黃妍，林俊錦

（1.福建省閩北職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品系，福建南平 353000）

（2.福建中鷺金草生物技術(shù)有限公司，福建南平 353000）

蘋果是薔薇科蘋果亞科蘋果屬植物，其樹木為落葉喬木[1]。蘋果的營養(yǎng)價值極高，富含礦物質(zhì)和維生素，含鈣量豐富。蘋果酸還可以代謝熱量，防止下半身的肥胖[2]。蘋果作為一種低熱量的食物，其營養(yǎng)成分可溶性較大，易被人體所吸收，因此被稱之為“活水”[3]。其有利于溶解硫元素，使得皮膚潤滑柔嫩。我國作為蘋果大國，產(chǎn)量約占蘋果總產(chǎn)量的65%，其主要品種有陜西洛川富士、陜西延川富士、山東紅星等等。蘋果的品種很多，可分為酒用品種、烹調(diào)品種、鮮食品種3 大類，其3 類品種的大小、顏色、香味、脆性等特點均有所差別[4,5]。

蘋果脆片是在真空狀態(tài)或者負(fù)壓狀態(tài)下，通過油炸或者其他的方法，隨后將蘋果內(nèi)的水分蒸發(fā)掉，外形以及顏色不發(fā)生變化的情況下得到含水量大約5%左右的制品，其不含色素，也無防腐劑，是一種純天然的休閑食品[6,7]。近年來，蘋果脆片迅速的擠入膨化產(chǎn)品的行列之中，其具有酥脆、香氣濃郁等特點，深得現(xiàn)代年輕人的喜愛[8,9]。

隨著社會的進步發(fā)展，消費者對產(chǎn)品的質(zhì)量越來越高，需要的產(chǎn)品樣式多樣化。因此，生產(chǎn)者在提供新鮮的食品的同時還要維持產(chǎn)品的質(zhì)量和營養(yǎng)價值。對此，在對食品加工中的結(jié)構(gòu)等組成物質(zhì)的檢測和控制、提高產(chǎn)品的質(zhì)量至關(guān)重要。

1 材料與方法

1.1 材料

蘋果：富士蘋果，產(chǎn)自陜西延川，購買至北京市錦繡大地，直徑大約80 mm 左右，水分含量86%以上。將所購買蘋果放置在0.5 ℃的冷庫或者冰柜進行保存代用。

主要儀器設(shè)備：切片機（型號：RY-311-1），廣州市祥九瑞盈機械設(shè)備有限公司；熱電偶，上海自動化儀表集團有限公司；食品體積測定儀，山東競道電光科技有限公司；物性分析儀，湘潭湘儀儀器有限公司；電熱鼓風(fēng)干燥箱、電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海丙林電子科技有限公司；中短波紅外干燥箱，蘇州德沃斯制造有限公司；閃蒸干燥機，江蘇宇通干燥工程有限公司；水分活度儀，華科儀器儀表有限公司。

1.2 方法

1.2.1 不同干燥技術(shù)蘋果樣品制備

熱風(fēng)干燥蘋果片樣品制備：將購買代用的蘋果取出放置常溫下，隨后進行去皮、去核、切片，切片的厚度為5 mm，切片后在進行切塊，取得大小一致的扇形，使用電子秤稱取300 g 蘋果片均勻平鋪與托盤之上，使用電熱鼓風(fēng)干燥箱對其進行干燥處理，調(diào)整熱風(fēng)干燥溫度為50 ℃、70 ℃、90 ℃，根據(jù)不同濕度條件下的速率轉(zhuǎn)換點和水分比變化情況，在120 min時取樣進行指標(biāo)測定。

中短波紅外干燥蘋果片樣品制備：將購買代用的蘋果取出放置到常溫下，隨后對其進行剝皮、去核、切片，切片厚度為5 mm，切片后在進行切塊，取得大小一致的扇形，使用電子秤稱取300 g 蘋果均勻的平鋪在托盤之上，放置于中短波紅外干燥箱對其進行干燥處理，其輻射功率為1350 W，輻射距離為12 cm，根據(jù)不同的濕度條件下，速率轉(zhuǎn)換點和水分比變化情況，在120 min 時取樣對其進行指標(biāo)的測定。

脈動壓差閃蒸蘋果片樣品制備：將購買代用的蘋果取出直接去皮、去核、切片，切片的厚度為5 mm，切片后在進行切塊，取得大小一致的扇形。將蘋果片平鋪在鋼絲網(wǎng)盤之上，放置于電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)進行加工，在70 ℃的條件下進行預(yù)干燥處理，取出后放置到85 ℃、95 ℃、105 ℃果蔬脈動壓差閃蒸干燥機進行閃蒸，閃蒸室的壓力設(shè)置為0.2 MPa，多次脈動壓差閃蒸，脈動壓差閃蒸后進行抽空干燥，在閃蒸10次后對其產(chǎn)品進行指標(biāo)檢測。

1.2.2 內(nèi)部溫度檢測

使用熱點偶對蘋果脆片內(nèi)部溫度進行檢測并記錄：使用量尺檢測出樣品的中心位置進行標(biāo)記，隨后使用熱電偶插入其中，插入后放置于熱風(fēng)干燥箱內(nèi)，開啟熱風(fēng)干燥箱后，隨時觀測在不同溫度下蘋果脆片內(nèi)部溫度的變化。

1.2.3 體積檢測

使用食品體積測定儀對進行樣品體積的測定，食品體積測定儀在使用前需要提前開機30 min 進行預(yù)熱，隨后啟動軟件程序，對蘋果片樣品的體積進行檢測，進測時采取多次檢測法，多次檢測后隨機選取3次檢測記錄，計算其平均值并記錄。

1.2.4 水分比檢測

使用電阻率成像法檢測樣品的水分比：通過一次性布極、自動變換電極距離，來實現(xiàn)多尺度的斷面數(shù)據(jù)采集，其能夠通過核心表面制成的電阻測量惠州內(nèi)部的電阻率圖，以便于觀測產(chǎn)品中的水異動情況。水分比計算公式如下：

式中，MR 為式樣t 時刻水分比；M1為t 時刻干基水分含量，g/g；M0為初始干基水分含量，g/g；Me 為平衡干基水分含量，g/g。

1.2.5 蘋果脆片色澤檢測

將干燥過后的蘋果脆片磨成粉之后，使用色差儀對其色澤進行檢測，用L*、a*、b*值進行統(tǒng)計處理。L*表示顏色黑白，即亮暗。當(dāng)L*值=0 時為黑色；L*值=100 時為白色。L*值越大說明產(chǎn)品的顏色越好。a*值表示紅綠色，b*值代表黃藍(lán)色。色差綜合評定分計算公式如下：

1.2.6 蘋果脆片品質(zhì)和復(fù)水比檢測

使用物性分析儀對蘋果脆片的脆度、硬度進行檢測。樣品選擇形狀大小一致，進行壓縮試驗，每組樣品多次重復(fù)，重復(fù)次數(shù)不得少于10 次，取其平均值進行分析。參數(shù)條件：選擇P/0.25 s 探頭、測定前速度設(shè)定為2.0 mm/s，測定后速度設(shè)定為2.0 mm/s，測試速度設(shè)定為1.0 mm/s，破裂測試距離為5.0 mm；100 g為測試力度。應(yīng)力變化曲線，通過儀器自帶軟件分析得出脆度及硬度數(shù)值。復(fù)水比計算公式如下：

式中，RR為復(fù)水比；Ww 為復(fù)水后蘋果脆片的質(zhì)量，g；Wb為復(fù)水前蘋果脆片的質(zhì)量，g。

1.2.7 Vc 含量的測定

采用2,6-二氯靛酚滴定法對Vc 含量進行測定[10]。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理

采用SPSS 21.0 統(tǒng)計軟件進行分析，計量資料采用（±s）進行描述，多組間比較采用F值檢驗，兩組間比較采用實施獨立樣本t檢驗，p<0.05 則說明差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同干燥技術(shù)在不同的溫度下對蘋果脆片內(nèi)部溫度檢測對比

表1 不同干燥技術(shù)在不同溫度下對蘋果脆片內(nèi)部溫度檢測對比Table 1 Comparison of internal temperature detection of apple chips by different drying technologies at different temperatures(±s, ℃)

表1 不同干燥技術(shù)在不同溫度下對蘋果脆片內(nèi)部溫度檢測對比Table 1 Comparison of internal temperature detection of apple chips by different drying technologies at different temperatures(±s, ℃)

注：同列數(shù)據(jù)右肩字母不同表示差異性顯著，p<0.05，下同。

干燥技術(shù) 50 ℃ 70 ℃ 90 ℃熱風(fēng)干燥 39.59±4.59a 50.34±6.01a 81.26±8.56a中短波紅外干燥 30.28±3.87b 40.26±5.13b 76.65±7.21b脈動壓差閃蒸 35.26±4.01c 45.36±5.26c 71.61±7.00c

熱風(fēng)干燥又被稱為“瞬間干燥”，是一種在烘箱或者在烘干室內(nèi)吹入熱風(fēng)使得空氣流動加快的現(xiàn)代干燥方法之一。熱風(fēng)干燥是以熱空氣作為干燥介質(zhì)，自然或者強制的對流循環(huán)的方式和食品進行交換。中短波紅外干燥技術(shù)是一種高效節(jié)能、低污染的干燥技術(shù)，其是通過紅外輻射對物料進行撞擊，從而滲透后再將輻射能量轉(zhuǎn)化為熱量的一種干燥技術(shù)。脈動壓差閃蒸是一種是目前果蔬加工的新技術(shù)[11]。如表1 所示，熱風(fēng)干燥技術(shù)、中短波紅外干燥、脈動壓差閃蒸技術(shù)的溫度為50 ℃時，蘋果脆片的內(nèi)部溫度為39.59、30.28、35.26 ℃（p<0.05）；當(dāng)熱風(fēng)干燥技術(shù)、中短波紅外干燥、脈動壓差閃蒸技術(shù)的溫度為70 ℃時，蘋果脆片的的內(nèi)部溫度為50.34、40.26、45.36 ℃（p<0.05）；當(dāng)熱風(fēng)干燥技術(shù)、中短波紅外干燥、脈動壓差閃蒸技術(shù)的溫度為90 ℃時，蘋果脆片的溫度為81.26、76.65、71.61 ℃（p<0.05）；由此可見，熱風(fēng)干燥技術(shù)在不同溫度下干燥，蘋果脆片的內(nèi)部溫度要高于中短波紅外干燥、脈動壓差閃蒸技術(shù)。

2.2 不同干燥技術(shù)在不同溫度下對蘋果脆片體積變化比較

如表2 所示，在不同的溫度下，不同干燥技術(shù)對蘋果脆片進行干燥，其體積會隨之變化。熱風(fēng)干燥技術(shù)、中短波紅外干燥、脈動壓差閃蒸技術(shù)的溫度為50 ℃時，蘋果脆片的體積為5.36、3.02、3.17（p<0.05）；當(dāng)熱風(fēng)干燥技術(shù)、中短波紅外干燥、脈動壓差閃蒸技術(shù)的溫度為70 ℃時，蘋果脆片的體積為3.24、1.95、2.59（p<0.05）；當(dāng)熱風(fēng)干燥技術(shù)、中短波紅外干燥、脈動壓差閃蒸技術(shù)的溫度為90 ℃時，蘋果脆片的體積為1.26、1.24、1.26（p>0.05）。表明當(dāng)溫度在50 ℃時，三種干燥技術(shù)對蘋果脆片進行干燥，熱風(fēng)干燥的體積最大，其次是中短波紅外干燥紅外干燥、最后為脈動壓差閃蒸，說明當(dāng)溫度在50 ℃時，使用中短波紅外干燥技術(shù)最為適宜，當(dāng)70 ℃時，體積最小的為中短波紅外干燥，其次是脈動壓差閃蒸，最后是熱風(fēng)干燥，說明當(dāng)溫度為70 ℃，中短波紅外干燥技術(shù)最為適宜。

表2 不同干燥技術(shù)在不同溫度下對蘋果脆片體積變化比較Table 2 Comparison of volume changes of apple chips with different drying techniques at different temperatures (±s,cm3)

表2 不同干燥技術(shù)在不同溫度下對蘋果脆片體積變化比較Table 2 Comparison of volume changes of apple chips with different drying techniques at different temperatures (±s,cm3)

干燥技術(shù) 50 ℃ 70 ℃ 90 ℃熱風(fēng)干燥 5.36±1.21a 3.24±0.95a 1.26±0.41a中短波紅外干燥 3.02±0.18b 1.95±0.08b 1.24±0.04a脈動壓差閃蒸 3.17±0.19b 2.59±0.11c 1.26±0.08a

2.3 不同干燥技術(shù)在不同溫度下蘋果脆片的水分比變化比較

大量研究顯示，水分比變化在蘋果脆片的干燥中有著密切的聯(lián)系。畢金峰[12]等在研究中表示，不同干燥方式對蘋果脆片水分比有著一定的影響，其中脈動壓差干燥方式對蘋果脆片的水分比變化有一定影響，對蘋果脆片進行脈動壓差閃蒸，蘋果脆片內(nèi)的水分比散失較快，脈動壓差的次數(shù)增多，蘋果脆片內(nèi)的水分比逐漸下降，其最終的蘋果脆片水分比為0.19%以下。

表3 不同干燥技術(shù)在不同溫度下蘋果脆片水分比變化Table 3 Changes of moisture ratio of apple chips with different drying techniques at different temperatures (±s, %)

表3 不同干燥技術(shù)在不同溫度下蘋果脆片水分比變化Table 3 Changes of moisture ratio of apple chips with different drying techniques at different temperatures (±s, %)

干燥技術(shù) 50 ℃ 70 ℃ 90 ℃熱風(fēng)干燥 0.84±0.21a 0.41±0.09a 0.28±0.04a中短波紅外干燥 0.46±0.05b 0.25±0.04b 0.08±0.04b脈動壓差閃蒸 0.56±0.05c 0.34±0.02c 0.17±0.01c

如表3 所示，隨著干燥過程的進行，蘋果脆片的水分比逐步下降，內(nèi)部溫度上升，體積下降，與上述一致。當(dāng)熱風(fēng)干燥技術(shù)、中短波紅外干燥、脈動壓差閃蒸技術(shù)的溫度為50 ℃時，蘋果脆片的水分比為0.84%、0.46%、0.56%（p<0.05）；當(dāng)熱風(fēng)干燥技術(shù)、中短波紅外干燥、脈動壓差閃蒸技術(shù)的溫度為70 ℃時，蘋果脆片的水分比為0.41%、0.25%、0.34%（p<0.05）；當(dāng)壓差閃蒸技術(shù)的溫度為90 ℃時，蘋果脆片的水分比為0.28%、0.08%、0.17%（p<0.05）。本文研究中和王雪媛等研究結(jié)果相差無幾。大量臨床研究表明，當(dāng)干燥的溫度過低時，蘋果脆片的顏色會變得暗淡，水分抽空不足，不利于蘋果脆片的保存，當(dāng)溫度過高時，會嚴(yán)重導(dǎo)致蘋果脆片的褐變，其脆度變高，硬度也會隨之增高，不僅在運輸上不方便，還會影響消費者的口感。

2.4 三種干燥技術(shù)對蘋果脆片色澤的影響對比

大量研究顯示，不同干燥技術(shù)對蘋果色澤具有一定的關(guān)聯(lián)。巨浩羽[13]等在研究中表示，使用中短紅外干燥技術(shù)對蘋果脆片進行干燥，對蘋果脆片的色澤具有一定的影響。本文研究中不僅使用中短紅外干燥技術(shù)對蘋果干燥技術(shù)進行干燥，且還用熱風(fēng)干燥和脈動壓差閃蒸對蘋果脆片進行干燥，探究其對蘋果脆片色澤的影響是否與上述一致。

表4 不同干燥技術(shù)對蘋果脆片色澤參數(shù)對比Table 4 Comparison of color parameters of apple chips by different drying techniques (±s)

表4 不同干燥技術(shù)對蘋果脆片色澤參數(shù)對比Table 4 Comparison of color parameters of apple chips by different drying techniques (±s)

注：L*表示亮度；a*表示紅色至綠色的范圍；b*表示藍(lán)色至黃色的范圍。

干燥技術(shù) L* a* b* 色差綜合評定未干燥 70.75±0.07a 9.04±1.05a 23.17±0.05a 0.00±0.00a熱風(fēng)干燥 85.69±0.15b 10.12±1.14b 14.59±0.01b 20.35±0.14b中短紅外干燥 93.58±0.08c 12.00±2.14c 14.38±0.07 b 24.52±0.13c脈動壓差閃蒸 81.45±0.05b 13.98±2.15d 18.59±0.04c 17.53±0.32d

如表4 所示，本文研究熱風(fēng)干燥、中短紅外干燥、脈動壓差閃蒸干燥三種不同的干燥技術(shù)對蘋果脆片色澤的影響。表4 中顯示，熱風(fēng)干燥、中短紅外干燥、脈動壓差閃蒸的L*值為85.69、93.58、81.45，未干燥時的蘋果脆片L*值為70.75，相對比較下，干燥后的L*值有所上升，說明此3 種干燥技術(shù)對蘋果脆片的亮度均有所影響，增加蘋果脆片的亮度。a*值有所上升，b*值有所下降，說明此三種干燥技術(shù)能夠降解蘋果脆片中的葉綠素和美拉德，從而增加a*值、減少b*值。由表4 可得，熱風(fēng)干燥和中短紅外干燥技術(shù)的a*、b*值無差異（p>0.05），而脈動壓差閃蒸干燥技術(shù)的a*、b*值與熱風(fēng)干燥和中短紅外干燥技術(shù)相比（p<0.05），說明脈動壓差閃蒸能夠較好的隔絕氧氣，抵制氧化等不良反應(yīng)的產(chǎn)生[14-16]。由表4 的色差綜合評分可知，各種的干燥處理方式均具有一定的差異（p<0.05），說明此3 種方式對蘋果脆片干燥后色差均有所效果。此結(jié)論與巨浩羽等[13]的研究結(jié)果一致。

2.5 不同干燥技術(shù)對蘋果脆片品質(zhì)的影響

表5 不同干燥技術(shù)對蘋果脆片品質(zhì)的影響Table 5 Effects of different drying techniques on the quality of apple chips (±s)

表5 不同干燥技術(shù)對蘋果脆片品質(zhì)的影響Table 5 Effects of different drying techniques on the quality of apple chips (±s)

干燥技術(shù) Vc 含量/% 復(fù)水比/% 脆度/N未干燥 5.91±0.32a - -熱風(fēng)干燥 2.71±0.10b 4.05±0.10a 8.64±0.32a中短紅外干燥 2.98±0.14c 4.31±0.07b 9.05±0.24b脈動壓差閃蒸 3.26±0.14d 4.98±0.20c 10.59±0.51c

Vc 是體內(nèi)多種酶反應(yīng)途徑的重要輔助因子，其主要的膳食來源是新鮮的蔬菜和水果，其中蘋果內(nèi)就含有大量的Vc。Vc 及其不穩(wěn)定，容易受到水分的含量、氧氣和溫度等因素的影響而降解，因此Vc 的保存情況常常被作為一種營養(yǎng)評分的評價指標(biāo)[17-19]。如表5所示，使用不同的干燥技術(shù)對蘋果脆片進行干燥，與未干燥的蘋果脆片相比，Vc 含量均有所下降（p<0.05），脈動壓差閃蒸技術(shù)對Vc 的保存較高，其原因是脈動干燥時，大部分時間在真空低氧的情況瞎進行，從而減少了產(chǎn)品的氧化程度，對Vc 的保存具有較好的效果。脆度是消費者選擇產(chǎn)品的一種重要的因素，脆度越好，其口感度越好，消費者便會更加容易接受[20-22]。如表5 所示，脈動壓差閃蒸的脆度值最高，說明脈動壓差閃蒸方式干燥可能是因為脈動壓差閃蒸在產(chǎn)生膨化作用，使孔道進行擴充，質(zhì)地更加的酥脆。

2.6 各種干燥技術(shù)對蘋果脆片微觀結(jié)構(gòu)的影響

使用50 倍放大電鏡掃描對各種干燥技術(shù)后蘋果脆片微觀結(jié)構(gòu)進行檢測發(fā)現(xiàn)，未干燥蘋果脆片蘋果薄壁組織細(xì)胞大小均勻，薄壁組織細(xì)胞以網(wǎng)狀的模式松散排列在蘋果結(jié)構(gòu)中。熱風(fēng)干燥后蘋果脆片薄壁組織分散變形，且有空洞的出現(xiàn)。中短紅外干燥技術(shù)對蘋果脆片進行干燥后蘋果薄壁組織出現(xiàn)收縮現(xiàn)象，開始出現(xiàn)大小不同的空腔。脈動壓差閃蒸之后蘋果脆片薄壁組織收縮，有空腔的出現(xiàn)，且呈蜂窩狀呈現(xiàn)，部分的區(qū)域形成響度緊密的結(jié)構(gòu)。

圖1 各種干燥技術(shù)后電鏡下蘋果脆片微觀結(jié)構(gòu)比較（電鏡×200）Fig.1 Comparison of microstructure of apple chips under electron microscope after various drying techniques

3 結(jié)論

3.1 熱風(fēng)干燥技術(shù)在90 ℃時，對蘋果脆片的色澤、體積、水分比和蘋果脆片品質(zhì)的影響最大，所以熱風(fēng)干燥技術(shù)最適合的溫度為90 ℃；中短紅外干燥技術(shù)在70 ℃時，蘋果脆片的色澤、體積和品質(zhì)影響最大，所以中短紅外干燥技術(shù)最合適的溫度為70 ℃；脈動壓差閃蒸技術(shù)在70 ℃時，對蘋果脆片的色澤、體積和品質(zhì)影響最大，所以脈動壓差閃蒸技術(shù)最合適的溫度為70 ℃。

3.2 熱風(fēng)干燥技術(shù)能夠通過熱空氣在廣泛區(qū)域內(nèi)的流動來實現(xiàn)物料表面水分的去除，該設(shè)備操作簡單，能夠進行連續(xù)的加工。中短紅外干燥技術(shù)是一種高效節(jié)能、低污染的干燥技術(shù)，紅外能量能夠極大的縮短時間，能源效率較高。脈動壓差干燥技術(shù)雖然時間較長，但其對脆片膨化的效果最好。熱風(fēng)干燥技術(shù)、中短紅外干燥技術(shù)、脈動壓差閃蒸技術(shù)相比較，其脆度評分分別為8.64、9.05、10.59，由此可見，脈動壓差閃蒸技術(shù)對蘋果脆度的膨化效果最好。但是脈動壓閃蒸方式的時間較長，干燥技術(shù)仍需進一步的改善。

3.3 三種干燥方式對蘋果脆片色澤均有所影響，對色澤影響最大的為中短紅外干燥方式，雖然中短紅外干燥技術(shù)能源效率較高，但該方式有著操作復(fù)雜的短板，其干燥技術(shù)仍需進一步改善。