張雅麗,劉幫迪,周新群,劉貴巧,孫 潔,姜微波
(1.河北工程大學(xué)生命科學(xué)與食品工程學(xué)院,河北 邯鄲 056038;2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院,北京 100125;3.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100121;4.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)工程學(xué)院,北京 100083)
我國(guó)是全球杏果實(shí)的生產(chǎn)大國(guó),杏果實(shí)是我國(guó)市場(chǎng)銷售的夏季常見(jiàn)水果之一,其成熟和采摘期主要集中在5—8 月,但由于杏是一種呼吸躍變型果實(shí),且采收季節(jié)日均溫度較高、濕度較大,因此環(huán)境條件導(dǎo)致的不耐貯存、預(yù)冷技術(shù)欠缺和生理病害等因素制約了杏果實(shí)的貯藏、銷售和加工周期[1-2]。目前,市面上杏果實(shí)采后貯藏技術(shù)主要有近冰點(diǎn)貯藏、氣調(diào)貯藏、低溫貯藏結(jié)合化學(xué)保鮮劑處理等方式[3]。但這些物理和化學(xué)保鮮方式也會(huì)使杏果實(shí)出現(xiàn)不同的品質(zhì)劣變。例如,低溫貯藏(0~8 ℃)由于冷庫(kù)運(yùn)行狀態(tài)不穩(wěn)定,溫度波動(dòng)過(guò)大,常導(dǎo)致貯藏后杏果實(shí)貯存品質(zhì)較差,后熟現(xiàn)象明顯[4]。一些研究還指出:杏果實(shí)長(zhǎng)時(shí)間低溫貯藏后會(huì)出現(xiàn)自發(fā)性冷害、病害現(xiàn)象[5],并加速杏果實(shí)的后熟衰老[6]。杏果實(shí)的氣調(diào)貯藏研究指出:氣體比例調(diào)控不當(dāng)常導(dǎo)致杏果實(shí)易出現(xiàn)褐變、黑心病、香氣喪失、乙醛和乙醇大量累積等癥狀[7]。目前,杏果實(shí)使用最多的冰溫保鮮方式僅能將貯藏期延長(zhǎng)至60 d 左右,但我國(guó)杏加工行業(yè)的業(yè)態(tài)發(fā)展水平和工業(yè)化程度較低,短期內(nèi)大量采收的杏果實(shí)通常由于未能及時(shí)加工出現(xiàn)就地腐爛、廢棄的情況[8]。因此,目前杏果實(shí)的保鮮貯藏技術(shù)并不能滿足市場(chǎng)更長(zhǎng)期的供應(yīng)和工廠全年化的生產(chǎn)需求。在此背景下,本研究提出使用凍藏方式對(duì)杏果實(shí)進(jìn)行保存,以解決果蔬集中生產(chǎn)和短時(shí)間內(nèi)加工能力不足的矛盾。
果蔬由于其細(xì)胞結(jié)構(gòu)偏大、含水量較高,傳統(tǒng)的凍藏方式容易使果蔬在凍藏后出現(xiàn)凍后褐變、質(zhì)地劣變和營(yíng)養(yǎng)成分流失等不良變化[9],而脫水凍藏可以解決上述果蔬凍藏的品質(zhì)劣變問(wèn)題。脫水凍藏是指對(duì)食品原材料先進(jìn)行脫水,去掉30%~50%的水分后,再進(jìn)行冷凍貯藏的一種貯藏方式。與傳統(tǒng)凍藏相比,脫水凍藏能夠較好地改善果蔬在冷凍過(guò)程中的結(jié)構(gòu)特性,減輕冷凍中冰晶形成對(duì)果蔬細(xì)胞的破壞[10],保障果蔬的食用和加工品質(zhì),延長(zhǎng)加工時(shí)間[11],降低熱負(fù)荷,節(jié)省能源,減少銷售和貯藏成本[12],并適用于凍敏型果蔬。
因此,針對(duì)杏果實(shí)為代表的春夏季時(shí)令果蔬產(chǎn)量集中、加工能力短缺及保鮮技術(shù)不能滿足加工需求的問(wèn)題,選擇多種脫水凍藏方式對(duì)杏果實(shí)進(jìn)行脫水處理研究,主要包括滲透脫水、熱風(fēng)干燥、真空脫水和冷凍干燥4 種脫水方式,并全面地從凍融后品質(zhì)和后續(xù)加工性能對(duì)4 種方式進(jìn)行對(duì)比分析,提出最適宜的脫水凍藏方案,為脫水凍藏應(yīng)用于杏果實(shí)等貯藏期短、難貯藏的季節(jié)性果實(shí)的長(zhǎng)期保存提供實(shí)際案例和理論依據(jù)。
1.1.1 材料與試劑
杏品種為“串枝紅”,購(gòu)于北京新發(fā)地果蔬批發(fā)市場(chǎng),從采摘到運(yùn)輸?shù)綄?shí)驗(yàn)室時(shí)間為1 d 以內(nèi),運(yùn)輸途中均貯藏于(0±2)℃的低溫環(huán)境下。果實(shí)的成熟度為商業(yè)成熟(低熟),低熟“串枝紅”杏果實(shí)的硬度為14.4~15.7N,可溶性固形物含量(SSC)為11.57%~11.04%,水分含量為86.5%~87.8%。選取100 kg 外形、色澤一致、無(wú)病蟲害和機(jī)械損傷的杏果實(shí),進(jìn)行具體的脫水預(yù)處理、凍藏、融化和再加工的試驗(yàn)。
聚乙烯包裝袋:加厚雙面8 絲,200 mm×140 mm,河源市華豐塑膠有限公司;蔗糖、氫氧化鈉、碳酸鈉、乙醇、酚酞、蘋果酸、沒(méi)食子酸,均為國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司產(chǎn)品。
1.1.2 儀器與設(shè)備
A 11 basic 型液氮研磨機(jī):廣州IKA 公司;3H12RI型冷凍離心機(jī),湖南赫西儀器裝備公司;TSW-300 型真空泵,上海安亭科學(xué)儀器廠;NVC-2000 型真空干燥機(jī),北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;Type-101-3型熱風(fēng)干燥箱,上海如達(dá)實(shí)驗(yàn)儀器有限公司;PAL-1型糖度儀,浙江托普儀器有限公司;CT3-4500 型質(zhì)構(gòu)分析儀,美國(guó)BrookField 公司;DNM-9602 型酶標(biāo)儀,普朗醫(yī)藥儀器有限公司。
1.2.1 原材料處理
在干燥之前,提前2 h 將杏果實(shí)用清水洗凈,并自然晾干外表皮多余的水漬。采用人工切分的方式將整個(gè)“串枝紅”杏沿杏核邊緣方向切分成兩半,去核后及時(shí)進(jìn)行后續(xù)脫水處理,以免放置過(guò)程中發(fā)生氧化褐變的現(xiàn)象。
1.2.2 脫水預(yù)處理加工方式
使用4 種不同的脫水方式,分別是傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥(Air Drying,AD)、低溫真空干燥(Vacuum Dehydration,VD)、滲透脫水(Osmotic Dehydration,OD)和冷凍干燥(Freezing-Drying,F(xiàn)D),同時(shí)以未經(jīng)脫水預(yù)處理的“串枝紅”杏果對(duì)照組(CK)。本試驗(yàn)中選擇同一脫水程度,將杏果實(shí)統(tǒng)一脫掉原有水分含量的40%,除滲透脫水處理外,所有樣品都置于不銹鋼托盤中,所有樣品果碗朝上的方式放置。
熱風(fēng)干燥(AD):溫度70 ℃,風(fēng)速1.0 m/s,果實(shí)離托盤至少3 cm 的距離進(jìn)行熱風(fēng)干燥。
低溫真空干燥(VD):真空度2.5 kPa,干燥溫度35 ℃。
滲透脫水(OD):采用50%蔗糖溶液為滲透液,料液比為1∶4(g/mL)[13],水浴溫度25 ℃,每1 h 進(jìn)行1 次人工攪拌30 s,保證杏果實(shí)所有部分都浸沒(méi)在滲透液中。
冷凍干燥(FD):-20 ℃的冰箱中進(jìn)行0.5 h 的降溫,冷凍干燥的冷井實(shí)際溫度為(-48±2)℃,干燥真空度為100 Pa。
1.2.3 樣品的凍藏和解凍
將新鮮樣品和脫水預(yù)處理之后的杏果實(shí)樣品用聚乙烯包裝袋密封包裝,然后置于-20 ℃的普通商用冰柜中進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間凍藏,凍藏時(shí)間為6 個(gè)月。為了保證凍藏效果應(yīng)減少溫度波動(dòng)對(duì)凍藏的影響,在凍藏結(jié)束之前不開啟冰箱。凍藏杏果實(shí)取出后,在未拆包裝袋情況下放入(25±2)℃水浴進(jìn)行解凍2 h,待充分解凍后進(jìn)行物理指標(biāo)的測(cè)定。其余用于化學(xué)指標(biāo)測(cè)定的杏果實(shí)用液氮冷凍研磨后保存待測(cè)定。
1.2.4 解凍后杏果實(shí)后續(xù)杏干加工條件
將解凍后的原始“串枝紅”杏果設(shè)為陰性對(duì)照組(CK-),將未經(jīng)過(guò)脫水凍藏的新鮮“串枝紅”設(shè)為陽(yáng)性對(duì)照組(CK+),對(duì)比AD、OD、VD 和FD 凍融后和低溫貯藏70 d 后杏果樣品加工成杏干產(chǎn)品的品質(zhì)。凍藏再解凍后樣品杏干的加工工藝和條件如下:將新鮮或解凍后杏果實(shí)置于托盤的鐵網(wǎng)上,樣品和托盤間保持3.0 cm 的距離。將熱風(fēng)干燥箱中溫度設(shè)定為75 ℃,風(fēng)速設(shè)定為1.0 m/s,干燥至含水率為8.0%~8.5%的最終杏干產(chǎn)品,留樣測(cè)定數(shù)據(jù)。
1.2.5 測(cè)定項(xiàng)目與方法
1.2.5.1 色澤
選取杏果實(shí)果皮和果肉的縫合線兩面,使用色差儀分別對(duì)果皮和果肉的色澤參數(shù)L*、a*和b*進(jìn)行測(cè)定,并記錄計(jì)算總色差ΔE。
1.2.5.2 汁液流失率和質(zhì)地品質(zhì)
汁液流失率:參考趙金紅[14]的方法,并稍作修改,脫水凍藏樣品在解凍后進(jìn)行汁液流失的測(cè)定;質(zhì)地品質(zhì):參考袁成龍等[15]的方法,并稍作修改,使用質(zhì)構(gòu)分析儀測(cè)定脫水凍藏和后續(xù)加工杏干質(zhì)地特性。
1.2.5.3 可溶性固形物和可滴定酸含量及糖酸比的計(jì)算
可滴定酸含量:采用酸堿中和滴定法[2]測(cè)定;可溶性固形物含量:使用阿貝折光儀測(cè)定;糖酸比:糖酸比=可溶性固形物含量/可滴定酸含量。
1.2.5.4 總酚和抗壞血酸含量
采用乙醇提取法[13]提取杏果實(shí)的酚類物質(zhì)。測(cè)定杏果實(shí)總酚含量(TP)的方法參考Folin-Ciocalteu 試劑法,并稍作修改[16-17]??箟难岷浚翰捎肏PLC 法并進(jìn)行改動(dòng)[18-19]。
1.2.6 數(shù)據(jù)處理
所有試驗(yàn)均設(shè)置3 次平行試驗(yàn),利用Excel 對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和制圖,采用SPSS 18.0 軟件對(duì)測(cè)定的數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,利用鄧肯式多重比較對(duì)差異顯著性進(jìn)行分析。
圖1 是杏果實(shí)在經(jīng)過(guò)脫水加工、凍藏和凍融后的外觀狀態(tài)。脫水后,4 種脫水方式的杏果實(shí)外觀色澤和質(zhì)地上與新鮮樣品對(duì)比有明顯差異。經(jīng)過(guò)AD 和VD 脫水加工后杏表皮都出現(xiàn)一定的褐變現(xiàn)象;FD處理組杏果實(shí)更接近于初始新鮮樣品。杏果實(shí)在解凍融化后外觀變化十分明顯,CK 組樣品出現(xiàn)嚴(yán)重的褐變現(xiàn)象,果肉質(zhì)地癱軟且有嚴(yán)重的積液現(xiàn)象,果皮表面和果肉顏色都明顯暗淡且喪失光澤,但所有脫水凍藏處理樣品解凍后外觀變化不明顯。脫水處理都可以明顯抑制解凍過(guò)程中的褐變現(xiàn)象,杏果實(shí)保持明亮色澤和鮮艷飽和度,除OD 處理組,均可減少杏碗中的積液現(xiàn)象。
圖1 “串枝紅”杏在多種脫水再凍融后外觀變化的照片F(xiàn)ig.1 The photographs of ‘Chuanzhihong’apricot fruits appearance changes after different dehydration treatments and frozen-thawing
表1 為“串枝紅”杏的色澤變化。從L*值可以看出,在脫水、凍融后,果肉L*值出現(xiàn)不同幅度的下降。CK 組融凍后樣品L*值下降最顯著(P<0.05),下降幅度為40.7%。FD 是在脫水凍融后對(duì)L*值保護(hù)最好的脫水方式,最終L*值為CK 組的1.53 倍。a*值反映了脫水加工和凍融過(guò)程中的褐變現(xiàn)象,CK 樣品在凍融后明顯褐變,a*值大幅增加。脫水凍藏處理可以明顯抑制a*值的增加,F(xiàn)D 處理組是效果最優(yōu)的組別,最終a*值是CK 的60.7%。在杏果肉的脫水、凍藏及凍融后,b*值的變化較小。
表1 杏果實(shí)脫水、凍藏和融化后果肉色澤的變化Table 1 The color changes of apricot fruits after dehydration,frozen storage and thawing
根據(jù)表1 總色差ΔE 和標(biāo)準(zhǔn)色卡可以看出:CK組凍融后的杏果肉色澤變化最大,由明亮橙色轉(zhuǎn)為深褐色。VD 和FD 是杏果肉色澤保護(hù)最好的兩個(gè)加工方式,在經(jīng)過(guò)凍融后其ΔE 數(shù)值較小,并且差異不顯著。AD 在脫水加工后色澤轉(zhuǎn)變褐色,但在凍融后色澤變化不大,其總色差ΔE 是4 個(gè)脫水凍藏組別中上升最顯著的,AD 由于在加工過(guò)程中產(chǎn)生褐變,對(duì)于凍融后杏果實(shí)色澤品質(zhì)的保護(hù)作用有限。
質(zhì)地是果實(shí)加工性能和食用品質(zhì)判定的核心指標(biāo)。由圖2 可見(jiàn),CK 組經(jīng)過(guò)凍融后,杏果實(shí)的硬度、黏性、彈性和咀嚼性分別下降了78.4%、40.4%、42.4%和59.2%。與CK 相比,4 種脫水處理對(duì)凍融后杏果實(shí)的質(zhì)地有明顯保護(hù)作用,其中AD 脫水凍藏的樣品質(zhì)地保護(hù)效果最為明顯,OD 是質(zhì)地保護(hù)效果最差的脫水凍藏處理組別。
圖2 不同脫水處理對(duì)凍融后杏果實(shí)質(zhì)地品質(zhì)的影響Fig.2 Effects of different dehydration treatments on texture qualities of apricot fruits after frozen-thawing
汁液流失現(xiàn)象是凍藏果蔬在解凍后一種特有的現(xiàn)象,影響果蔬的食用和加工品質(zhì)。由圖3 可見(jiàn),直接凍藏的CK 樣品汁液流失十分明顯,達(dá)到16.43%;經(jīng)過(guò)脫水預(yù)處理后可以明顯減少汁液流失率,VD、AD、OD 和FD 分別減少12.00、12.42、10.56、11.89 個(gè)百分點(diǎn)。和硬度結(jié)果相似,OD 的汁液流失是4 種脫水方式中最高的,顯著高于其他3 個(gè)組別(P<0.05),說(shuō)明OD 脫水方式對(duì)杏果實(shí)質(zhì)地品質(zhì)沒(méi)有顯著保護(hù)作用。
圖3 不同脫水處理對(duì)凍融后杏果實(shí)汁液流失的影響Fig.3 Effects of different dehydration treatments on drip loss of apricot fruits after frozen-thawing
由表2 可以看出,脫水、凍藏、凍融的過(guò)程對(duì)杏果實(shí)SSC 和TA 含量均有一定影響。凍融后,CK 組相比初始樣品其SSC 和TA 含量顯著下降(P<0.05),糖酸比也同比下降;VD、AD 和FD 處理凍融后樣品的SSC 和糖酸比低于初始樣品,但大幅度高于對(duì)照CK。OD 組的SSC 相比于初始樣品出現(xiàn)不顯著的增長(zhǎng)現(xiàn)象,糖酸比大比例增長(zhǎng)。杏果實(shí)凍融后TA 含量的變化不如SSC 變化明顯,凍融后TA 含量出現(xiàn)不同幅度的下降,VD、AD 和FD 組下降不明顯,OD 組的TA 含量顯著下降(P<0.05)。這是因?yàn)樵趦鋈诘倪^(guò)程中汁液流失使杏果實(shí)的成分損失,進(jìn)而影響了可溶性固形物含量及糖酸比。OD 組是唯一糖酸比上升和SSC 增加的組別,可能是因?yàn)樵诿撍^(guò)程中外源蔗糖滲入,部分有機(jī)酸由于自由交換從細(xì)胞內(nèi)向溶液滲出,從而導(dǎo)致糖酸比的改變及SSC 的增多。
表2 不同脫水處理杏果實(shí)凍融后SSC、TA 和糖酸比的變化Table 2 Changes of SSC,TA and sugar/acid rates of frozenthawing apricot fruits after different dehydration treatments
圖4 是杏果實(shí)代表性的兩種生物活性物質(zhì)在凍融后含量變化情況。由圖4 可見(jiàn),CK 組總酚和抗壞血酸含量在凍融后顯著下降(P<0.05),與新鮮樣品相比較下降幅度達(dá)到53.4%和41.5%。4 種脫水處理對(duì)杏果實(shí)總酚含量的保留有顯著的提升,其中FD 組最優(yōu),AD 組因處理方式涉及熱加工效果最差。FD 處理對(duì)杏果抗壞血酸含量的保護(hù)也是最好的一種方式,凍融后樣品抗壞血酸含量達(dá)到新鮮樣品的92.9%,而AD 組抗壞血酸含量和對(duì)照CK 組無(wú)顯著差異。說(shuō)明杏果實(shí)的抗壞血酸可能比酚類物質(zhì)更不耐高溫,直接凍藏再凍融后杏果實(shí)生物活性物質(zhì)損失嚴(yán)重;FD 是一種對(duì)生物活性物質(zhì)保護(hù)最好的脫水方式,AD 脫水涉及到加熱處理,因此對(duì)生物活性也存在破壞的情況。
圖4 不同脫水處理對(duì)凍融后杏果實(shí)總酚(A)和抗壞血酸(B)含量的影響Fig.4 Effects of different dehydration treatments on total phenolec(A)and ascorbic acid(B)contents of apricot fruits after frozen-thawing
在國(guó)外研究中,脫水凍藏后的產(chǎn)品更多被作為果蔬精深加工原料[20]。以凍藏后杏果實(shí)的干燥效率和干燥后杏干色澤、硬度、生物活性物質(zhì)變化作為衡量指標(biāo)[21-23],來(lái)判斷脫水凍藏產(chǎn)品的加工性能。
表3 中脫水時(shí)間、色澤、質(zhì)地和生物活性物質(zhì)含量,分別代表了加工難易程度、加工成品外觀色澤品質(zhì)、食用口感品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。結(jié)果顯示脫水至相同程度,初始低熟鮮樣(CK+)的干燥時(shí)間最長(zhǎng),經(jīng)過(guò)脫水凍藏處理后的杏果實(shí),由于已經(jīng)完成了部分脫水并且經(jīng)過(guò)凍融后部分細(xì)胞結(jié)構(gòu)的破壞,干燥成杏干所需的時(shí)間顯著減少。AD、VD、OD 和FD 凍融后的杏果實(shí)干燥成杏干所需時(shí)間是初始鮮樣的27.6%、23.9%、20.3%和20.5%。
表3 4 種方式脫水凍融后杏樣品、低溫長(zhǎng)期貯藏杏樣品和新鮮杏制成杏干的加工性能對(duì)比Table 3 Processing properties comparison of dried apricots made by dehydrofrozen-thawed,low-temperature storage and fresh apricots
在制作杏干的過(guò)程中,長(zhǎng)時(shí)間加熱處理后杏果實(shí)會(huì)發(fā)生嚴(yán)重褐變,新鮮樣品制成杏干后,其外觀顏色呈淺褐色和咖啡色。杏直接凍融后的杏干樣品(CK-)的褐變現(xiàn)象最為嚴(yán)重,L*值、a*值和b*值最低。經(jīng)過(guò)脫水后凍融的樣品制成的杏干,其外觀色澤都得到良好的提升。其中,OD 脫水凍藏加工的杏干色澤指數(shù)最好,這可能是由于在外源滲透糖液后,有效地抑制了杏果實(shí)的褐變和氧化。
口感質(zhì)地是衡量杏干品質(zhì)很重要的一項(xiàng)指標(biāo),長(zhǎng)時(shí)間低溫貯藏后果實(shí)加工的杏干,硬度和咀嚼性是新鮮樣品制得杏干(CK+)的68.4%和54.6%,產(chǎn)品硬度偏軟且沒(méi)有咀嚼性。未脫水直接凍融的杏干(CK-)兩項(xiàng)質(zhì)地指標(biāo)大幅下降,導(dǎo)致最終杏干的質(zhì)地劣變明顯。脫水凍藏后的樣品制成杏干的硬度和咀嚼性都相較上述兩個(gè)樣品有明顯的提高。AD 脫水凍藏制成的杏干表現(xiàn)出表面硬化現(xiàn)象,硬度高于所有組別,但咀嚼性與鮮果杏干無(wú)明顯差異。VD 脫水凍藏制成杏干也有相同的硬化現(xiàn)象,但硬度值顯著低于AD 處理組杏干(P<0.05)。OD 和FD 脫水凍藏后的杏干硬度和咀嚼性良好,顯著高于明顯軟化的低溫長(zhǎng)期貯藏杏干(P<0.05),顯著低于表面硬化的AD 處理組杏干(P<0.05)。
經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間熱加工脫水制成的杏干(AD),總酚和抗壞血酸含量大幅度下降。這其中低溫長(zhǎng)期貯藏后杏果實(shí)加工制成杏干的總酚和抗壞血酸含量最低。AD、VD、OD、FD 脫水凍融再加工的杏干,總酚含量是長(zhǎng)時(shí)間低溫貯藏杏干的1.45、1.67、1.86 和1.74 倍;其抗壞血酸含量是長(zhǎng)時(shí)間低溫貯藏杏干的1.69、2.06、2.70 和2.59 倍。OD 脫水是在杏干制作時(shí)對(duì)這兩種生物活性物質(zhì)保護(hù)最良好的脫水凍藏預(yù)處理方式。
凍藏是一種可以長(zhǎng)時(shí)間保存原材料的貯藏方式[14],并且冷凍貯藏是市面上應(yīng)用量最大、運(yùn)輸條件最方便和設(shè)備較簡(jiǎn)易的一種貯藏方式[24]。冷凍貯藏通常用于畜產(chǎn)品、水產(chǎn)品貯藏,而果蔬因?yàn)閮龊蠊咂焚|(zhì)劣變情況嚴(yán)重,使用和研究較少[25]。果蔬細(xì)胞液泡大、結(jié)構(gòu)不致密,在冷凍過(guò)程中會(huì)形成較大冰晶,細(xì)胞會(huì)被不同程度地破壞,因此在凍融后會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的汁液流失現(xiàn)象[26]。為了解決冷凍中冰晶破壞細(xì)胞的問(wèn)題,現(xiàn)有研究指出提高凍結(jié)速率或改變材料凍結(jié)狀態(tài)是有效提高凍融后果蔬品質(zhì)的方式[14]。前者的研究主要包括外源物理處理方式或改變物理凍結(jié)條件,例如高壓輔助冷凍[27]、超聲波冷凍[28]、磁場(chǎng)輔助冷凍[29]等,但改變冷凍物理?xiàng)l件所需耗費(fèi)過(guò)大,并不適宜商業(yè)推廣;后者主要是指目前研究的脫水凍藏方式,脫水凍藏技術(shù)方法簡(jiǎn)單且目前已經(jīng)有部分商業(yè)應(yīng)用[30]。脫水凍藏過(guò)程中主要涉及脫水、凍結(jié)與凍融環(huán)節(jié),其中脫水環(huán)節(jié)是影響最終貯藏品質(zhì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
AD 是一種最常用并且在我國(guó)果蔬脫水產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用最廣泛的脫水方式,AD 脫水產(chǎn)品占每年我國(guó)果蔬脫水產(chǎn)業(yè)的90%左右[31],但許多研究報(bào)道指出,這種傳統(tǒng)的加熱脫水方式效率低,并伴隨著較為嚴(yán)重的品質(zhì)劣變現(xiàn)象[32]。本研究中,AD 由于涉及熱加工,在凍藏前杏果實(shí)的質(zhì)地、色澤及生物活性物質(zhì)產(chǎn)生劣變,從而影響后續(xù)加工性能。因此,AD 不適用于加工原料的杏果實(shí)凍藏。
FD 是一種高效但高消耗的脫水方式[33],許多研究指出由于FD 脫水在低溫和低壓環(huán)境下完成,它對(duì)果蔬的色澤、形變、質(zhì)地,特別是生物活性物質(zhì)保存最佳[34]。本研究中,F(xiàn)D 對(duì)于凍融后杏果實(shí)色澤、總酚和抗壞血酸含量的保護(hù)效果均為最佳處理組別;但由于FD 脫水處理工序較為復(fù)雜、成本昂貴、能耗高,導(dǎo)致冷凍脫水凍藏方式適用于實(shí)驗(yàn)室研究條件,但不適宜大范圍進(jìn)行商業(yè)推廣。
OD 是近年來(lái)關(guān)注最多的一種新興果蔬脫水方式[35],在奇異果、甜瓜、菠蘿、芒果、西蘭花等果蔬上都有廣泛研究[36]。研究指出OD 的最大優(yōu)點(diǎn)是操作簡(jiǎn)單、能耗低[37];但研究也指出由于OD 脫水是在高濃度糖或者鹽溶液中進(jìn)行[38-39],其原有果蔬糖酸比大量被改變,這可能會(huì)影響后續(xù)加工性和商品銷售。并且關(guān)于滲透脫水凍藏后果實(shí)品質(zhì)的觀點(diǎn)不一致,在甜瓜的脫水凍藏研究中,滲透脫水比風(fēng)干脫水有更好的消費(fèi)者偏好度,而關(guān)于菠蘿的脫水凍藏結(jié)果與上述結(jié)果相反[36]。本研究中,OD 處理后樣品雖然色澤和生物活性物質(zhì)都保持較好,但是杏果實(shí)自身的內(nèi)容物在滲透脫水過(guò)程中,存在物質(zhì)交換導(dǎo)致的損失,果實(shí)原有糖酸風(fēng)味被改變。因此滲透脫水方式不適用于以保留原有果蔬食用品質(zhì)為目的精深加工的脫水凍藏原料,例如果脯、果干、果醬加工行業(yè);但對(duì)于植物源活性物質(zhì)提取為主的加工業(yè)態(tài),OD 作為一種對(duì)生物活性物質(zhì)保留效率較高的脫水凍藏方式,適用于作為其加工原料長(zhǎng)時(shí)間保存方式。
VD 是一種低溫的脫水方式,真空低溫干燥相較于傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥可以大幅縮短干燥所需時(shí)間[40],本試驗(yàn)的研究結(jié)果與之相同。VD 脫水凍藏后杏果實(shí)色澤保持鮮亮,質(zhì)地既不癱軟也不出現(xiàn)硬化,糖酸比也未受到影響,最終產(chǎn)品的生物活性物質(zhì)得到良好的保留,且在研究報(bào)道中還指出其復(fù)水率[41]和揮發(fā)性物質(zhì)[42]等指標(biāo)都接近于冷凍干燥方式(FD),同時(shí)VD 脫水還具有所需的設(shè)備簡(jiǎn)單、操作安全、成本低的優(yōu)點(diǎn)。因此VD 脫水凍藏對(duì)于果干果脯加工為主的杏果實(shí),是一種適宜推廣商業(yè)和農(nóng)業(yè)加工的脫水凍藏方式。
脫水凍藏的果蔬主要應(yīng)用于后續(xù)果蔬深加工,以達(dá)到通過(guò)凍藏方式解決杏果實(shí)生產(chǎn)力和生產(chǎn)周期矛盾的問(wèn)題[43]。本試驗(yàn)通過(guò)對(duì)比脫水凍藏、直接凍藏、新鮮和長(zhǎng)期貯藏杏果實(shí)制成杏干的多項(xiàng)品質(zhì)來(lái)驗(yàn)證脫水凍藏杏果實(shí)的后續(xù)加工適應(yīng)性。低溫長(zhǎng)期貯藏是杏果實(shí)目前最常用的貯藏方式,但和其他研究結(jié)果一致,長(zhǎng)時(shí)間保鮮的果蔬由于細(xì)胞壁被破壞、質(zhì)地結(jié)構(gòu)軟化、酶促褐變相關(guān)酶活性增強(qiáng)、生物活性物質(zhì)在貯藏中損耗、風(fēng)味物質(zhì)和香氣物質(zhì)喪失等原因,不適宜后續(xù)精深加工[44]。本研究中AD 樣品在加工為杏干后的所有品質(zhì)明顯低于其他3 種脫水方式,這主要是受加熱過(guò)程的影響,容易產(chǎn)生抗壞血酸氧化分解、多酚氧化、美拉德反應(yīng)等不良反應(yīng)[45],同時(shí)物質(zhì)遷移導(dǎo)致表面硬化,影響后續(xù)精深加工時(shí)的效率[46]。而其他3種脫水方式不涉及加熱過(guò)程,最終的品質(zhì)參數(shù)明顯優(yōu)于長(zhǎng)期貯藏后、直接凍藏和AD 作為原料制成的杏干樣品。此外,脫水凍藏樣品由于在原料貯存階段脫掉部分水分含量,在后續(xù)加工過(guò)程中可以縮短加工所需時(shí)間,因此減少了杏干熱加工中生物活性物質(zhì)的損失情況,從而減少杏干色澤褐變現(xiàn)象。綜上,研究結(jié)果證明OD、VD 和FD 是具有后續(xù)加工性能的脫水凍藏方式。
脫水凍藏可以顯著延長(zhǎng)杏果實(shí)貯藏期并保證凍融后品質(zhì),可以有效解決杏果實(shí)產(chǎn)量集中和加工量不足導(dǎo)致的沖突和損失問(wèn)題。本研究綜合凍融品質(zhì)和加工性能試驗(yàn),認(rèn)為真空脫水凍藏是一種更適宜實(shí)際應(yīng)用的脫水凍藏方式。目前,脫水相關(guān)的研究主要集中在脫水干燥過(guò)程中的工藝優(yōu)化,對(duì)于脫水的設(shè)備和脫水后品質(zhì)研究相對(duì)較少,特別是脫水凍藏后果蔬的品質(zhì)變化趨勢(shì)及預(yù)測(cè)模型研究。并且對(duì)于農(nóng)產(chǎn)品的凍藏,目前的研究主要使用常規(guī)的凍藏方式,對(duì)于新型的物理凍藏方式研究也較少。因此,果蔬的脫水凍藏?fù)碛辛己玫陌l(fā)展空間,新型脫水凍藏工藝和凍融后品質(zhì)研究具有廣闊前景,同時(shí)可以解決常規(guī)果蔬保鮮周期短、品質(zhì)不均勻的問(wèn)題,為我國(guó)的果蔬保鮮及加工行業(yè)奠定良好基礎(chǔ)。