孟繁博,黃道梅,鄭秀艷,陳曦,湯鵬宇,林茂*

1(貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展研究所,貴州 貴陽,550006)2(貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,貴州 貴陽,550006)

火龍果為仙人掌科植物,又名紅龍果、玉龍果等,可分為紅皮白肉、紅皮紅心和黃皮白心3種,目前國內(nèi)常見的是紅皮白肉和紅皮紅心2種[1-2]?；瘕埞L(fēng)味獨(dú)特,營養(yǎng)豐富,含有豐富的有機(jī)酸、蛋白質(zhì)、維生素、氨基酸和一般植物少有的植物性白蛋白、水溶性膳食纖維等[3-4],具有潤肺通腸、降低血糖、抗癌、抗衰老等功效[5-7]。

近年來,隨著火龍果的種植規(guī)模逐漸擴(kuò)大,產(chǎn)量逐年上升,但是新鮮火龍果不耐貯藏,集中采收時(shí)常因銷路不暢導(dǎo)致果實(shí)腐爛變質(zhì),小果和殘次果利用率較低,浪費(fèi)嚴(yán)重。因此,研發(fā)火龍果的加工技術(shù)顯得尤為重要?；瘕埞木罴庸び欣谘娱L產(chǎn)業(yè)鏈,提升火龍果的附加值,目前火龍果的加工產(chǎn)品包括果干[8]、發(fā)酵飲品[9]、果醬[10]、果汁及利用其果汁加工的果凍、酸奶等[11]。干制是果蔬加工中常見的加工方式,包括熱風(fēng)干燥、微波干燥、真空冷凍干燥、遠(yuǎn)紅外干燥等[12-15],其中熱風(fēng)干制技術(shù)操作簡單、成本低,是最常用的果蔬干燥方法之一[16-18],但是熱風(fēng)干燥耗時(shí)長,干制品質(zhì)構(gòu)特性、顏色、營養(yǎng)等品質(zhì)較差。目前關(guān)于火龍果的干燥研究較少,熱風(fēng)干燥火龍果存在果干褐變、形變、黏連、口感軟爛等品質(zhì)劣變的問題。預(yù)處理結(jié)合干燥技術(shù)能夠改善產(chǎn)品的品質(zhì),一些研究表明,超聲波預(yù)處理結(jié)合干燥技術(shù)應(yīng)用于草莓、胡蘿卜、香蔥葉等,可以提高其干燥速率,縮短其干燥時(shí)間,更有利于得到高品質(zhì)干制品[19],但是超聲波預(yù)處理技術(shù)應(yīng)用于火龍果干燥的研究鮮有報(bào)道。

本試驗(yàn)采用超聲波對火龍果片進(jìn)行預(yù)處理,然后再進(jìn)行熱風(fēng)干燥,分析超聲波預(yù)處理對熱風(fēng)干燥火龍果片的干燥特性、體積收縮率、色澤、復(fù)水比、質(zhì)構(gòu)特性、微觀結(jié)構(gòu)、感官指標(biāo)的影響,以期改善火龍果干片的品質(zhì),為火龍果的干制技術(shù)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

八分熟的越南紅心火龍果,購于貴陽市北京華聯(lián)超市,挑選果型大小、成熟度基本一致、無病蟲害、無機(jī)械損傷的果實(shí)進(jìn)行加工干制處理。

1.2 儀器與設(shè)備

SU-8010掃描電子顯微鏡,日本日立公司；JE203電子天平,上海浦春計(jì)量儀器有限公司；TMS-Pro型物性測定儀,美國FTC公司；NR200便攜式電腦色差儀,深圳市三恩時(shí)科技有限公司；KQ2200DA超聲波清洗機(jī),昆山市超聲儀器有限公司；DHG-9053A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱,上海一恒科學(xué)儀器有限公司；游標(biāo)卡尺,上海九量五金工具有限公司。

1.3 火龍果片的干制方法

將新鮮的火龍果清洗后去皮,橫切成5 mm左右的薄片,將果片置于超聲波清洗機(jī)中,以蒸餾水為介質(zhì)進(jìn)行超聲波處理。超聲波處理過程可使果片內(nèi)部產(chǎn)生微孔結(jié)構(gòu),但是,超聲波處理程度過大則會(huì)導(dǎo)致火龍果營養(yǎng)流失,同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致果片碎裂軟爛,影響果片的質(zhì)構(gòu)特性和完整性,基于實(shí)驗(yàn)室前期的研究,預(yù)處理?xiàng)l件選用超聲波功率200 W,溫度30 ℃,處理時(shí)間10 min,超聲波處理后的果片撈出,以未經(jīng)超聲波預(yù)處理的火龍果片作為對照組,擺放烘盤中,置于電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中干燥,干燥溫度60 ℃。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 干燥速率

火龍果片在熱風(fēng)干燥過程中的干燥曲線采用水分比隨干燥時(shí)間變化的曲線,按公式(1)計(jì)算：

(1)

式中：M0,物料初始干基含水率,g/g；Mt,物料在t時(shí)刻的干基含水率,g/g。

火龍果片干燥速率DR按公式(2)計(jì)算[20]:

(2)

式中：DR,干燥過程中t1和t2之間的物料干燥速率,g/(g·h);Mt1、Mt2,分別為干燥過程中時(shí)間為t1和t2時(shí)物料的干基含水率,g/g。

1.4.2 體積收縮率

將果片視為圓柱體,利用游標(biāo)卡尺測量果片的直徑、厚度，體積收縮率按公式(3)計(jì)算:

(3)

式中：V0,初始時(shí)刻的體積,mm3；Vt,t時(shí)刻的體積,mm3。

1.4.3 色澤

采用手持色差計(jì)測量火龍果片的色澤,用L*、a*、b*、△E表示,平行測定5次。其中L*表示亮度,在0～100變化,0表示黑色,100表示白色；a*表示紅綠度,100為紅色,-80為綠色；b*表示黃藍(lán)度,100為黃色,-80為藍(lán)色。

1.4.4 質(zhì)構(gòu)特性

采用質(zhì)構(gòu)儀對不同干制處理的火龍果片進(jìn)行硬度、黏附性、內(nèi)聚性、彈性、膠黏性、咀嚼性的測定,每組樣品重復(fù)測定10次。探頭：P0.5,全質(zhì)構(gòu)(texture profile analysis,TPA)測定模式,測定條件：測前速度3 mm/s,測試速度1 mm/s,測后速度2 mm/s,測試距離15 mm,觸發(fā)力1.5 N,壓縮比60%。

1.4.5 復(fù)水比

取不同干制處理的火龍果片,分別放入盛有500 mL蒸餾水的燒杯中,37 ℃恒溫水浴保溫,每隔5 min取出火龍果片,用濾紙吸干表面水分,記錄質(zhì)量,重復(fù)操作直至果片吸水呈飽和狀態(tài),每組樣品3次重復(fù),按公式(4)計(jì)算復(fù)水比：

式中：mt,復(fù)水后瀝干樣品質(zhì)量,g；m0,復(fù)水前樣品質(zhì)量,g。

1.4.6 微觀結(jié)構(gòu)

分別選取不同處理的果干片樣品,切取3 mm×3 mm小塊,用導(dǎo)電膠粘貼到銅板上,抽真空后應(yīng)用掃描電子顯微鏡對果干樣品進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)觀察、拍照。

1.4.7 感官評價(jià)

組織10名有經(jīng)驗(yàn)的人員進(jìn)行感官評價(jià),針對火龍果干的色澤、形態(tài)、質(zhì)地、風(fēng)味等品質(zhì)進(jìn)行感官評分,具體見表1。

表1 火龍果干感官評價(jià)表

1.4.8 數(shù)據(jù)處理

來的胖子四處轉(zhuǎn)悠著，王祥注意到他都是在看玉石珠寶之類的小件，可謂正是自己的目標(biāo)客戶。胖子像是被什么吸引了一樣，很快就轉(zhuǎn)悠到王祥他們攤鋪的附近。老道一反常態(tài)，沒有主動(dòng)迎出去，而是盤起了腿，一副入定打坐的樣子。王祥看老道煞有介事，也暗自緊張起來。

用SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、顯著性分析和方差分析。用Origin 2018軟件進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 超聲波預(yù)處理對熱風(fēng)干燥火龍果干燥特性的影響

由圖1可知,2組火龍果片的干基水分含量的變化趨勢基本相同,隨著熱風(fēng)干燥時(shí)間的增加,干基水分含量逐漸降低,超聲波預(yù)處理后的火龍果片的干基水分含量降低的速度略大于對照組。

圖1 火龍果片干燥曲線

由圖2可知,火龍果片在干燥的初期干燥速率最快,隨著干基水分含量的減小,干燥速率逐漸降低。在干燥的初期,火龍果片表面的水分快速蒸發(fā),干燥速率逐漸增加;隨著干燥的進(jìn)行,果片內(nèi)部的水分遷移速度大于表面水分蒸發(fā)的速度,2組果片的干燥速率保持平穩(wěn),差異不顯著;到干燥的后期,進(jìn)入了降速干燥階段,果片內(nèi)部的水分轉(zhuǎn)移速率小于果片表面水分蒸發(fā)速率,干燥速率呈下降趨勢。

圖2 火龍果片干燥速率曲線

2.2 超聲波預(yù)處理對火龍果熱風(fēng)干制過程中體積收縮率的影響

由圖3可知,在熱風(fēng)干燥過程中,2組火龍果片的體積隨著干燥時(shí)間的延長呈縮小趨勢,超聲波預(yù)處理后的火龍果片的體積收縮始終低于對照組,直到干燥結(jié)束時(shí),超聲波預(yù)處理組的火龍果片的體積收縮率仍略低于對照組,說明超聲波處理可能改變了火龍果片的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu),果片內(nèi)部的微孔通道較多,使果片在干燥過程中內(nèi)部的水分更容易蒸發(fā)出來,減小果片在干燥過程中的形態(tài)改變。

圖3 火龍果片干燥體積收縮率曲線

2.3 超聲波預(yù)處理對熱風(fēng)干燥火龍果片色澤和復(fù)水比的影響

由表2可知,2組熱風(fēng)干燥的火龍果干片與新鮮的火龍果相比,L*值差別不大,a*值和b*值要低于鮮果,說明鮮果和2組果干片的顏色亮度差異不大,果干片的紅綠度和黃藍(lán)度均低于鮮果,而超聲波預(yù)處理后的火龍果干片的色澤更接近鮮果。超聲波處理可在一定程度上抑制果干褐變酶的酶活性,同時(shí),超聲波處理也可以改變火龍果果片的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu),果片內(nèi)部形成了較多的微孔通道,干燥時(shí)水分可以更快速地蒸發(fā)出來,有效維持果干原有的顏色。

表2 不同處理對熱風(fēng)干燥火龍果干片色澤和復(fù)水比的影響

2.4 超聲波預(yù)處理對熱風(fēng)干燥火龍果干片質(zhì)構(gòu)特性的影響

由表3可知,超聲波預(yù)處理對熱風(fēng)干燥的火龍果干片的質(zhì)構(gòu)有一定的影響,其中,超聲波預(yù)處理組火龍果干片的硬度、膠黏性和咀嚼性大于對照組,而對內(nèi)聚性和彈性幾乎無影響。超聲波預(yù)處理會(huì)改變火龍果片的內(nèi)部結(jié)構(gòu),熱風(fēng)干燥時(shí),果片內(nèi)部水分迅速蒸發(fā),組織內(nèi)的汁液在干燥時(shí)加速滲出,果片結(jié)構(gòu)塌陷較快,內(nèi)部褶皺多,因此,果干的硬度、膠黏性和咀嚼性均大于對照組。

表3 不同處理對熱風(fēng)干燥火龍果干片質(zhì)構(gòu)特性的影響

2.5 超聲波預(yù)處理對熱風(fēng)干燥火龍果片微觀結(jié)構(gòu)的影響

由圖4可知,超聲波預(yù)處理的熱風(fēng)干燥火龍果干片的微觀結(jié)構(gòu)和對照組存在較大的差別,超聲波預(yù)處理組微觀結(jié)構(gòu)較為平整,表面較為光滑,而對照組的果干片表面存在不平整的顆粒和坑洼,可能是因?yàn)槌暡ㄌ幚頃r(shí),果片內(nèi)形成了較多的微孔通道,有利于水分從內(nèi)部向外部擴(kuò)散,火龍果片內(nèi)部的液體發(fā)生了流動(dòng),在熱風(fēng)干燥時(shí)液體快速蒸發(fā),使果干表面較為平整光滑。

a-超聲波預(yù)處理組；b-對照組

2.6 超聲波預(yù)處理對熱風(fēng)干燥火龍果片的感官評價(jià)

由圖5可知,超聲波預(yù)處理的火龍果在熱風(fēng)干燥后與對照組的差異明顯,其中,色澤和形態(tài)明顯優(yōu)于對照組,質(zhì)地稍差于對照組,風(fēng)味差異不明顯,整體可接受度明顯優(yōu)于對照組,結(jié)果表明,超聲波預(yù)處理后的熱風(fēng)干燥火龍果片具有更高的感官評分,超聲波預(yù)處理能夠改善熱風(fēng)干燥火龍果片的品質(zhì)。

圖5 超聲波預(yù)處理對熱風(fēng)火龍果干片的感官評分的影響

3 結(jié)論

火龍果的干制技術(shù)不僅解決了鮮果集中采收時(shí)的滯銷問題,同時(shí)延長了產(chǎn)業(yè)鏈,提高了產(chǎn)品的附加值,火龍果干片作為一種集營養(yǎng)和口感于一體的休閑食品,深受廣大消費(fèi)者喜愛,熱風(fēng)干燥是一種操作簡便、成本低的干燥方式,也是目前廣泛應(yīng)用于果蔬干制的方式,但是產(chǎn)品存在褐變、形變、黏連等問題,嚴(yán)重影響了火龍果干片的品質(zhì)。

本文通過對火龍果片的色澤、質(zhì)構(gòu)、微觀結(jié)構(gòu)等進(jìn)行研究和分析,探討了超聲波預(yù)處理對熱風(fēng)干燥火龍果片品質(zhì)的影響,試驗(yàn)結(jié)果表明,超聲波預(yù)處理能夠提高火龍果片的干燥速率,減少干燥過程中火龍果片的體積收縮率,維持果干原有的色澤,對復(fù)水比無明顯影響,此外,超聲波預(yù)處理會(huì)導(dǎo)致火龍果干片的硬度、膠黏和咀嚼性增大,而對內(nèi)聚性和彈性幾乎無影響。綜合感官評價(jià)結(jié)果,超聲波預(yù)處理的火龍果干片的感官評分優(yōu)于對照組,因此,將超聲波預(yù)處理技術(shù)應(yīng)用于熱風(fēng)干制火龍果片中能夠有效提升火龍果干片的品質(zhì)。