左曉婷 ,李麗莉 ,孫玉芳 ,靳 娟 ,楊曉娟 ,郝 慶*

(1 新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 園藝學(xué)院,烏魯木齊 830091;2 新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院 園藝作物研究所/農(nóng)業(yè)部新疆地區(qū)果樹科學(xué)觀測實驗站,烏魯木齊 830091)

灰棗(Ziziphusjujubacv.Huizao)原始產(chǎn)地為河南新鄭,具有較強的耐干旱、耐鹽堿、抗風(fēng)等優(yōu)勢,是中國優(yōu)質(zhì)的鮮食制干兼用棗品種[1-3],1987年開始引種到新疆若羌縣。由于灰棗果實品質(zhì)較優(yōu),在多個紅棗品種中脫穎而出,已成為南疆制干棗栽培面積最大的品種[4]。新疆地理位置和氣候的優(yōu)勢使得灰棗在新疆長勢良好,果實口感細膩香甜、營養(yǎng)充足和產(chǎn)量充裕。新疆灰棗主要用于制干,一般都在11月統(tǒng)一采收。而采收時因成熟時間、成熟度不同,部分果實含水量依然較高,且后期清洗加工環(huán)節(jié)也會有水分攜帶和浸入,因此在實際生產(chǎn)中,往往需要將灰棗在一定溫度下烘干,但在實際生產(chǎn)中由于烘干的時間、溫度不同,導(dǎo)致制干灰棗的果實品質(zhì)、營養(yǎng)成分及銷售價格受到影響[5-6]。

迄今為止,對紅棗的制干技術(shù)日趨成熟,不同的烘干溫度、時間對紅棗的外在和內(nèi)在品質(zhì)都有一定的影響。廖雅煊等[7]報道,駿棗最佳的烘制變溫溫度分別為初期溫度44 ℃,中期溫度65 ℃,最終溫度49 ℃,可同時保證駿棗外在與內(nèi)在的營養(yǎng)品質(zhì)。Liu等[8]研究發(fā)現(xiàn),在烘制溫度為40 ℃時,駿棗的色澤、果肉褐變、硬度等指標均較好,而在溫度為60℃時品質(zhì)顯著降低。關(guān)東[9]的研究結(jié)果表明,在60℃熱風(fēng)干燥、80 ℃巴氏殺菌和分別為100 ℃烘烤、蒸制、煮制時,灰棗的外在品質(zhì)指標降低,但是隨著溫度逐漸升高后,活性成分在增加。

不同烘制時間和溫度組合對紅棗品質(zhì)影響非常大,有關(guān)紅棗的烘制方式報道較多,但對灰棗采后烘制參數(shù)相關(guān)的研究報道較少。本研究以新疆喀什麥蓋提地區(qū)的灰棗為對象,通過測定不同干燥溫度(45℃、55 ℃、65 ℃、75 ℃)、不同干燥時間(4 h、6 h、8 h)烘干后灰棗果實品質(zhì)及營養(yǎng)成分相關(guān)指標,分析不同溫度、不同時間烘干條件下灰棗品質(zhì)的變化特征,篩選出灰棗采后最佳的烘干溫度和時間。

1 材料和方法

1.1 材 料

2022年11月在新疆維吾爾自治區(qū)喀什麥蓋提地區(qū)(東經(jīng)77°65′,北緯38°90′)收獲灰棗,然后送往新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝作物研究所實驗室。選擇無機械損傷、無腐爛、無霉變、大小均勻的灰棗(單粒重4～6 g),保存于(0±1) ℃、相對濕度80%～95%的條件下進行干燥實驗。實驗開始前,進行預(yù)實驗處理,使樣品含水率達到統(tǒng)一標準。

1.2 樣品處理

灰棗在烘箱(額定功率740 W,體積42 cm×35 cm×35 cm;ENXIN DGG-9053A,Senxin Co.)中干燥,樣品以50 g/dm2的密度均勻鋪在托盤上進行烘制處理。試驗共設(shè)計13組處理,不同處理組每組3個重復(fù),其中一組是烘前的對照組(自然風(fēng)干樣品),其余12個處理組則根據(jù)不同企業(yè)設(shè)置的烘干溫度(45 ℃、55 ℃、65 ℃、75 ℃)、時間(4 h、6 h、8 h)隨機組合而成(4×3)。在設(shè)置的不同溫度、不同間組合烘干條件下,對灰棗以恒定氣流溫度和1 m/s熱風(fēng)流速下進行干燥,定時利用水分測定儀檢測含水率,使灰棗最終含水率統(tǒng)一達到25%;將每個樣品統(tǒng)一去核后,切成均勻塊狀,用打磨機進行磨碎,用液氮快速冷凍,放入自封袋中,快速排除氣體,做好標記后保存在-80 ℃冰箱中供進一步分析。

1.3 測定指標及方法

1.3.1灰棗表皮顏色

在CIELab顏色空間中,L*代表明度或暗度,a*代表紅/綠,b*代表黃/綠,采用手持式智能色度計YS3060(CIE Lab,測量直徑8 mm,深圳市三恩時科技有限公司)測定灰棗樣品的上述表面顏色參數(shù),并據(jù)測定值計算色差值ΔL*、Δa*、Δb*,并用公式(1)計算總色差值(ΔE):

1.3.2灰棗感官評價

每處理均取30 個棗,對其進行編號后分別派10個評委對處理后的灰棗色澤、風(fēng)味、口感、外觀進行評定,每項指標10 分,得分高的品質(zhì)質(zhì)量好。

1.3.3灰棗果實縱橫徑

用游標卡尺對不同處理組的灰棗樣品縱橫徑進行測量,并求出縱橫徑的比值。

1.3.4灰棗營養(yǎng)及功能指標

可溶性糖含量測定采用蒽酮硫酸比色法[7],抗壞血酸含量測定采用鉬藍比色法[7],可滴定酸含量測定采用酸堿滴定法[7],總酚含量采用福林酚比色法[10]進行測定,黃酮含量采用Liu等[11]的方法進行測定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

3次結(jié)果均以平均值±標準差表示。用SPSS 26.0 (IBM,美國)對數(shù)據(jù)進行方差分析和相關(guān)分析。用Duncan多極差檢驗評價組間差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 烘干溫度和時間對灰棗外觀品質(zhì)的影響

2.1.1表皮顏色

果實表皮顏色是重要的外觀指標之一。CIELab顏色空間中,L*、a*、b*分別代表棗皮的明亮度、紅綠值、藍黃值,ΔE代表評價樣品顏色總體變化的指標,當ΔE＞3時表明其可用肉眼鑒別差異。結(jié)果(圖1)顯示,隨著干燥溫度升高和時間延長,灰棗果實的表皮顏色慢慢由明到暗,紅色褪去,黃色變深及皺縮現(xiàn)象明顯、褐變較嚴重。L*、a*、b*值在對照組(自然風(fēng)干樣品)分別為31.25、26.27、19.85,它們均隨著烘干溫度的升高和烘干時間的延長而逐漸下降,且均顯著低于對照,說明棗皮顏色在不同烘干溫度和烘干時間下均變化較明顯。同時,棗皮的ΔE隨著烘干溫度的升高和烘干時間的延長而呈現(xiàn)逐漸上升趨勢,且在65 ℃/8 h、75℃/6 h、75 ℃/8 h 這3個處理組合下均大于3,說明這3個處理的棗皮顏色與對照均呈現(xiàn)顯著差異(P＜0.05)。

圖1 不同烘干溫度和時間處理下灰棗色差的變化Different lowercase letters indicate significant difference under 0.05 level (P＜0.05).The same below.Fig.1 The color difference of Z.jujuba under different drying temperature and time

其中,與CK 相比,不同烘干溫度時間處理組合棗皮的L*值降低6.7%～23.69%,并以55 ℃/6 h處理最大(29.27),75 ℃/8 h處理最小(23.72);a*值降低8.5%～30.3%,其并以45 ℃/4 h處理最大(24.04),75 ℃/8 h處理為最小(18.30);b*值降低8.3%～31.49%,并 以45 ℃/6 h 處理最大(18.20),75 ℃/6 h處理最小(13.6)。因此,灰棗表皮顏色在45 ℃/4 h、45 ℃/6 h、55 ℃/4 h、55 ℃/ 6 h、65 ℃/4 h、65 ℃/6 h處理下較佳,在45 ℃/8 h、55 ℃/8 h、75 ℃/4 h處理下次之,在65 ℃/8 h、75℃/6 h、75 ℃/8 h處理下較差。

2.1.2內(nèi)部褐變

灰棗果實外觀和內(nèi)部褐變觀察結(jié)果(圖2)顯示,隨著烘干溫度與時間的增加,果肉橫切面的顏色逐漸變褐,果肉逐漸疏散。

圖2 不同烘干溫度和時間處理下灰棗內(nèi)部褐變的變化Fig.2 Changes of internal browning of Z.jujuba at different drying temperature and time combinations

其中,從表皮縱切觀察:在45～65 ℃條件下,烘干4～6 h灰棗褐變均不明顯,而烘干8 h時均褐變明顯;在75 ℃條件下,各烘干時間灰棗均褐變明顯,并以 75 ℃/6 h處理褐變最為明顯?？梢?在烘干溫度為45℃、55 ℃、65 ℃下處理4 h、6 h時,灰棗果實縱切面褐變不明顯。

2.1.3果實感官評價

依據(jù)灰棗果實色澤、風(fēng)味、外觀、口感的感官評定結(jié)果(表1)可知,隨著烘干時間與溫度的升高,各項評定指標得分均呈現(xiàn)下降趨勢。其中綜合指標較好的處理組合為65 ℃/6 h,較差的處理組合為75℃/8 h。

表1 不同烘干溫度和時間處理下灰棗果實感官評價結(jié)果Table 1 Results of sensory evaluation of Z.jujuba fruit at different drying temperature and time combinations

2.1.4果實縱橫徑

由表2可知,隨著烘干時間與溫度的升高,灰棗果實橫縱徑值逐漸下降。其中,與初始樣品相比,灰棗橫徑在45 ℃、55℃、65 ℃、75 ℃烘干不同時間下分別降低了0.37%～2.52%、0.47%～2.67%、2.09%～3.39%、3.82%～5.15%,縱徑分別降低0.52%～3.36%、0.54%～4.76%、2.23%～4.47%、4.07%～6.24%。同時,橫徑變化范圍為37.72～39.77 mm,縱徑變化范圍是26.00～27.93 mm,灰棗的果形指數(shù)范圍在1.43～1.47之間。

表2 不同烘干溫度和時間處理下灰棗縱橫莖的變化Table 2 Changes of longitudinal and transverse diameter of Z.jujuba under different drying temperature and time combinations

2.2 烘干溫度和時間對灰棗內(nèi)在品質(zhì)的影響

2.2.1可溶性糖含量

圖3,A 顯示,經(jīng)過不同溫度、時間的烘干處理后,各個溫度、時間梯度灰棗的可溶性糖含量均顯著升高(P＜ 0.05);與烘干前比較,灰棗可溶性糖含量在45 ℃、55 ℃、65 ℃和75 ℃處理下的增幅為5.8%～9.75%、7.26%～12.52%、10.55%～17.631%及12.80%～18.69%,其中增幅最大的處理組合為75 ℃/8 h,增加幅度最小的為45 ℃/4 h?？梢?。灰棗可溶性糖含量在烘干溫度和時間為75℃/8 h下較高。

圖3 不同溫度時間處理下灰棗可溶性糖、可滴定酸和抗壞血酸含量的變化Fig.3 The soluble sugar,titratable acid and ascorbic acid contents of Z.jujuba under treatments with different temperature and time combinations

2.2.2可滴定酸含量

隨著烘干溫度的升高,灰棗可滴定酸含量的變化趨勢與可溶性糖含量一致,即隨著烘干溫度及時間的增加,灰棗可滴定酸的含量顯著升高(圖3,B)。其中,與烘干前比較,可滴定酸含量增幅在45 ℃、55℃、65 ℃和75 ℃處理下分別為3.9%～13.90%、4.21%～19.67%、18.30%～30.08%及21.11%～34.51%,其中增幅最大的處理為75 ℃/8 h,增加幅度最小的為45 ℃/4 h。說明在烘干時間溫度為75℃/8 h時可滴定酸含量較高。

2.2.3抗壞血酸含量

不同烘干溫度、時間下制干棗的抗壞血酸含量的變化趨勢與可溶性糖、可滴定酸含量相反,即隨著烘干溫度和時間的增加抗壞血酸含量顯著降低(P＜0.05)(圖3,C)。其中,灰棗抗壞血酸的含量在45 ℃/4 h、45 ℃/6 h、55 ℃/4 h、55 ℃/6 h處理下較高,相比于未烘制灰棗分別降低7.6%、7.66%、10.10%、9.64%、13.31%,而以75 ℃/8 h 處理的抗壞血酸含量最低。由此可知,灰棗抗壞血酸含量與烘干溫度和時間呈負相關(guān)。

2.2.4總酚和總黃酮含量

總酚及總黃酮是灰棗中主要的抗氧化物質(zhì),其含量多少與抗氧化能力息息相關(guān)。圖4顯示,灰棗的總酚和黃酮含量在不同烘干處理下均比對照組顯著降低,而隨著烘干溫度和時間的增加則表現(xiàn)出逐漸增加的趨勢,其變化范圍分別為1.90～2.55 mg/g和2.70～3.63 mg/g。

圖4 不同烘干溫度和時間處理下灰棗黃酮和總酚含量的變化Fig.4 The flavonoid and total phenol contents of Z.jujuba under treatments with different temperature and time combinations

其中,在45 ℃/4 h和45 ℃/6 h處理下,灰棗總酚含量比對照的下降趨勢較為明顯;在65 ℃/6 h、65 ℃/8 h和75 ℃/6 h、75 ℃/8 h處理下,灰棗總酚含量恢復(fù)增加幅度較高,僅比對照分別降低7.02%、5.4%、2.6%、1.75%?；覘楛S酮含量在不同處理下的變化趨勢與總酚含量幾乎一致,同樣是75 ℃/6 h、75 ℃/8 h、65 ℃/6 h、65 ℃/8 h處理下灰棗總黃酮含量最接近對照。

2.3 各烘干處理灰棗果實品質(zhì)綜合評價

對不同烘干溫度、時間處理后灰棗果實品質(zhì)相關(guān)指標進行主成分分析得到3個特征值大于1的主成分因子,累計貢獻值為89%,表明前3個的主成分能描述13個不同處理的大部分品質(zhì)信息(表3)。

表3 不同烘干溫度和時間處理下主成分的特征向量、特征值、貢獻率和累計貢獻率Table 3 Eigenvector,eigenvalue,contribution rate and cumulative contribution rate of principal components under different drying temperature and time treatments

其中,第一主成分貢獻率為51.29%,主要反映了75 ℃/6 h、65 ℃/6 h、45 ℃/4 h和45 ℃/6 h下灰棗品質(zhì)的變化狀況,它們的向量絕對值分別為3.35、3.29、2.65、2.62;第二主成分貢獻率為18.94%,主要反映了CK、45 ℃/4 h、55 ℃/8 h、65℃/6 h 的變化狀況,它們的向量絕對值分別為2.38、1.66、1.01、0.98;第三主成分貢獻率為18.77%,主要反映了CK、45 ℃/4 h、75 ℃/6 h、65℃/8 h的變化狀況,向量絕對值分別為3.37、1.10、1.10、1.89。同時,根據(jù)表3中不同烘干時間和溫度處理下灰棗的主成分分析綜合得分排序(表4),表現(xiàn)為45 ℃/4 h＞45 ℃/6 h＞55 ℃/4 h＞55 ℃/6 h＞45 ℃/8 h＞55 ℃/8 h＞65 ℃4/ h＞75 ℃/4 h＞CK＞75 ℃/8 h＞65 ℃/8h＞65 ℃/6 h＞75 ℃/6 h。

表4 不同烘干溫度和時間處理下主成分得分和綜合排序情況Table 4 Principal component score and comprehensive ranking under different drying temperature and time combinations

3 討論

外觀是評價制干產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標之一。本研究探討了不同烘干溫度、時間對灰棗表面顏色的影響。研究顯示,隨著烘干溫度、時間的增加,灰棗果實的表皮顏色慢慢由明到暗,紅色褪去,黃色變深及皺縮現(xiàn)象明顯、褐變較嚴重。主要原因是在高溫干燥環(huán)境改變棗的表面顏色的過程中,棗的a*和b*的值嚴重下降。a*和b*值的變化被認為與紅棗表面葉綠素、類胡蘿卜素、花青素和一些酚類物質(zhì)的濃度有關(guān);這些色素很容易被熱氧化降解,從而影響棗的表面顏色,這與Liu等[11]、Sun等[12]和歐陽夢云等[13]的研究結(jié)果一致。內(nèi)部褐變與表皮顏色一樣,也是評價干制品優(yōu)良的重要指標之一。本研究結(jié)果顯示,灰棗表皮顏色和內(nèi)部的褐變情況對灰棗不同處理產(chǎn)生的影響一致,同時,為了表皮和內(nèi)部顏色的美觀,可以選擇低溫進行烘干,這與劉宇星[14]的研究結(jié)果一致。灰棗外觀飽滿程度會影響消費者購買意愿。灰棗果形指數(shù)越接近1 表示果實越飽滿,指數(shù)越大則果實呈現(xiàn)長倒卵形狀[15]。

灰棗在制干過程中,因為長期處于溫度較高且密閉的環(huán)境當中,會產(chǎn)生一系列的化學(xué)反應(yīng),最終會對灰棗的營養(yǎng)品質(zhì)產(chǎn)生一定的影響[16]。不同溫度、時間的烘干方式,使得灰棗的含糖量不斷增加,這是由于熱風(fēng)干燥技術(shù)會使灰棗糖分的轉(zhuǎn)換發(fā)生變化,從而促使可溶性糖含量不斷增加。這與丁勝華等[17]研究在熱風(fēng)干燥、自然晾干和微波干燥環(huán)境下對金絲小棗進行制干后,金絲小棗的含糖量會隨著溫度的升高而增加結(jié)論一致。與此同時,由于烘干溫度的增加,使灰棗長時間處于高溫環(huán)境中,使得美拉德反應(yīng)不斷加劇,產(chǎn)生大量有機酸和醋酸等,導(dǎo)致可滴定酸含量逐漸升高。值得注意的是,可滴定酸含量的增高也可能由于氨基酸內(nèi)部堿性基團減少造成的[18]。這一結(jié)論與廖雅萱等[7]的研究結(jié)果一致?？箟难崾且环N普遍存在果蔬當中的抗氧化劑,因此以抗壞血酸含量衡量灰棗的品質(zhì)好壞十分必要[19]。根據(jù)本研究結(jié)果可知,在不同烘干時間和溫度的梯度下,灰棗抗壞血酸含量降低的原因主要是因為抗壞血酸自身特性導(dǎo)致,其對熱量極其敏感,隨著烘干溫度和時間的增加,灰棗中的抗壞血酸就開始發(fā)生一定的降解,導(dǎo)致灰棗中營養(yǎng)成分的減少。這與Mrad 等[20]關(guān)于抗壞血酸降解的結(jié)論一致。

總酚和總黃酮含量都是評價灰棗內(nèi)在品質(zhì)的重要指標?；覘椩诓煌瑴囟?、時間的烘制過程中,抗氧化物質(zhì)的含量會適當?shù)販p少,本研究中烘干溫度、時間的變化促進酚類物質(zhì)發(fā)生一定的熱降解,是導(dǎo)致灰棗中酚類物質(zhì)含量降低的主要原因[21]。本研究結(jié)果表明,在65 ℃/6 h、65 ℃/8 h和75 ℃/6h、75℃/8 h時灰棗中多酚含量開始接近峰值,其原因可能是溫度持續(xù)升高,導(dǎo)致灰棗中的結(jié)合酚形成游離酚,最終使得灰棗中多酚含量隨著處理溫度、時間的升高而不斷增加。這與王慶衛(wèi)等[22]不同烘制處理紅棗中多酚含量的變化情況一致。功能性成分黃酮普遍存在果實中[23]。在本研究中,烘干后的灰棗黃酮含量均低于未烘干的灰棗,其原因可能是隨著烘干溫度、時間的增加,灰棗中黃酮對光、熱量較為敏感,發(fā)生了大量的降解。這與張娜等[24]的結(jié)論一致,即在對駿棗分別進行60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃的熱處理后,黃酮的含量呈現(xiàn)下降趨勢,也是因為黃酮對溫度的敏感度極高,導(dǎo)致含量呈現(xiàn)降低趨勢。

4 結(jié)論

研究對采后灰棗進行不同烘干時間和溫度的處理后,通過對果實外在和內(nèi)在品質(zhì)檢測,發(fā)現(xiàn)在45℃/4 h、45 ℃/6 h、55 ℃/4 h、55 ℃/ 6 h、65 ℃/4 h、65 ℃/6 h下灰棗的表皮顏色較亮、內(nèi)部褐變不明顯、感官評價得分較高、果實縱橫徑差異不大。同時,通過對內(nèi)在品質(zhì)分析表明,在65 ℃/6 h、65 ℃/8 h和75 ℃/6 h、75 ℃/8 h烘干條件下灰棗果實黃酮、總酚、可溶性糖、可滴定酸的含量較高,但65 ℃/8 h、75 ℃/6 h、75 ℃/8 h處理下表皮顏色、內(nèi)部褐變、感官評價、果形指數(shù)等指標表現(xiàn)較差。最后,通過外在和內(nèi)在品質(zhì)指標主成分分析綜合評價得出采后灰棗最佳烘干溫度和時間為45 ℃/4 h。