盧 懿， 張 慜*， 孫金才， 盧立群

（1.江南大學(xué) 食品學(xué)院，江蘇 無(wú)錫 214122；2.浙江海通食品集團(tuán)股份有限公司，浙江 慈溪 315300）

梨具有較高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，富含蛋白質(zhì)、維生素、有機(jī)酸及多種酚類(lèi)化合物，其營(yíng)養(yǎng)豐富。近年來(lái)備受消費(fèi)者青睞，故凍干梨脆片具有良好的市場(chǎng)前景。但鮮梨在加工過(guò)程中產(chǎn)生的損傷極易誘導(dǎo)梨褐變并產(chǎn)生不良風(fēng)味，對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)造成不利影響。雖然之前常用含硫化合物進(jìn)行處理，但由于其殘毒性和環(huán)境污染，含硫化合物已被美國(guó)FDA禁止在鮮切果蔬中使用。作者通過(guò)選擇不同的護(hù)色措施，探討無(wú)硫工藝護(hù)色，確定一種新型替代含硫護(hù)色劑的最佳護(hù)色方案。由于凍干技術(shù)所生產(chǎn)的產(chǎn)品復(fù)水性極佳，故目前市場(chǎng)上凍干水果脆片所面臨的最大問(wèn)題就是其松脆性的保持及加工過(guò)程中粘連問(wèn)題的解決，作者旨在通過(guò)合理添加添加劑來(lái)解決上述問(wèn)題以保持松脆性和防粘連。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

水晶皇冠梨：選購(gòu)自無(wú)錫大潤(rùn)發(fā)超市；抗壞血酸，檸檬酸，黃原膠，果膠，氯化鈣，麥芽糊精，乳糖：試劑均為分析純；白砂糖：食品級(jí)。

色彩色差計(jì)：CR-400/410，柯尼卡美能達(dá) （中國(guó)）投資有限公司；TA-Xt2i質(zhì)構(gòu)儀：TA-Xt2i，英國(guó)Stable.Micro System公司；電子分析天平：FAl104，上海精密科學(xué)儀器有限公司；BCD.205UT電冰箱：ZHT，山東甄城華魯儀器公司；微波真空凍干機(jī)：YHW2S-OS，南京亞泰微波能技術(shù)研究所。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 高真空干燥梨脆片工藝流程 鮮梨→篩選→清洗→去皮、去核→切片→護(hù)色→真空滲透保脆→熱燙→防粘連浸泡→瀝干水分→高真空干燥→包裝→測(cè)定色澤及感官指標(biāo)。

鮮梨：要求鮮梨新鮮、果形完整、成熟度和大小均勻，直徑70 mm左右。無(wú)損傷，無(wú)腐爛，平均初始含水量為90%。去皮、去核：該步驟務(wù)必處理迅速，以防空氣中的氧氣促進(jìn)梨片褐變。切片：鮮梨清洗過(guò)后切片，為保證后期良好的松脆性，厚度在6~7 mm之間。真空滲透保脆：采用黃原膠，果膠，氯化鈣，白砂糖對(duì)梨片進(jìn)行處理。高真空干燥：真空度為8.9 kPa條件下進(jìn)行兩步干燥，功率500 W，溫度50℃條件高真空干燥3 h，后加熱功率400 W，加熱溫度40℃條件下繼續(xù)干燥12 h。

1.2.2 護(hù)色方案設(shè)計(jì) 鮮梨片褐變主要是多酚氧化酶PPO導(dǎo)致，此酶最適pH為4.5~7.5，最適溫度為35℃左右。在食品加工和貯存過(guò)程中其內(nèi)源酚類(lèi)物質(zhì)被酶催化氧化形成褐色素或黑色素即為褐變。首先在對(duì)比多種護(hù)色液效果后確定就抗壞血酸和檸檬酸進(jìn)行深入探討，然后確定其閾值。設(shè)定6個(gè)質(zhì)量濃度梯度進(jìn)行真空滲透護(hù)色，見(jiàn)表1。操作條件為真空度為20 kPa，處理20 min，初步確定適宜質(zhì)量濃度范圍并確定護(hù)色最適溫度。

表1 護(hù)色方案設(shè)計(jì)Table 1 Retaining color scheme design

1.2.3 色澤的測(cè)定 利用色彩色差計(jì)，以?xún)x器白板色澤為標(biāo)準(zhǔn)，依亨特表色系統(tǒng)測(cè)量產(chǎn)品的明度指數(shù)L、色品指數(shù) a、b。 L 表示黑白（亮暗），a表示紅綠，b表示黃藍(lán)。a值表示有色物質(zhì)的紅綠偏向，正值越大越偏向紅色，而負(fù)值越大則越偏向綠色。b值表示有色物質(zhì)的黃藍(lán)偏向，正值越大越偏向黃色，而負(fù)值越大則越偏向藍(lán)色；

L=0表示黑色，L=100表示白色。用明度指數(shù)（L）間接反映色澤好壞。色澤（L）值越小，表示產(chǎn)品褐變?cè)絿?yán)重。每次取樣取3次，最后取其平均值。

1.2.4 松脆性方案設(shè)計(jì) 梨片在高真空干燥過(guò)程中由于水分的大量流失，組織內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到破壞，造成梨片塌陷，松脆性降低，對(duì)感官的不利影響很大。分別就黃原膠，果膠（和氯化鈣、白砂糖復(fù)配）進(jìn)行單因素試驗(yàn)，后正交優(yōu)化得出最佳保脆方案。同時(shí)驗(yàn)證對(duì)梨片色差值、復(fù)水率的影響。

1.2.5 質(zhì)構(gòu)的測(cè)定 用TA-X2i質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行壓縮破壞試驗(yàn)來(lái)測(cè)定凍干梨片的脆度力學(xué)特性參數(shù)。質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試探頭為P 0.5S，操作模式為T(mén)ortilla chips-DOR1，測(cè)試前速度2 mm/s，測(cè)試速度1 mm/s，測(cè)試后速度5 mm/s，感應(yīng)力20 g，壓縮距離10 mm。將樣品置于測(cè)試臺(tái)上，測(cè)出其壓力峰值一變形時(shí)間質(zhì)構(gòu)圖。脆度用坐標(biāo)圖上出現(xiàn)的壓力峰值表示，最高值為脆片的硬度。每種處理的樣品重復(fù)做5次，取其平均值。

1.2.6 防粘連方案設(shè)計(jì) 本實(shí)驗(yàn)所選用的水晶皇冠梨糖分質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)12.3%左右，在高真空干燥過(guò)程中糖分隨著水分流失聚集在梨片表面以及上述的浸泡液所殘留的膠類(lèi)物質(zhì)，使得多層加工時(shí)梨片之間粘連問(wèn)題嚴(yán)重，導(dǎo)致梨片破損，粉末率高，在包裝和食用過(guò)程中感官效果不佳。嘗試采用麥芽糊精，乳糖，葡萄糖進(jìn)行浸泡洗脫，對(duì)比防粘連的效果，最終確定最佳方案。

2 結(jié)果與分析

2.1 褐變控制單因素試驗(yàn)

引起梨片褐變主要是由多酚氧化酶氧化梨中多酚類(lèi)物質(zhì)生成醌類(lèi)，并進(jìn)一步聚合成黑褐色的物質(zhì)[1]。這類(lèi)反應(yīng)的進(jìn)行需要4個(gè)因素，即氧、多酚氧化酶、底物和銅離子[2]。故抑制此類(lèi)反應(yīng)可通過(guò)除氧、降低底物質(zhì)量濃度和活性銅離子或鈍化酶來(lái)達(dá)到。同時(shí)初步的實(shí)驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)L值大小與眼睛觀察到的褐變程度具有較好的相關(guān)性。因此以L(fǎng)值作為衡量最終產(chǎn)品顏色褐變的指標(biāo)。

2.1.1 抗壞血酸抑制褐變的效果 抗壞血酸酸屬于有機(jī)酸，主要是通過(guò)清除自由基來(lái)達(dá)到護(hù)色的目的[3]，且對(duì)POD有還原作用[4]。不同質(zhì)量濃度抗壞血酸對(duì)梨片色澤變化的影響見(jiàn)圖1。由圖1可知，一定質(zhì)量濃度范圍以?xún)?nèi)，抗壞血酸均能夠有效地抑制梨片褐變，雖然抗褐變的過(guò)程中隨質(zhì)量濃度變化其效果也隨之變化，但是抗褐變的最終效果差不多?？偟膩?lái)說(shuō)，在0.20 g/dL抗壞血酸單獨(dú)處理?xiàng)l件下，梨片色澤變化幅度最小，護(hù)色效果最佳。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，過(guò)高質(zhì)量濃度的抗壞血酸會(huì)導(dǎo)致樣品變成粉紅色，梨片正反兩面的顏色不一致，且對(duì)感官評(píng)價(jià)有不利影響，具體原因有待進(jìn)一步研究。

圖1 不同質(zhì)量濃度抗壞血酸對(duì)梨片色澤變化的影響Flg.1 Different concentrations of ascorbic acid on the color change of the pear slices

2.1.2 檸檬酸抑制褐變的效果 檸檬酸屬于有機(jī)酸，在護(hù)色過(guò)程中可以通過(guò)降低pH值以及從PPO位點(diǎn)螯合Cu2+，達(dá)到護(hù)色的目的[5]。不同質(zhì)量濃度檸檬酸對(duì)梨片色澤變化的影響見(jiàn)圖2。由圖2可知，添加了檸檬酸后，梨片樣品的明度指數(shù)均隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而降低，但是最終的護(hù)色效果隨著質(zhì)量濃度的改變也有所影響。從護(hù)色效果看，在0.10 g/dL檸檬酸單獨(dú)處理?xiàng)l件下，梨片樣品的色澤變化幅度最小，護(hù)色效果最佳。隨著檸檬酸質(zhì)量濃度的增大，不僅梨片的感官評(píng)價(jià)隨著酸度的增加而降低，產(chǎn)生不利影響，而且其抗褐變能力反而降低，具體原因有待進(jìn)一步研究。

圖2 不同質(zhì)量濃度檸檬酸對(duì)梨片色澤變化的影響Flg.2 Different concentrations of citric acid ring pear slices color change

2.1.3 溫度抑制褐變的效果 不同溫度熱燙對(duì)梨片色澤變化的影響見(jiàn)圖3。由圖3可知，熱燙處理和非熱燙處理的明度指數(shù)相差不大，說(shuō)明熱燙處理效果不佳。但是熱燙處理是在短時(shí)間內(nèi)（1 h左右）色澤下降幅度很大，說(shuō)明45~60℃并沒(méi)有徹底的滅酶，考慮到加工過(guò)程中會(huì)迅速的抽真空，降低氧氣體積分?jǐn)?shù)，也能夠有效地抑制褐變反應(yīng)，并且熱燙處理能夠保持梨片在高真空干燥過(guò)程中的平整性，所以選擇最初效果較好的溫度條件即可。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出，低于50℃不能夠短時(shí)間內(nèi)有效地抑制酶活；高于50℃則褐變嚴(yán)重，分析為溫度促進(jìn)了非酶促褐變所導(dǎo)致[6]。并且高溫使得梨片的香氣大大所示以及口感疏松失去脆性，故初步確定50℃為適宜溫度。

2.2 復(fù)合處理對(duì)梨片褐變控制的效果

正交試驗(yàn)因素水平表見(jiàn)表2，正交實(shí)驗(yàn)因素對(duì)色度的影響見(jiàn)表3。

圖3 不同溫度熱燙對(duì)梨片色澤變化的影響Flg.3 Different temperature blanching on the color changes of the pear slices

表2 正交試驗(yàn)因素水平表Table 2 Level of orthogonal factors

表3 正交實(shí)驗(yàn)因素對(duì)色度的影響Table 3 Orthogonal experimental factors on the chroma

由正交試驗(yàn)可知，用極差法對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，由表3可以看出，三因素的R值分別為0.521 8、0.172 8、0.025 2，則表明抗壞血酸對(duì)最終樣品的色差值影響最大，檸檬酸的影響其次，熱燙處理的影響最小，但是熱燙處理保證了后續(xù)實(shí)驗(yàn)中梨脆片的平整性。從實(shí)驗(yàn)中看出，第9組的效果最好，明度最大為86.98。但是正交優(yōu)化實(shí)驗(yàn)得出最優(yōu)組合為A3B2C3，即0.25 g/dL抗壞血酸和0.10 g/dL檸檬酸浸泡10 min后55℃熱燙處理1 min，但是正交試驗(yàn)中并無(wú)此組別，故進(jìn)行3組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，后得出色差值為 87.19、86.91、87.31，平均值為 87.13，護(hù)色效果優(yōu)于其他組的護(hù)色效果。

2.3 保脆方案的單因素試驗(yàn)

2.3.1 黃原膠對(duì)梨片松脆性的影響 由圖4可以看出，黃原膠在0.04、0.08、0.10 g/dL處對(duì)脆度均有有益影響，相較于對(duì)照組有明顯優(yōu)勢(shì)。在0.02 g/dL和0.06 g/dL處理時(shí)效果不佳，可能為實(shí)驗(yàn)條件不當(dāng)所致。從硬度的方面，第五組為最佳，其硬度為1685.15 g。結(jié)合感官評(píng)價(jià)則是第四組和第五組的脆度均可。并且考慮到硬度對(duì)脆度一定程度上有影響，故目前初步確定黃原膠0.08 g/dL濃度為最佳質(zhì)量濃度。其次，對(duì)比了以上各組樣品的色差值，明度指數(shù)L值均在90以上，說(shuō)明黃原膠質(zhì)量濃度對(duì)梨片色差并無(wú)影響。

圖4 不同黃原膠質(zhì)量濃度對(duì)梨片松脆性的影響Flg.4 Different concentrations of xanthan gum on the structure change of the pear chips

不同黃原膠質(zhì)量濃度對(duì)梨片含水率和復(fù)水率的影響見(jiàn)圖5。由圖5可知，較高的含水率對(duì)脆度不利，但是在同一工藝水平下，0.04、0.06、0.08 g/dL 組顯著低于對(duì)照組，在0.10 g/dL下，分析是由于黃原膠的質(zhì)量濃度較高，不利于水分的滲出，故導(dǎo)致含水率高；復(fù)水率方面，除了0.04 g/dL和0.10 g/dL組明顯高于對(duì)照組，其他組別均無(wú)太大差別，說(shuō)明黃原膠質(zhì)量濃度對(duì)其復(fù)水率影響不大。綜上所述，在單因素水平上初步確定0.08 g/dL的黃原膠效果最佳。

圖5 不同黃原膠質(zhì)量濃度對(duì)梨片含水率和復(fù)水率的影響Flg.5 Different concentrations of xanthan gum on the structure change of the pear chips

圖6 不同果膠質(zhì)量濃度對(duì)梨片松脆性的影響Flg.6 Different concentrations of pectin on the structure change of the pear chips

2.3.2 果膠對(duì)梨片松脆性的影響 不同果膠質(zhì)量濃度對(duì)梨片松脆性的影響見(jiàn)圖6。由圖6可以看出，添加了果膠對(duì)梨片的松脆性在0.10 g/dL范圍內(nèi)均有所促進(jìn)，硬度值在0.10 g/dL達(dá)到最高，為1 208.93 g，然而脆度卻是在0.04 g/dL最佳，以硬度和脆度綜合考慮，并參考了梨香氣的濃郁程度。初步確定了在0.04 g/dL處理時(shí)梨脆度最佳。雖然后續(xù)幾組脆度依然不錯(cuò)，但是梨片的香味損失較大，失去了本來(lái)梨片清甜的香味，對(duì)感官影響不利。Martinez，Monzo等認(rèn)為，當(dāng)用HMP注入到黃桃中時(shí)，果膠只能透過(guò)細(xì)胞壁進(jìn)入細(xì)胞間隙中膠層而不能透過(guò)細(xì)胞膜，可以加強(qiáng)細(xì)胞間的連接并且保護(hù)組織免受破壞[7]。利用低甲氧基果膠可與Ca2+發(fā)生交聯(lián)作用形成鈣凝膠，產(chǎn)生一個(gè)堅(jiān)固的果膠酸鈣網(wǎng)絡(luò)，從而防止果膠物質(zhì)溶出[8]。選擇在0.04 g/dL果膠添加量時(shí)，最低的氯化鈣添加量達(dá)到最佳的保脆目的，雖然氯化鈣有一定的苦味，但是可以通過(guò)適量的白砂糖進(jìn)行掩蓋，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)后確定，氯化鈣的添加量為0.04 g/dL進(jìn)行感官評(píng)定時(shí)脆度最佳。不同果膠質(zhì)量濃度對(duì)梨片含水率和復(fù)水率的影響見(jiàn)圖7。由圖7可以看出，整個(gè)過(guò)程的含水率在一定的質(zhì)量濃度范圍以?xún)?nèi)得到了控制。如0.02 g/dL

處理時(shí)，其含水量?jī)H為5.76%，但是整個(gè)梨脆片塌陷較嚴(yán)重，失去了脆性。隨著果膠質(zhì)量濃度的增加，在梨脆片的微觀結(jié)構(gòu)中抑制了水分的流通，使得水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)在同樣的工藝條件下不斷增加，對(duì)脆度影響不利，在后續(xù)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該延長(zhǎng)加工時(shí)間以改進(jìn)。反觀0.04 g/dL處理的樣品，不僅含水量低，并且脆度好的同時(shí)保證了梨片的香氣，說(shuō)明0.04 g/dL較適合；復(fù)水率方面也是在0.04 g/dL達(dá)到最高，其余復(fù)水率較高的原因分析為干燥時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，使得梨片的組織結(jié)構(gòu)受到破壞，造成塌陷，使得在后期的復(fù)水過(guò)程中不能充分吸收水分，引起差異。其次驗(yàn)證了添加0.04 g/dL氯化鈣的效果，苦味并不明顯并且對(duì)含水率和復(fù)水率均無(wú)較大影響。

圖7 不同果膠質(zhì)量濃度對(duì)梨片含水率和復(fù)水率的影響Flg.7 Different concentrations of pectin on the structure change of the pear chips

2.4 復(fù)合處理對(duì)梨片松脆性的影響

正交試驗(yàn)因素水平表見(jiàn)表4，正交實(shí)驗(yàn)因素對(duì)色度的影響見(jiàn)表5。

由正交試驗(yàn)可知：添加了黃原膠和果膠的梨片，其脆度明顯優(yōu)于未添加的對(duì)照組；第九組的硬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他組，但是感官評(píng)價(jià)的脆度卻不理想，說(shuō)明過(guò)高的硬度對(duì)梨脆片的脆度具有一定的抑制作用；通過(guò)感官評(píng)價(jià)確定第八組的效果最為理想，脆片脆度較好，硬度適中，因此添加0.10 g/dL黃原膠、0.04 g/dL果膠、0.04 g/dL氯化鈣和0.12 g/dL白砂糖效果最為理想。

表4 正交試驗(yàn)因素水平表Table 4 Level of orthogonal factors

表5 正交實(shí)驗(yàn)因素對(duì)色度的影響Table 5 Orthogonal experimental factors on the structure

2.5 防粘連處理的討論

2.5.1 麥芽糊精對(duì)梨脆片粘連影響的討論 分別采用2.5、5.0、7.5 g/dL 3種不同質(zhì)量濃度的麥芽糊精對(duì)真空滲透結(jié)束的梨片浸泡5 min并洗凈表面殘余溶液，后瀝干表面水分進(jìn)行高真空干燥，與空白對(duì)照組相比，5.0 g/dL處理的防粘連效果最佳，質(zhì)量濃度過(guò)高效果并沒(méi)有顯著提高，且麥芽糊精無(wú)色無(wú)味對(duì)脆片本身的風(fēng)味并無(wú)影響。

2.5.2 乳糖對(duì)梨脆片粘連影響的討論 分別采用2.5、5.0、7.5 g/dL 3種不同濃度的乳糖對(duì)真空滲透結(jié)束的梨片浸泡5 min并洗凈表面殘余溶液，后瀝干表面水分進(jìn)行高真空干燥，與空白對(duì)照組相比，在乳糖溶液中浸泡對(duì)防粘連有促進(jìn)作用，但是對(duì)梨片本身的風(fēng)味有一定的影響，其效果并未優(yōu)于麥芽糊精，故可以考慮放棄。

2.5.3 葡萄糖對(duì)梨脆片粘連影響的討論 分別采用2.5、5.0、7.5 g/dL 3種不同質(zhì)量濃度的葡萄糖對(duì)真空滲透結(jié)束的梨片浸泡5 min并洗凈表面殘余溶液，后瀝干表面水分進(jìn)行高真空干燥，與空白對(duì)照組相比，葡萄糖溶液對(duì)防粘連并無(wú)較好的促進(jìn)作用，并且甜味也對(duì)脆片的風(fēng)味有一定的影響，故也可以考慮放棄。

在上述三種防粘連的液體中，麥芽糊精效果最佳，且其他兩種液體略有甜味對(duì)脆片本身風(fēng)味有一定的影響，即不考慮進(jìn)行復(fù)配，確定為5 g/dL的麥芽糊精為防粘連液。

3 結(jié)語(yǔ)

抗壞血酸、檸檬酸、熱燙處理均可以在一定程度上抑制梨脆片的褐變，由實(shí)驗(yàn)結(jié)果也可以得出復(fù)合處理的效果顯著優(yōu)于各因素單獨(dú)處理的結(jié)論。

對(duì)梨片褐變影響的程度為抗壞血酸大于檸檬酸大于熱燙處理，最后得出最佳處理方案為0.25 g/dL抗壞血酸和0.10 g/dL檸檬酸浸泡10 min，后55℃熱燙處理1 min。

添加適量的膠溶液有利于改善脆片的脆性以及維持一定的形態(tài)，硬度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致脆度的降低，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)可確定改善梨脆片的最佳保脆液為：黃原膠、果膠、氯化鈣、糖。

通過(guò)正交優(yōu)化試驗(yàn)最終確定改善脆度的保脆液配方為：0.10 g/dL黃原膠、0.04 g/dL果膠、0.04 g/dL氯化鈣和0.12 g/dL白砂糖效果最為理想。

對(duì)于高真空干燥過(guò)程中防粘連的措施：真空滲透結(jié)束以后將表面的膠溶液洗凈，在5 g/dL的麥芽糊精溶液中浸泡5 min，后洗凈梨片表面殘余溶液，進(jìn)行高真空干燥。

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