□ 許麗賓 福建省食品藥品質(zhì)量檢驗(yàn)研究院

蓮子中含有豐富的蛋白質(zhì)及多種人體所需的微量營(yíng)養(yǎng)元素，有研究表明，蓮子中蛋白質(zhì)含量最高在19%左右，明顯高于板栗、白果，使得蓮子有廣闊的消費(fèi)市場(chǎng)。蓮子收獲時(shí)段非常集中，產(chǎn)量大且可收獲時(shí)間較短，給后期貯藏帶來(lái)了不小的難度，常規(guī)生產(chǎn)流程中多將蓮子進(jìn)行干燥處理，以避免其在存放過(guò)程中發(fā)生變色、營(yíng)養(yǎng)成分流失等問(wèn)題。然而不同干燥方式也會(huì)給蓮子品質(zhì)造成不同程度的影響，需要研究分析干燥方式對(duì)蓮子品質(zhì)的影響。

1 不同干燥方式對(duì)蓮子品質(zhì)影響實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 實(shí)驗(yàn)樣本選擇

選取產(chǎn)自福建省建寧縣的新鮮成熟蓮子，實(shí)驗(yàn)前測(cè)定得蓮子平均濕度在62%左右，帶殼封存在保鮮袋內(nèi)并置于5 ℃的恒溫環(huán)境下保存。

實(shí)驗(yàn)之前，取冷藏保存的蓮子，從中挑選長(zhǎng)軸直徑在17～18 mm、短軸直徑在15～16 mm，顆粒大小均勻、飽滿的蓮子，以控制后期對(duì)比試驗(yàn)精度。使用剝殼機(jī)去除蓮子外殼，并手工清除蓮子外薄膜。

1.2 儀器設(shè)備選型

HWZ—2B的微波真空干燥機(jī)、DHC—9075A的電熱鼓風(fēng)恒溫干燥箱、GENESIS—25ES的真空冷凍干燥機(jī)、KL—2D—3WRS 的熱風(fēng) —微波聯(lián)合干燥機(jī)、FW177的高速粉碎機(jī)與DT1000A的電子天平。

1.3 實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化

本文主要研究微波干燥、熱風(fēng)干燥、冷凍干燥及熱風(fēng)—微波干燥4種干燥方式對(duì)蓮子品質(zhì)的影響。為提高各干燥處理實(shí)驗(yàn)間的可比性，得到最可靠的分析結(jié)果，設(shè)計(jì)參數(shù)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)。復(fù)水性被認(rèn)為是評(píng)價(jià)干燥處理后物料品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)，因此選取樣本品質(zhì)的復(fù)水性指標(biāo)為代表，以測(cè)定同一干燥方式中不同處理參數(shù)對(duì)樣本復(fù)水性的影響，找出各干燥方式下的最佳實(shí)驗(yàn)參數(shù)：

1.3.1 微波干燥

取樣本200 g，置于微波真空干燥機(jī)中，微波功率分別為0.5、1、1.5 KW和2 KW，真空度為0.1 MPa，研究?jī)煞N微波功率下樣本復(fù)水性的變化，以找到最佳的微波干燥參數(shù)，并了解該干燥方式對(duì)蓮子品質(zhì)的影響。

1.3.2 熱風(fēng)干燥

取樣本200 g，放置于恒溫干燥箱中，設(shè)定風(fēng)速為1.5 m/s，控制干燥溫度在40～80 ℃，每10 ℃為一個(gè)實(shí)驗(yàn)梯度，測(cè)定不同干燥條件下樣本的復(fù)水性變化，以找出最佳的熱風(fēng)干燥溫度條件。

1.3.3 冷凍干燥

取樣本200 g，放置于真空冷凍干燥機(jī)內(nèi)，進(jìn)行預(yù)冷，溫度為—40 ℃，冷凍2 h。然后分別在真空度為60、90和120 Pa的條件下進(jìn)行冷凍干燥。設(shè)定3個(gè)干燥階段：—20 ℃下冷凍12 h，—10 ℃下冷凍 12 h，30 ℃下放置10 h。測(cè)定不同真空條件下，樣本的復(fù)水性變化，以找出最佳的冷凍干燥真空度條件。

1.3.4 熱風(fēng)—微波干燥

取樣本200 g放置于熱風(fēng)—微波聯(lián)合干燥機(jī)中，測(cè)定在真空度為0.1 MPa、微波功率為1 KW的條件下熱風(fēng)干燥后，含水率分別為20%、40%和60%時(shí)樣本的復(fù)水性變化，以找出最佳的熱風(fēng)—微波干燥條件。

1.4 品質(zhì)參數(shù)設(shè)定

選取營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量（主要關(guān)注蛋白質(zhì)、淀粉及膳食纖維）、復(fù)水比、感官參數(shù)（包括色澤、硬度和脆度等）3類指標(biāo)參數(shù)，衡量經(jīng)干燥處理后蓮子樣本的品質(zhì)變化。

1.4.1 營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量含量

蛋白質(zhì)含量測(cè)定參照GB 5009.5—2016《食品中蛋白質(zhì)的測(cè)定》[1]。

淀粉含量的測(cè)定參照GB 5009.9—2016《食品中淀粉的測(cè)定》[2]。

膳食纖維含量測(cè)定參照GB 5009.88—2014《食品中膳食纖維的測(cè)定》[3]。

1.4.2 復(fù)水比

樣本復(fù)水比的計(jì)算公式參考式（1）。

式（1）中：R、mf、mg分別表示樣本復(fù)水比、復(fù)水后瀝干質(zhì)量和干制品質(zhì)量，其中樣本復(fù)水瀝干后的質(zhì)量通過(guò)如下方式測(cè)得：常溫條件下取100 g樣本浸泡在100 mL清水中，每10 min取樣本，吸干表面水分并測(cè)定其質(zhì)量。

1.4.3 感官參數(shù)

評(píng)價(jià)不同干燥方式對(duì)蓮子品質(zhì)的影響，并結(jié)合蓮子產(chǎn)品類型，選擇最佳的干燥方式，以生產(chǎn)出符合消費(fèi)者飲食需求的優(yōu)質(zhì)蓮子產(chǎn)品。因此實(shí)驗(yàn)選擇色澤、口感、香氣與外形4項(xiàng)指標(biāo)，依照GB/T 16291.1—2012《感官分析選拔、培訓(xùn)與管理評(píng)價(jià)員一般導(dǎo)則》及GB/T16860—1997，培訓(xùn) 20 位感官評(píng)價(jià)員，對(duì)不同干燥方式下的蓮子做感官評(píng)估[4]。

2 不同干燥方式對(duì)蓮子品質(zhì)影響結(jié)果分析

2.1 參數(shù)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

2.1.1 微波干燥

微波干燥實(shí)驗(yàn)中，微波功率與樣本水分平衡時(shí)間呈負(fù)相關(guān)，當(dāng)微波功率為0.5 KW時(shí)，達(dá)到平衡的時(shí)間在100 min左右；1 KW時(shí)，達(dá)到平衡的時(shí)間為70 min；當(dāng)微波功率達(dá)到1.5 KW后，該時(shí)間縮短為65 min。另外在微波功率為1 KW時(shí)，干燥250 min時(shí)，樣本的復(fù)水比達(dá)到1.04，但在2 KW功率下，實(shí)驗(yàn)開(kāi)展至320 min時(shí)樣本的復(fù)水比僅達(dá)到0.95。主要是由于微波功率較高，易引起受熱不均，引發(fā)蓮子焦糊，導(dǎo)致其復(fù)水性變差。因此本實(shí)驗(yàn)選用1 KW的微波功率，主要是由于此時(shí)樣本復(fù)水比在1.04，且樣本達(dá)到水分平衡的時(shí)間長(zhǎng)度適宜。

2.1.2 熱風(fēng)干燥

本實(shí)驗(yàn)共設(shè)定5個(gè)熱風(fēng)干燥溫度指標(biāo)，5個(gè)指標(biāo)下均發(fā)現(xiàn)，溫度越高，相同處理時(shí)間內(nèi)樣本的干基含水率越低，主要是由于溫度上升帶來(lái)更大的傳熱推動(dòng)力溫度差，縮短了樣本達(dá)到既定含水率的時(shí)長(zhǎng)。另外發(fā)現(xiàn)，不同干燥溫度與樣本達(dá)到水分平衡之間的時(shí)間高度相關(guān)，且隨著溫度的上升，達(dá)到水分平衡的時(shí)長(zhǎng)逐漸縮短。

在樣本復(fù)水性方面，40 ℃與50 ℃條件下，樣本復(fù)水性相差不大，當(dāng)干燥時(shí)間為35 min時(shí)，樣本復(fù)水比在1.04。而隨著溫度的升高，樣本干燥復(fù)水時(shí)間延長(zhǎng)，且復(fù)水比降低。因此判斷當(dāng)采用熱風(fēng)干燥方式時(shí)，最佳的干燥溫度應(yīng)保持在40～50 ℃。具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

2.1.3 冷凍干燥

在冷凍干燥中，真空度與樣本含水率正相關(guān)，當(dāng)真空條件為60 Pa時(shí)，樣本達(dá)到水分平衡的時(shí)間最短，且同時(shí)達(dá)到含水率最低點(diǎn)。在復(fù)水性方面，因冷凍干燥原理為將樣本中的水分凍結(jié)至升華，最大限度維持樣本原有形態(tài)，因此該方式下樣本的復(fù)水性均較優(yōu)。例如當(dāng)真空度為60 Pa時(shí)，實(shí)驗(yàn)開(kāi)展至50 mim時(shí)，樣本的復(fù)水比即高達(dá)1.60，如圖2所示，因此本文設(shè)定冷凍干燥的最佳真空度為60 Pa。

圖1 熱風(fēng)干燥中溫度對(duì)蓮子復(fù)水性的影響

2.1.4 熱風(fēng)—微波干燥

實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，預(yù)干燥后樣本的含水率與該干燥方式的干燥效果高度相關(guān)。含水率越低，同一時(shí)間內(nèi)樣本的干燥速率越小。當(dāng)預(yù)處理后樣本含水率為20%時(shí)，干燥時(shí)間較短，但此時(shí)樣本的復(fù)水性較差，當(dāng)實(shí)驗(yàn)至250 min時(shí)復(fù)水比達(dá)到0.99。經(jīng)綜合考量，決定將熱風(fēng)—微波干燥的最佳含水率條件設(shè)置為30%。

2.2 干燥方式對(duì)蓮子品質(zhì)影響

結(jié)合以上實(shí)驗(yàn)參數(shù)優(yōu)化結(jié)果，設(shè)定微波干燥的微波功率為1 KW，熱風(fēng)干燥的干燥溫度為40 ℃，冷凍干燥的真空度為60 Pa，熱風(fēng)—微波干燥預(yù)干燥樣本含水率指標(biāo)為30%，在該實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)定4種干燥方式對(duì)樣本蛋白質(zhì)含量、色澤、復(fù)水性等品質(zhì)指標(biāo)的影響。

2.2.1 對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量的影響

選取新鮮蓮子樣本設(shè)置對(duì)照組，發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用4種不同干燥方式進(jìn)行樣本處理后，樣本中蛋白質(zhì)的含量均略有上升，且上升幅度不大，主要是由于干燥后樣本的含水率顯著降低。對(duì)比不同干燥方式樣本中蛋白質(zhì)的含量，也未發(fā)現(xiàn)明顯差別，認(rèn)為引發(fā)該結(jié)果的原因是，蛋白質(zhì)本身具備較高的穩(wěn)定性，在干燥處理所設(shè)定的溫度、微波功率、真空度等條件下，蛋白質(zhì)并未受到較多破壞。另外，淀粉及膳食纖維的含量也表現(xiàn)出與蛋白質(zhì)相同的特征。

2.2.2 對(duì)復(fù)水比的影響

在4種干燥方式中，經(jīng)冷凍干燥的樣本復(fù)水性最佳，達(dá)到1.61，其次為熱風(fēng)—微波干燥、微波干燥和熱風(fēng)干燥。

2.2.3 對(duì)感官參數(shù)的影響

2.2.3.1 色澤指標(biāo)評(píng)估

圖2 冷凍干燥中真空度對(duì)蓮子復(fù)水性的影響

4種不同干燥方式處理后，蓮子樣本色澤的評(píng)分由低到高依次為熱風(fēng)微波干燥、微波干燥、熱風(fēng)干燥和冷凍干燥。相較于熱風(fēng)干燥，經(jīng)微波干燥和熱風(fēng)—微波干燥的樣本顏色更深，其原因可能為微波升溫速度較快，更容易導(dǎo)致蓮子焦糊，進(jìn)而使樣本色澤加深。冷凍干燥前后的色澤差值最小，經(jīng)處理后蓮子色澤偏白，未發(fā)生明顯變化，其原因可能為，冷凍干燥可最大程度維持蓮子原本的外觀特征，樣本體積未發(fā)生縮減，因此其顏色也不表現(xiàn)出明顯的加深。

2.2.3.2 口感指標(biāo)評(píng)估

干燥處理后樣本硬度由低到高排序?yàn)槔鋬龈稍?、熱風(fēng)真空干燥、微波干燥和熱風(fēng)干燥；樣本脆度由低到高排序?yàn)槔鋬龈稍?、微波干燥、熱風(fēng)干燥和熱風(fēng)—微波干燥。從口感上看，冷凍干燥后的蓮子口感軟綿、缺少酥脆感，而微波干燥及熱風(fēng)干燥的蓮子硬度大，因此口感也不理想。綜合考慮后，認(rèn)為熱風(fēng)—微波干燥處理后的蓮子硬度及脆度相對(duì)適中，因此比較理想。周鳴謙等[5]采用質(zhì)構(gòu)儀研究了熱風(fēng)干燥、微波干燥、熱風(fēng)—微波干燥、熱風(fēng)—?dú)饬髋蚧稍锛袄鋬龈稍?種方式對(duì)蓮子硬度和脆度的影響，其實(shí)驗(yàn)研究成果與本研究的感官評(píng)估結(jié)果大致相同。

2.2.3.3 香氣指標(biāo)評(píng)估

干燥后蓮子香氣評(píng)分排序?yàn)闊犸L(fēng)干燥＞熱風(fēng)—微波干燥＞冷凍干燥＞微波干燥。其中，熱風(fēng)干燥對(duì)蓮子做升溫處理，在較大程度上激發(fā)了蓮子香氣的釋放，因此評(píng)分較高，而熱風(fēng)—微波干燥次之。冷凍干燥在低溫狀態(tài)下進(jìn)行，蓮子香氣未發(fā)生明顯影響。而微波干燥導(dǎo)致蓮子出現(xiàn)一定程度的焦糊，其評(píng)分降低。

2.2.3.4 外形指標(biāo)評(píng)估

外形評(píng)估主要是觀察干燥后蓮子體積變化、表面是否出現(xiàn)縮皺變形，其評(píng)分依次為冷凍干燥＞熱風(fēng)—微波干燥＞微波干燥＞熱風(fēng)干燥。在冷凍狀態(tài)下，蓮子外形幾乎不發(fā)生變化，狀態(tài)良好，熱風(fēng)—微波干燥與微波干燥中蓮子體積稍有縮小，表面出現(xiàn)一定程度的縮皺。而在熱風(fēng)干燥中，蓮子體積縮小及表面縮皺程度相對(duì)明顯。

2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析，認(rèn)為冷凍干燥后的蓮子品質(zhì)較優(yōu)，但由于干燥處理時(shí)間成本及經(jīng)濟(jì)成本高，因此建議用于高端蓮子產(chǎn)品的生產(chǎn)。相對(duì)而言，單純的微波干燥與熱風(fēng)干燥蓮子的品質(zhì)指標(biāo)相對(duì)略差，這也說(shuō)明了將不同干燥方法結(jié)合應(yīng)用可提高蓮子的品質(zhì)。綜合蛋白質(zhì)、淀粉、膳食纖維等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量測(cè)定結(jié)果，認(rèn)為采用常規(guī)干燥方式進(jìn)行干燥處理并不會(huì)對(duì)蓮子營(yíng)養(yǎng)成分造成顯著影響，因此在通過(guò)蓮子品質(zhì)差異選擇最佳的干燥方式時(shí)，還需結(jié)合生產(chǎn)的蓮子產(chǎn)品的具體屬性。例如，若生產(chǎn)干果類食品，關(guān)注點(diǎn)應(yīng)放在處理后感官參數(shù)的變化上，而對(duì)于需烹飪后食用的蓮子產(chǎn)品，在選擇干燥方法時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注不同方法對(duì)蓮子復(fù)水性的影響。

3 結(jié)論

蓮子產(chǎn)品市場(chǎng)需求的增加進(jìn)一步推動(dòng)了蓮子干燥方式的更新，建議將研究重點(diǎn)放在不同干燥方法的結(jié)合應(yīng)用上，以找出兼顧干燥效率、經(jīng)濟(jì)性、蓮子品相及食用口感的干燥方案，提供更優(yōu)質(zhì)的蓮子產(chǎn)品。