王海鷗 王前菊 姜英 閆秋菊 華春 周峰

摘要：為了研究葡萄糖和檸檬酸溶液浸漬處理對(duì)凍干蘋(píng)果片品質(zhì)的影響，通過(guò)單因素試驗(yàn)測(cè)定并分析不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)葡萄糖、檸檬酸溶液浸漬處理后凍干蘋(píng)果片的主要品質(zhì)指標(biāo)，再用響應(yīng)面分析法優(yōu)化浸漬處理的葡萄糖-檸檬酸溶液最佳質(zhì)量分?jǐn)?shù)組合。單因素試驗(yàn)結(jié)果表明，高質(zhì)量分?jǐn)?shù)（25%）葡萄糖溶液浸漬處理可使凍干蘋(píng)果片獲得較高的色差值、產(chǎn)出率、形變率和硬度;高質(zhì)量分?jǐn)?shù)（4%）檸檬酸溶液浸漬處理可使凍干蘋(píng)果片獲得相對(duì)較高的色差值、復(fù)水比、形變率及相對(duì)較低的產(chǎn)出率、硬度。通過(guò)中心組合響應(yīng)面試驗(yàn)，利用加權(quán)系數(shù)法將色差值、形變率、產(chǎn)出率和硬度等4個(gè)指標(biāo)轉(zhuǎn)化成綜合指標(biāo)。結(jié)果表明，葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高、檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)越低，所得凍干蘋(píng)果片的綜合指標(biāo)越高。響應(yīng)面優(yōu)化的最佳浸漬溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)組合為25%葡萄糖+1%檸檬酸，在該組合溶液浸漬處理下的凍干蘋(píng)果片色差值為9.67，形變率為14.82%，產(chǎn)出率為17.26%，硬度為4.43 N，獲得的綜合指標(biāo)回歸模型的決定系數(shù)（R2）=0.95，具有較好的品質(zhì)預(yù)測(cè)能力。

關(guān)鍵詞：蘋(píng)果片;葡萄糖;檸檬酸;浸漬;真空冷凍干燥;品質(zhì)

中圖分類號(hào)：TS255.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000-4440（2020）02-0477-10

Abstract：In order to study the effects of immersion treatment with glucose and citric acid solutions on the quality of freeze-dried apple slices， the main quality indicators of freeze-dried apple slices were analyzed by single factor test. The combination of glucose and citric acid in immersion treatment was optimized by response surface methodology. The results of single factor test showed that immersion treatment with high mass fraction（25%） of glucose solution could contribute to higher chromatic aberration， yield rate， deformation rate and hardness of freeze-dried apple slices. The freeze-dried apple slices obtained relatively higher chromatic aberration， rehydration ratio and deformation rate， showed relatively lower yield rate and hardness after immersion treatment with high mass fraction（4%） of citric acid solution. In the experiment of central composite design combined with response surface methodology， the comprehensive index was calculated by the four indicators such as chromatic aberration， deformation rate， yield rate and hardness through using the weighted coefficient method. The results indicated that the higher mass fraction of glucose and the lower mass fraction of citric acid resulted in the higher comprehensive index of freeze-dried apple slices. The optimal combination by response surface method was 25% glucose and 1% citric acid. Under this condition， the chromatic aberration， deformation rate， yield rate and hardness of the freeze-dried apple slices were 9.67， 14.82%， 17.26%， 4.43 N， respectively. The determination coefficient （R2） for the regression model of the comprehensive index was 0.95， which showed good ability in quality prediction.

Key words：apple slices;glucose;citric acid;immersion;vacuum freeze-drying;quality

近年來(lái)，隨著人們對(duì)食品安全和健康的關(guān)注度日益提高，能夠極大地保存食品的營(yíng)養(yǎng)成分，又無(wú)需添加防腐劑的真空冷凍干燥（簡(jiǎn)稱凍干）食品正在迎來(lái)廣闊的發(fā)展前景。真空冷凍干燥完全符合綠色、方便、保健的全球食品發(fā)展趨勢(shì)，為中國(guó)農(nóng)產(chǎn)品增值和食品產(chǎn)業(yè)升級(jí)提供了很好的技術(shù)途徑，是未來(lái)食品行業(yè)一個(gè)新的發(fā)展趨勢(shì)。應(yīng)用凍干技術(shù)制造果蔬脆片已經(jīng)是當(dāng)前果蔬深加工利用研究的熱點(diǎn)問(wèn)題[1-2]。蘋(píng)果被公認(rèn)是營(yíng)養(yǎng)程度很高的健康水果之一[3]，其加工品凍干蘋(píng)果脆片在當(dāng)前休閑食品市場(chǎng)上異常火爆，其體積小，方便攜帶，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，以低脂肪含量、高纖維素含量、綠色天然健康的特性受到廣大消費(fèi)者青睞[4]。

雖然凍干技術(shù)可較好地保持營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，但它也是一種高耗能、高成本的加工方法，且干燥制品產(chǎn)出率較低、口感酥綿，在較大程度上限制了其在低附加值果蔬食品加工業(yè)中的廣泛應(yīng)用[4-5]。近年來(lái)，一些國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)凍干前處理技術(shù)展開(kāi)了研究，試圖最大程度縮短耗時(shí)，簡(jiǎn)化工藝過(guò)程，提高產(chǎn)出率，降低成本，改進(jìn)品質(zhì)。糖滲透浸漬液處理作為果蔬加工中常用的預(yù)處理方式，正在受到更多人的關(guān)注。對(duì)于蘋(píng)果物料而言，常見(jiàn)的糖滲透浸漬液有蔗糖、麥芽糖、果糖溶液等[6-8]。肖敏等[4，8]研究了不同聚合度糖滲透浸漬液對(duì)蘋(píng)果片干燥特性及品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)單糖、二糖、三糖、四糖溶液均能增加干燥蘋(píng)果片的硬度，保護(hù)其色澤。Simal等[9]研究了蔗糖滲透浸漬液對(duì)蘋(píng)果片熱風(fēng)干燥特性的影響。Li等[10]研究了微波-滲透對(duì)熱風(fēng)干燥蘋(píng)果片干燥速度及顏色的影響，發(fā)現(xiàn)蔗糖滲透浸漬液處理可以防止干燥過(guò)程中色澤的變化。葡萄糖是相對(duì)分子質(zhì)量較低的單糖，低濃度的葡萄糖溶液具有相對(duì)較高的滲透壓，有利于分子通過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)行質(zhì)量傳遞[11]，但是目前有關(guān)用葡萄糖滲透浸漬液處理凍干果蔬的報(bào)道還很少。此外，檸檬酸溶液也是常見(jiàn)的一種果蔬浸漬處理溶液，具有良好的護(hù)色作用等。Doymaz等[12]研究了檸檬酸溶液預(yù)處理對(duì)木瓜切片和多花菜豆種子干燥特性的影響，發(fā)現(xiàn)用檸檬酸溶液進(jìn)行預(yù)處理可以提高干燥產(chǎn)品的復(fù)水特性。

過(guò)多地?cái)z入糖和酸對(duì)人們的健康有一定的危害，因此，選擇合適濃度的糖、酸溶液，獲得較優(yōu)的冷凍干燥綜合品質(zhì)，是果蔬凍干前進(jìn)行糖、酸溶液浸漬處理需要考慮的問(wèn)題。本研究以蘋(píng)果片為對(duì)象，采用葡萄糖、檸檬酸溶液作為凍干前浸漬處理溶液，通過(guò)單因素試驗(yàn)分析用不同濃度糖、酸溶液浸漬處理鮮切蘋(píng)果片后凍干蘋(píng)果片的色差、形變率、產(chǎn)出率、硬度等主要品質(zhì)指標(biāo)，并用響應(yīng)面分析試驗(yàn)優(yōu)化葡萄糖、檸檬酸組合溶液浸漬處理的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，以期為蘋(píng)果凍干加工生產(chǎn)實(shí)踐提供參考。

1材料與方法

1.1材料與儀器

本試驗(yàn)所用新疆阿克蘇蘋(píng)果購(gòu)于南京市蘇果超市;葡萄糖、檸檬酸為市售食品級(jí)。

BLK-0.5型真空冷凍干燥機(jī)，江蘇博萊客冷凍科技發(fā)展有限公司生產(chǎn);BS224S型電子分析天平，賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司生產(chǎn);NH310型電腦色差儀，深圳市三恩馳科技有限公司生產(chǎn);TMS-PRO型質(zhì)構(gòu)儀，美國(guó)FTC公司生產(chǎn)。

1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1葡萄糖、檸檬酸溶液浸漬凍干蘋(píng)果片的制備挑選大小均一、新鮮飽滿且表面無(wú)明顯霉?fàn)€、畸形、病蟲(chóng)害及機(jī)械損傷的蘋(píng)果作為試驗(yàn)原料，清洗去皮去核后，沿蘋(píng)果軸向平面切成厚度約為5 mm的薄片，然后用打孔器沖制成直徑為20 mm的圓片備用。

用純凈水配制一定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的葡萄糖、檸檬酸溶液對(duì)鮮切蘋(píng)果片進(jìn)行浸漬處理，料液比為1∶8（g∶ml），溫度為25 ℃，浸泡時(shí)間為2 h，取出瀝干后備用。將上述浸漬處理后的蘋(píng)果片整齊地?cái)[放在冷凍干燥機(jī)料盤(pán)中，開(kāi)啟冷凍程序，將物料預(yù)凍4 h，使其中心溫度降至-40 ℃以下，然后開(kāi)啟真空冷凍干燥程序，溫度、時(shí)間設(shè)定如下：-30 ℃、1 h→-25 ℃、1 h→-20 ℃、1 h→-15 ℃、1 h→-10 ℃、1 h→-5 ℃、2 h→0 ℃、2 h→5 ℃、1 h→10 ℃、1 h→20 ℃、1 h→30 ℃、1 h→40 ℃、1 h，凍干14 h后卸壓出料，使蘋(píng)果片的含水量控制在5%以下。用真空包裝袋密封保存凍干物料，用于相應(yīng)指標(biāo)的測(cè)定。

1.2.2單因素試驗(yàn)在進(jìn)行單因素試驗(yàn)時(shí)，葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別設(shè)為0（CK）、5%、10%、15%、20%、25%，檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別設(shè)為0（CK）、1%、2%、3%、4%。

1.2.3響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用中心組合設(shè)計(jì)方法進(jìn)行葡萄糖、檸檬酸組合溶液浸漬處理質(zhì)量分?jǐn)?shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以凍干產(chǎn)品的色差、形變率、產(chǎn)出率、硬度4個(gè)指標(biāo)為響應(yīng)值，因素與水平設(shè)計(jì)見(jiàn)表1。

1.3.5硬度在質(zhì)構(gòu)儀上選擇“水果果肉-25N-穿刺”測(cè)試程序，測(cè)試探頭是直徑為2 mm的圓柱探頭P2，設(shè)置測(cè)試參數(shù)如下：起始力為0.1 N，穿刺距離為1 mm，穿刺速度為1 mm/s，回程速度為1 mm/s。將穿刺過(guò)程中的最大力作為蘋(píng)果片的硬度，每個(gè)處理重復(fù)測(cè)定10個(gè)凍干蘋(píng)果片，取平均值。

1.3.6用掃描電鏡觀察微觀結(jié)構(gòu)設(shè)葡萄糖、檸檬酸溶液浸漬最優(yōu)組合組和空白組，對(duì)2組凍干蘋(píng)果片分別制取自然斷面，用碳導(dǎo)電膠將橫斷面觀察樣本粘貼在樣品托上，再用離子濺射儀在橫斷面觀察樣本上噴金，最后用掃描電子顯微鏡觀察拍照。

1.4數(shù)據(jù)處理

使用Excel 2010和Design-Expert 7.0進(jìn)行試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理及圖表繪制，差異顯著性用SPSS 19.0的Duncans法進(jìn)行多重比較分析，顯著性水平為0.05。

2結(jié)果與分析

2.1單因素試驗(yàn)結(jié)果

2.1.1葡萄糖和檸檬酸溶液浸漬處理對(duì)凍干蘋(píng)果片色澤的影響由表2可知，未浸漬對(duì)照組與浸漬處理組凍干蘋(píng)果片的L*都顯著高于鮮切蘋(píng)果片（P<0.05），表明真空冷凍干燥會(huì)使蘋(píng)果片更加潔白，其外觀色澤更容易被消費(fèi)者接受[13];糖、酸溶液浸漬處理組凍干蘋(píng)果片的a*都顯著高于未浸漬對(duì)照組（P<0.05），表明凍干蘋(píng)果片的顏色更偏紅;與鮮切蘋(píng)果片組、未浸漬對(duì)照組相比，5%葡萄糖溶液以及3%和4%檸檬酸溶液浸漬處理組樣品的b*下降，顏色更偏藍(lán)。從綜合色差指標(biāo)（△E）來(lái)看，除3%、4%檸檬酸溶液浸漬處理組外，其他浸漬處理組凍干蘋(píng)果片的△E均顯著低于未浸漬組（P<0.05），且凍干蘋(píng)果片的△E大致隨著糖、酸溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而提高，表明用5%、10%、15%、20%、25%葡萄糖溶液或低濃度（1%、2%）檸檬酸溶液浸漬可以較好地保持蘋(píng)果片的原有色澤。

2.1.2葡萄糖、檸檬酸溶液浸漬處理對(duì)凍干蘋(píng)果片產(chǎn)出率的影響產(chǎn)出率是一個(gè)重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，能夠反映物料干燥后其總固形物的保留情況。用不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)葡萄糖溶液浸漬處理鮮切蘋(píng)果片后，凍干蘋(píng)果片的產(chǎn)出率如圖1所示?？梢钥闯?，除了未浸漬對(duì)照組與15%葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)處理組間、5%與10%葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)處理組間凍干蘋(píng)果片的產(chǎn)出率差異不顯著外，其他各組間的凍干蘋(píng)果片產(chǎn)出率均呈現(xiàn)出顯著差異，且葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，凍干蘋(píng)果片的產(chǎn)出率就越高（除未浸漬處理）。5%、10%葡萄糖溶液浸漬處理組的產(chǎn)出率明顯低于未浸漬對(duì)照組，20%、25%葡萄糖溶液浸漬處理組的產(chǎn)出率明顯高于未浸漬對(duì)照組。浸漬處理實(shí)質(zhì)上是物料與溶液發(fā)生物質(zhì)交換的過(guò)程，物料內(nèi)的水分、可溶性物質(zhì)及溶液中的葡萄糖溶質(zhì)在浸漬過(guò)程中達(dá)到交換平衡狀態(tài)。葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，溶液的滲透壓越大，可能由于葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高時(shí)，對(duì)物料的滲透作用越強(qiáng)，從而提高了浸漬時(shí)的溶質(zhì)質(zhì)量傳遞速度，使更多葡萄糖溶質(zhì)進(jìn)入物料內(nèi)，增加了物料的固形物含量，進(jìn)而提高了凍干蘋(píng)果片的產(chǎn)出率[4]。此外，蘋(píng)果本身也含有一定的可溶性糖、有機(jī)酸等可溶物質(zhì)，當(dāng)浸漬液中葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)過(guò)低時(shí)，溶質(zhì)滲透壓過(guò)低，經(jīng)切片破壞處理的蘋(píng)果片中的固有可溶性物質(zhì)會(huì)向溶液中遷移流失，導(dǎo)致低質(zhì)量分?jǐn)?shù)葡萄糖溶液浸漬處理組的產(chǎn)出率反而低于未浸漬處理組。

由圖2可見(jiàn)，經(jīng)不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)檸檬酸溶液浸漬處理的凍干蘋(píng)果片的產(chǎn)出率明顯低于未浸漬對(duì)照組，這可能是因?yàn)闄幟仕徇w移到蘋(píng)果組織內(nèi)部，增加了樣品細(xì)胞的通透性，使樣品自身所含可溶性物質(zhì)更容易向細(xì)胞外滲透流失[14]，導(dǎo)致凍干蘋(píng)果片中固形物質(zhì)減少，產(chǎn)出率下降。

2.1.3葡萄糖、檸檬酸溶液浸漬處理對(duì)凍干蘋(píng)果片形變率的影響果蔬物料在干燥過(guò)程中均會(huì)發(fā)生不同程度的皺縮變形，而平整飽滿的外形是凍干果蔬的外觀品質(zhì)追求[15]。用不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)葡萄糖溶液浸漬處理的鮮切蘋(píng)果片凍干后的形變率如圖3所示。20%、25% 2組葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)處理間的凍干蘋(píng)果片形變率無(wú)顯著差異，而其他各組的凍干蘋(píng)果片形變率之間均差異顯著（P<0.05），整體上呈現(xiàn)葡萄糖溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，凍干蘋(píng)果片形變率越高的變化趨勢(shì)。在葡萄糖溶液滲透浸漬過(guò)程中，物料會(huì)發(fā)生不同程度的質(zhì)量損失，這是物料內(nèi)含物質(zhì)和葡萄糖溶液發(fā)生物質(zhì)交換的綜合結(jié)果。當(dāng)滲透浸漬的溶質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量大于水相對(duì)分子質(zhì)量時(shí)，原料細(xì)胞的水分滲出遠(yuǎn)大于溶質(zhì)的滲入，物料失水是滲透浸漬處理的必然結(jié)果。當(dāng)物料失水時(shí)，細(xì)胞組織內(nèi)外的壓力變得不平衡，細(xì)胞膨壓下降，使組織微觀結(jié)構(gòu)變形甚至破壞，從而導(dǎo)致浸漬處理后的樣品發(fā)生皺縮[16-17]。另外，在滲透浸漬過(guò)程中會(huì)帶動(dòng)物料自身組分的改變，在內(nèi)部產(chǎn)生一定的機(jī)械力，從而降低了細(xì)胞壁對(duì)組織結(jié)構(gòu)的支撐作用，引起樣品皺縮[18-19]。葡萄糖溶液浸漬處理造成的鮮切蘋(píng)果片微觀組織結(jié)構(gòu)的改變會(huì)在冷凍干燥過(guò)程中得以積累和延續(xù)，最終影響凍干蘋(píng)果片的表觀形態(tài)。

用檸檬酸溶液浸漬處理鮮切蘋(píng)果片后凍干蘋(píng)果片的形變率如圖4所示。除1%、2%這2個(gè)檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)處理間的凍干蘋(píng)果片形變率無(wú)顯著差異外，其他各組形變率之間均差異顯著（P<0.05），經(jīng)檸檬酸溶液浸漬處理的凍干蘋(píng)果片的形變率明顯高于未浸漬對(duì)照組，凍干蘋(píng)果片的形變率整體上呈現(xiàn)隨檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而增大的趨勢(shì)。這可能是由于高質(zhì)量分?jǐn)?shù)檸檬酸遷移進(jìn)入蘋(píng)果組織內(nèi)部，改變了細(xì)胞膜的滲透性、完整性，催化水解酶作用，引起細(xì)胞壁部分降解，使得干燥過(guò)程中的細(xì)胞組織對(duì)多孔結(jié)構(gòu)的支撐作用下降，導(dǎo)致凍干樣品產(chǎn)生更大的收縮變形[20]。

2.1.4葡萄糖、檸檬酸溶液浸漬處理對(duì)凍干蘋(píng)果片復(fù)水比的影響復(fù)水是指外源水重新進(jìn)入物料組織內(nèi)部的復(fù)原過(guò)程，是干燥脫水的逆向過(guò)程。如圖5所示，除5%、10%、15%葡萄糖溶液處理組間及未浸漬對(duì)照組與20%、25%葡萄糖溶液處理組間凍干蘋(píng)果片的復(fù)水比無(wú)顯著差異外，其他處理組間的復(fù)水比差異顯著，5%、10%、15%葡萄糖溶液處理組的復(fù)水比稍高于其他組。樣品復(fù)水性能的好壞與凍干樣品組織內(nèi)部的多孔結(jié)構(gòu)及細(xì)胞透性有著密切聯(lián)系[21]。用低質(zhì)量分?jǐn)?shù)葡萄糖溶液浸漬鮮切蘋(píng)果片時(shí)，遷移進(jìn)入樣品組織內(nèi)部的葡萄糖溶質(zhì)有限，且組織中的可溶性物質(zhì)可能發(fā)生了遷移流失。而高質(zhì)量分?jǐn)?shù)葡萄糖溶液浸漬處理則相反，會(huì)有更多葡萄糖溶質(zhì)滲透進(jìn)入樣品組織，且質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，其黏度也越大，在冷凍干燥期間，蘋(píng)果組織中的外源葡萄糖與內(nèi)源可溶性固形物逐漸脫水濃縮，與細(xì)胞壁黏合并在表面固化而形成結(jié)晶，增加了凍干過(guò)程中水分蒸發(fā)的阻力，也增加了外源水重新進(jìn)入樣品組織內(nèi)部的阻力，從而限制了凍干樣品在復(fù)水過(guò)程中的體積擴(kuò)張和組織形態(tài)恢復(fù)能力[22]。關(guān)于糖溶液浸漬處理抑制干燥后的果蔬吸收水分、降低復(fù)水性這一現(xiàn)象已有相關(guān)報(bào)道[23-24]。

由圖6可以看出，不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)檸檬酸處理組的復(fù)水比顯著高于未浸漬對(duì)照組，且各組復(fù)水比整體呈現(xiàn)隨檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而升高的趨勢(shì)。可能是因?yàn)闄幟仕崛芤航n處理增加了蘋(píng)果片組織結(jié)構(gòu)的通透性，提高了水分的擴(kuò)散能力，從而使凍干蘋(píng)果片在復(fù)水過(guò)程中更容易吸收外源水，復(fù)水性能較好。

2.1.5葡萄糖、檸檬酸溶液浸漬處理對(duì)凍干蘋(píng)果片硬度的影響如圖7所示，未浸漬對(duì)照以及用5%、10%、15%低質(zhì)量分?jǐn)?shù)葡萄糖溶液處理后，不同處理間的凍干蘋(píng)果片硬度未見(jiàn)顯著差異，而用20%、25%質(zhì)量分?jǐn)?shù)葡萄糖溶液處理的凍干蘋(píng)果片硬度則顯著高于其他各組（P<0.05）。冷凍干燥前，外源葡萄糖遷移進(jìn)入樣品組織內(nèi)部，干燥后與細(xì)胞內(nèi)其他固形物一起濃縮、黏合于細(xì)胞壁，使孔室壁增厚，增加了組織強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)密度[25]。用高質(zhì)量分?jǐn)?shù)葡萄糖溶液浸漬處理后，滲透進(jìn)入蘋(píng)果片表層的葡萄糖在凍干過(guò)程中會(huì)因脫水結(jié)晶作用在表層形成硬殼，導(dǎo)致其硬度顯著增加[8]。

用不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)檸檬酸溶液浸漬后的凍干蘋(píng)果片硬度如圖8所示。可以看出，4%檸檬酸溶液處理組的硬度顯著低于未浸漬對(duì)照組及1%、2%檸檬酸溶液處理組，表明高質(zhì)量分?jǐn)?shù)檸檬酸溶液浸漬處理可以顯著降低凍干蘋(píng)果片的硬度。在酸性條件下，H+一方面使細(xì)胞壁中對(duì)酸不穩(wěn)定的鍵斷裂，另一方面使細(xì)胞壁中某些多糖水解酶活化或活性增強(qiáng)，從而使連接細(xì)胞壁多糖微纖絲之間的鍵斷裂，細(xì)胞壁中果膠、纖維素等分子間松動(dòng)且組分含量下降，細(xì)胞壁松弛，易使干燥后的蘋(píng)果組織在一定程度上軟化[12]。

凍干食品最先應(yīng)該考慮的是口感或咀嚼性，這2個(gè)指標(biāo)最終反映在產(chǎn)品的硬度上。此外，產(chǎn)出率也是非常重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，而色澤、形變率等外觀特征指標(biāo)直接影響消費(fèi)者的購(gòu)買(mǎi)欲。鑒于以上分析，分別將λ1、λ2、λ3和λ4設(shè)為0.2、0.2、0.3和0.3。

2.2.3指標(biāo)的方差分析與回歸方程利用Design-Expert 7.0對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析和多元回歸分析，獲得葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)（x1）、檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)（x2）對(duì)各指標(biāo)的回歸模型。由表4可見(jiàn)，本研究獲得的5個(gè)指標(biāo)的回歸模型均呈極顯著相關(guān)（P<0.01），決定系數(shù)（R2）均達(dá)到較高水平，但色差值（Y1）、形變率（Y2）的回歸模型失擬檢驗(yàn)結(jié)果顯著（P<0.05），說(shuō)明該回歸模型與實(shí)際情況的擬合度不高，不能用來(lái)分析和預(yù)測(cè)指標(biāo);產(chǎn)出率、硬度、綜合指標(biāo)等3個(gè)指標(biāo)回歸模型失擬檢驗(yàn)結(jié)果不顯著，說(shuō)明這3個(gè)模型與實(shí)際情況的擬合度高，可以基于葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)、檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)產(chǎn)出率、硬度和綜合指標(biāo)進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。

2.2.4綜合指標(biāo)（Q）的等高線、響應(yīng)面圖及浸漬液組合優(yōu)化由圖9可見(jiàn)，當(dāng)葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%時(shí)，綜合指標(biāo)隨著檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而降低，響應(yīng)面曲線較陡，當(dāng)檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%時(shí)，綜合指標(biāo)最大;當(dāng)葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%時(shí)，綜合指標(biāo)隨檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化趨勢(shì)不明顯。由圖9b可以看出，當(dāng)葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高、檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)越低時(shí)，凍干蘋(píng)果片的綜合指標(biāo)越高。以最高綜合指標(biāo)為優(yōu)化目標(biāo)，得出最佳浸漬液組合為25%葡萄糖+1%檸檬酸。

2.2.5最優(yōu)葡萄糖、檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)組合模型預(yù)測(cè)結(jié)果的驗(yàn)證通過(guò)響應(yīng)面優(yōu)化獲得的最佳浸漬溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)組合（25%葡萄糖+1%檸檬酸）正好是表3中的第6組。對(duì)該組試驗(yàn)數(shù)據(jù)和5個(gè)指標(biāo)回歸模型的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。如表5所示，色差值（Y1）和形變率（Y2）的預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值有較大差異，產(chǎn)出率（Y3）、硬度（Y4）和綜合指標(biāo)的預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值的差異在試驗(yàn)誤差范圍內(nèi)。因此可見(jiàn)，響應(yīng)面優(yōu)化的最佳葡萄糖、檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)組合參數(shù)及產(chǎn)出率、硬度和綜合指標(biāo)的回歸模型預(yù)測(cè)是可靠的。

2.3最優(yōu)浸漬液組合處理的凍干蘋(píng)果片的微觀結(jié)構(gòu)

最優(yōu)浸漬液組合（25%葡萄糖+1%檸檬酸）處理組及未浸漬對(duì)照組凍干蘋(píng)果片的微觀結(jié)構(gòu)掃描電鏡觀察結(jié)果如圖10所示?？梢钥闯?，未浸漬對(duì)照組的凍干蘋(píng)果片形成了良好的多孔網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造，細(xì)胞排列層次分明，孔隙邊界清晰，呈現(xiàn)飽滿且規(guī)則的外形，結(jié)構(gòu)形態(tài)發(fā)生改變或者破壞的細(xì)胞相對(duì)較少。25%葡萄糖+1%檸檬酸組合處理組凍干蘋(píng)果片的微觀結(jié)構(gòu)相對(duì)于未浸漬對(duì)照組而言有所破壞，細(xì)胞孔室皺縮變形較為明顯，構(gòu)成多孔結(jié)構(gòu)的細(xì)胞壁相對(duì)較厚。這可能由于高質(zhì)量分?jǐn)?shù)的糖溶液具有高黏性和脫水易結(jié)晶的特點(diǎn)，大量葡萄糖滲入蘋(píng)果片組織內(nèi)部，與細(xì)胞壁的纖維素、果膠等多糖物質(zhì)結(jié)合在一起，形成較厚的細(xì)胞壁殼層。此外，在浸漬處理下，葡萄糖的滲透脫水、檸檬酸的軟化細(xì)胞壁等綜合作用使得浸漬后的鮮切蘋(píng)果片組織細(xì)胞形態(tài)發(fā)生皺縮變形，在最終的冷凍干燥過(guò)程中形態(tài)進(jìn)一步改變，造成較大的外觀變形。由此可見(jiàn)，微觀結(jié)構(gòu)觀察結(jié)果與與單因素試驗(yàn)中的硬度、形變率等指標(biāo)分析結(jié)果具有一定的吻合度。

3結(jié)論

葡萄糖、檸檬酸溶液浸漬處理的單因素試驗(yàn)結(jié)果表明，用高質(zhì)量分?jǐn)?shù)（25%）葡萄糖溶液浸漬處理可以使凍干蘋(píng)果片獲得較高的色差值、產(chǎn)出率、形變率和硬度，而用高質(zhì)量分?jǐn)?shù)（4%）檸檬酸溶液浸漬處理時(shí)，則使凍干蘋(píng)果片獲得相對(duì)較高的色差值、復(fù)水比、形變率及相對(duì)較低的產(chǎn)出率、硬度。初步判斷，浸漬處理時(shí)采用高質(zhì)量分?jǐn)?shù)（25%）葡萄糖、低質(zhì)量分?jǐn)?shù)（1%）檸檬酸對(duì)凍干樣品的綜合品質(zhì)有利。

通過(guò)中心組合響應(yīng)面試驗(yàn)，考察葡萄糖、檸檬酸溶液組合浸漬處理對(duì)凍干蘋(píng)果片色差值、形變率、產(chǎn)出率、硬度等指標(biāo)的影響，并用加權(quán)系數(shù)法將4個(gè)指標(biāo)轉(zhuǎn)化成綜合指標(biāo)，進(jìn)而獲得各指標(biāo)的預(yù)測(cè)模型。結(jié)果表明，葡萄糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)越高，檸檬酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)越低，所得凍干蘋(píng)果片的綜合指標(biāo)越高，響應(yīng)面優(yōu)化的最佳浸漬溶液組合為25%葡萄糖+1%檸檬酸。

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（責(zé)任編輯：徐艷）