不同干燥方法对芒果品质的影响

不同干燥方法对芒果品质的影响

芒果是一种重要的热带水果和热带水果。它独特，果肉多汁，美丽可爱，营养丰富。尤其是维生素a和维生素c的含量远远高于其他水果，深受人民喜爱。在马来西亚和其他地方也享有“亚热带水果之王”的声誉。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。Lue-lueHuang等人对马铃薯和苹果条的微波冷冻干燥、冷冻干燥、微波真空干燥和真空干燥做了比较研究,研究表明:微波冷冻干燥产品的质量最好,微波真空干燥耗时最短,微波冷冻干燥和微波真空干燥适于马铃薯和苹果条干燥。C.Ratti从产品收缩率、动力学和玻璃化转变温度的角度,对热风干燥和真空冷冻干燥在食品中的应用做了总结性评价,该文献指出真空冷冻干燥高额的生产成本使其在食品加工行业中应用较少,热风干燥产品的收缩率较大,产品质量较低,同时指出以后的的发展趋势是微波冷冻干燥。周国燕、陈唯实、叶秀东等人做了猕猴桃热风干燥与冷冻干燥的研究,介绍了猕猴桃的热风与真空冷冻干燥工艺。研究表明:最佳的猕猴桃热风干燥工艺条件是猕猴桃切片厚度6mm,温度70℃;真空冷冻干燥的最佳条件是猕猴桃切片厚度8mm,一次干燥温度为-10℃,冻结降温速率取快速冻。李强和唐虎利从感官评价、Vc和总糖损失率的角度,做了枸杞子冷冻干燥和热风干燥的品质比较,研究表明:真空冷冻干燥枸杞子能够比较好地保留枸杞鲜果原有的椭圆形形状和鲜红的色泽,主要营养成分同鲜果比较接近。谭宇涛和陆宁对热风干燥和冷冻干燥技术对洋葱挥发性成分的影响作了研究,研究表明:新鲜洋葱中的挥发性物质在真空冷冻干燥和热风干燥过程中分别保留了14、12种物质,其总峰面积含量分别为55.59%和53.16%。关于芒果热风干燥和真空冷冻干燥对芒果品质、各营养成分和微观结构的对比研究报道较少。本试验从热风干燥和真空冷冻的干燥过程、产品感官品质、干燥产品的Vc保留率、可溶性总糖保留率、蛋白保留率、复水性、组织破坏程度、耗能和耗时等方面展开了研究,比较系统的讨论了热风干燥和真空冷冻干燥之间的差异性。1试验材料和方法1.1材料表面新鲜象牙芒,果肉含水率为84.10%,购于南宁市五里亭果蔬批发市场。1.2dlp-903bs-型热电鼓风干燥箱JDG-0.2型冻干试验机,兰州科近真空冻干技术有限公司;DHG-9073BS-Ⅲ型电热鼓风恒温干燥箱,上海新苗医疗器械制造公司;FA1104A型电子天平,上海精天电子仪器有限公司;722型分光光度计,天津市普瑞斯仪器有限公司。1.3测试方法1.3.1粗蛋白的测定水分含量测定,直接干燥法;总糖含量,GB/T6194-86;Vc含量,GB/T6195-86;粗蛋白含量,GB/T8856-1988。复水比的测定:称取2g左右的干制品放置在烧杯中,在常温下,用常温的蒸馏水,设置7个时间处理,复水时间分别为2、4、6、8、10,15和20min,在常温下沥干,称重。式中:R为复水比;G为干燥芒果复水并沥干后的质量,g;g为干燥后芒果果肉的质量,g。1.3.2制备药物的制备清洗芒果表面的杂质,常温自然沥干芒果表面的水。之后去皮、去核、然后切成均匀的块状(约1cm×1cm×1cm);将芒果冻结至-30℃以下,维持0.5h,开始干燥(真空冷冻干燥)。1.3.3干燥、干燥成型工艺热风干燥工艺路线:原料验收→预处理→热风干燥(50℃)→产品真空干燥的工艺流程:原料验收→预处理→沥水→预冻结→升华干燥→解析干燥→产品2结果与分析2.1干燥过程干基含水量的变化由图1可知:热风干燥样品,在干燥起始120min内,样品中的水分迅速散失,水分的蒸发量与时间几乎成正比关系;在120~360min内,样品干基含水量的变化减缓并逐渐趋向于平缓,这是因为随着干燥过程的进行,大量的自由水已快速蒸发出去,剩余部分结合水较难蒸发出去,且随着干燥进行,物料表面逐渐形成一层干硬膜,阻碍了样品内部水分的蒸出;在560~600min以后,干基含水量基本变化,干基含水量由7%降低到5%,样品的质量基本保持恒定不变,表明物料已干燥完全,干燥过程结束。由图2可知:真空冷冻干燥过程分为3个阶段,0~180min是预冻阶段,样品在冷阱的作用下迅速降温至样品共晶点以下,随着持续的降温,物料内部逐步完全冻结;180~720min是升华干燥阶段,关闭排气阀、抽真空、加热,使样品处于一定的真空度和温度下,样品中被冻结的水分会不经过液化而直接升华去除,此阶段除去部分的自由水;720~1260min是解析干燥阶段,此阶段为升温过程,除去物料内部的部分结合水,当物料中心温度,物料表温度和加热板温度趋于平行,且基本无变化时,维持120~180min,干燥过程结束。由此可见,真空冷冻干燥干燥过程比较复杂,包含了冷冻、抽真空和加热过程,干燥的时间长,整个干燥过程耗时1260min;热风干燥耗时短,在420min时,物料干基含水量仅为12%,干燥600min后,物料干基含水量可达5%,若以普通果脯含水量为指标要求,则热风干燥芒果全过程仅需420min,如以冻干产品水分含量5%的指标要求,芒果的热风干燥耗时为600min。因此,从干燥的耗时和能耗上讲,热风干燥都远远优于真空冷冻干燥。2.2比较感觉质量2.2.1热风干制品的色度(1)热风干燥后芒果干制品的香味较淡,稍有杂味,酸甜可口。(2)热风干燥后芒果干制品的褐变严重,表面暗淡无光泽,呈黄褐色。(3)热风干制品表面有硬化现象,但其内部柔软。主要是因为在干燥前期水分快速蒸发阶段,样品内部的糖液随水分迁移到表面并形成了一层干硬膜。2.2.2冻干前后芒果干制品色泽比较(1)冻干后芒果干制品的香味浓郁,酸甜可口,很好的保持了芒果原有的风味。(2)冻干后芒果干制品色泽呈米黄色,与鲜果色泽基本一致。(3)冻干的芒果干制品无表面硬化现象,且内部呈多孔的海绵状,质地较脆。2.3两种干燥方法对芒果营养成分的影响碳水化合物在加热时极易引起分解和焦化,特别是葡萄糖和果糖经高温长时间干燥易发生大量损耗;Vc是热敏性物质,在高温和氧化的长时间作用下损失严重。因此,本试验以可溶性总糖、Vc和蛋白质保留率为指标,来研究两种干燥方法对芒果营养成分的影响,结果见表1。由表1可知:热风干燥对Vc的破坏严重,保留率仅为29.01%,而真空冷冻干燥对Vc的保持率很好,保留率为81.02%,是热风干燥的2.79倍;热风干燥与真空冷冻干燥对总糖和蛋白的破坏程度相对较小,热风干燥芒果总糖保留率为67.99%,真空冷冻干燥芒果保留率为85.66%;热风干燥芒果蛋白保留率为65.39%,真空冷冻干燥芒果的蛋白保留率为80.77%。由此可知,真空冷冻干燥芒果的Vc、可溶性总糖和蛋白保留率均远远大于热风干燥芒果的保留率。2.4热风干燥与真空冻干产品的复水比的确定由图3可知:在复水初期,样品迅速吸水,2min后,热风干燥干制品的复水比为1.93,真空冷冻干燥的干制品的复水比为4.33;随着复水时间的延长,复水比逐渐增大,但是热风干燥芒果的复水比增长速度缓慢,真空冷冻干燥的复水比快速增大8min后,热风干燥芒果的复水比仍在持续增大,而真空冷冻干燥芒果的复水比增大幅度较小,此时热风干燥与真空冻干产品的复水比分别是2.83和7.98;10min后,热风干燥芒果的复水比仍在增大,而真空冷冻干燥芒果的复水比达到几乎不再增大,这说明真空冷冻干燥芒果在10min时就已完全复水,此时其复水比达到8.25,而热风干燥芒果则在15min后,完全复水,复水比为3.33。2.5芒果表面气孔多分布,颗粒均匀,组织结构稳定不同的干燥方式,会给芒果的组织带来不同程度破坏。SEM扫描清晰地反映了热风干燥与真空冷冻干燥对干燥芒果品质的影响,如图4所示。由图4a可知:经热风干燥的芒果表面褶皱较多,结构紧密,气孔几乎不可见,这是由于热风干燥的芒果一直是在高温干燥系统中干燥,高温对芒果的质构破坏程度较大,导致了芒果气孔少的现象。由图4b可知:经真空冷冻干燥的芒果表面气孔多而分布均匀,内部的淀粉颗粒清晰可见,这是由于真空冷冻干燥在干燥前经过预冻结处理,固定了芒果的形状,同时是在低温低真空的干燥系统中干燥,对芒果组织结构的破坏程度很低,因而芒果的形状和组织结构的保持程度较高。黄国平报道的芒果片真空冷冻干燥工艺的研究;冯春梅,李建强和黎新荣报道的原味无硫芒果干工艺技术研究以感官评价的方式对干燥芒果的表观结构进行了描述。本试验首次从微观结构研究了不同干燥方式对芒果品质的影响。3芒果真空冷冻干燥试验结果显示,热风干燥和真空冷冻干燥在干燥产品中Vc、可溶性总糖、蛋白保留率、复水性、组织破坏程度、耗能和耗时上有极大的差异。LimLuandaG.Marques等人发现热风干燥后的芒果的复水性能与其干燥脱水时的损伤程度有关。J.P.Chen等人研究了不同干燥方法对芒果中类胡萝卜素的影响,发现热风干燥的芒果,呈浅黄色,且类胡萝卜素破坏较大,而冻干的芒果为深黄色。S.Maldonado等人对芒果真空冷冻干燥后的复水性做了研究,指出干燥制品的复水能力与复水的温度有关。国内的余锦春报道了脱水芒果块生产线的研究,采用漂烫、浸糖和升华干燥的方式对芒果进行脱水。黄国平在芒果片真空冷冻干燥工艺的研究中对芒果片的真空冷冻干燥工艺进行了研究。冯春梅,李建强和黎新荣用真空冷冻干燥的方法做了原味无硫芒果干工艺技术研究。本试验采用热风干燥和真空冷冻干燥两种干燥路线对芒果进行干燥,得出了芒果的热风干燥和真空冷冻干燥曲线,并从热风干燥和真空冷冻干燥的干燥过程的能耗和耗时、产品感官品质、干燥产品的Vc保留率、可溶性总糖保留率、蛋白保留率、复水性及组织破坏程度等方面展开了研究,系统地研究了热风干燥与真空冷冻干燥的差异性,为芒果干燥加工方式的选择提供了参考。试验结果显示,就产品营养成分保留率而言,真空冷冻干燥芒果的Vc、总糖和蛋白保留率分别为81.02%、85.66%和80.77%,均高于热风干燥;就产品感官品质而言,真空冷冻干燥的芒果保持有其浓郁的特有香味,且形态饱满,形状保持较好,热风干燥的芒果香味劣化严重,形变严重;就复水性而言,真空冷冻干燥的芒果复水比大,且复水时间短,复水比为8.25,远大于热风干燥芒果的复水比;SEM扫描图显示,真空冷冻干燥对芒果产品的破坏程度极小;但对耗能和耗时方面而言,热风干燥又远远高于真空冷冻干燥。4干燥条件对热风干燥的影响(1)试验表明,热风干燥芒果的形变严重,香味不足,稍有杂味,营养成分损失较严重,复水时间长,复水比较小,为3.33,营养成分损失严重,其中Vc保留率、可溶性总糖保留率和蛋白质保留率分别为29.01%、67.99%和65.39%;真空冷冻干燥芒果形态饱满,香味浓郁,复水迅速,10min就复水完全,营养成分损失较小,Vc保留率、可溶性总糖保留率和蛋白质保留率分别达到了81.02%、85.66%和80.77%。(2)SEM扫描发现,热风干燥芒果表面气