運(yùn)動(dòng),并產(chǎn)生摩擦熱,從而使物質(zhì)的表面和內(nèi)部同時(shí)升溫,達(dá)到干燥的目的[21-23]。由于其獨(dú)特的加熱特性和干燥機(jī)理,具有克服常規(guī)干燥時(shí)物料受熱不均勻、時(shí)間長(zhǎng)、能耗大、干燥效果不理想等缺點(diǎn)。目前,微波干制技術(shù)主要以微波聯(lián)合技術(shù)應(yīng)用于各種物質(zhì)的干制過(guò)程中,其應(yīng)用面非常廣泛,劉小丹[24]等人采用微波-熱風(fēng)聯(lián)合干制技術(shù)對(duì)紅棗進(jìn)行了干燥研究,結(jié)果表明:微波-熱風(fēng)干燥方式的時(shí)間比分段熱風(fēng)干制時(shí)間縮短11%以上,從而得出微波-熱風(fēng)聯(lián)合干制技術(shù)是適合紅棗干制較好的方法。楊艷杰[25]等人分別采用自然曬干、微波干燥、電熱恒溫干燥的方法干制紅棗,并測(cè)定干制后紅棗中的VC含量,發(fā)現(xiàn)微波干燥處理的紅棗VC含量顯著高于自然曬制20d和電熱恒溫干燥的樣品。李煥榮[26]等人通過(guò)研究干制方式對(duì)紅棗部分營(yíng)養(yǎng)成分和香氣成分的影響,發(fā)現(xiàn)經(jīng)微波處理后再采用65℃干燥與直接進(jìn)行65℃干燥的棗相比,前者有4種酯、9種酸,后者有7種酯、4種酸,同時(shí)也發(fā)現(xiàn)在相同干制溫度條件下使用微波輔助干制能明顯的縮短干制時(shí)間,但經(jīng)微波預(yù)處理后再干制對(duì)口感和風(fēng)味會(huì)產(chǎn)生不利的影響。

1.3 真空冷凍干制技術(shù)

真空冷凍干燥是將含水物料預(yù)先進(jìn)行降溫凍結(jié),然后在適當(dāng)?shù)臏囟?45～55℃)和高真空度下使冰晶直接升華為水蒸氣以除去物料內(nèi)部的水分[27]?；谡婵绽鋬龈稍锛夹g(shù)對(duì)食品的營(yíng)養(yǎng)成分及活性物質(zhì)能夠很好地保存,近年來(lái)真空冷凍干燥技術(shù)更是廣泛地應(yīng)用于食品干燥的各個(gè)領(lǐng)域。曹有福[28]等人通過(guò)探討棗片厚度、真空度、預(yù)凍初始溫度對(duì)紅棗片VC保存率的影響規(guī)律,得出了真空冷凍干燥棗片的最佳條件。王恒超[13]等人研究駿棗中的幾種營(yíng)養(yǎng)成分在自然干制,熱風(fēng)干制和真空冷凍干制的過(guò)程中的變化規(guī)律,結(jié)果發(fā)現(xiàn)VC、總酸、總糖、蔗糖、果糖、葡萄糖、可溶性蛋白質(zhì)含量在真空冷凍干制中的保存率最高,熱風(fēng)干制次之,自然干制最低。孫曙光[29]等人認(rèn)為真空冷凍干燥技術(shù)也適用于金絲小棗凍干粉的生產(chǎn)。

1.4 遠(yuǎn)紅外輻射干制技術(shù)

遠(yuǎn)紅外干燥是利用遠(yuǎn)紅外輻射元件發(fā)出的遠(yuǎn)紅外線輻射到物料時(shí),引起原子和分子的劇烈轉(zhuǎn)動(dòng),使物體變熱從而達(dá)到加熱干燥的目的。蔬果等產(chǎn)品受其分解的可能性比較小,營(yíng)養(yǎng)成分流失少。狄建兵[30]等人通過(guò)對(duì)比不同種干燥方法對(duì)紅棗品質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)不同干燥方式干燥時(shí)間從大到小依次為電熱干燥2.5h,遠(yuǎn)紅外干燥75min,遠(yuǎn)紅外-微波聯(lián)合干燥34min,微波干燥10min;不同的干燥方式所得的總糖含量依次為遠(yuǎn)紅外-微波聯(lián)合干燥44.3%,遠(yuǎn)紅外干燥42.6%,電熱干燥38.1%,微波干燥25.23%,遠(yuǎn)紅外-微波聯(lián)合干燥能夠保持高的棗總糖含量。不同干燥方式干燥后所得VC含量依次為微波干燥112.51mg/100g,遠(yuǎn)紅外-微波聯(lián)合干燥101.85mg/100g,遠(yuǎn)紅外干燥48.63mg/100g,電熱干燥20.52mg/100g。可以看出遠(yuǎn)紅外-微波聯(lián)合干燥時(shí)間短,總糖含量高,VC含量?jī)H次于微波干制。

表1 紅棗各種干制技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)Table 1 The advantages and disadvantages of various dried jujube technology

1.5 太陽(yáng)能干制技術(shù)

太陽(yáng)能干制是指利用太陽(yáng)輻射能和太陽(yáng)干制裝置所進(jìn)行的干制作業(yè)[31]。過(guò)利敏[32]等人以庫(kù)車(chē)灰棗為實(shí)驗(yàn)材料,以烘房、曬架制干為對(duì)照,開(kāi)展紅棗的太陽(yáng)能干燥工藝研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)該裝置集熱溫度平均為46.6℃,溫升為23℃,適宜進(jìn)行紅棗的太陽(yáng)能干燥;產(chǎn)品色澤、風(fēng)味品質(zhì)及潔凈度較好;當(dāng)水分25%時(shí),紅棗脫水速率平均為2.39kg/d,干燥時(shí)間為7～10d,干燥周期較普通曬架法縮短25%,與人工烘房干燥相比能耗大幅下降。高林朝[33]等人設(shè)計(jì)研制了一套太陽(yáng)能與輔助熱源互補(bǔ)的太陽(yáng)能干燥紅棗的實(shí)驗(yàn)裝置,采用太陽(yáng)墻集熱器加熱空氣,實(shí)現(xiàn)了對(duì)紅棗的連續(xù)干燥作業(yè),結(jié)果發(fā)現(xiàn)含水率75%的鮮棗,干燥10h可達(dá)到終含水率30%,但干燥溫度不宜超過(guò)65℃,否則,會(huì)影響干棗的質(zhì)量和著色。

1.6 射頻熱風(fēng)聯(lián)合干制技術(shù)

射頻熱風(fēng)干燥的主要原因是分子極化現(xiàn)象,分子間的作用力使物料中的分子運(yùn)動(dòng),因而產(chǎn)生相應(yīng)的摩擦擠壓效應(yīng),使物料達(dá)到被加熱的目的。研究表明[34]此技術(shù)不但能夠降低單獨(dú)使用熱風(fēng)干制時(shí)的時(shí)間,而且增加了殺菌作用。但在對(duì)于此技術(shù)在多數(shù)領(lǐng)域的仍處于研究階段,報(bào)道較少。張麗[34]對(duì)射頻熱風(fēng)聯(lián)合干燥紅棗技術(shù)進(jìn)行了研究,結(jié)果表明紅棗熱風(fēng)干燥所需時(shí)間是射頻熱風(fēng)聯(lián)合干燥的3倍,使用射頻熱風(fēng)聯(lián)合干燥可以大大的縮短紅棗的干燥時(shí)間,提高生產(chǎn)效率,降低能耗。

2 不同紅棗干制技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)比較

目前,各種干制技術(shù)在紅棗干制中均有應(yīng)用,且得到了相應(yīng)的重視。不同干制技術(shù)都有其自身的優(yōu)點(diǎn),但也存在著一些不足?，F(xiàn)將紅棗各種干制技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)匯總?cè)绫?。

3 紅棗干制技術(shù)存在的問(wèn)題及展望

由于紅棗具有多種營(yíng)養(yǎng)成分及保健功能,目前,不論在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上還是國(guó)外市場(chǎng)上,都深受人們的青睞。同時(shí)隨著人們生活水平的不斷提高,對(duì)食品的要求也越來(lái)越高,對(duì)紅棗干制品不但要求形狀整齊,色澤純正,香味十足,口感甘甜,而且更要具有紅棗原有的營(yíng)養(yǎng)成分,活性物質(zhì)及保健功能。但是對(duì)于紅棗干制存在的問(wèn)題主要有以下幾點(diǎn):

a.在紅棗產(chǎn)區(qū),大量農(nóng)戶仍以自然干制作為紅棗的主要干制方式,產(chǎn)品品質(zhì)低,衛(wèi)生質(zhì)量差,腐爛損失嚴(yán)重。

b.人工干制技術(shù)設(shè)備投資高,技術(shù)難度大,難于在紅棗產(chǎn)區(qū)農(nóng)戶中大量推廣。

c.一些新的紅棗干制技術(shù)目前仍處于研究階段,設(shè)備和技術(shù)尚不成熟,難于推廣應(yīng)用。

因此,基于以上紅棗干制中存在的問(wèn)題,未來(lái)紅棗干制技術(shù)的開(kāi)發(fā)和研究需從以下幾點(diǎn)著手:

d.充分了解紅棗的功能成分的特性,研究能夠最大程度的保持其原有成分的干燥技術(shù)。

e.由于各種干制技術(shù)都有優(yōu)缺點(diǎn),因此可將各種干制技術(shù)取長(zhǎng)補(bǔ)短聯(lián)合使用,研究以干制時(shí)間較短,設(shè)備成本較低廉,設(shè)備安裝簡(jiǎn)單,干制品質(zhì)較好的干制技術(shù)。

f.隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,生產(chǎn)力的不斷提高,紅棗的干制技術(shù)需要面向智能化,數(shù)字化,自動(dòng)化。

g.由于大多數(shù)紅棗產(chǎn)地都在偏遠(yuǎn)的山區(qū),因此為能更好的就地取材,減少紅棗因運(yùn)輸造成的破果爛果率,紅棗的干制技術(shù)要易于向偏遠(yuǎn)山區(qū)推廣,且建設(shè)簡(jiǎn)單。

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