張麗 薛妍君 鄧金花等
摘要:以野生薺菜為材料,研究不同真空干燥溫度對野生薺菜品質(zhì)的影響。本試驗(yàn)采用50、60、70、80、90 ℃真空干燥薺菜,對不同真空溫度干燥的薺菜進(jìn)行干燥特性和品質(zhì)分析表明,真空干燥溫度是影響真空干燥過程的主要因素,50~60 ℃干制產(chǎn)品由于干燥時間長,薺菜表面開始褐變,并卷曲皺縮,營養(yǎng)價值和感官特性都隨之下降。70 ℃和80 ℃真空干燥效率較高,干燥時間少于其他組,對薺菜破壞作用最小,均能較好地保持產(chǎn)品的感官品質(zhì), 各感官指標(biāo)與薺菜鮮樣差異最小,葉綠素和維生素C保留率較高,但是80 ℃真空干制品的復(fù)水比高于其他組,水分原地蒸發(fā)形成的多孔通道也使產(chǎn)品的復(fù)水性和咀嚼性明顯優(yōu)于其他溫度干燥的產(chǎn)品。綜上所述,在本試驗(yàn)條件下,樣品載樣量50 g,真空度為0.1 MPa,干燥溫度為80 ℃,干燥140 min獲得的薺菜干制品具有較好的營養(yǎng)品質(zhì)和感官品質(zhì),這為后期薺菜干制工藝的開發(fā)提供了良好的研究基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞:真空干燥;野生薺菜;品質(zhì);失水;干制工藝;復(fù)水性
中圖分類號: S647.09;TS255.3文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A文章編號:1002-1302(2015)11-0337-03
收稿日期:2014-12-24
基金項(xiàng)目:江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金[編號:CX(13)5076]。
作者簡介:張麗(1986—),女,博士,助理研究員,研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品保鮮加工及質(zhì)量控制。E-mail:slim188@126.com。
通信作者:郁志芳,博士,教授,研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品保鮮加工及質(zhì)量控制。E-mail:yuzhifang@njauedu.cn。近年來,隨著國民生活水平提升和健康意識的增強(qiáng),消費(fèi)結(jié)構(gòu)也隨之改變,在蔬菜上表現(xiàn)為消費(fèi)品種多元化,尤其對有保健功效的野生蔬菜的需求量不斷增加,要求也逐步提高。薺菜氣味清香甘甜,味道鮮美至極,被譽(yù)為“野菜之上品” [1]。但是薺菜生長受季節(jié)性限制明顯,且采摘期和貯藏期較短,食用價值被大大降低,經(jīng)濟(jì)效益也得不到充分發(fā)揮[2]。
脫水干制是延長薺菜貨架期的有效途徑。真空干燥具有傳熱均勻、干燥溫度低、水分易于去除等優(yōu)點(diǎn),是生產(chǎn)高品質(zhì)產(chǎn)品的常用技術(shù)[3]。申江等在對菠菜[4]、胡蘿卜[5]等蔬菜的干制試驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn),真空干燥產(chǎn)品質(zhì)地疏松、色澤保存好、復(fù)水比高。李瑜等的研究研究表明真空干燥比熱風(fēng)干燥更利于保留蒜片的特征化合物硫代亞磺酸酯[6]。劉云宏等在以金銀花為原料研究發(fā)現(xiàn),干燥時間與加熱溫度呈負(fù)相關(guān),干燥溫度越高,物料達(dá)到恒質(zhì)量所需的時間越短[7]。
筆者前期研究了熱風(fēng)干燥、微波干燥和真空冷凍干燥對薺菜感官品質(zhì)、營養(yǎng)品質(zhì)和風(fēng)味的影響,并確定了適合各自工藝的加工條件和時間(研究結(jié)果待發(fā)表)。前期研究表明,薺菜經(jīng)不同干燥工藝處理后,其失水特性、營養(yǎng)物質(zhì)的保留率、感官特性、復(fù)水性及香氣成分的保留率存在較大差異,如熱風(fēng)干燥產(chǎn)品的感官品質(zhì)及復(fù)水性較差,但有較濃郁的烘烤香氣;微波干燥時間短,但是瞬時高溫對組織結(jié)構(gòu)的破壞力較大,營養(yǎng)成分和芳香物質(zhì)大量流失;真空冷凍干燥獲得的薺菜產(chǎn)品感官特性和復(fù)水性最好,營養(yǎng)成分的保留率也最高,但干燥時間長,能耗大。本試驗(yàn)通過研究不同真空干燥溫度對薺菜品質(zhì)的影響,為尋找薺菜最佳干燥工藝,提高薺菜干制品質(zhì)量,提高薺菜綜合利用效率提供理論基礎(chǔ)。
1材料與方法
1.1原料
薺菜采自南京郊外,挑選成熟度一致、無機(jī)械損傷且無病蟲害的薺菜作為試驗(yàn)材料,經(jīng)除雜、清洗,剪除根部后瀝干水分備用;無水乙醇、丙酮、濃硫酸、冰醋酸、四水合鉬酸銨、偏磷酸、二水合草酸、乙二胺四乙酸二鈉等均為分析純,購自國藥集團(tuán)。
1.2主要儀器設(shè)備
DZF-6000真空干燥箱,上海和呈儀器制造有限公司;FW100型萬能粉碎機(jī),天津市泰斯特儀器有限公司;HH-6型數(shù)顯恒溫水浴鍋,國華電器有限公司;DJ300型精密電子天平,上海精密科學(xué)儀器有限公司;GL-20G-Ⅱ型高速離心機(jī),上海安亭科學(xué)儀器廠;XW-80A微型漩渦混合儀,上海滬西分析儀器;UV-2802型紫外-可見分光光度計,尤尼柯(上海)儀器有限公司。
1.3試驗(yàn)方法
1.3.1真空干燥將準(zhǔn)備好的薺菜樣品分成5份,每份50 g,均勻平攤于托盤中,置于50、60、70、80、90 ℃的真空干燥箱中,使真空度迅速達(dá)到0.1 MPa,開始計時。每20 min取樣稱質(zhì)量至樣品恒質(zhì)量。
1.3.2含水量測定采用干燥稱質(zhì)量法。隨機(jī)取樣于 105 ℃ 烘箱中干燥,得絕干物料含水率,t時刻含水率(Wt)由式(1)計算[8]。
Wt= (mt-mg)/mt。(1)
式中:mt為脫水t時刻的質(zhì)量,g;mg為干物質(zhì)的質(zhì)量,g。
1.3.3葉綠素含量測定稱取薺菜0.5 g,剪碎置于研缽,加入丙酮 ∶乙醇為2 ∶1的提取液研磨勻漿,用濾紙過濾并用上述提取液定容至25mL,得待測液。分別在波長645、652、663 nm 處測定吸光度。根據(jù)Lambert-Beer定律[9]計算葉綠素含量。
1.3.4維生素C含量測定維生素C含量采用鉬藍(lán)比色分光光度法[10]測定。
1.3.5復(fù)水性測定取薺菜干樣5.0 g置于1 000 mL燒杯中,加500 mL蒸餾水,80 ℃恒溫水浴,每5 min取樣,用濾紙吸干樣品表面水分,并稱質(zhì)量。測量并記錄前40 min相關(guān)數(shù)據(jù)。復(fù)水比(R)由式(2)計算[11]。
R(g/g)=m2/m1。(2)
式中:m1為原干樣質(zhì)量,g;m2為復(fù)水后質(zhì)量,g。
1.3.6感官品質(zhì)評定薺菜干燥后經(jīng)冷卻及時進(jìn)行感官評價,評定標(biāo)準(zhǔn)見表1[12]。表1干燥薺菜感官評定標(biāo)準(zhǔn)
參數(shù)評分等級5分4分3分2分1分色澤鮮綠,無褐變翠綠,輕微褐變綠色,中等褐變黃綠,較嚴(yán)重褐變黃褐色,嚴(yán)重褐變形態(tài)不變輕微干裂或皺縮干裂或皺縮干裂或皺縮較多嚴(yán)重干裂皺縮香氣濃郁植物香氣植物香氣較濃郁香氣較淡無香氣出現(xiàn)不良?xì)馕督M織狀態(tài)
莖葉平整,組織松脆,有彈性莖葉平整,組織較脆,彈性較好莖葉輕度卷曲,微硬,較小彈性莖葉中度卷曲,硬度較大,粗糙,基本無彈性莖葉嚴(yán)重卷曲、結(jié)團(tuán),生硬粗糙,無彈性注:總分20,質(zhì)量等級為:大于15分,很好;15~10分,一般;小于10分,差。
1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計
采用Excel 2007、SPSS 18.0軟件對數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計處理及顯著性分析。
2結(jié)果與分析
2.1不同真空溫度下薺菜的失水曲線
真空條件下水分氣化溫度低,因而除去等量水分真空干燥所需要的能量較熱風(fēng)干燥少,時間也會相應(yīng)縮短;但實(shí)際上,由于真空干燥室內(nèi)傳熱主要以熱傳導(dǎo)為主,對流傳熱幾乎不存在,因此,干燥所需時間仍較長。由圖1可見,薺菜在真空干燥條件下的失水過程分為升速、恒速和降速3個階段,且以恒速和降速干燥為主。產(chǎn)品的失水速率與干燥溫度顯著相關(guān),溫度越高,失水速率越快,終產(chǎn)品水含量越低。其中,90 ℃真空干燥速度最快,產(chǎn)品達(dá)到恒質(zhì)量所需要的時間僅為70 min,終產(chǎn)品水含量4.40%,50 ℃最慢,干燥時間和終產(chǎn)品含水量依次為240 min和7.00%。80 ℃和70 ℃真空干燥失水效率無顯著差異(P>0.05),且較60 ℃干燥所需時間短,終產(chǎn)品水含量低。真空干燥利用真空系統(tǒng)維持干燥室真空狀態(tài),同時對待干物料加熱,使物料內(nèi)部水分在內(nèi)外壓差的推動下擴(kuò)散至表面,進(jìn)而被真空泵抽走[13]。真空狀態(tài)下,水分氣化溫度降低,理論上來說,相同干燥溫度下,真空干燥速度應(yīng)大于熱風(fēng)干燥速度。但實(shí)際上,由于真空干燥傳熱以熱傳導(dǎo)為主,對流傳熱幾乎不存在,因此,干燥所需時間仍較長。
2.2不同真空溫度對薺菜葉綠素、維生素C含量的影響
葉綠素和維生素C是評價薺菜營養(yǎng)品質(zhì)的重要指標(biāo)。由圖2可見,隨著干燥時間的延長,薺菜中葉綠素和維生素C含量呈下降趨勢,且干燥時間越長、干燥溫度越高,下降幅度越明顯。薺菜經(jīng)真空90 ℃高溫處理,其葉綠素保留率為薺菜鮮樣的58.99%,維生素C保留率僅為鮮樣的53.03%。50 ℃和60 ℃處理組前期營養(yǎng)成分損失率較高溫處理組低,但物料在此溫度下失水速率慢,干燥時間很長,這加劇了薺菜中不穩(wěn)定化合物的氧化分解作用,因此其產(chǎn)品葉綠素和維生素C含量也不高。70 ℃和80 ℃真空干燥產(chǎn)品葉綠素、維生素C保留率介于90 ℃和50 ℃產(chǎn)品之間,且差異不明顯(P>
0.05)。其葉綠素保留率分別為75.35%、73.98%;維生素C保留率分別為77.47%和75.92%。
2.3不同真空溫度下薺菜感官品質(zhì)比較
表2列出了薺菜經(jīng)不同真空溫度處理后的感官得分。通過比較可知:真空干燥有效緩解了薺菜在失水過程中發(fā)生的褐變、皺縮、表面硬化等不良變化,較好地保持了產(chǎn)品原有的色澤、香氣和組織狀態(tài)。就不同干燥溫度對產(chǎn)品感官品質(zhì)影響而言,真空50 ℃干制品發(fā)生輕微皺縮結(jié)團(tuán)現(xiàn)象,得分偏低,產(chǎn)品評定等級為“一般”;70、80 ℃處理組各感官指標(biāo)與薺菜鮮樣差異最小,感官得分最高,產(chǎn)品評定等級為“很好”;60 ℃和90 ℃產(chǎn)品感官品質(zhì)介于以上兩者之間。真空干燥過程受干燥溫度主導(dǎo),物料受熱溫度越高,營養(yǎng)物質(zhì)流失越嚴(yán)重,真空干燥過程為高真空環(huán)境,低氧甚至無氧條件有效降低了食品中不穩(wěn)定物質(zhì)的褐變及氧化,因此,適當(dāng)提高真空干燥溫度不會對產(chǎn)品品質(zhì)造成不利影響[14-15]。
2.4不同真空溫度薺菜復(fù)水性比較
由圖3可見,真空干燥溫度對終產(chǎn)品前期復(fù)水速率有顯著影響。在復(fù)水0~5 min內(nèi),80 ℃干制品復(fù)水速率最快,復(fù)水比最高,為4.674,90 ℃產(chǎn)品復(fù)水比最小,僅為3.962。這可能與高溫導(dǎo)致產(chǎn)品組織結(jié)構(gòu)破壞有關(guān)。隨著復(fù)水時間的延長、產(chǎn)品復(fù)水程度的升高,各產(chǎn)品復(fù)水比逐漸增大,復(fù)水25~30 min左右,產(chǎn)品水含量達(dá)到飽和,復(fù)水過程結(jié)束。除90 ℃外,相鄰溫度真空處理組干制品復(fù)水性差異不大,終產(chǎn)品復(fù)水比集中在5.35~5.44之間,90 ℃處理組復(fù)水比為5.30,略低于50 ℃干制產(chǎn)品。80 ℃真空干燥水分原地蒸發(fā)形成的多孔通道也使產(chǎn)品的復(fù)水性和咀嚼性明顯優(yōu)于其他溫度干燥的產(chǎn)品。
3結(jié)論
本試驗(yàn)采用50、60、70、80、90 ℃真空干燥薺菜,對不同真空溫度干燥的薺菜進(jìn)行干燥特性和品質(zhì)分析表明,真空干燥溫度是影響真空干燥過程的主要因素,50~60 ℃干制產(chǎn)品由于干燥時間長,薺菜表面開始褐變,并卷曲皺縮,營養(yǎng)價值和感官特性都隨之下降。70 ℃和80 ℃真空干燥效率較高,干燥時間少于其他組,對薺菜破壞作用最小,均能較好地保持產(chǎn)品的感官品質(zhì), 各感官指標(biāo)與薺菜鮮樣差異最小,葉綠素和維生素C保留率較高,但是80 ℃真空干制品的復(fù)水比高于其他組,水分原地蒸發(fā)形成的多孔通道也使產(chǎn)品的復(fù)水性和咀嚼性明顯優(yōu)于其他溫度干燥的產(chǎn)品。綜上所述,在本試驗(yàn)條件下,樣品載樣量50 g,真空度為0.1 MPa,干燥溫度為 80 ℃,干燥140 min獲得的薺菜干制品具有較好的營養(yǎng)品質(zhì)和感官品質(zhì),這為后期薺菜干制工藝的開發(fā)提供了良好的研究基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn):
[1]Cui H L,Li X J,Wang G Q,et al. Acetolactate synthase proline (197) mutations confer tribenuron-methyl resistance in Capsella bursa-pastoris populations from China[J]. Pesticide Biochemistry and Physiology, 2012, 102(3): 229-232.
[2]張艷芬,姜麗,蔣娟,等. 包裝方式對冷藏薺菜的保鮮效果[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報,2010,26(5):1118-1120.
[3]張玉先,劉云宏,苗帥,等. 地黃真空干燥實(shí)驗(yàn)研究[J]. 食品工業(yè)科技,2014,35,(24):290-293.
[4]申江,張現(xiàn)紅,胡開永. 菠菜低溫真空干燥實(shí)驗(yàn)研究[J]. 食品工業(yè)科技,2014,35(5):269-272.
[5]申江,李帥,齊含飛. 低溫真空干燥對胡蘿卜品質(zhì)的影響[J]. 制冷學(xué)報,2012,33(2):64-67.
[6]李瑜,許時嬰. 蒜片熱風(fēng)和真空干燥工藝研究[J]. 食品科學(xué),2008,29(10):168-170.
[7]劉云宏,朱文學(xué),劉建學(xué). 金銀花真空干燥工藝優(yōu)化[J]. 食品科學(xué),2011,32(10):75-78.
[8]畢金峰,于靜靜,丁媛媛,等. 固相微萃取GC-MS法測定不同干燥方式下棗產(chǎn)品的芳香成分[J]. 現(xiàn)代食品科技,2011,27(3):354-360, 365.
[9]Zude-Sasse M,Truppel I,Herold B. An approach to non-destructive apple fruit chlorophyll determination[J]. Postharvest Biology and Technology, 2002, 25(2): 123-133.
[10]Dai X M,Luo H B,Jiang L,et al. Efficacy of different sanitizing agents and their combination on microbe population and quality of fresh-cut Chinese chives[J]. Journal of Food Science, 2012, 77(7): M348-M353.
[11]徐曉飛,向瑩,張小爽,等. 不同干燥方式對香菇品質(zhì)的影響[J]. 食品工業(yè)科技,2012,33(17):259-262.
[12]徐明亮,周祥,蔡金龍,等. 不同干燥方法對海蘆筍干品品質(zhì)的影響[J]. 食品科學(xué),2010,31(11):64-68.
[13]徐成海,張志軍,張世偉,等. 真空干燥現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢分析[J]. 干燥技術(shù)與設(shè)備,2009,7(5):207-213.
[14]藍(lán)浩,周國燕. 果蔬冷凍聯(lián)合干燥技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2013,41(2):214-217.
[15]張江. 果蔬真空干燥實(shí)驗(yàn)研究以及設(shè)備開發(fā)[D]. 西安:陜西科技大學(xué),2014.袁曉晴,李磊,劉紅梅. 超聲波輔助提取癩葡萄總黃酮工藝的優(yōu)化[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué),2015,43(11:340-343.