真空冷冻和热风干燥对蓝莓品质的影响

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)南京农业大学食品科技学院 作者:许晴晴

  研究真空冷冻干燥和热风干燥处理对蓝莓品质的影响。采用电阻法测定蓝莓的共晶点和共熔点,并绘制了蓝莓冻干曲线;从干燥后蓝莓的微观结构、复水比、色泽、质构、VC、总花色苷和总酚等指标比较真空冷冻和热风干燥蓝莓产品的品质。结果表明:蓝莓的共晶点为-33 ℃,共熔点为-30 ℃;真空冷冻干燥蓝莓复水性好,且果实中VC、总花色苷和总酚的含量分别为5.52 mg/100 g、1.55 mg/g和3.55 mg/g,显著高于热风干燥的产品。因此,真空冷冻干燥在保持蓝莓复水性、感官品质和活性成分等方面比热风干燥具有明显优势。

  蓝莓,学名越橘,属杜鹃花科(Ericaceae)越橘属(Vaccinium),富含维生素、花色素苷、细菌抑制因子、鞣花酸、类黄酮等药用保健物质,被誉为“浆果之王”,是一种集营养与保健于一身的蓝色浆果,被联合国粮食及农业组织列为人类五大健康食品之一。

  蓝莓果实除鲜销之外,一部分也用于加工成产品。目前,蓝莓加工品主要有果酒、饮料和果酱等。热风干燥和真空冷冻干燥技术是食品脱水常用的加工手段。真空冷冻干燥是指将物料冻结到共晶点温度以下,在真空状态下,通过升华除去物料中水分的一种干燥方法。冻干食品不仅能够保留新鲜食品原有的活性成分和色香味,还具有脱水彻底、复水快、质量轻、适合常温长期贮藏和运输等优点,真空技术网(http://www.chvacuum.com/)认为这是一种极具产业化前景的果蔬深加工技术。冻干食品在欧洲、美国、日本十分流行,美国、日本冻干食品比例达40%以上;我国的冻干食品工业虽起步较晚,近年来取得了一定进展,冻干食品主要有脱水大蒜、脱水洋葱、速溶咖啡等,而关于冻干蓝莓的产品和相关研究较少。本实验以蓝莓为原料,应用真空冷冻干燥技术对蓝莓进行处理,为评价该方法对干燥蓝莓产品品质的影响,选择热风干燥与其对比研究,旨在为该技术在蓝莓加工上的应用和产业化发展提供借鉴。

  1、材料与方法

  1.1、材料

  蓝莓,采自浙江安吉,“灿烂”品种,属兔眼系列。

  1.2、仪器与设备

  Labconco FreeZone冷冻干燥机 美国Labconco公司;DHG-9079A型电热恒温鼓风干燥箱 上海精宏实验设备有限公司;SBC-12 小型离子溅射仪 北京中科科仪技术发展有限公司;HB43-S卤素水分测定仪 梅特勒-托利多国际股份有限公司;TM3000扫描电子显微镜 日本日立公司;HYGRPLAB CR-400手持色差仪Konica Minolta公司;TA XT Plus型质构仪 英国SMS公司;GBC Cintra 20紫外-可见分光光度计 澳大利亚GBC公司;Thermo MR23i高速低温冷冻离心机 法国Jouan公司。

  1.3、方法

  1.3.1、共晶点和共熔点的测定

  采用电阻法测定,取成熟果实100 g去皮后打成纯浆放于烧杯中,将温度测定仪探头和万用表探头分别插在烧杯中部,测定温度范围为0~-40 ℃,将装置放在超低温冰箱内测定,电阻突变点的温度就是被测物料的共晶点和共熔点。

  1.3.2、干燥方法

  真空冷冻干燥:将蓝莓预先降温冷冻,放入冻干机真空室内进行干燥,真空度约为10 Pa,冷阱温度为-82 ℃,干燥至蓝莓最终含水量为(5±1)%。热风干燥:将新鲜的蓝莓均匀铺于托盘内,在干燥箱内烘干,烘箱温度设定为60 ℃,烘干时间约为16 h,烘干后蓝莓果实含水量为(5±1)%。

  1.3.3、指标测定

  1.3.3.1、含水量的测定

  采用HB43-S卤素水分测定仪测定,设定测定温度为105 ℃,方法编号为1530.02(苹果肉干模式)。

  1.3.3.2、微观结构电镜观察

  采用扫描电子显微镜进行蓝莓果肉组织微观结构的测定:取一小块样品,用石墨双面胶粘在样品台上,样品喷金后通过扫描电子显微镜扫描观察,拍照。

  1.3.3.3、复水比的测定

  参考徐明亮等[9]的方法。称取5 组样品,每组2 g,置于25 ℃恒温水浴锅中浸泡,浸泡时间为5、10、15、20、25 min,用滤纸吸干样品至表面基本无水,取出称质量,每样重复3 次。复水比由式(1)计算。复水比/(g/g)=m2/m1 (1)式中:m1为原干样质量/g;m2为复水后质量/g。

  1.3.3.4、色泽

  用手持色差仪测定蓝莓果肉的L*、a*和b*值。L*值表示亮度,值越大,亮度越大;a*值表示红色(+a*)和绿色(-a*)的程度;b*值表示黄色(+b*)和蓝色(-b*)的程度。

  1.3.3.5、质构的测定

  质构特性测试采用TA XT Plus型质构仪测定,选SMSP/6(直径6 mm的圆柱探头),测试模式为质构分析(texture profile analysis,TPA),参数设置为:测试前探头速率为2 mm/s,测试过程速率为0.5 mm/s,测试的压缩变形为15%,触发值为0.05 N。每一种处理选取10 个果实进行测定,根据力-位移曲线图可得到5 种表示果实质构状况的评价参数,分别为硬度、凝聚性、弹性、回复性、咀嚼性。

  1.3.3.6、VC含量的测定

  参考果蔬采后生理生化实验指导方法测定,VC含量单位为mg/100g。

  1.3.3.7、总花色苷含量的测定

  参考陈杭君等的方法,根据式(2)计算总花色苷含量。

  总花色苷含量/(mg/g)=(A/εL)×M×DF×V/m (2)式中:A为吸光度;ε为矢车菊素-3-葡萄糖苷的摩尔比吸收系数,29 600 L/(mol·cm);L为光程,1 cm;M为矢车菊素-3-葡萄糖苷分子的摩尔质量,449.2 g/mol;DF为稀释因子,取5;V为提取果肉需要的酸化乙醇体积,取20 mL;m为果肉质量,1 g。

  1.3.3.8、总酚含量的测定

  参考陈杭君等的方法,总酚含量单位为mg/g。

  1.4、数据统计

  用SigmaPlot软件作图,采用SPSS16.0进行差异显著性分析。

  3、结论

  本实验通过电阻法测得蓝莓的共晶点为-33 ℃,共熔点为-30 ℃,物料在降温和升温过程中电阻的变化曲线完全重合,所测物料的共晶点比共熔点低。由于本实验条件的限制,测定冷冻干燥曲线时,采用的真空冷冻干燥机没有隔热板,在升华干燥阶段和真空冷冻干燥阶段无法对需要干燥的蓝莓果实进行加热,各阶段的温度较低,在以后条件允许的情况下可进一步深入研究。

  实验结果显示,真空冷冻干燥和热风干燥产品中果实组织结构、复水性、活性成分等存在很大差异。本研究中发现真空冷冻干燥蓝莓果肉气孔多且结构疏松,热风干燥的蓝莓果肉气孔较少且组织结构致密。真空冷冻干燥蓝莓复水性良好,20 min复水结束,复水比为2.15 g/g;热风干燥的蓝莓复水性较差,结束时复水比为1.21 g/g。真空冷冻干燥对蓝莓的活性成分保持较好,干燥后的果实中VC、总花色苷、总酚含量分别为5.52 mg/100 g、1.55 mg/g和3.35 mg/g;而热风干燥蓝莓干中三者的含量分别为0.19 mg/100 g、0.08 mg/g和1.26 mg/g,真空冷冻干燥能保持蓝莓较高的活性成分。这些差异性为制备高品质蓝莓干燥产品及工业化生产提供了理论基础。

  冷冻干燥后的蓝莓很好地保持了蓝莓的色、香、味,而且色泽亮丽,口感酥脆,具有浓郁的蓝莓风味,酸甜可口,既可作为成品食用,又可复水后进一步加工,因此冻干蓝莓有着广阔的市场前景。

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