楊妮，熊康寧，彭惠蓉

（貴州師范大學(xué)喀斯特研究院，國家喀斯特石漠化防治工程技術(shù)研究中心，貴州貴陽550001）

以貴州高原為中心的中國南方喀斯特是全球喀斯特發(fā)育最典型、最復(fù)雜、景觀類型最豐富、生態(tài)系統(tǒng)極為脆弱的地區(qū)，面積超過5.5×107hm2[1]，針對中國南方以貴州高原為中心的喀斯特地區(qū)石漠化嚴(yán)重、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)單一與區(qū)域貧困問題，應(yīng)突破石漠化治理與生態(tài)衍生產(chǎn)業(yè)的科學(xué)問題和核心技術(shù)[2]，寓經(jīng)濟發(fā)展于生態(tài)治理之中，培育發(fā)展與生態(tài)治理方向相適應(yīng)的生態(tài)衍生產(chǎn)業(yè)，實現(xiàn)區(qū)域生態(tài)治理與脫貧致富的協(xié)同[3]?；瘕埞蜔崮秃?、喜肥耐瘠，極適宜在喀斯特環(huán)境下種植[4]，依托火龍果產(chǎn)業(yè)，對防治石漠化，促進地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展，成效十分顯著[5]。貴州省火龍果產(chǎn)量超過三萬噸，目前，火龍果產(chǎn)品主要有火龍果果酒、果醬、果干，但從整體上來看，火龍果加工產(chǎn)品種類較為單一。如何加工利用火龍果，從而實現(xiàn)社會、經(jīng)濟與生態(tài)效益是目前需要解決的問題。干燥技術(shù)是解決果蔬采后存儲、豐富產(chǎn)品多樣性的有效手段，其中熱風(fēng)干燥和真空冷凍干燥技術(shù)是食品脫水常用的加工手段[6]。熱風(fēng)干燥產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)特性、復(fù)水性與色澤較差[7]。真空冷凍干燥是指物料經(jīng)完全凍結(jié)，并在一定的真空條件下使冰晶升華，從而達到低溫脫水的目的[8-9]，將真空冷凍干燥檳榔果與煙熏干燥和熱風(fēng)烘干方法進行對比分析，發(fā)現(xiàn)檳榔堿粗提物含量極顯著高于煙熏干燥和熱風(fēng)烘干的檳榔果（P＜0.01）[10]。在切片厚度 6 mm，凍干時間10 h，加熱板溫度60℃，凍干壓力80 Pa條件下加工的凍干檸檬片具有較好的感官品質(zhì)及較高的檸檬酸及VC含量，褐變度較低[11]。茶樹菇的17種游離氨基酸總量（free amino acid，F(xiàn)AA）、7種必需氨基酸總量（essential amino acid，EAA）比值、呈鮮味的天冬氨酸和谷氨酸總量大小依次為真空干燥（70℃）＞熱風(fēng)干燥（60℃）＞遠紅外干燥（70℃）[12]。目前干燥方法對火龍果品質(zhì)影響的研究報道較少，鄒同華得出厚度為1 mm，一次干燥加熱板溫度為25℃，二次干燥加熱板溫度為50℃[13]。本研究討論不同厚度、升華溫度、解析溫度對火龍果干制品感官品質(zhì)、VC、蛋白質(zhì)、總膳食纖維、糖酸比的影響，篩選最佳的干燥工藝使火龍果鮮果得到保存的同時提高火龍果產(chǎn)品的附加值，為火龍果的加工利用提供科學(xué)依據(jù)，同時對促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展、鞏固已有的石漠化治理成果具有一定的價值。根據(jù)喀斯特火龍果果實的特點，探究喀斯特地區(qū)火龍果的真空冷凍干燥工藝參數(shù)，比較喀斯特地區(qū)火龍果果實干燥參數(shù)是否與其它地區(qū)存在差別。

1 材料與方法

1.1 材料

火龍果：貴州省關(guān)嶺縣火龍果種植基地，紅皮紅肉火龍果，每組火龍果選擇樣本株≥5株，于樹冠中上部東、西、南、北4個方向分別采集色澤接近、果肉飽滿、成熟度一致、無機械損傷的果實。

1.2 儀器與設(shè)備

DBS-139家用水果切片機：榕畔茶咖發(fā)展有限公司；LGJ-20F冷凍干燥機及配套的共晶點探頭：北京松源華興科技發(fā)展有限公司；AL-204型電子分析天秤：瑞士梅特勒-托利多公司；DHG－9073BS－Ⅲ型電熱鼓風(fēng)恒溫干燥箱：上海新苗醫(yī)療器械制造公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 干燥方法

火龍果切割方法：火龍果切割方法用手動切割器切成不同厚度的薄片。

真空冷凍干燥：將火龍果放入真空冷凍干燥機進行原位凍結(jié)，之后進行干燥，真空度15 Pa～30 Pa，冷阱溫度為-60℃，干燥至火龍果最終含水量為（5±1）%。

1.3.2 共晶點溫度與共熔點溫度

共晶點溫度是凍干工藝中重要的參數(shù)，物料預(yù)凍溫度一般低于物料共晶點5℃～10℃，保證物料完全凍結(jié)。采用電阻法測定火龍果的共晶點和共熔點溫度。本試驗采用真空冷凍干燥機自帶的共晶點探頭插入火龍果物料內(nèi)，進行冷凍，當(dāng)火龍果內(nèi)全部液體凍結(jié)成固體時，其電阻躍變增大，此時，溫度就是共晶點溫度，記錄電阻和溫度的大小。同理，解凍時根據(jù)電阻突然由大變小的現(xiàn)象測定火龍果共熔點溫度。

1.3.3 指標(biāo)測試

VC含量的測定參考趙洪靜等[14]的方法測定；總糖含量的測定參照王艷等[15]的方法，在88℃條件下用HCl使樣品水解成單糖，水解后的單糖經(jīng)過透析器凈化，除去顆粒物、蛋白質(zhì)或生成有色基團的大分子，然后在堿性條件下新亞銅復(fù)合物Ⅱ被還原性單糖（果糖、葡萄糖）在88℃熱浴中還原形成新亞銅螯合物Ⅰ，在450 nm波長處測定吸光度；蛋白質(zhì)含量的測定參考丁紅梅等[16]的方法；總膳食纖維含量的測定參考王亞等[17]中酶-重量法測定，樣品在膳食纖維儀上經(jīng)酶解處理、乙醇沉淀、洗滌抽濾得殘渣，殘渣干燥稱重，再扣除膳食纖維殘渣中的蛋白質(zhì)、灰分和試劑空白即為樣品中的膳食纖維，總酸含量的測定參考吳曉紅等[18]的方法。

感官評價：主要包括色澤、風(fēng)味、形狀和口感4個方面，采用百分制進行打分，選定10人研究專業(yè)與此相符的人員組成評定小組，對凍干火龍果進行感官評價，如表1所示。

表1 感官質(zhì)量評分表Table 1 Sensory quality score

1.3.4 正交試驗設(shè)計表

以物料溫度、升華溫度和解析溫度為試驗因素，以產(chǎn)品感官品質(zhì)、VC、蛋白質(zhì)、總膳食纖維、總糖含量、總酸含量、糖酸比為試驗指標(biāo)，設(shè)計L9（33）正交試驗，來分析火龍果干干燥效果與厚度、升華溫度和解析溫度等因素之間的關(guān)系。

正交試驗因素水平見表2。

表2 正交試驗設(shè)計表Table 2 Orthogonal experimental design

1.3.5 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)統(tǒng)計用origin軟件作圖，采用正交設(shè)計助手進行正交試驗分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 火龍果共晶點溫度

共晶點趨勢見圖1。

圖1 共晶點趨勢圖Fig.1 Eutectic point trend

由圖1可知，在逐步降溫至-20℃時，電阻躍變上升到500 Ω，表明火龍果的共晶點溫度為-20℃。

2.2 火龍果共熔點溫度

共熔點趨勢見圖2。

圖2 共熔點趨勢圖Fig.2 Eutectic point trend

由圖2可知，火龍果共熔點溫度為-11.1℃，也就是在升溫過程中，當(dāng)溫度達到-11.1℃時，火龍果內(nèi)部的冰晶開始融化，導(dǎo)致其電阻值開始驟減，表明火龍果的共熔點溫度為-11.1℃。

2.3 火龍果預(yù)凍時間

火龍果預(yù)凍時間見表3。

由表3可知，厚度為10 mm的物料在預(yù)凍時間2 h下，物料外部已達到預(yù)定的目標(biāo)溫度-30℃以下，物料內(nèi)部已達到預(yù)定的目標(biāo)溫度。

2.4 真空冷凍干燥工藝條件的篩選

真空冷凍干燥工藝的正交試驗結(jié)果見表4。

表3 不同預(yù)凍時間對火龍果感官質(zhì)量的影響Table 3 Effect of different pre-freezing time on sensory quality of dragon fruit

表4 冷凍干燥正交試驗結(jié)果Table 4 Freeze-dried orthogonal experimental results

對感官評價做正交分析，R1A＞R1C＞R1B，因此各因素對試驗影響的主次順序為A＞C＞B，即對試驗影響的主次順序為厚度＞解析溫度＞升華溫度。感官評分優(yōu)化的最佳工藝參數(shù)為：A1B3C3，即厚度為8 mm、升華溫度為25℃、解析溫度為50℃。

對VC含量做正交分析，R2A＞R2C＞R2B，因此各因素對試驗影響的主次順序為A＞C＞B即對試驗影響的主次順序為厚度＞解析溫度＞升華溫度。VC含量優(yōu)化的最佳工藝參數(shù)為A2B3C1，即厚度為10 mm、升華溫度為25℃、解析溫度為40℃。

對蛋白質(zhì)含量做正交分析，R3C＞R3B＞R3A，因此各因素對試驗影響的主次順序為C＞B＞A即對試驗影響的主次順序為解析溫度＞升華溫度＞厚度。蛋白質(zhì)含量優(yōu)化的最佳工藝參數(shù)為A1B1C2，即厚度為8 mm、升華溫度為15℃、解析溫度為45℃。

對總膳食纖維含量做正交分析，R4B＞R4C＞R4A，因此各因素對試驗影響的主次順序為B＞C＞A即對試驗影響的主次順序為升華溫度＞解析溫度＞厚度?？偵攀忱w維含量優(yōu)化的最佳工藝參數(shù)為A2B1C2，即厚度為10 mm、升華溫度為15℃、解析溫度為45℃。

對糖酸比做正交分析，R5B＞R5A＞R5C，因此各因素對試驗影響的主次順序為B＞A＞C即對試驗影響的主次順序為升華溫度＞厚度＞解析溫度。糖酸比優(yōu)化的最佳工藝參數(shù)為A2B2C3，即厚度為10 mm、升華溫度為20℃、解析溫度為50℃。

3 結(jié)論與討論

火龍果的共晶點溫度-20℃，共熔點溫度-11.1℃，預(yù)凍溫度-30℃。

不同干燥方法對火龍果品質(zhì)的影響不同。控制干燥室壓力30 Pa，綜合考慮干燥效率與品質(zhì)分析得出火龍果最佳干燥工藝條件為：厚度10 mm、升華溫度25℃、解析溫度50℃，所得火龍果感官得分95、VC含量74 mg/100 g、蛋白質(zhì)含量9 g/100 g、總膳食纖維含量22.5 g/100 g、糖酸比64.37。

本試驗針對干燥后火龍果的感官評分、VC含量、蛋白質(zhì)含量、膳食纖維含量、糖酸比為控制指標(biāo)，得出相應(yīng)的參數(shù)，可供消費者根據(jù)需求取舍。后續(xù)，在確定火龍果真空冷凍干燥工藝時，可將火龍果其它品質(zhì)指標(biāo)作為判斷標(biāo)準(zhǔn)，建立火龍果真空冷凍干燥工藝品質(zhì)評價綜合體系，力求滿足不同需求的群體。

火龍果糖分含量較高時，在同樣干燥時間下，易造成粘鍋的現(xiàn)象，考慮縮短干燥時間，或調(diào)整干燥溫度，在進行真空冷凍干燥過程中，根據(jù)火龍果的品質(zhì)特性，合理控制干燥時間，或調(diào)整干燥溫度，使干燥出的火龍果形態(tài)較好。除此之外，影響火龍果真空冷凍干燥的因素除厚度、升華溫度、解析溫度外，與火龍果裝盤方式、托盤材質(zhì)、隔板的導(dǎo)熱性能有關(guān)，后續(xù)可以將這些因素納入考慮范圍，干燥出品質(zhì)優(yōu)良、感官品質(zhì)較好的火龍果。