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不同干燥方法对海芦笋干品品质的影响



全 文 : 2010, Vol. 31, No. 11 食品科学 ※基础研究64
不同干燥方法对海芦笋干品品质的影响
徐明亮 1,周 祥 2,蔡金龙 2,郁志芳 1 ,*
(1.南京农业大学食品科技学院,江苏 南京 210095;2.江苏晶隆海洋产业发展有限公司,江苏 大丰 224145)
摘 要:分别采用热风(80℃,4h)、微波(420kW,5min后 140kW,5min)及冷冻干燥(冷阱盘管温度- 60℃,真
空度 13.48Pa以下)对海芦笋进行干燥,探讨 3种方法对海芦笋干品感官品质,VC、叶绿素、粗纤维、氯化钠和
总糖等物质的含量,复水性的影响。结果表明:8 0℃热风干燥海芦笋干品感官较差,复水性差,叶绿素保持率
低,V C 及总糖损失多;冷冻干燥能显著减少色泽变化,复水性好,干品中总糖、叶绿素含量较高;微波干燥
效果介于热风干燥和冷冻干燥之间。3种干燥方法对海芦笋干品 NaCl含量没有影响。
关键词:海芦笋;热风干燥;微波干燥;冷冻干燥;品质
Effect of Drying Methods on the Physico-chemical and Sensory Quality of Salicornia bigelovii Torr.
XU Ming-liang1,ZHOU Xiang2,CAI Jin-long2,YU Zhi-fang1,*
(1. College of Food Science and Technology, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China;
2. Jiangsu Jinglong Marine Industry Development Co. Ltd., Dafeng 224145, China)
Abstract :The changes in the contents of chlorophyll, crude fiber, sodium chloride and total sugar, rehydration ratio and sensory
quality of Salicornia bigelovii Torr. before and after hot-air drying (80 ℃, 4 h), microwave drying (420 kW, 5 min, then 140 kW,
5 min) or frozen drying (-60 ℃, below 13.48 Pa) were investigated. The results showed that hot air-dried Salicornia bigelovii
Torr. exhibited poorer sensory quality, lower rehydration capacity, lower chlorophyll retention and more loss of vitamin C and
total sugar. Frozen drying could significantly reduce color change, increase rehydration ratio, maintain more chlorophyll and
sugar in Salicornia bigelovii Torr.. Microwave drying was between hot air and frozen drying for drying efficiency. No significant
difference in sodium chloride content was observed among the drying methods.
Key words:Salicornia bigelovii Torr.;hot-air drying;microwave drying; frozen drying;quality
中图分类号:TS255.5;S649 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2010)11-0064-05
收稿日期:2009-06-10
基金项目:江苏省发展和改革委员会项目
作者简介:徐明亮(1982—),男,硕士研究生,研究方向为农产品贮藏与加工。E-mail:ycxml@163.com
*通信作者:郁志芳(1960—),男,教授,博士,研究方向为果蔬采后生物学和贮藏加工。E-mail:yuzhi88@yahoo.com.cn
海芦笋(Salicornia bigelovii Torr.)又名海蓬子,属
藜科盐角草属植物,肉质化真盐生植物,有欧洲海蓬
子和比吉洛氏海蓬子等 20多个品种[1]。海芦笋原产美洲
盐沼地,一般生长于盐碱地、盐湖旁及海滩,可用海
水或淡水、海水交替灌溉。海芦笋富含有人体必需的 8
种氨基酸、粗纤维及微量元素和维生素[2]。海芦笋嫩茎
中含有丰富的胡萝卜素,可作高档、特色的时鲜蔬菜。
种子可榨油,为新型保健食用油,油饼粕可作食品添
加剂[3]。此外,其所含的天然植物保健盐和天然植物碱
(微角皂苷),也是医药、保健品的优质原料[ 4 ]。
海芦笋生产季节性强,新鲜海芦笋只有在 4、5月
份才有供应,新鲜海芦笋含水量高,不耐运输和贮藏,
成为制约其作为高档蔬菜发展的主要因素之一[5]。有报
道指出[ 6 ],海芦笋可以进行干燥,采用合适的干燥技
术,可以加工成海芦笋干制品,满足不同的消费需求,
且可有效延长海芦笋产品的供应时间。
迄今为止,有关海芦笋干燥技术的研究较少,且
主要限于热风干燥。本研究对新鲜海芦笋分别采用热风
干燥、微波干燥和冷冻干燥 3种方法进行干燥并对干燥
产品进行品质分析和比较,探索海芦笋适宜的干燥方法
和参数,以期为海芦笋工业化干燥加工提供实践参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
65※基础研究 食品科学 2010, Vol. 31, No. 11
新鲜海芦笋由江苏大丰晶隆海洋产业发展有限公司提
供,采收的时间为 2008年秋季,呈翠绿色,植株完整,
海芦笋叶茎质地脆嫩,有弹性,无失水萎蔫现象。
1.2 仪器与设备
Sartorius BS 224S型电子天平;PHILIPS HR1701二
合一搅拌机;DHG-9030A型电热恒温鼓风干燥 上海益
恒实验仪器有限公司;UNICE UV-VIS 2802PC型分光光
度计;SHB-Ⅲ型循环水式多用真空泵 郑州长城科工
贸有限公司;LGJ-12B多歧管普通型冷冻干燥机 郑州
南北仪器设备有限公司;WZD4S-1型微波真空干燥设备
南京三乐微波技术发展有限公司。
1.3 实验设计
海芦笋干燥的实验设计和干燥条件见图 1。海芦笋
热风干燥预实验中比较了 60、80、105℃的温度对海芦
笋干燥的效果,确定采用干燥时间适宜、对海芦笋感
官颜色效果最好且营养损失最少的 80℃热风干燥条件对
海芦笋进行干燥,并与微波干燥( 4 2 0 k W、5 m i n;
140kW、5min)和冷冻干燥(冷阱盘管温度- 60℃;真空
度 13.48Pa以下)获得的海芦笋干样进行综合感官评定、
复水性及其他相关品质指标的测定。
1.4.2 复水性测定
取海芦笋干样 5g,置于 1000mL烧杯中,加 500mL
蒸馏水,80℃恒温水浴,每隔 5min取样一次,用滤纸
吸干样品至表面基本无水,称质量。测量前 30min并记
录相关数据。
复水比(R)由式(1)计算。
R/(g/g)=m2/m1 (1)
式中:m 1为原干样质量 /g;m 2为复水后质量 /g。
复水速率(r)为干品在一段复水时间内单位时间的平
均复水量,按式( 2 )计算。
r/(g/min)=(m2-m1)/t (2)
式中:m 1为原干样质量 /g;m 2为复水后质量 /g。
t为复水时间间隔 /min。
1.4.3 粗纤维含量测定
取 0.5g海芦笋干样放入圆底烧瓶,加入 100mL酸性
洗涤剂,电炉加热 60min(10min内加热至沸腾,烧沸后
小火保持微沸)。将圆底烧瓶取下后用布氏漏斗趁热抽
滤(提前剪好滤纸大小,称量并记录质量);用 90~100℃
的热水边洗边搅拌,用丙酮洗涤 3 次,烘干称量。差
量法计算粗纤维含量( F ),公式为:

m3-m2
F/% = ————×100 (3)

m1
式中:m 1为干样或是鲜样的质量 /g;m2为滤纸的
质量 / g;m 3 为滤纸和粗纤维的质量 / g。
1.4.4 叶绿素含量测定
称取海芦笋 0.5g,剪碎置入研钵,加入 5mL 80%
丙酮,少许 CaCO 3和石英砂,研磨匀浆。匀浆洗涤过
滤至 10mL容量瓶中,定容得叶绿素提取液。取 5mL提
取液转入 25mL容量瓶中,用80%丙酮定容至 25mL得待
测液,分别在波长 645、652、663nm处测定吸光度。
根据 Lambert-Beer定律计算叶绿素含量。
1.4.5 总糖含量测定[7]
配制 10、20、40、60、80、100mg/L的葡萄糖
标准溶液。称取海芦笋干样适量,加水 3 0 m L 煮沸
15min,冷却过滤并定容至 100mL得样液(含葡萄糖 20~
80mg/L)。
取样液、系列标准葡萄糖液、蒸馏水各 1mL,分
别置于 8支试管中,沿壁各加入 5mL冷的蒽酮试剂(0.2g
蒽酮溶于 100mL浓硫酸),混匀,沸水浴 10min,迅速
流水冷却。以试剂空白调零,测定各管 A 6 2 0 n m,绘制
标准曲线,并求出海芦笋干样总糖含量。
1.4.6 氯化钠含量测定
间接沉淀滴定法,按照国标G/BT 12457— 1990《食
品中氯化钠的测定方法》进行测定。
参数
评分等级
5 4 3 2 1
色泽 墨绿色 浅绿色 灰绿色 灰色 暗褐色
香气 浓郁海洋植物香气 有海洋植物香气 海洋植物香气较淡 无香气 出现不良气味
形态 不变 轻微萎蔫 萎蔫 萎蔫较多 严重萎蔫
咸味 无咸味 淡咸味 咸味 咸味较重 咸苦味
咀嚼性 松脆 较脆 松软 较硬 生硬
注:总分 2 5,质量等级为:大于 1 8 分,很好;1 8~1 2 分,一般;
小于 1 2 分,差。
表1 干燥海芦笋感官评定标准
Table 1 Standards for sensory evaluation of dried Salicornia
bigelovii Torr.
1.4 测定指标及测定方法
1.4.1 感官评定
海芦笋干燥后经冷却及时进行感官评价,评定标准
见表 1 。
图1 海芦笋干燥流程图
Fig.1 Flow chart for drying of Salicornia bigelovii Torr.
新鲜海芦笋
主体干燥工艺
出料

磨粉

包装
检测→去杂去残次
自然沥干←清洗(流动水)
1)热风干燥(80℃,4h)
2 )微波干燥 ( 4 2 0 k W,
5min后 140kW,5min)
3)冷冻干燥(冷阱盘管温度,
60℃;真空度 13.48Pa以下)





2010, Vol. 31, No. 11 食品科学 ※基础研究66
1.5 数据处理
实验所涉及数据均为 3次测定的均值,采用 Excel,
SYSTAT 12.0软件进行数据显著性分析。
2 结果与分析
2.1 不同方法干燥海芦笋的感官评定比较
评价指标
热风干燥
微波干燥 冷冻干燥
60℃ 80℃ 105℃
色泽 2 3 1 4 5
香气 2 3 1 4 4
形态 2 3 1 4 5
咸味 3 3 1 4 4
咀嚼性 2 3 1 3 5
总分 11 15 5 19 23
表2 3种干燥方法处理海芦笋的感官评分
Table 2 Sensory scores of Salicornia bigelovii Torr. dried by
different methods
加热,而是在加热物体内部直接产生的,所以尽管被
加热物料形状复杂,但加热均匀,海芦笋结构特征没
有遭到破坏,复水比明显高于热风干燥;冷冻干燥时,
海芦笋水分以冰晶态升华汽化,其固体骨架基本保持不
变,因此干制品基本保持原有形状,复水性与微波干
燥相当[ 1 1 ]。
海芦笋不同阶段的复水速率如图 3 所示,在 0~
25min内随时间延长复水速率总体表现为逐渐降低。其
中,在 0~8min内微波干燥和冷冻干燥的复水速率大于
热风干燥;而在 8~25min内,微波干燥和冷冻干燥的
复水速率小于热风干燥。
经微波干燥和冷冻干燥所得的海芦笋干品结构多孔
疏松,而热风干燥过程中的内外温差导致海芦笋表层的
硬化,导致经热风干燥的海芦笋干样起始(复水前 5min
内)复水速率较低。组织水势和体积溶胀两个因素共同
影响海芦笋干样复水整个过程,前期组织水势起主要作
用,实验数据表明在 5~10min之间体积溶胀作用逐渐转
变为主导影响因素。复水后期,热风干燥所得样品组
织的溶胀作用以及其相对微波干燥和真空冷冻干燥有着
较高的水势,吸水速率相对偏高。微波干燥和真空冷
冻干燥所得海芦笋干样具有很好的复水性,其粉剂也有
很理想的速溶性[1 2]。
图3 80℃下海芦笋干样复水速率随复水时间的变化
Fig.3 Change of relative rehydration velocity of Salicornia
bigelovii Torr. dried by different methods during rehydration at 80 ℃
0.8
0.6
0.4
0.2
0




/(
g/
m
in
) 热风干燥
微波干燥
冷冻干燥
复水时间 /min
0 5 10 15 20 25
图2 80℃下海芦笋干样复水比随复水时间的变化
Fig.2 Change of rehydration ratio of Salicornia bigelovii Torr.
dried by different methods during rehydration at 80 ℃
10
8
6
4
2
0
热风干燥
微波干燥
冷冻干燥复


/(
g/
g)
复水时间 /min
0 5 10 15 20 25 30
由表 2可知,热风干燥温度对海芦笋的感官品质影
响较大。80℃的热风干燥条件具有较高的产品感官品质
和生产稳定性。在其他条件相同时,60℃干燥需要 10h
左右,比 80℃下干燥需时长约 6h,一般不宜选用;105
℃下干燥时,海芦笋的主要成分被破坏比较严重,叶
绿素、总糖等物质损失较大。因此,海芦笋热风干燥
的温度在 80℃左右为宜。
微波干燥和冷冻干燥后的海芦笋较好地保持了鲜品
原有色泽,而热风干燥海芦笋变色较严重。出现这一
现象的原因是热风干燥温度高,海芦笋中糖类和蛋白质
发生美拉德反应[8 ]。与新鲜海芦笋相比,3种干燥方法
获得的海芦笋干品均有海水蔬菜特有的咸味及浓郁的海
芦笋清香,但微波干燥和冷冻干燥的香气和咸味明显高
于热风干燥(表 2)。冷冻干燥时,海芦笋组织中水分直
接以冰晶态升华,干品骨架保持原状,冰晶部分形成
微孔[9]。微波干燥具有一定膨化效果,其膨化原理是微
波能量到达物料深层转化为热能,使物料水分迅速蒸发
形成内部蒸汽压力,迫使物料膨化,从而使物料具有
网状结构[ 1 0 ]。热风干燥物料变形较大,且因内部水分
不断向表面扩散,水分在表面蒸发后,矿物质在表面
凝结,物料表面质地坚硬。因此,从形态保持来说微
波干燥和冷冻干燥较好。
2.2 不同方法干燥海芦笋的复水性比较
不同方法干燥海芦笋的复水性实验结果表明,热
风干燥海芦笋的复水能力明显低于微波干燥和冷冻干燥
(图 2)。热风干燥温度较高,干燥过程中水分发生内扩
散并最终在表面汽化,使得干燥后的海芦笋皱缩硬化,
因此在同样时间内复水比较低;微波加热不靠外部热源
67※基础研究 食品科学 2010, Vol. 31, No. 11
2.3 不同干燥方法对海芦笋成分的影响
2.3.1 对海芦笋VC含量的影响
不同干燥方法对海芦笋VC含量有明显影响。如图
4所示,经 80℃热风干燥测得 VC含量为 3.64mg/100g,
明显低于微波干燥的4.44mg/100g和冷冻干燥的4.57mg/100g。
冷冻干燥温度低,海芦笋组织结构破坏小,VC 损失量
较少;微波干燥干燥速率快,高温持续时间短,VC有
一定量损失;热风干燥温度高,持续时间长,VC 对热
不稳定,损失量最大。因此,从 V C 保持的角度取舍
干燥方法时,海芦笋以冷冻干燥最好,微波干燥次之。
2.3.2 对海芦笋粗纤维含量的影响
2.3.3 对海芦笋叶绿素含量的影响
从图 6可以看出,3种干燥工艺所得海芦笋干样中
叶绿素含量差异显著,其含量从大到小依次为:冷冻干
燥(4.02%)>微波干燥(3.66%)>热风干燥(3.09%),这可能
是造成不同干制方法获得海芦笋感官颜色差异的主要原
因。3种不同干燥方法导致叶绿素含量不同的原因在于
叶绿素易受热分解及氧化破坏,低温下冷冻干燥对保持
叶绿素这类热敏性物质有明显优势;微波干燥由于干燥
时间短,效率高,同样能较好的保持叶绿素等热敏性
物质 [ 1 6 ];相比之下,热风干燥温度高,干燥效率低,
对叶绿素的破坏较大。
2.3.4 对海芦笋总糖含量的影响
图4 3种干燥方法对海芦笋VC含量影响
Fig.4 Comparison of vitamin C content in Salicornia bigelovii
Torr. dried by different methods
5
4
3
2
1
0
V
C


/(
m
g/
10
0g
)
热风干燥 微波干燥 冷冻干燥
图5 3种干燥方法对海芦笋粗纤维含量的影响
Fig.5 Comparison of crude fiber content in Salicornia bigelovii
Torr. dried by different methods
9.0
8.0
7.0
6.0





/%
热风干燥 微波干燥 冷冻干燥
从图 5可以看出,3种干燥工艺所得海芦笋干样中
粗纤维含量差异显著,其含量按质量分数从大到小依
次为:热风干燥(8.24%)>微波干燥(7.76%)>冷冻干燥
(6.72%)。
在 80℃下进行热风干燥,海芦笋细胞存活时间长,
组织中果胶、细胞原生质等成分在细胞壁的沉积量较
大,细胞壁纤维化程度较高 [ 1 3 ]。微波干燥加热均匀、
干燥速度较快,海芦笋纤维化程度低[14];冷冻干燥温度
低,组织细胞生命活动水平很低,纤维化进程很慢,
同时原有质构保持较好,细胞物质沉降少,故而木质
化水平较其他两种方法明显偏低[15]。
图6 3种干燥方法处理的海芦笋叶绿素含量影响
Fig.6 Comparison of chlorophyll content in Salicornia bigelovii
Torr. dried by different methods
4.0
3.5
3.0
2.5
2.0

绿



/%
热风干燥 微波干燥 冷冻干燥
图7 3种干燥方法处理的海芦笋总糖含量影响
Fig.7 Comparison of total sugar content in Salicornia bigelovii
Torr. dried by different methods
50
45
40
35
30




/%
热风干燥 微波干燥 冷冻干燥
由图 7可知,3种干燥工艺所得海芦笋干样中总糖
含量从大到小依次为:冷冻干燥海芦笋干品(47.11%)>
微波干燥(44.13%)>热风干燥(38.19%)。三者间相差最高
达 9 %,差异显著。冷冻干燥温度低,美拉德反应程
度较低,消耗糖类物质少,所以能很好的保持海芦笋
中总糖含量。微波干燥耗时短,有利于营养成分的保
持。与前两者相比,热风干燥保持活体的时间长,且
温度较高,持续时间长,糖量消耗大,导致总糖损失
较大,最终表现其含量较低[ 1 7 ]。
2.3.5 对海芦笋氯化钠含量的影响
海芦笋是海水植物,含盐量高,干燥后盐分占干
2010, Vol. 31, No. 11 食品科学 ※基础研究68
品质量比重较大[5]。经测量 3种干燥方法所得海芦笋干
品氯化钠含量差别不明显,均在 39.2%左右:热风干燥
39.13%,微波干燥 39.25%,冷冻干燥 39.23%。其原因可
能是干燥过程中,海芦笋植物盐不随水分蒸发而流失,
且其化学性质较稳定,不受温度、光照等因素影响[1 8]。
3 讨 论
热风干燥海芦笋干品感官品质较差,微波干燥和冷
冻干燥能较好保持新鲜海芦笋原有的色泽、质地以及风
味。微波加热物料温度升高快,加热时间短,对海芦
笋营养成分破坏较少;冷冻干燥能很好的保持海芦笋组
织结构,显著减少营养成分损失,其干品的叶绿素含
量、总糖含量均较微波干燥和热风干燥高,粗纤维含
量则较其他方法低。这与不同干燥方法对苦瓜粉[19]、天
麻[20]等质量影响的实验结果相一致。
热风干燥成本低,生产量大,其产品感官品质较
差,营养损失严重,适于产品附加值低的大宗果蔬;
微波干燥可获得感官及营养品质较好的海芦笋干品,但
当前微波干燥研究大多停留在实验阶段或小规模生产阶
段,且配套设备及仪器开发不足[21];冷冻干燥设备处理
能耗高、时间长、投资大,对于成品包装要求高,但
冷冻干燥海芦笋较好保持了其感官及营养品质[22]。综合
比较 3种干燥技术,对于附加值高的海芦笋,冷冻干燥
可作为一种较为理想的干燥方法。
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