張茜,耿智化,張文凱,裴昱鵬,王寧,楊旭海*
1. 石河子大學(xué)機(jī)械電氣工程學(xué)院(石河子 832001);2. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院(北京 100083);3. 石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院(石河子 832001)
辣椒為一年或有限多年生草本植物,屬茄科辣椒屬。辣椒種類很多,多用來(lái)食用或提取紅色素、辣椒堿等物質(zhì),據(jù)統(tǒng)計(jì)目前中國(guó)辣椒種植面積約2 000萬(wàn)hm2,產(chǎn)量達(dá)4 000萬(wàn) t,是居全球之首的辣椒生產(chǎn)、消費(fèi)大國(guó)。
新鮮辣椒因其獨(dú)特刺激的口味和鮮艷的顏色受到消費(fèi)者喜愛(ài),但由于辣椒在收獲時(shí)水分多(60%~ 85%),易腐爛,對(duì)微生物非常敏感,即使在冷藏條件下,其保質(zhì)期、貨架期也很短,不易貯藏[1],因而干制辣椒是北方居民冬天不可缺少的食材之一。辣椒干燥方式多種多樣,但各種干燥方法不可避免地出現(xiàn)干燥過(guò)程中顏色的褐變,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失,因此采用合適的預(yù)處理方式,避免辣椒干燥過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失是研究辣椒干燥的重要一步。
干燥前預(yù)處理就是在辣椒干制前對(duì)其進(jìn)行一定的加工處理,如化學(xué)試劑浸泡、熱水燙漂、加壓處理等,通過(guò)一系列預(yù)先處理,達(dá)到防止抗氧化物質(zhì)在干燥過(guò)程中氧化,鈍化辣椒中的促褐變酶,保持辣椒原有色澤,提高干燥速率,縮短干燥時(shí)間等作用。
現(xiàn)階段辣椒干燥之前的預(yù)處理方式主要有化學(xué)試劑浸泡預(yù)處理、物理壓力脈動(dòng)預(yù)處理、扎洞預(yù)處理,以及目前研究較多的燙漂預(yù)處理、冷離子沖擊預(yù)處理、氣體射流沖擊預(yù)處理等。
化學(xué)預(yù)處理就是采用在辣椒干燥之前對(duì)其進(jìn)行不同化學(xué)溶液、不同濃度浸泡的方式,使細(xì)胞脫水,同時(shí)達(dá)到腐蝕辣椒表面蠟質(zhì)層,破壞相鄰細(xì)胞間果膠的目的,進(jìn)而促進(jìn)水分遷移,達(dá)到促進(jìn)干燥過(guò)程推進(jìn)的效果。
Ibrahim等[2]采用不同濃度油酸乙酯堿性乳劑(AEEO)對(duì)干燥前的辣椒進(jìn)行預(yù)處理,發(fā)現(xiàn)辣椒在經(jīng)過(guò)預(yù)處理后能夠有效縮短干燥時(shí)間(與未處理組對(duì)比縮短7 h),獲得顏色更好的干制辣椒。研究發(fā)現(xiàn)2% AEEO和5% K2CO3是效果最好的預(yù)處理液。Ergüne?等[3]研究發(fā)現(xiàn)2%油酸乙酯、2% NaOH和4% K2CO3混合溶液用于辣椒干燥前預(yù)處理,能顯著提高干燥速率同時(shí)改善干燥后辣椒的色澤,在相同干燥時(shí)間下(10 h)失重率較未處理組高32.9%。
化學(xué)溶劑預(yù)處理會(huì)改變物料所處的pH環(huán)境,進(jìn)而抑制氧化酶活性,防止酶促褐變反應(yīng),保護(hù)產(chǎn)品色澤[4]。Sharma等[5]研究不同預(yù)處理方式(熱水燙漂預(yù)處理、亞硫酸鹽浸泡預(yù)處理、檸檬酸浸泡預(yù)處理)對(duì)辣椒進(jìn)行干燥前處理,研究發(fā)現(xiàn)熱水燙漂3 min聯(lián)合0.50%亞硫酸鹽和0.20%檸檬酸浸泡預(yù)處理方式能夠有效縮短干燥時(shí)間并保持干燥后辣椒色澤的穩(wěn)定性。Falade等[6]通過(guò)采用不同濃度蔗糖溶液進(jìn)行干燥前預(yù)處理,研究發(fā)現(xiàn)滲透預(yù)處理可降低辣椒干燥前的初始含水率,但過(guò)高濃度的滲透預(yù)處理后干燥速率反而更低,與未處理相比,滲透處理的辣椒干燥速率和有效水分?jǐn)U散系數(shù)較低,但對(duì)于辣椒顏色的研究發(fā)現(xiàn)滲透預(yù)處理和干燥溫度對(duì)干燥速率都有顯著性影響。
盡管采用化學(xué)溶劑浸泡處理可以加快辣椒干燥速率、減少干燥時(shí)間并改善產(chǎn)品品質(zhì),但該方法易造成化學(xué)殘留,引發(fā)食品安全問(wèn)題,與當(dāng)前的綠色環(huán)保消費(fèi)趨勢(shì)背道而馳。
打孔預(yù)處理就是在辣椒干燥前對(duì)其表面進(jìn)行扎洞處理,通過(guò)扎洞處理可使辣椒內(nèi)部腔體和外界連通[7],內(nèi)表面水分蒸發(fā)后可以直接從孔洞中逸出,進(jìn)而達(dá)到縮短干燥時(shí)間的效果。
Arora等[8]對(duì)紅辣椒進(jìn)行打孔預(yù)處理,發(fā)現(xiàn)在45~ 65 ℃熱風(fēng)干燥條件下,打孔干燥的辣椒干燥時(shí)間相對(duì)于未打孔組干燥時(shí)間縮短12%~48%。Yong等[9]研究發(fā)現(xiàn),扎孔預(yù)處理能顯著提高辣椒干燥速率,且干燥時(shí)間與孔徑大小密切相關(guān),孔徑1和2.5 mm的辣椒樣品干燥速率分別比未處理組提高29%和38%。張茜等[7]研究扎洞預(yù)處理對(duì)辣椒干燥的影響,通過(guò)對(duì)辣椒表面每1 cm2采取扎1個(gè)直徑大小1 mm洞的預(yù)處理方式,可顯著提高干燥速率,和未處理辣椒相比干燥時(shí)間縮短30.8%(60 ℃),和90 ℃熱水燙漂及110 ℃過(guò)熱蒸汽燙漂相比干燥時(shí)間縮短25%,研究還發(fā)現(xiàn)采用扎洞預(yù)處理可減少干燥后的辣椒紅色素的損失,減少辣椒干燥過(guò)程中褐變現(xiàn)象的發(fā)生。
扎洞預(yù)處理相對(duì)于化學(xué)溶液浸泡預(yù)處理可以減少有效化學(xué)物質(zhì)的殘留,能很好代替化學(xué)溶液預(yù)處理,但扎洞處理會(huì)破壞辣椒自身結(jié)構(gòu),導(dǎo)致部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流失因而實(shí)際應(yīng)用價(jià)值不大。
壓力預(yù)處理就是在辣椒干燥前對(duì)其進(jìn)行一定加壓處理,通過(guò)一定壓力處理影響分子和分子間的非共價(jià)作用力[10],產(chǎn)生一定氧化抑制劑,抑制辣椒中相關(guān)物質(zhì)的氧化[11]。
Castro等[12]對(duì)干燥前的辣椒進(jìn)行100和200 MPa壓力預(yù)處理,以及70,80和98 ℃熱水燙漂預(yù)處理,發(fā)現(xiàn)壓力預(yù)處理可以增加辣椒中的抗壞血酸和可溶性蛋白的含量,兩種預(yù)處理方式(壓力和熱水燙漂)后的辣椒中多酚氧化酶(PPO)含量相似,而果膠酶隨著燙漂時(shí)間的增加活性下降,但壓力預(yù)處理方式使其略有增加,不過(guò)相對(duì)于熱水燙漂,壓力預(yù)處理得到的干制辣椒質(zhì)地更好,品質(zhì)優(yōu)于熱水燙漂后的辣椒。Castro等[13]研究熱水燙漂和壓力預(yù)處理對(duì)可溶性蛋白、PPO、抗壞血酸及辣椒硬度的影響,發(fā)現(xiàn)壓力預(yù)處理后的辣椒中可溶性蛋白隨著壓力升高呈上升趨勢(shì),同時(shí)提高干燥后辣椒中的抗壞血酸含量,得出熱水燙漂和壓力預(yù)處理均能使辣椒保持較好的硬度。
經(jīng)壓力處理的辣椒表現(xiàn)出較好的質(zhì)量參數(shù),表明可使用壓力預(yù)處理代替?zhèn)鹘y(tǒng)的熱水燙漂,但對(duì)于高壓的壓力范圍還需要在進(jìn)一步的研究中測(cè)試判斷,同時(shí)還需要就壓力處理是否能在降低微生物負(fù)荷和酶活性的同時(shí),還能比燙漂后的辣椒獲得更好的營(yíng)養(yǎng)和質(zhì)地特性做進(jìn)一步研究。
燙漂預(yù)處理在食品加工等行業(yè)中具有廣泛應(yīng)用,燙漂作用很多,如燙漂能通過(guò)鈍化POD和PPO酶,減少酶促褐變,起到護(hù)色作用;燙漂可以排除果蔬組織中阻礙傳熱傳質(zhì)的微氣泡,增加果蔬組織透性,提高干燥速率的效果;燙漂可以清除果蔬中農(nóng)藥等有害物質(zhì)的殘留,同時(shí)還能殺死蟲(chóng)卵等不利于人體健康的物質(zhì),保證食品安全;燙漂能提高果蔬脫水率,有效提高產(chǎn)品質(zhì)量和保質(zhì)期;燙漂能夠促進(jìn)活性物質(zhì)的萃取,提高活性物質(zhì)萃取效率;燙漂有助于果蔬剝皮,有效提高產(chǎn)品去皮效率等[14]。燙漂方法眾多,有傳統(tǒng)的熱水燙漂、蒸汽燙漂,也有運(yùn)用紅外技術(shù)和微波技術(shù)進(jìn)行燙漂預(yù)處理。
1.4.1 熱水燙漂
熱水燙漂是目前商業(yè)上最常用的燙漂方法,將辣椒等果蔬放入60~100 ℃水中處理3~5 min,其具有操作簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn),但燙漂過(guò)程中,水溶性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),如維生素、香料、礦物質(zhì)、碳水化合物、糖類、蛋白質(zhì)等,可從植物組織滲透到沸水中[15],造成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失,同時(shí)廢水難以處理,造成水體富營(yíng)養(yǎng)化。
Wang等[16]研究發(fā)現(xiàn)熱水燙漂能夠減少辣椒新鮮質(zhì)量,降低PPO和過(guò)氧化物酶(POD)活性,同時(shí)發(fā)現(xiàn)燙漂時(shí)間對(duì)質(zhì)量減少和2種酶活性降低的影響優(yōu)于燙漂溫度,同時(shí)對(duì)比不同燙漂方式發(fā)現(xiàn)熱水燙漂會(huì)使辣椒中紅色素、抗壞血酸含量及抗氧化活性顯著降低。
Salas-tovar等[17]通過(guò)對(duì)墨西哥辣椒進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)熱水燙漂雖然能夠延長(zhǎng)辣椒的保質(zhì)期,但同時(shí)也會(huì)對(duì)辣椒色澤、品質(zhì)和生物結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。為減少由燙漂產(chǎn)生的辣椒質(zhì)地和顏色的變化,提高果膠甲基酯酶活性,采用超聲輔助真空處理的方式減少燙漂帶來(lái)的影響。Castro等[12]對(duì)干燥前的辣椒進(jìn)行70,80和98 ℃熱水燙漂預(yù)處理,發(fā)現(xiàn)果膠酶隨著熱水燙漂時(shí)間的增加活性逐漸下降,多酚氧化酶酶活性隨著溫度和處理時(shí)間的變化而變化,同時(shí)發(fā)現(xiàn)熱水燙漂預(yù)處理對(duì)腸桿菌科菌群的減少具有一定效果。
熱水燙漂設(shè)備投資小、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便,但該方法處理溫度高、時(shí)間長(zhǎng)、熱敏性物質(zhì)損失嚴(yán)重。如經(jīng)熱水燙漂處理后的辣椒,干燥后其辣椒素含量降低21.7%~28.3%,顯著高于未處理組(6.5%)[18]。此外,熱水燙漂易造成維生素和礦物質(zhì)等水溶性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流失,且燙漂后的廢液處理也是一個(gè)棘手的問(wèn)題,處理成本高。相對(duì)熱水燙漂而言,蒸汽燙漂能有效解決傳統(tǒng)熱水燙漂所造成的營(yíng)養(yǎng)流失和燙漂后的廢液污染問(wèn)題。但傳統(tǒng)蒸汽燙漂傳熱系數(shù)不高,燙漂效率較低;同時(shí),物料在燙漂初期易出現(xiàn)冷凝,引起燙漂不均勻的現(xiàn)象[19]。
1.4.2 歐姆燙漂
歐姆燙漂就是將物料作為一段導(dǎo)體接入電路,物料本身具有一定電阻,利用導(dǎo)電時(shí)產(chǎn)生的熱量來(lái)加熱物料自身,其中釋放的熱量與電流的平方呈正比[20]。研究表明歐姆燙漂能夠有效減少可溶性固形物在燙漂過(guò)程中的滲出,同時(shí)還能縮短燙漂時(shí)間,提高燙漂效率,保證產(chǎn)品質(zhì)量和色澤[21]。
Gomes等[21]、Icier等[22]、Guida等[23]、Brochier等[24]對(duì)南瓜、豌豆泥、朝鮮薊頭和甘蔗汁進(jìn)行歐姆燙漂預(yù)處理,發(fā)現(xiàn)歐姆燙漂具有熱水燙漂的性質(zhì),能有效鈍化PPO、POD的活性,防止褐變的發(fā)生。Cho等[25]研究歐姆燙漂對(duì)辣椒醬的殺菌作用,發(fā)現(xiàn)采用石墨烯三對(duì)電極,電壓控制在50~100 V,電流小于20 A時(shí)對(duì)辣椒醬的殺菌效果最好。
歐姆燙漂和熱水燙漂相比加熱更快速、更均勻[26],同時(shí)對(duì)物料損傷小,有效保證產(chǎn)品色澤,但加熱溫度和速度不好控制,設(shè)備投入成本高,對(duì)電極的要求也相對(duì)較高,在加熱過(guò)程中在電極上會(huì)產(chǎn)生氧氣,進(jìn)而促進(jìn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的氧化,由于辣椒形狀不規(guī)則,因而采用歐姆燙漂對(duì)新鮮辣椒進(jìn)行預(yù)處理還鮮有相關(guān)報(bào)道。
1.4.3 紅外燙漂
紅外線屬于電磁波一種,其本身具有一定能量,可通過(guò)輻射實(shí)現(xiàn)能量的傳遞[27],當(dāng)紅外線照射到物料上時(shí)會(huì)出現(xiàn)穿透、吸收和反射現(xiàn)象,通過(guò)能量的傳遞使物料加熱達(dá)到燙漂效果,同時(shí)紅外燙漂可利用紅外的能量滅活果蔬中的酶,去除一定水分[28]。
Jeevitha等[29]研究發(fā)現(xiàn)紅外燙漂會(huì)使新鮮辣椒中水分造成流失,但纖維素、蛋白質(zhì)和碳水化合物,抗壞血酸及胡蘿卜素含量不會(huì)因紅外燙漂而產(chǎn)生影響。Wang等[16]研究發(fā)現(xiàn)紅外燙漂具有熱水燙漂同樣的滅酶作用,同時(shí)效果更好,處理時(shí)間更短,但相對(duì)于熱水燙漂,辣椒中的紅色物質(zhì)、抗壞血酸保留得卻更多,干制辣椒的抗氧化能力也更強(qiáng)。研究表明隨著紅外功率和處理時(shí)間增加,新鮮辣椒中的水分減少得也越來(lái)越多,紅色素和抗壞血酸含量減少。
紅外燙漂除了具有能源利用率高、加工時(shí)間短、容易與對(duì)流、導(dǎo)電、微波加熱等相結(jié)合的好處外,還具有將傳統(tǒng)的熱燙、干燥工藝結(jié)合成單一工藝步驟的優(yōu)點(diǎn),但紅外穿透深度低,易造成燙漂處理不均勻,顏色發(fā)生改變等結(jié)果。
1.4.4 微波燙漂
微波也是電磁波一種,但波長(zhǎng)較短,頻率極高,將微波能量轉(zhuǎn)化為物料熱能,從而加熱物料或是通過(guò)物質(zhì)中極性分子和離子的相互作用使物料加熱。
Dorantes-alvarez等[30]研究發(fā)現(xiàn)微波燙漂辣椒具有滅酶作用,同時(shí)促進(jìn)酚類化合物形成,提高辣椒的抗氧化活性作用。
Wang等[16]通過(guò)比較不同燙漂方式(熱水燙漂、微波燙漂、紅外燙漂、高溫高濕氣體射流沖擊燙漂)對(duì)辣椒質(zhì)量減少,酶活性(PPO、POD),抗氧化活性及紅色素含量的差別,發(fā)現(xiàn)微波燙漂能夠很好地保留辣椒中的抗壞血酸和紅色物質(zhì),但微波功率過(guò)高也會(huì)降低其紅色物質(zhì)和抗壞血酸含量,隨著功率的提高,辣椒的抗氧化能力提高,這可能與辣椒細(xì)胞壁被破壞,促進(jìn)抗氧化劑和酚類化合物的釋放有關(guān)。
微波燙漂可有效抑制辣椒中PPO和POD等酶促褐變的相關(guān)酶類,防止褐變的發(fā)生,同時(shí)還能避免營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和紅色素等需要物質(zhì)的損失,具有加熱時(shí)間短、速度快、效率高等優(yōu)勢(shì),但在微波燙漂過(guò)程中,辣椒中水分可能蒸發(fā),高強(qiáng)度微波功率可引起細(xì)胞的折疊和產(chǎn)物微觀結(jié)構(gòu)的破壞,同時(shí)微波燙漂也對(duì)物料要求較高,大塊不規(guī)則不均勻物料易造成加熱不均勻,溫度難以控制等缺陷,因此如何改進(jìn)微波燙漂,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展也是未來(lái)研究方向。
高溫高濕氣體射流沖擊預(yù)處理技術(shù)是一種將過(guò)熱蒸汽與沖擊技術(shù)相結(jié)合的新技術(shù),采用高溫高濕氣體作為介質(zhì),將具有一定壓力的氣體經(jīng)離心風(fēng)機(jī)加速后通過(guò)一定形狀的噴嘴高速噴射到物料表面,借助噴嘴產(chǎn)生的高溫高濕高速的氣流直接沖擊物料表面而加熱物料,實(shí)現(xiàn)迅速燙漂目的的一種技術(shù)[31],是一種快速、無(wú)廢水、高效的預(yù)處理工藝流程[32]。
Xiao等[33]研究發(fā)現(xiàn),高溫高濕氣體射流沖擊預(yù)處理不僅可提高甘薯?xiàng)l的干燥動(dòng)力學(xué),而且在色澤、復(fù)水率、微觀結(jié)構(gòu)等方面均可提高最終產(chǎn)品的品質(zhì)。此外,Xiao等[34]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)適當(dāng)?shù)母邷馗邼駳怏w射流沖擊預(yù)處理可加速山藥片的干燥,提高其白度指數(shù)。Bai等[35]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn),高溫高濕氣體射流沖擊預(yù)處理是一種對(duì)富士蘋(píng)果中PPO進(jìn)行滅活同時(shí)保持產(chǎn)品質(zhì)量的有效預(yù)處理方法。Bai等[36]也觀察到,高溫高濕氣體射流沖擊預(yù)處理可作為一種無(wú)籽葡萄干燥的非化學(xué)預(yù)處理技術(shù),可提高干燥速率,改善無(wú)籽葡萄的顏色參數(shù)。
Yang等[37]研究蒸汽燙漂對(duì)辣椒干燥速率及品質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)蒸汽燙漂可有效提高干燥速率,增強(qiáng)辣椒生物活性物質(zhì)的保留效果,是一種較為有前途的預(yù)處理技術(shù)。Ogunmoyela等[38]研究發(fā)現(xiàn)蒸汽燙漂處理可有效抑制可樂(lè)果中酶的活性,但溫度越高,可樂(lè)果的顏色和紋理變化也越大。Ndiaye等[39]研究了蒸汽燙漂對(duì)芒果干中POD和PPO的影響,研究發(fā)現(xiàn)POD和PPO分別在5和7 min后完全失活。3 min蒸漂后,PPO和POD的殘留活性分別為2.85%和8.33%,經(jīng)7 min蒸漂后,褐變指數(shù)穩(wěn)定,但由于發(fā)生非酶褐變,褐變指數(shù)低于3和5 min,研究表明顏色和褐變指數(shù)呈正相關(guān)關(guān)系。
Wang等[40]將高溫高濕氣體射流沖擊燙漂技術(shù)作為辣椒預(yù)處理?xiàng)l件,研究發(fā)現(xiàn)該預(yù)處理有效提高辣椒的干燥速率,縮短干燥時(shí)間,并通過(guò)環(huán)境掃描電鏡觀察細(xì)胞超微結(jié)構(gòu),解釋了這一現(xiàn)象,由于辣椒組織被破壞,促進(jìn)水分遷移,但是如果燙漂時(shí)間過(guò)長(zhǎng)也會(huì)讓細(xì)胞結(jié)構(gòu)發(fā)生坍塌,內(nèi)部組織發(fā)生黏合,造成表皮結(jié)殼而阻礙水分的遷移擴(kuò)散,增加干燥時(shí)間。同時(shí)Wang等研究發(fā)現(xiàn)燙漂能使得PPO失活,從而有效抑制酶促褐變發(fā)生。
Wang等[41]利用威布爾模型研究高溫高濕氣體射流沖擊燙漂對(duì)紅辣椒在常溫下黑暗貯藏6個(gè)月的光化學(xué)降解動(dòng)力學(xué)和抗氧化能力變化的影響,結(jié)果表明適當(dāng)燙漂可防止貯藏過(guò)程中辣椒中化學(xué)物質(zhì)降解,但過(guò)度燙漂也會(huì)導(dǎo)致化學(xué)物質(zhì)降解。因此適當(dāng)?shù)母邷馗邼駳怏w射流沖擊燙漂預(yù)處理對(duì)于保證紅辣椒在貯藏過(guò)程中的品質(zhì)保護(hù)具有重要意義。
高溫高濕氣體射流沖擊燙漂技術(shù)采用氣體作為燙漂介質(zhì),避免傳統(tǒng)熱水燙漂所造成的水溶性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失問(wèn)題,由于高溫高濕氣體比同體積同溫度下的熱空氣的熱焓要大,因此傳熱效率較高,通過(guò)高溫高濕氣體射流沖擊燙漂處理能有效提高辣椒干燥速率,保證干燥后辣椒的品質(zhì)和質(zhì)量,但蒸汽燙漂相對(duì)于熱水燙漂需要時(shí)間更長(zhǎng),因而會(huì)影響其加工性能和經(jīng)濟(jì)效益。
冷等離子體是一種非熱處理技術(shù)[42],它是一種電離氣體,其中含有不同的電子、離子和反應(yīng)中性物質(zhì),以氣體離子(等離子體)、射線、電磁場(chǎng)、真空等多種因素共同作用于物料的一種處理手段。
相關(guān)研究表明冷離子處理能有效殺死或滅活細(xì)菌、酵母菌和霉菌等有害微生物以及通常很難滅活的孢子[43]。Armini等[44]研究氬氣冷等離子體預(yù)處理對(duì)貯藏期干核桃和鮮核桃品種抗氧化活性和抗菌性能的影響。結(jié)果表明,處理后樣品上接種的微生物完全消除,抗氧化活性明顯提高。此外,采用紫外線聯(lián)合低溫等離子體處理,可提高植物細(xì)胞的生物合成能力,從而增加植物細(xì)胞中酚類化合物和硫氰酸鹽等營(yíng)養(yǎng)成分的含量。Lacombe等[46]采用低溫等離子體技術(shù)對(duì)采摘后的藍(lán)莓進(jìn)行預(yù)處理,處理時(shí)間大于60 s,藍(lán)莓表面的硬度和色澤會(huì)受到顯著影響。結(jié)果表明,處理時(shí)間大于60 s,產(chǎn)品的硬度和表面顏色會(huì)受到明顯影響。
Zhang等[47]研究冷離子預(yù)處理對(duì)辣椒干燥的影響,通過(guò)對(duì)辣椒進(jìn)行不同時(shí)間的冷離子處理,研究色素含量、抗氧化活性,發(fā)現(xiàn)冷離子處理能有效縮短干燥時(shí)間,提高辣椒干燥的品質(zhì),同時(shí)發(fā)現(xiàn)30 s處理的辣椒具有較高的紅色素含量,同時(shí)抗氧化活性較高,并通過(guò)對(duì)辣椒微觀結(jié)構(gòu)觀察對(duì)這一現(xiàn)象進(jìn)行解釋。Bio等[48]研究發(fā)現(xiàn)采用脈沖電場(chǎng)預(yù)處理方式能夠顯著提高初始干燥速率,同時(shí)發(fā)現(xiàn)隨著電場(chǎng)強(qiáng)度的增加和脈沖數(shù)的增加,辣椒細(xì)胞膜的滲透率也有所增加,但脈沖數(shù)大于30時(shí)滲透率不再增加。
Kim等[49]研究冷離子處理(CPTs)對(duì)紅辣椒粉中黃曲霉、蠟樣芽孢桿菌等微生物的抑制作用,發(fā)現(xiàn)功率900 W、壓力667 Pa,通入氮?dú)饫潆x子處理20 min黃曲霉含量減少最多,900 W,氦氧混合氣體中與冷離子共同90 ℃處理30 min蠟樣芽孢桿菌含量顯著降低。證明冷離子處理能夠顯著減少紅辣椒粉中微生物含量。
辣椒干燥過(guò)程易造成褐變,色素、抗氧化物質(zhì)等氧化和分解,因而在干燥前對(duì)其進(jìn)行必要的預(yù)處理有重要意義,并歸納不同預(yù)處理方式各有利優(yōu)劣。
在燙漂過(guò)程中不免造成辣椒中紅色素、多酚等抗氧化物質(zhì)的流失,特別是對(duì)于傳統(tǒng)的熱水燙漂,很多營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)都溶解在水中,現(xiàn)階段較為先進(jìn)的燙漂方法也會(huì)造成物質(zhì)的損耗,因而如何利用新技術(shù)盡可能減少損失是需要解決的問(wèn)題之一。
能源消耗一直是永恒的話題,預(yù)處理必將帶來(lái)能源消耗問(wèn)題,將能耗降到最低或是開(kāi)發(fā)利用清潔能源,低污染能源進(jìn)行預(yù)處理,既保證產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)也將能源消耗降到最低。
從事預(yù)處理后的辣椒微生物殘留檢驗(yàn)方面的研究學(xué)者還較少,同時(shí)不同的預(yù)處理方式是否對(duì)消滅霉菌病菌等微生物有效還不得而知。
在對(duì)前期相關(guān)學(xué)者研究的系統(tǒng)性論述后,對(duì)于未來(lái)辣椒干燥前預(yù)處理技術(shù)做出如下展望。
開(kāi)發(fā)利用無(wú)污染綠色環(huán)保能源進(jìn)行辣椒干燥前預(yù)處理是未來(lái)研究的一大重點(diǎn)方向,開(kāi)發(fā)環(huán)保綠色低能耗的預(yù)處理技術(shù),做到既能夠保證預(yù)處理產(chǎn)品質(zhì)量,又能節(jié)約能源消耗。
結(jié)合不同處理方式的優(yōu)勢(shì),將不同預(yù)處理方式有效聯(lián)合,在提高后期干燥速率的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高干燥后產(chǎn)品品質(zhì),保證產(chǎn)品質(zhì)量。
物料的微觀結(jié)構(gòu)決定了其宏觀性能[50],微觀結(jié)構(gòu)的變化是提高對(duì)食品質(zhì)地變化機(jī)理和產(chǎn)品機(jī)械性能認(rèn)識(shí)的必要條件,探究微結(jié)構(gòu)變化、生物活性化合物提取、水分傳遞、空氣消除和微生物失活之間的關(guān)系,因此利用先進(jìn)的手段對(duì)預(yù)處理后辣椒超微結(jié)構(gòu)和脫水動(dòng)力學(xué)進(jìn)行探究,為研究組織結(jié)構(gòu)變化對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響很有必要。
相關(guān)研究表明辣椒中微生物污染十分嚴(yán)重[51],特別是芽孢桿菌等細(xì)菌污染,預(yù)處理方式對(duì)微生物的影響方面研究還相對(duì)較少,是否經(jīng)過(guò)預(yù)處理的辣椒不僅能保持鮮艷的色澤,良好的品質(zhì)還能有效減少微生物的含量不得而知,因而研究預(yù)處理方式對(duì)辣椒中微生物含量的影響是未來(lái)研究方向之一。
將預(yù)處理方式和干燥方式有效結(jié)合,開(kāi)發(fā)低能耗、高質(zhì)量的辣椒干燥流程化作業(yè)模式,做到高效環(huán)保低能耗的辣椒干燥一體化作業(yè),也是未來(lái)研究方向之一。