宋璐瑤，劉東紅,2,3*

（1.浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院，浙江杭州 310058）（2.寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，浙江寧波 315040）（3.浙江大學(xué)馥莉食品研究院，浙江杭州 310058）

芒果（Mangifera indicaLinn.）學(xué)名杧果，富含纖維、蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素以及多酚等生物活性成分[1,2]，因其獨(dú)特的口感、芳香而深受人們的喜愛，被譽(yù)為“熱帶水果之王”。根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧食與農(nóng)業(yè)組織[3]的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2019年我國(guó)芒果產(chǎn)量2.58×106t，占全球產(chǎn)量的4.62%，種植總面積1.96×105hm2。芒果為呼吸躍變型水果，其采后生理代謝旺盛，成熟后容易發(fā)生果實(shí)軟化、失重和腐爛等品質(zhì)劣變[4]，并且低溫環(huán)境易使芒果遭受冷害[5]。因有效保鮮手段的缺失，我國(guó)芒果鮮果的損耗率高達(dá)25%到40%。為延長(zhǎng)貨架期并提高附加值，芒果常被加工成芒果果脯（干）[6]。

滲透脫水是芒果果脯生產(chǎn)中必不可少的工藝，是將果蔬浸泡于鹽溶液、糖溶液或混合溶液中，通過(guò)脫水以及溶質(zhì)的滲入以獲得獨(dú)特風(fēng)味、延長(zhǎng)保藏期的加工方式[7]。在工廠生產(chǎn)中，滲透脫水過(guò)程周期長(zhǎng)、質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)大、成本高，因此亟需提高滲透脫水的傳質(zhì)效率。

超聲技術(shù)被應(yīng)用于果蔬的滲透脫水過(guò)程中，以提高脫水、傳質(zhì)效率。超聲波是一種超過(guò)人耳探測(cè)范圍、頻率在20 kHz～10 MHz之間的聲波，低頻率（20～100 kHz）的超聲波對(duì)傳質(zhì)具有顯著促進(jìn)作用。Allahdad等[7]指出，超聲輔助滲透脫水通過(guò)增加細(xì)胞壁的破壞程度，使石榴皮的脫水量提高2.7倍。Nowacka等[8]證實(shí)超聲預(yù)處理使獼猴桃產(chǎn)生微孔，增加細(xì)胞平均橫截面積，使水分在細(xì)胞的不同結(jié)構(gòu)中再分配。此外，真空技術(shù)也因其高效、低能耗的優(yōu)勢(shì)而被應(yīng)用。Jesus等[9]研究表明，脈沖真空提高了甜菜根、胡蘿卜和茄子滲透脫水的脫水率，較好地保持了果蔬中類胡蘿卜素的含量。目前，一些研究將真空與超聲技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用于果蔬的脫水，以獲得更高傳質(zhì)效率。Feng等[10]應(yīng)用真空預(yù)處理聯(lián)合超聲波輔助大蒜片滲透脫水，發(fā)現(xiàn)該技術(shù)顯著提高了大蒜片的傳質(zhì)速率（p＜0.05），且使大蒜獲得了更好的質(zhì)量特性。因此，真空聯(lián)合超聲技術(shù)在果蔬的滲透脫水領(lǐng)域具有廣闊應(yīng)用前景。

本文以越南玉芒為原料，探究了常規(guī)滲透脫水（traditional osmotic dehydration，OD）、脈沖真空預(yù)處理滲透脫水（pulsed vacuum pretreated osmotic dehydration，VOD）、超聲輔助滲透脫水（ultrasound assisted osmotic dehydration，UOD）以及脈沖真空預(yù)處理聯(lián)合超聲波輔助滲透脫水（pulsed vacuum pretreated and ultrasound assisted osmotic dehydration，VUOD）等四種滲透脫水方式對(duì)芒果滲透脫水的傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)、品質(zhì)以及微觀結(jié)構(gòu)的影響，預(yù)期為芒果干的工藝優(yōu)化與新型食品加工技術(shù)的發(fā)展提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 試驗(yàn)原料

芒果，品種為越南玉芒，購(gòu)于廣西南寧，挑選重量（525±50 g）、形狀（20±2 cm長(zhǎng)，8±2 cm寬）和顏色相似的芒果，以減少芒果的個(gè)體差異，常溫儲(chǔ)藏；食品級(jí)蔗糖，購(gòu)于本地超市。

將芒果去皮、去核，取平行于核的芒果果肉，用食品級(jí)切片機(jī)切出0.8 cm厚度，手動(dòng)切成2.5 cm×3.5 cm的芒果片樣品。經(jīng)測(cè)定，新鮮芒果片的初始水分含量為85.53%±0.54%。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

超聲波水浴消毒機(jī)，寧波新芝生物科技有限公司；冷水循環(huán)控溫裝置、食品級(jí)切片機(jī)，SD-1138A，廣州藝成食品機(jī)械有限公司；ColorFlex EZ色差儀，美國(guó)Hunterlab公司；TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀，英國(guó)Stable Micro System有限公司；真空干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；DHG-101-2Sb熱風(fēng)干燥箱，杭州藍(lán)途儀器有限公司；SU-8010掃描電鏡，日本Hitachi公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 滲透脫水

試驗(yàn)比較了四種不同的滲透脫水方式：常規(guī)滲透脫水、脈沖真空預(yù)處理滲透脫水、超聲輔助滲透脫水、脈沖真空預(yù)處理聯(lián)合超聲輔助滲透脫水。圖1為VUOD組試驗(yàn)過(guò)程的示意圖。

圖1 脈沖真空預(yù)處理聯(lián)合超聲輔助芒果滲透脫水（VOUD）的試驗(yàn)示意圖Fig.1 Schematic diagram for pulsed vacuum pretreated and ultrasound assisted osmotic dehydration of mango slices

脈沖真空預(yù)處理：將芒果片浸入蒸餾水中，置于真空烘箱中，于室溫下進(jìn)行脈沖真空預(yù)處理。脈沖真空的模式：抽真空（20 kPa）3 min，釋放到常壓3 min，反復(fù)操作三次。從蒸餾水中取出芒果片，用吸水紙輕輕吸干（每片6次）以去除樣品表面多余的水分。經(jīng)過(guò)脈沖真空預(yù)處理的芒果片將用于VOD、VUOD組的滲透脫水。

OD、VOD：將芒果樣品浸到盛有50%蔗糖溶液的食品級(jí)塑料盒中，固定于塑料盒的中心位置。芒果樣品/蔗糖溶液的比例為1:20（m/m）[11]，避免因溶液稀釋導(dǎo)致的驅(qū)動(dòng)力的降低。滲透脫水在25 ℃下進(jìn)行11 h。

UOD、VUOD：將芒果樣品浸入盛有50%蔗糖溶液的超聲水浴鍋中，為防止芒果片漂浮，將其放在不銹鋼網(wǎng)格中，并固定于超聲水浴鍋的中心位置。芒果樣品/蔗糖溶液的比例為1:20（m/m）。在25 ℃下超聲1 h，超聲頻率為28 kHz，超聲強(qiáng)度為0.810 W/mL，使用冷水循環(huán)控溫裝置調(diào)控溶液溫度，使溫度波動(dòng)保持在1 ℃以下。超聲結(jié)束后繼續(xù)滲透脫水10 h。

在滲透脫水0.5、1、2、3、4、5、7、9、11 h時(shí)，撈出芒果樣品，用150 mL蒸餾水沖洗10 s，并用吸水紙輕輕吸去芒果表面多余水分（每片吸水6次），放入稱量瓶中進(jìn)行各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定。

1.2.2 失水率和增固率

根據(jù)Prinzivalli等[12]的方法，在105 ℃熱風(fēng)干燥箱中將樣品烘干至恒重，測(cè)定水分和固形物含量。每組樣品平行測(cè)定4次。利用公式（1）、（2），分別計(jì)算失水率（WL）和增固率（SG）：

式中：

M0、Mt——新鮮樣品和經(jīng)滲透脫水t h后的樣品的質(zhì)量，g；

m0、mt——新鮮樣品和經(jīng)滲透脫水處理樣品的干物質(zhì)質(zhì)量，g。

1.2.3 傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)模型

通過(guò)使用合適的動(dòng)力學(xué)模型擬合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可預(yù)測(cè)滲透脫水過(guò)程中芒果的失水率和增固率的平衡值。在文獻(xiàn)中，主要使用經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ兔枋鰸B透脫水中水分和溶質(zhì)的遷移行為，其中應(yīng)用最廣泛的模型有Peleg、Azuara、Page和Weibull模型等[13]。

Azuara等[14]提出了一種可預(yù)測(cè)滲透脫水過(guò)程中失水率和增固率的模型。模型方程中具有兩個(gè)可調(diào)參數(shù)，并且該模型還可以估算傳質(zhì)系數(shù)和最終的傳質(zhì)平衡點(diǎn)，可使用Azuara模型擬合遠(yuǎn)離平衡值的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。Azuara模型的公式如下：

式中：

s1——與水分的擴(kuò)散速率有關(guān)的參數(shù)；

s2——與溶質(zhì)擴(kuò)散速率有關(guān)的參數(shù)。

將Azuara方程的線性化：

因此，式（5，6）表明（t/WL）或（t/SG）與t呈線性關(guān)系，通過(guò)得到動(dòng)力學(xué)線性回歸的斜率和截距，可以方便地估算平衡失水（WL∞）和固體增益（SG∞）。

1.2.4 色澤

使用Colorflex-EZ色差儀測(cè)定芒果樣品的色澤，每組樣品平行測(cè)量10次。CIE顏色空間由L*（明暗），a*（紅色或黃色）和b*（綠色或藍(lán)色）組成。最后，通過(guò)公式（4）計(jì)算總色差（ΔE）。

1.2.5 質(zhì)構(gòu)

使用TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定芒果樣品的質(zhì)構(gòu)，使用圓柱形P/5探針（直徑5 mm），以5 mm/s的下降速度推入樣品的中心位置，探頭壓樣速度為1 mm/s，壓縮形變率為50%，每次測(cè)量進(jìn)行15次重復(fù)。

1.2.6 微觀結(jié)構(gòu)

從四組芒果樣品中分別切取2 mm×2 mm×3 mm大小的切片，在4 ℃下于2.5%戊二醛溶液中固定24 h。使用0.1 mol/L磷酸鹽緩沖液（pH 7.0）沖洗3×15 min，再用1%鋨酸溶液固定1～2 h。用0.1 mol/L的磷酸鹽緩沖液再次沖洗3×15 min后，分別用系列濃度梯度的乙醇（30%、50%、70%、80%、90%、95%、100%）逐步脫水處理。最后，干燥、涂金，在掃描電子顯微鏡下觀察。

1.2.7 數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel軟件整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，結(jié)果表示為平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。使用SPSS 22軟件進(jìn)行顯著性分析，使用Matlab進(jìn)行Azuara模型的擬合，并使用Graphpad Prim 9作圖。組間比較采用單因素方差分析（ANOVA），當(dāng)p＜0.05時(shí)認(rèn)為有顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同滲透脫水方式對(duì)芒果失水率與增固率的影響

將新鮮芒果樣品放置于蔗糖溶液中時(shí)，芒果中的滲透壓遠(yuǎn)比蔗糖溶液中滲透壓的低。這種滲透壓差成為了較大的驅(qū)動(dòng)力，使芒果表層組織細(xì)胞快速與溶液進(jìn)行物質(zhì)交換，水分從芒果中擴(kuò)散到蔗糖溶液中，蔗糖溶液中溶質(zhì)（蔗糖）逆向擴(kuò)散果蔬的內(nèi)部[15]。

圖2、3為滲透脫水過(guò)程中，芒果中失水率與增固率隨滲透脫水時(shí)間的變化。由圖可知，相較于滲透脫水5 h～11 h階段，芒果的失水率和增固率在滲透脫水0～5 h階段增加得更快，但在5 h之后逐漸趨于平緩。這一方面是因?yàn)樗质ズ腿苜|(zhì)滲入使芒果內(nèi)滲透壓增加，與外界溶液的滲透壓差減小導(dǎo)致速率減小。另一方面可能是大量蔗糖溶質(zhì)進(jìn)入芒果內(nèi)，由于內(nèi)部阻力的作用，堆積于芒果樣品的外層，并阻礙了后續(xù)的擴(kuò)散。根據(jù)Baldan等[16]，溶質(zhì)在食品表面會(huì)發(fā)生生物粘附現(xiàn)象，即分子與界面的生物粘附基質(zhì)之間發(fā)生的物理和化學(xué)相互作用，從而產(chǎn)生吸引力。比較相同處理時(shí)間下芒果失水率與增固率，發(fā)現(xiàn)失水率比增固率高，Tylewicz等[17]將這歸因于膜的選擇透性，水分子較蔗糖分子更易通過(guò)細(xì)胞膜。

與常規(guī)滲透脫水組比，真空處理導(dǎo)致了較高的失水率與增固率（p＜0.05）。滲透脫水11 h，VOD的失水率為42.07%，比OD組高12.73%；增固率為12.81%，比OD組高43.90%。在Lin等[18]的研究中，真空處理能使芒果滲透脫水300 min后失水率（WL）和增固率（SG）分別提高20.59%和31.26%。通過(guò)測(cè)定芒果的水分含量，發(fā)現(xiàn)真空處理后芒果內(nèi)水分含量提高了4.28%。根據(jù)Ahmed等[19]的認(rèn)為，是由于真空環(huán)境下芒果外界的蒸餾水被擠壓進(jìn)入芒果組織細(xì)胞內(nèi)，填充了原先封閉在芒果內(nèi)的氣體區(qū)域，使傳質(zhì)面積增大，從而提高了傳質(zhì)速率。由于芒果是多孔隙的水果，因此真空處理對(duì)其傳質(zhì)效率的提高較為顯著。

UOD處理11 h后，芒果的失水率為47.72%，增固率為11.03%，較常規(guī)滲透脫水組有顯著提高（p＜0.05），可見超聲對(duì)芒果的脫水、傳質(zhì)同樣具有促進(jìn)作用。在四種滲透脫水方式中，VUOD表現(xiàn)出最高的失水率（54.43%）和增固率（16.92%），比OD組分別高45.85%、90.04%。由圖2可知滲透脫水在11 h時(shí)仍未達(dá)到失水與增固的平衡，但根據(jù)工廠生產(chǎn)的需求（可溶性固形物含量達(dá)到38%），VUOD組在7 h左右時(shí)，即可達(dá)到水分含量與糖含量的要求，因此VUOD可以顯著減少加工時(shí)間。此外，延長(zhǎng)滲透脫水時(shí)間，還可減少后續(xù)熱風(fēng)干燥的時(shí)間，降低對(duì)芒果品質(zhì)的影響。

圖2 四種不同滲透脫水處理對(duì)芒果失水率、增固率的影響Fig.2 Effect of four different osmotic dehydration treatments on water loss and solid gain of mango slices

2.2 不同滲透脫水方式對(duì)傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)的影響

表1、2列出模型參數(shù)、統(tǒng)計(jì)參數(shù)以及線性方程的方程式。從表1中可以看到，Azuara模型擬合失水率的統(tǒng)計(jì)參數(shù)中，VUOD組的R2、RMSE、SSE值分別為0.9963、0.2042、0.2918；VOD組為0.9991、0.1077、0.0812；UOD組為0.9915、0.0022、0；OD組為0.9735、0.7854、4.3190。而表2中，在Azuara模型在對(duì)增固率的擬合中，VUOD組的R2、RMSE、SSE值分別為0.9915、0.0144、0.0015；VOD組為0.9840、0.0365、0.0093；UOD組為0.9739、0.0346、0.0084；OD組為0.9752、0.0398、0.0111。因此，較高的R2、RMSE、SSE表明Azuara模型對(duì)芒果滲透脫水具有較好的擬合效果，可以用來(lái)描述四種滲透脫水方式的的傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)。

在Azuara模型中，s1、s2是與水分、溶質(zhì)擴(kuò)散速率有關(guān)的參數(shù)，值越大，擴(kuò)散速率越大。由表1、2，s1、s2值由大到小依次為VUOD、UOD、VOD、OD，這表明真空預(yù)處理和超聲輔助對(duì)于芒果滲透脫水的水分、溶質(zhì)擴(kuò)散速率有所提高。

通過(guò)Azuara模型，可計(jì)算得到不同滲透脫水方式下芒果失水率平衡值（WL∞）和增固率平衡值（SG∞）。圖3、4是由公式（5）、（6）擬合得到的t/WL和t/SG與t的直線圖?？筛鶕?jù)斜率（1/WL∞和1/SG∞）得到芒果滲透脫水過(guò)程中失水率的平衡值。從圖3、4中可以看到，四條直線的斜率OD＞VOD＞UOD＞VUOD，可知VUOD具有最大的失水率、增固率平衡值。VUOD組失水率的平衡值為65.06%，比OD組（45.70%）高出42.36%；增固率的平衡值為23.35%，比OD組（11.33%）高出106.09%。因此，真空和超聲技術(shù)的應(yīng)用可以提高芒果滲透脫水的平衡失水率與增固率，這可能是由于在超聲波作用使芒果組織細(xì)胞破壞、形成微觀通道，以及真空處理增加了芒果內(nèi)部的傳質(zhì)面積所導(dǎo)致的。Sharma等[20]發(fā)現(xiàn)30 ℃下，真空預(yù)處理聯(lián)合超聲滲透脫水的印度黑莓樣品中的失水率的平衡值為64.1%，增固率的平衡值為14.1%。而未處理組分別為53.2%和8.3%。Deng等[21]研究報(bào)道，脈沖真空輔助滲透脫水組和超聲輔助滲透脫水組的蘋果失水率分別比攪拌組高6.9%和11.6%。

表1 Azuara模型對(duì)芒果滲透脫水過(guò)程中WL的擬合Table 1 Parameters evaluated of Azuara model for WL in mango slices

表2 Azuara模型對(duì)芒果滲透脫水過(guò)程中SG的擬合Table 2 Parameters evaluated of Azuara model for SG in mango slices

圖3 Azuara模型對(duì)芒果滲透脫水中WL和SG擬合的線性圖Fig.3 Linear plots of the Azuara model to describe water loss and solid gain of mango slices during OD

圖4 四種滲透脫水方式對(duì)芒果硬度的影響Fig.4 Effect of four different osmotic dehydration treatments on hardness of mango slices

2.3 不同滲透脫水方式對(duì)芒果色澤的影響

表3 四種滲透脫水方式對(duì)芒果色澤的影響Table 3 Effect of four different osmotic dehydration treatments on color of mango slices

表3為新鮮的以及經(jīng)過(guò)不同滲透脫水方式處理的芒果色澤。經(jīng)過(guò)滲透脫水方式處理的芒果L*、a*、b*值均顯著低于新鮮芒果樣品，因此可知滲透脫水處理后的芒果亮度降低，紅色和黃色減少。L*值的降低可能是由于滲透脫水期間芒果內(nèi)部發(fā)生了酶促褐變導(dǎo)致的，此外大量失水導(dǎo)致的細(xì)胞質(zhì)壁分離也會(huì)使芒果色澤變化[22]。而a*降低可能是由于芒果中的色素（如類胡蘿卜素）隨著水分的遷移滲出到外界溶液中導(dǎo)致的[23]。此外，四種滲透脫水方式對(duì)L*、a*、b*值的影響無(wú)明顯差異（p＞0.05）。

2.4 不同滲透脫水方式對(duì)芒果質(zhì)構(gòu)的影響

硬度是衡量芒果質(zhì)構(gòu)的重要指標(biāo)之一。從圖4可以看到，芒果經(jīng)過(guò)滲透脫水方式處理硬度值均明顯降低，且在滲透脫水1～5 h內(nèi)硬度快速下降。滲透脫水過(guò)程中硬度的下降是由于芒果組織細(xì)胞大量脫水，細(xì)胞質(zhì)收縮引起的，這與2.1中的結(jié)論一致，1～5 h內(nèi)失水率快速升高。根據(jù)Moreno等[24,25]的研究，質(zhì)構(gòu)的變化還與物理化學(xué)變化有關(guān)，即脫水使細(xì)胞壁（果膠）發(fā)生降解（增溶），細(xì)胞膨脹壓降低，離子從細(xì)胞壁轉(zhuǎn)移到溶液中，從而導(dǎo)致細(xì)胞破裂、質(zhì)壁分離和組織結(jié)構(gòu)變軟。在茄子[26]、芒果[18]、青梅[27]和中也觀察到了這種現(xiàn)象。此外，在滲透脫水7 h后，四組芒果的硬度均不再發(fā)生明顯下降。但根據(jù)2.1，7～11 h時(shí)芒果仍在繼續(xù)脫水，猜測(cè)是由于在較長(zhǎng)時(shí)間的滲透脫水過(guò)程中，蔗糖分子大量遷移并囤積于芒果表層，使芒果的表層的硬度提高。在大蒜片[10]、印度黑莓[20]、芒果[28]等果蔬的滲透脫水過(guò)程中也觀察到了這種現(xiàn)象。

同時(shí)從圖中可以看到，VUOD和VOD組芒果的初始硬度值（t=0）較高，這是由于芒果在蒸餾水中經(jīng)真空處理后的水分含量增加了4.28%。因此，雖然VUOD組的芒果由于超聲波作用和水分的大量流失，導(dǎo)致硬度值減少量最大，但硬度的平衡值與UOD組無(wú)明顯差異。此外，經(jīng)過(guò)超聲處理的UOD和VUOD組，最終的硬度值均顯著低于OD和VOD組（p＜0.05），可見超聲波的海綿效應(yīng)與空化效應(yīng)對(duì)芒果細(xì)胞壁造成了一定程度的破壞。Pieczywek等[29]研究了超聲處理對(duì)蘋果微觀結(jié)構(gòu)的影響，發(fā)超聲波促進(jìn)蘋果果膠的溶解，使細(xì)胞壁硬度顯著下降，Lin等[18]在滲透脫水過(guò)程中觀察到果膠的降解現(xiàn)象以及芒果硬度的下降。

2.5 不同滲透脫水方式對(duì)芒果微觀結(jié)構(gòu)的影響

圖5 芒果的SEM圖像Fig.5 SEM-photographs of mango slices

SEM對(duì)芒果表觀微觀結(jié)構(gòu)的表征如圖5所示。從圖4a中可以看到，新鮮芒果樣品具有完整、規(guī)則的網(wǎng)狀細(xì)胞結(jié)構(gòu)，細(xì)胞呈現(xiàn)長(zhǎng)而圓的形狀。而經(jīng)過(guò)OD處理的芒果微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生了明顯變化（圖4b），規(guī)則網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)消失，細(xì)胞變形嚴(yán)重，橫截面積減小。這些變化與2.1對(duì)水分含量的測(cè)定結(jié)果一致，在OD處理后失水率達(dá)37.32%。水分從芒果組織細(xì)胞流出到蔗糖溶液中，導(dǎo)致細(xì)胞膜皺縮，發(fā)生質(zhì)壁分離[30]。

從圖4c、4d和4e可看到真空預(yù)處理和超聲處理對(duì)芒果微觀結(jié)構(gòu)的影響。對(duì)比OD的芒果（圖4b）和VOD的芒果（圖4c），二者在微觀結(jié)構(gòu)上無(wú)明顯差異。因此可見，真空預(yù)處理在提高芒果滲透脫水的傳質(zhì)速率的同時(shí)，對(duì)細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞較小。這與2.1中的猜測(cè)一致，由于芒果是孔隙率較高的食品，對(duì)其施加真空，壓力差的存在使外部蒸餾水?dāng)U散進(jìn)入，使封閉在食品中的氣體與外界液體相互交換，從而增大了芒果內(nèi)部的傳質(zhì)面積[31,32]。

而對(duì)于經(jīng)過(guò)UOD（圖4d）和VUOD處理的芒果（圖4e），SEM圖像顯示出了不同程度的細(xì)胞壁的塌陷與變形，同時(shí)細(xì)胞橫截面積較小，表面的孔隙增多。在獼猴桃[33]、大蒜[10]、甘薯[34]、土豆[35]、石榴皮[7]、雙孢蘑菇[36]等果蔬滲透脫水的研究中，也有相似的發(fā)現(xiàn)。Garcia-Noguera等[37]將浴式超聲應(yīng)用于草莓的脫水，觀察到細(xì)小的針狀細(xì)胞，證實(shí)了由細(xì)胞的伸縮所形成的微通道的形成與外觀。Allahdad等[7]指出，超聲水浴輔助滲透脫水通過(guò)增強(qiáng)細(xì)胞壁的破壞程度，使石榴皮的脫水量提高了2.7倍。在超聲場(chǎng)作用下，芒果組織細(xì)胞內(nèi)部產(chǎn)生空化氣泡，空化氣泡形成、增長(zhǎng)并發(fā)生不對(duì)稱的潰陷產(chǎn)生微射流，使食品內(nèi)形成微小通道?？紫兜纳蔀槊⒐麧B透脫水過(guò)程中水分、溶質(zhì)的擴(kuò)散提供了新通道，從而提高水分、溶質(zhì)的擴(kuò)散速率與最終的失水率和增固率[8]。

3 結(jié)論

本文探究了OD、UOD、VOD以及VUOD等四種滲透脫水方式對(duì)芒果滲透脫水的傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)、品質(zhì)以及微觀結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，在滲透處理過(guò)程中應(yīng)用脈沖真空和超聲技術(shù)對(duì)芒果的脫水、增固、硬度以及微觀結(jié)構(gòu)具有顯著影響。VUOD可以顯著提高芒果滲透脫水過(guò)程的傳質(zhì)效率，使芒果的失水率較常規(guī)滲透脫水提高45.85%，增固率較常規(guī)滲透脫水提高43.90%。Azuara模型描述了芒果滲透脫水過(guò)程的傳質(zhì)動(dòng)力學(xué)，預(yù)測(cè)經(jīng)OD、VOD、UOD、VUOD處理的芒果失水率平衡值分別為45.70%、49.26%、59.81%、65.06%；增固率平衡值為11.33%、17.17%、18.01%、23.35%。脈沖真空通過(guò)驅(qū)除氣泡、增大傳質(zhì)面積提高了傳質(zhì)效率，且對(duì)芒果硬度和微觀結(jié)構(gòu)影響較小，是一種溫和的食品加工技術(shù)。超聲通過(guò)破壞細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)、增加微孔提高了傳質(zhì)速率，但也引起了一定程度的硬度下降。綜合考慮，脈沖真空聯(lián)合超聲技術(shù)在果蔬脫水中具有應(yīng)用前景廣闊，但在未來(lái)的研究中需進(jìn)一步研究這種新興技術(shù)的加工工藝，以降低對(duì)果蔬品質(zhì)的影響。