陳紅惠 ，張魯梅

1. 文山學院化學與工程學院（文山 663099）；2. 浙江大學生物系統(tǒng)工程與食品科學研究院（杭州 310058）

山藥（Dioscorea batatas）又叫懷山藥，為薯蕷科山藥屬的塊莖[1]，其富含多種氨基酸、微量元素、麥角甾醇、甘露聚糖、黏蛋白等成分[2]。經(jīng)常食用可益智安神、延年益壽，能調(diào)節(jié)腸管的節(jié)律性活動，具有調(diào)節(jié)機體免疫力作用[3]；可降低血糖、治療糖尿病，保健心血管、預防心血疾病，具有強健機體、抗氧化的作用[4]，對于改善腸胃功能有重要作用；山藥中幾乎不含脂肪，是一種高營養(yǎng)低能量的食物[5]，能減少皮下脂肪堆積，具有減肥健美作用。

山藥具有豐富的營養(yǎng)成分和多重功效，備受消費者喜愛，但新鮮山藥不易保存，容易發(fā)霉褐變，不適應遠途運輸，傳統(tǒng)的山藥加工方式主要是自然曬干、風干和烘干[6-8]，山藥的營養(yǎng)成分容易受到損害，產(chǎn)品質(zhì)量也無法得到保障，在保證山藥品質(zhì)的前提下，對山藥的干制工藝進行研究，為鮮山藥深加工提供很好的實踐指導依據(jù)。通過真空冷凍干燥、真空干燥、熱風干燥和微波干燥4種方法對山藥的干燥處理進行探究分析，比較分析后得到較優(yōu)干燥方式和干燥條件，有助于選擇適合山藥干燥方式，制得較為優(yōu)質(zhì)的山藥干，從而對山藥干制品的開發(fā)加以利用和研究開發(fā)山藥新型產(chǎn)品，可進一步綜合開發(fā)利用山藥資源，對延長山藥的貯藏期、減少山藥營養(yǎng)流失和促進山藥深加工進行技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

山藥、檸檬酸（市售）；氯化鈣、過氧化氫、愈創(chuàng)木酚、鄰苯二酚、葡萄糖等（均為國產(chǎn)分析純）。

1.2 主要儀器與設(shè)備

101型電熱鼓風干燥箱（上海昶冠電子科技公司）；DZF-系列真空干燥箱（北京海天友誠科技有限公司）；G8023CSP-（SO）型微波爐（佛山市微波爐電器有限公司）；LGJ-10型真空冷凍干燥機（北京松源華興生物技術(shù)有限公司）；KQ-200TDE型臺式高頻數(shù)控超聲波清洗器（東莞市科橋超聲波設(shè)備有限公司）。

1.3 試驗方法

1.3.1 山藥干燥工藝流程[9]

山藥→去皮→清洗→切片→護色→冷卻→干燥→成品

1.3.2 護色處理

將清洗切片的山藥護色處理：0.5%檸檬酸溶液中漂燙5 min；1.0%氯化鈣溶液浸漬1 min，在85 ℃熱水中燙漂5 min，空白（未護色），將山藥片在70 ℃下熱風干燥至水分10%以下，對山藥干制品的感官指標進行評價。

1.3.3 不同干燥方式對山藥品質(zhì)的影響

1.3.3.1 熱風干燥

稱取一定量切分好的山藥片，護色處理后，置于電熱鼓風干燥箱中，分別在55，60，65和70 ℃下進行干燥，控制干燥終點為含水率低于10%。記錄干燥時間，測定干制品的氧化酶活性、多糖含量、復水比，進行感官評價[10]。

1.3.3.2 真空干燥

將護色處理后的山藥片放入真空干燥箱中，在真空狀態(tài)、50 ℃條件下干燥4 h，每隔30 min稱1次質(zhì)量并記錄數(shù)據(jù)，控制干燥終點為含水率低于10%。記錄干燥時間，測定干制品的氧化酶活性、多糖含量、復水比，并進行感官評價[11-12]。

1.3.3.3 微波干燥

把處理過的山藥片放入微波爐進行干燥，直至山藥含水率低于10%為止，記錄干燥時間，測定干制品的氧化酶活性、多糖含量、復水比，并進行感官評價[13]。

1.3.3.4 真空冷凍干燥

取適量經(jīng)護色過的山藥片，先放入超低溫冰箱在-86.5 ℃下進行預凍，迅速取出放入真空冷凍干燥機對山藥進行干燥，直至完全脫水結(jié)束。測定干制品的氧化酶活性、多糖含量、復水比，并進行感官評價[14]。

1.3.4 山藥干制品的感官評價

山藥進行不同干燥方式處理后，其感官品質(zhì)主要從氣味、色澤和外形3個方面進行評分，評分標準如表1所示。

1.3.5 多酚氧化酶活性測定

稱取山藥各5.000 g，加入15 mL pH 6.2的PBS緩沖液，混勻，置于冰浴中研磨成勻漿，將勻漿在10 000 r/min下冷凍離心10 min，上清液即為酶的粗提液。取0.20 mL處理好的酶液于試管中，加入1 mL 0.2 mol/L鄰苯二酚和5 mL PBS緩沖液，混合均勻，室溫下靜置5 min，然后往反應后的酶液中加入1 mL三氯乙酸終止反應，用分光光度計于420 nm處進行吸光度測定，試驗進行3次重復[15]。

1.3.6 過氧化物酶活性的測定

取0.2 mL按照1.3.5處理得到的酶液，分別加入5.0 mL PBS緩沖液（pH 6.2）、2.0 mL 0.05 mol/L的愈創(chuàng)木酚溶液、1.0 mL 2% H2O2，渦旋混勻后靜置10 min，30℃下水浴加熱5 min，冷卻，加入1.0 mL三氯乙酸終止反應，用分光光度計于470 nm處進行吸光度測定，試驗進行3次重復。

1.3.7 多糖含量的提取及測定

稱取10.00 g山藥干粉末，加入50倍的蒸餾水，在超聲功率100 W、70 ℃條件下超聲浸提1 h，冷卻后減壓過濾，將濾液減壓濃縮至原體積的1/5，加95%無水乙醇，靜置過夜后棄去清液，收集沉淀并真空干燥，即為山藥粗多糖。取一定量山藥粗多糖加水復溶，加入6倍體積的Sevag法試劑（V氯仿∶V正丁醇=5∶1）于分液漏斗中，劇烈振蕩20 min，靜置分層，回收清液，重復上述方法3次，離心后將清液減壓濃縮至一定體積，用無水乙醇進行沉降，離心收集沉淀物，得到山藥多糖，采用硫酸-蒽酮比色法測定多糖含量。

1.3.8 復水比的測定

復水比是干制品復水前后的質(zhì)量比值。稱取5.0 g不同干燥方式下的山藥，分別快速放入25 ℃蒸餾水中，并保持4 h，快速擦干樣品表面水分，進行稱量。

式中：Rf為復水比，%；mf為山藥干復水后的瀝干質(zhì)量，g；m0為山藥干復水前的質(zhì)量，g。

1.3.9 數(shù)據(jù)處理

所有試驗均分析3次，結(jié)果以X±SD表示；統(tǒng)計學處理采用SPSS 17.0軟件，用Duncan法對試驗數(shù)據(jù)進行多重比較，差異的顯著性被定義在5%水平（p＜0.05）。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同護色處理對山藥的感官品質(zhì)影響

果蔬加工中極易發(fā)生酶促褐變，對產(chǎn)品的品質(zhì)帶來嚴重影響，抑制氧化酶活性或鈍化酶成為防止果蔬褐變的有效手段。試驗采用3種護色方法對山藥干燥前進行不同處理，結(jié)果見圖1。3種護色方法中0.5%檸檬酸液漂燙與其他2種護色方法相比表現(xiàn)出顯著性差異，效果最好，熱水漂燙處理和1.0%氯化鈣液浸漬2種方法無顯著性差異。從制備的山藥干制品來看，0.5%檸檬酸液漂燙處理后的山藥干制品色澤呈現(xiàn)乳白色，與新鮮山藥色澤接近，干燥后表面平整；使用1.0%氯化鈣液浸漬或者熱水燙漂處理，山藥干色澤均有不同程度加深，白色微帶有黃色，外形稍有卷曲，這可能是護色劑對氧化酶的抑制作用不強，導致加熱干燥后山藥出現(xiàn)褐變。故選擇0.5%檸檬酸水溶液中于85 ℃熱燙5 min對山藥進行護色處理。

圖1 不同護色處理對山藥感官品質(zhì)的影響

2.2 熱風干燥溫度的選擇

2.2.1 熱風干燥溫度對山藥氧化酶活性的影響

圖2表明，在50～65 ℃范圍內(nèi)，不同溫度與PPO和POD活性存在顯著性差異。由于溫度對酶具有雙重作用，適宜的溫度會激發(fā)酶活性，但不適宜的溫度會導致酶失活或被抑制，在熱風干燥過程中，65 ℃條件下PPO和POD活性均表現(xiàn)出最低酶活性，這對山藥干制品的穩(wěn)定性非常有利，故采用熱風干燥進行加熱的溫度最適為65 ℃。

圖2 熱風干燥溫度對山藥過氧化物酶活性的影響

2.2.2 熱風干燥溫度對山藥感官的影響

從圖3可知，熱風干燥中溫度對山藥感官品質(zhì)影響較大，55與65 ℃對比，2種條件下處理得到的山藥干制品感官存在顯著性差異，60與65 ℃熱風干燥相比，山藥干感官差異不大，顏色較均勻，色澤較潔白；但在70 ℃下進行熱風干燥，山藥感官品質(zhì)評分最差?？梢姕囟冗^高會促進山藥褐變程度，色澤加深，表面容易形成硬殼，水分不宜蒸發(fā)，干制品表面出現(xiàn)萎縮、變形等不利變化，但干燥溫度過低不僅效率低，且也會增加新鮮山藥在過長干燥過程中被微生物污染而變質(zhì)的可能。綜合考慮，65 ℃是較適宜的熱風干燥溫度。

2.3 不同干燥方式對山藥氧化酶活性影響

果蔬干制過程中，若氧化酶活性較強，則會促使其機體內(nèi)生物化學反應加速，導致營養(yǎng)物質(zhì)含量降低，影響產(chǎn)品的品質(zhì)。通過4種不同干燥方式對山藥進行干燥。4種干燥方式對POD活性均呈顯著差異，微波干燥POD活性最高，真空冷凍干燥POD活性最低；對PPO活性影響中，熱風干燥處理山藥PPO活性最高，真空冷凍干燥活性較低。這可能是由于不同干燥條件下對2種氧化酶活性的抑制程度也有不同，酶活性的高低取決外界環(huán)境提供的條件，如溫度、氧氣及其他因子影響。由于真空冷凍干燥在低溫真空下操作，原料氧化酶活性較低，有利于保持干制品的各營養(yǎng)成分，還能更好地延長干制品貯存期限。

圖3 熱風干燥不同溫度下的山藥感官變化

圖4 干燥方式對山藥氧化酶活性影響

2.4 干燥方式對山藥干制品多糖含量影響

山藥在不同干燥方式下處理多糖的影響如圖5所示。各方法對多糖保留率均存在顯著性差異，其山藥多糖含量依次為真空冷凍干燥＞微波干燥＞真空干燥＞熱風干燥。真空冷凍干燥的山藥具有最少的多糖損失率，含量為18.07%，而熱風干燥的山藥多糖僅8.33%。多糖在干燥過程中受到氧氣、高溫、光照等影響，容易氧化或分解。由于熱風干燥和真空干燥加熱溫度較高，導致山藥中多糖含量較低；此外，微波干燥由于干燥時間短，多糖被氧化的程度沒有熱風干燥和真空干燥嚴重，表現(xiàn)稍高的多糖含量；而真空冷凍干燥溫度較低，對山藥原有營養(yǎng)成分的損害較小，在一定程度上，更有利于得到優(yōu)良食用品質(zhì)的山藥干制品，這與劉巖龍等[16]對櫻桃粉干燥的結(jié)論一致。

圖5 干燥方式對山藥多糖含量影響

2.5 不同干燥方式對山藥干制品感官品質(zhì)的影響

通過4種不同干燥方式干燥的山藥干制品感官品質(zhì)比較，圖6中真空冷凍干燥與其他3種干燥方式有顯著性差異，微波干燥與熱風干燥得到的山藥干制品無顯著性差異。采用微波干燥和熱風干燥，山藥干制品色澤較深，局部卷曲，表面不平整，萎縮嚴重，這主要是由于溫度過高導致酶促褐變及水分蒸發(fā)不均勻引起表面硬殼或萎縮現(xiàn)象；真空干燥的山藥干制品色澤淡黃，不均勻，表面較平整；真空冷凍干燥得到的山藥干制品色澤潔白，組織疏松，表面平整，無明顯收縮現(xiàn)象，有山藥清香氣味，感官品質(zhì)最佳。

圖6 不同干燥方式對山藥干制品感官評價影響

2.6 不同干燥方式對山藥干復水比的影響

果蔬干制品一般需復水食用，采用浸泡讓水重新進入到干燥食品中，由于干燥方式不同，對于物料結(jié)構(gòu)會有不同程度影響，導致復水效果存在較大差異，影響食用品質(zhì)。干燥過程不僅改變水與非水組分間的相互作用，而且對物料內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不可逆的破壞，因此復水后的果蔬難以恢復到原有狀態(tài)，提高果蔬干制品復水性能對提高果蔬食用品質(zhì)有重要意義。采用4種干燥方式得到的山藥干制品進行復水，復水比變化如圖7所示。各方式下干燥的山藥復水比有顯著性差異，其中，真空冷凍干燥的山藥復水能力最強，真空干燥和熱風干燥的山藥復水能力較次，微波干燥最差。這是由于真空冷凍干燥是通過升華作用，水分凍結(jié)后被直接脫除，形成穩(wěn)定的骨架結(jié)構(gòu)，固體冰升華后留下大量空隙，干制品形成疏松多孔的結(jié)構(gòu)，故干制品具有較高的復水性。而對于另外3種干燥方式，水分逸出會導致山藥表面坍塌，出現(xiàn)萎縮，內(nèi)部毛細管結(jié)構(gòu)變形，因此干制品復水能力差。

圖7 不同干燥方式對山藥干制品復水比影響

3 結(jié)論

通過4種干燥方式對山藥干制品的感官品質(zhì)、多酚氧化酶活性、過氧化物酶活性、多糖含量、復水比變化進行了比較。結(jié)果表明，山藥干燥前經(jīng)0.5%檸檬酸溶液于85 ℃漂燙5 min，對干制品色澤有較好保護作用；對于干燥方式，真空冷凍干燥產(chǎn)品感官品質(zhì)最佳，能更好保持山藥色、香、味、形，多糖含量保留率顯著高于其他干燥方法的產(chǎn)品，復水比高，且其干燥產(chǎn)品氧化酶活性低，可為產(chǎn)品儲存的穩(wěn)定性提供有利保障。真空冷凍干燥能得到最佳的山藥干制品感官品質(zhì)，最大程度地保留其營養(yǎng)成分，食用品質(zhì)高，是山藥干制品最佳的干燥方法，但由于其干燥效率低，成本高，有待進一步解決。