徐亞元 郎旭敏 肖亞冬 劉慶崢 李大婧 劉春菊 劉春泉 張鐘元 宋江峰

摘要：選用超聲滲透預(yù)處理+微波聯(lián)合壓差膨化干燥方法制備胡蘿卜脆片，考察不同蔗糖滲透液質(zhì)量分?jǐn)?shù)、超聲功率密度、超聲時(shí)間、超聲溫度、微波預(yù)干燥水分含量轉(zhuǎn)換點(diǎn)和微波功率強(qiáng)度對(duì)胡蘿卜微波預(yù)干燥水分均勻性、色澤均勻性及壓差膨化干燥后產(chǎn)品的收縮率、脆度、色差和總類胡蘿卜素保留率的影響，以期獲得較優(yōu)的胡蘿卜脆片干燥工藝。結(jié)果表明，超聲功率密度、超聲時(shí)間、超聲溫度、蔗糖滲透液質(zhì)量分?jǐn)?shù)、微波預(yù)干燥的水分含量轉(zhuǎn)換點(diǎn)和微波功率強(qiáng)度對(duì)胡蘿卜脆片干燥均勻性和品質(zhì)具有顯著影響（P<0.05），通過超聲滲透預(yù)處理可以顯著改善微波預(yù)干燥后樣品的水分和色澤均勻性;超聲滲透預(yù)處理較優(yōu)工藝參數(shù)為超聲功率密度0.50 W/cm2，超聲時(shí)間30 min，超聲溫度 70 ℃，蔗糖滲透液質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%，微波預(yù)干燥較優(yōu)工藝參數(shù)為水分含量轉(zhuǎn)換點(diǎn)80%，微波干燥功率強(qiáng)度5 W/g。研究獲得了較優(yōu)的胡蘿卜脆片超聲滲透協(xié)同微波聯(lián)合壓差膨化干燥工藝參數(shù)，為拓寬胡蘿卜的利用途徑、提高其附加值提供了切實(shí)可靠的技術(shù)和理論支撐。

關(guān)鍵詞：胡蘿卜;超聲滲透;微波干燥;壓差膨化干燥;均勻性;品質(zhì)

中圖分類號(hào)：TS255.36 ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號(hào)：1002-1302（2021）09-0148-08

胡蘿卜（Daucus carota L.）含有豐富的營(yíng)養(yǎng)成分，如類胡蘿卜素、蛋白質(zhì)、脂肪、纖維素、多種維生素、各種無(wú)機(jī)鹽等[1]，具有抗氧化、促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育、保護(hù)視力、抗癌防癌、提高免疫力、促消化等重要作用[2]。除鮮食外，脫水加工是胡蘿卜的主要加工方式之一，加工后的產(chǎn)品便于運(yùn)輸和儲(chǔ)存，能延長(zhǎng)貨架期，從而解決偏遠(yuǎn)山區(qū)的供給問題，也能有效調(diào)節(jié)蔬菜生產(chǎn)的淡、旺季[3-4]。近年來(lái)，休閑果蔬脆片倍受消費(fèi)者青睞，但是市售的胡蘿卜脆片、脆條等休閑產(chǎn)品以油炸為主，如果攝入過多，不益于人們的身體健康。隨著人們生活水平的提高，慢性疾病發(fā)病率提高，人們對(duì)油炸高脂食品的攝入量需求減少。因此，開發(fā)營(yíng)養(yǎng)、健康、方便且耐儲(chǔ)存的休閑果蔬脆產(chǎn)品尤為重要，對(duì)于提升胡蘿卜的附加值具有重要意義[5]。

油炸型產(chǎn)品的酥脆性雖然較好，但是含油量高且易變質(zhì)，雖然真空冷凍干燥型果蔬脆片的營(yíng)養(yǎng)保留率高、外觀品質(zhì)好、酥脆性佳，但是生產(chǎn)過程能耗大、成本高。通過微波干燥（MD）、壓差膨化干燥（EPD）等方法制備的果蔬脆片產(chǎn)品綠色天然、口感酥脆、耐儲(chǔ)藏，能夠克服油浴產(chǎn)品的含油量高、熱量高、易酸敗等缺點(diǎn)，還具有獨(dú)特的怡人風(fēng)味[6-7]。但是通過單一熱風(fēng)、微波、氣流膨化等干燥技術(shù)獲得的非油炸型胡蘿卜休閑產(chǎn)品質(zhì)地偏硬，且均勻性不佳，通過預(yù)處理技術(shù)、多物理場(chǎng)聯(lián)合干燥可以有效避免單一干燥方式的缺點(diǎn)，顯著改善產(chǎn)品品質(zhì)和干燥均勻性[8-9]。然而，目前關(guān)于預(yù)處理方法協(xié)同組合干燥方式對(duì)胡蘿卜脆片品質(zhì)及干燥均勻性影響的研究甚少。

根據(jù)前期的預(yù)試驗(yàn)，本研究選用超聲滲透預(yù)處理+微波聯(lián)合壓差膨化干燥方法制備胡蘿卜脆片，研究預(yù)處理過程中蔗糖滲透液質(zhì)量分?jǐn)?shù)、超聲功率密度、超聲時(shí)間、超聲溫度、微波預(yù)干燥水分含量轉(zhuǎn)換點(diǎn)和微波功率強(qiáng)度對(duì)胡蘿卜微波預(yù)干燥水分均勻性、色澤均勻性及壓差膨化干燥后產(chǎn)品的硬度、脆度、色差、總類胡蘿卜素保留率的影響，以期為拓寬胡蘿卜的利用途徑，提高其附加值提供切實(shí)可靠的技術(shù)支撐，對(duì)于推進(jìn)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步和持續(xù)發(fā)展具有重大意義。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

胡蘿卜購(gòu)于南京市玄武區(qū)安振強(qiáng)副食品銷售中心，切片厚度為8 mm，使用模具將其統(tǒng)一制成直徑為34 mm的圓柱體，于4 ℃冰箱中貯藏備用。試驗(yàn)于2019年9—12月在江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

Folin酚試劑，購(gòu)自上海麥克林生化科技有限公司;2，6-二氯靛酚，購(gòu)自上海藍(lán)季科技發(fā)展有限公司;氫氧化鉀、硫酸鈉，購(gòu)自南京化學(xué)試劑股份有限公司;乙醇、正己烷、甲醇均為分析純級(jí)別，購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;β-胡蘿卜素標(biāo)準(zhǔn)品，購(gòu)自上海源葉生物科技有限公司。

1.2 主要儀器

CM-700d1全自動(dòng)色差計(jì)，購(gòu)自日本柯尼卡美能達(dá)公司;CT3質(zhì)構(gòu)儀，購(gòu)自英國(guó)CNS Farmell公司;UV-6300型紫外-可見分光光度計(jì)，購(gòu)自上海美譜達(dá)儀器有限公司;振動(dòng)式微波真空干燥設(shè)備，購(gòu)自南京孝馬機(jī)電設(shè)備廠;QDPH-5型電加熱式壓差膨化干燥設(shè)備，購(gòu)自天津市勤德新材料科技有限公司;Quanta-200環(huán)境掃描電子顯微鏡，購(gòu)自美國(guó)FEI公司;Epoch全自動(dòng)酶標(biāo)儀，購(gòu)自Bio Tek公司;KH-7200-DB型數(shù)控超聲波清洗器，購(gòu)自昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程及工藝參數(shù)的設(shè)置 工藝流程：鮮胡蘿卜片→超聲輔助蔗糖滲透→MD干燥→均濕 12 h→EPD（條件：膨化溫度為100 ℃，停滯時(shí)間為10 min，抽空溫度為75 ℃，抽空時(shí)間為200 min）干燥至水分含量為6%→冷卻→充氮包裝。在超聲預(yù)處理和MD干燥過程中，超聲功率密度、超聲時(shí)間、超聲溫度、蔗糖滲透液質(zhì)量分?jǐn)?shù)、MD微波功率強(qiáng)度、MD水分含量轉(zhuǎn)換點(diǎn)6個(gè)參數(shù)的設(shè)置見表1。

1.3.2 水分含量的測(cè)定 根據(jù)GB 5009.3—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測(cè)定》中的直接干燥法測(cè)定樣品的水分含量。

1.3.3 硬度、脆度的測(cè)定 樣品硬度、脆度的測(cè)定采用CT3質(zhì)構(gòu)儀，選用HDP/BSW型探頭，測(cè)試條件如下：檢測(cè)前速度為1.0 mm/s，檢測(cè)速度為 1.0 mm/s，檢測(cè)后速度為10.0 mm/s，感應(yīng)力為5 g，壓縮距離為8 mm。將物料置于中空測(cè)試臺(tái)上，測(cè)得其壓力峰值-變形時(shí)間質(zhì)構(gòu)圖，脆度為下壓探頭第1次沖向樣品的過程中在坐標(biāo)圖上出現(xiàn)的第1個(gè)明顯壓力峰值，單位為g，每個(gè)處理的樣品重復(fù)測(cè)定6次以上。

1.3.4 色澤的測(cè)定[10] 采用CM-700d1全自動(dòng)色差計(jì)，以白板色澤為標(biāo)準(zhǔn)，測(cè)定樣品色澤。樣品的色澤指標(biāo)有亮度（L*，L*=0表示黑色，L*=100表示白色）、紅度（a*，+a表示偏紅色，-a表示偏綠色）、黃度（b*，+b表示黃色，-b表示偏藍(lán)色），ΔE表示顏色變化值。每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)試7次，取平均值，顏色變化值（ΔE）的計(jì)算公式如下：

ΔE=（L*-L0）2+（a*-a0）2+（b*-b0）2。

式中：L0、a0、b0表示新鮮胡蘿卜的測(cè)定值;L*、a*、b*表示不同干燥方式下胡蘿卜脆片的測(cè)定值。

1.3.5 總類胡蘿卜素含量的測(cè)定 參照顏少賓等的方法[11]測(cè)定樣品中的總類胡蘿卜素含量，其中總類胡蘿卜素保留率的計(jì)算公式如下：

總類胡蘿卜素保留率=干燥后樣品的總類胡蘿卜素含量/鮮樣的總類胡蘿卜含量×100%。

1.3.6 水分均勻性和色澤均勻性的測(cè)定[12] 將胡蘿卜片按照?qǐng)D1中1～12的位置擺放均勻，微波干燥8 min，測(cè)定每個(gè)位置樣品的水分含量和色澤（L值），通過標(biāo)準(zhǔn)偏差分析判斷樣品水分含量和色澤的均勻性。

1.3.7 收縮率的測(cè)定[13] 稱取5 g樣品，將其浸入60 mL水中，10 s內(nèi)讀出體積變化量（V1-V0）。

ρ=m/（V1-V0）。

式中：ρ為體積密度，kg/m3;m為樣品質(zhì)量，g;V0、V1分別為放入樣品前、后量筒中水的體積，mL。

s=ρ0ρd（Xd+1X0+1）。

式中：s為收縮率;ρ0、ρd分別為鮮樣、干制品的體積密度，kg/m2;X0、Xd分別為鮮樣、干制品的干基含水率，%。s值越小，表明樣品體積收縮越大。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

每組試驗(yàn)的重復(fù)次數(shù)不少于3次，用SPSS 16.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 超聲功率密度對(duì)胡蘿卜脆片干燥均勻性及品質(zhì)的影響

胡蘿卜樣品在超聲輔助滲透預(yù)處理的過程中，超聲溫度為80 ℃，蔗糖滲透液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%，超聲功率密度分別為0.22、0.28、0.33、0.39、0.44、0.50、0.55 W/cm2，超聲時(shí)間為30 min，在MD預(yù)干燥的過程中，微波功率強(qiáng)度為5 W/g，預(yù)干燥終點(diǎn)水分含量為75%，最后進(jìn)行壓差膨化干燥至水分含量為6%。由圖2-a可知，超聲功率密度對(duì)胡蘿卜脆片微波預(yù)干燥水分含量均勻性的影響顯著（P<0.05），當(dāng)超聲功率密度為0.50 W/cm2時(shí)，不同位置胡蘿卜片的水分含量差異最小，即水分含量的均勻性最好。由圖2-b可以看出，超聲功率密度對(duì)胡蘿卜脆片MD后L值的均勻性影響顯著（P<0.05），L值的均勻性隨著超聲功率密度的增大先降低后升高，當(dāng)超聲功率密度為0.44 W/cm2時(shí)，L值的均勻性最低。由圖2-c可以看出，當(dāng)超聲功率密度為0.22～0.55 W/cm2時(shí)，胡蘿卜脆片的收縮率無(wú)顯著變化。由圖2-d可以看出，超聲功率密度對(duì)胡蘿卜脆片脆度的影響顯著（P<0.05），隨著超聲功率密度的增加，胡蘿卜脆片的脆度逐漸降低，當(dāng)超聲功率密度高于0.44 W/cm2時(shí)，胡蘿卜脆度的變化不顯著，且超聲功率密度為0.50 W/cm2時(shí)脆度最低。如圖2-e所示，超聲功率密度對(duì)胡蘿卜脆片色差的影響顯著（P<0.05），胡蘿卜脆片的ΔE隨著超聲功率密度的增大先提高后降低，當(dāng)超聲功率密度為0.50、0.55 W/cm2時(shí)，胡蘿卜脆片的ΔE顯著低于其他超聲功率密度處理。如圖2-f所示，超聲功率密度對(duì)胡蘿卜脆片總類胡蘿卜素保留率的影響顯著（P<0.05），當(dāng)超聲功率密度為0.22、0.50 W/cm2時(shí)，樣品的總類胡蘿卜素保留率較高。品質(zhì)較好的胡蘿卜脆片需具備脆度好、色澤明亮自然、營(yíng)養(yǎng)保留率高等特點(diǎn)。綜合分析得出，當(dāng)超聲功率密度為0.50 W/cm2時(shí)，胡蘿卜脆片的品質(zhì)較佳。

2.2 超聲時(shí)間對(duì)胡蘿卜脆片干燥均勻性及品質(zhì)的影響

胡蘿卜樣品在超聲輔助滲透預(yù)處理的過程中，超聲溫度設(shè)為80 ℃，蔗糖滲透液質(zhì)量分?jǐn)?shù)設(shè)為40%，超聲功率密度設(shè)為0.22 W/cm2，超聲時(shí)間分別設(shè)為10、20、30、40、50、60 min，在MD預(yù)干燥的過程中，微波功率強(qiáng)度設(shè)為5 W/g，預(yù)干燥終點(diǎn)水分含量設(shè)為75%，最后進(jìn)行EPD干燥至水分含量為6%。由圖3-a可知，超聲時(shí)間對(duì)胡蘿卜脆片MD水分含量均勻性的影響顯著（P<0.05），當(dāng)超聲時(shí)間為30 min時(shí)，不同位置樣品的水分含量差異最小，即水分含量最均勻。從圖3-b可以看出，超聲時(shí)間對(duì)胡蘿卜脆片MD后L值的均勻性無(wú)顯著性影響。從圖3-c可以看出，當(dāng)超聲時(shí)間為30 min時(shí)，樣品收縮率較高;當(dāng)超聲時(shí)間超過30 min時(shí)，胡蘿卜脆片收縮率無(wú)顯著變化（P<0.05）。如圖3-d所示，超聲時(shí)間對(duì)胡蘿卜脆片脆度的影響顯著（P<0.05），且隨著超聲時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸降低，當(dāng)超聲時(shí)間為20、30 min時(shí)，胡蘿卜脆片的脆度較為適中，而當(dāng)超聲時(shí)間為60 min時(shí)，胡蘿卜樣品的脆度最低。如圖3-e所示，超聲時(shí)間對(duì)胡蘿卜脆片ΔE的影響顯著（P<0.05），當(dāng)超聲時(shí)間為10～40 min時(shí)，胡蘿卜脆片的ΔE無(wú)顯著變化，而當(dāng)超聲時(shí)間超過40 min時(shí)，ΔE顯著升高。如圖3-f所示，超聲時(shí)間對(duì)胡蘿卜脆片總類胡蘿卜素保留率的影響顯著（P<0.05），隨著超聲時(shí)間的延長(zhǎng)，總類胡蘿卜素保留率先升高后降低，當(dāng)超聲時(shí)間為30 min時(shí)，總類胡蘿卜素保留率最高。綜合考慮胡蘿卜脆片的品質(zhì)，選擇超聲時(shí)間為30 min較為合適。

2.3 超聲溫度對(duì)胡蘿卜脆片干燥均勻性及品質(zhì)的影響

胡蘿卜樣品在超聲輔助滲透預(yù)處理的過程中，

蔗糖滲透液質(zhì)量分?jǐn)?shù)設(shè)為40%，超聲功率密度設(shè)為0.22 W/cm2，超聲溫度分別設(shè)為30、40、50、60、70、80 ℃，超聲時(shí)間設(shè)為30 min，在MD預(yù)干燥過程中，微波功率強(qiáng)度設(shè)為5 W/g，預(yù)干燥終點(diǎn)水分含量設(shè)為75%，最后進(jìn)行EPD干燥至水分含量為6%。由圖4-a可知，超聲溫度對(duì)胡蘿卜脆片MD水分含量均勻性的影響顯著（P<0.05），當(dāng)超聲溫度為70 ℃時(shí)，不同位置樣品間水分含量的差異最小，即水分含量最均勻。從圖4-b可以看出，超聲溫度對(duì)胡蘿卜脆片MD后L值的均勻性影響顯著（P<0.05），當(dāng)超聲溫度為40 ℃時(shí)，L值的均勻性最低。從圖4-c可以看出，超聲溫度對(duì)胡蘿卜脆片收縮率的影響顯著（P<0.05），但未呈現(xiàn)明顯規(guī)律。如圖4-d所示，超聲溫度對(duì)胡蘿卜脆片脆度的影響顯著（P<0.05），隨著超聲溫度的上升，胡蘿卜脆片的脆度逐漸提高，當(dāng)超聲溫度為70、80 ℃時(shí)，胡蘿卜脆片的脆度較高（P<0.05）。如圖4-e所示，超聲溫度對(duì)胡蘿卜脆片ΔE的影響顯著（P<0.05），當(dāng)超聲溫度為70 ℃時(shí)，胡蘿卜脆片的ΔE最低。如圖4-f所示，超聲溫度對(duì)胡蘿卜脆片總類胡蘿卜素保留率的影響顯著（P<0.05），隨著超聲溫度的升高，總類胡蘿卜素保留率逐漸提高，當(dāng)超聲溫度為50～80 ℃時(shí)，樣品總類胡蘿卜素的保留率較高。綜合考慮胡蘿卜脆片的品質(zhì)和成本，選擇超聲溫度為70 ℃較為合適。

2.4 蔗糖滲透液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)胡蘿卜脆片干燥均勻性及品質(zhì)的影響

胡蘿卜樣品在超聲輔助滲透預(yù)處理的過程中，蔗糖滲透液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別設(shè)為10%、20%、30%、40%、50%、60%，超聲功率密度設(shè)為0.22 W/cm2，超聲溫度設(shè)為80 ℃，超聲時(shí)間設(shè)為30 min，在MD預(yù)干燥的過程中，微波功率強(qiáng)度設(shè)為5 W/g，預(yù)干燥終點(diǎn)水分含量為75%，最后進(jìn)行EPD干燥至水分含量為6%。由圖5-a可知，蔗糖滲透液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)胡蘿卜脆片MD水分含量均勻性的影響顯著（P<0.05），當(dāng)蔗糖滲透液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%～60%時(shí)，不同位置樣品的水分含量差異最小，即水分含量最均勻。從圖5-b可以看出，蔗糖滲透液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)胡蘿卜脆片MD后L值的均勻性影響顯著（P<0.05），呈先降低后升高的趨勢(shì)，當(dāng)蔗糖滲透液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%時(shí)，L值的均勻性最低。從圖5-c可以看出，蔗糖滲透液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)胡蘿卜脆片收縮率的影響顯著（P<0.05），當(dāng)蔗糖滲透液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%、30%時(shí)，其收縮率明顯高于其他組。如圖5-d所示，蔗糖滲透液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)胡蘿卜脆度的影響顯著（P<0.05），當(dāng)滲透液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%～30%時(shí)，胡蘿卜脆片的脆度較高。如圖5-e所示，蔗糖滲透液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)胡蘿卜脆片ΔE的影響顯著（P<0.05），當(dāng)蔗糖滲透液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%時(shí)，胡蘿卜脆片的ΔE最低（P<0.05）。如圖5-f所示，蔗糖滲透液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)胡蘿卜脆片總類胡蘿卜素保留率的影響無(wú)顯著性差異。綜合考慮胡蘿卜脆片的品質(zhì)，選擇蔗糖滲透液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%較為合適。

2.5 水分含量轉(zhuǎn)換點(diǎn)對(duì)胡蘿卜脆片干燥均勻性及品質(zhì)的影響

胡蘿卜樣品在超聲輔助滲透預(yù)處理過程中，蔗糖滲透液質(zhì)量分?jǐn)?shù)設(shè)為40%，超聲功率密度設(shè)為0.22 W/cm2，超聲溫度設(shè)為80 ℃，超聲時(shí)間設(shè)為 30 min，在MD預(yù)干燥過程中，微波功率強(qiáng)度設(shè)為5 W/g，預(yù)干燥終點(diǎn)即水分含量轉(zhuǎn)換點(diǎn)分別設(shè)為50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%，最后進(jìn)行EPD干燥至水分含量為6%。由圖6-a可知，MD水分含量轉(zhuǎn)換點(diǎn)對(duì)胡蘿卜脆片MD水分含量均勻性的影響顯著（P<0.05），當(dāng)水分含量轉(zhuǎn)換點(diǎn)為75%、80%時(shí)，MD水分含量均勻性最佳。從圖6-b可以看出，水分含量轉(zhuǎn)換點(diǎn)對(duì)胡蘿卜脆片MD后L值均勻性的影響顯著（P<0.05），當(dāng)水分含量轉(zhuǎn)換點(diǎn)為80%時(shí)，L值的均勻性最低。從圖6-c可以看出，水分含量轉(zhuǎn)換點(diǎn)對(duì)胡蘿卜脆片收縮率的影響顯著（P<0.05），當(dāng)水分含量轉(zhuǎn)換點(diǎn)為75%、80%時(shí)，收縮率顯著高于其他組（P<0.05）。如圖6-d所示，水分含量轉(zhuǎn)換點(diǎn)對(duì)胡蘿卜脆片脆度的影響顯著（P<0.05），隨著水分含量轉(zhuǎn)換點(diǎn)逐漸升高，胡蘿卜脆片的脆度逐漸增加，當(dāng)水分含量轉(zhuǎn)換點(diǎn)達(dá)到80%時(shí)，胡蘿卜脆片的脆度最高（P<0.05）。如圖6-e所示，水分含量轉(zhuǎn)換點(diǎn)對(duì)胡蘿卜脆片ΔE的影響顯著（P<0.05），當(dāng)水分含量轉(zhuǎn)換點(diǎn)為80%時(shí)，胡蘿卜脆片的ΔE最?。≒<0.05）。如圖6-f所示，水分含量轉(zhuǎn)換點(diǎn)對(duì)胡蘿卜脆片總類胡蘿卜素保留率影響顯著（P<0.05），隨著水分含量轉(zhuǎn)換點(diǎn)逐漸升高，總類胡蘿卜素保留率逐漸提高，當(dāng)水分含量轉(zhuǎn)換點(diǎn)為75%、80%時(shí)，總類胡蘿卜素保留率較高。綜合考慮胡蘿卜脆片的整體品質(zhì)，選擇水分含量轉(zhuǎn)換點(diǎn)為80%較為合適。

2.6 微波功率強(qiáng)度對(duì)胡蘿卜脆片干燥均勻性和品質(zhì)的影響

胡蘿卜樣品在超聲輔助滲透預(yù)處理過程中，蔗糖滲透液質(zhì)量分?jǐn)?shù)設(shè)為40%，超聲功率密度設(shè)為0.22 W/cm2，超聲溫度設(shè)為80 ℃，超聲時(shí)間設(shè)為 30 min，在MD預(yù)干燥過程中，微波功率強(qiáng)度分別設(shè)為3、4、5、6、7 W/g，預(yù)干燥終點(diǎn)水分含量為75%，最后進(jìn)行EPD干燥至水分含量為6%。由圖7-a可知，微波功率強(qiáng)度對(duì)胡蘿卜脆片MD水分含量均勻性的影響顯著（P<0.05），當(dāng)微波功率強(qiáng)度為 5 W/g 時(shí)，不同位置樣品的水分含量差異最小，即水分含量最均勻。從圖7-b可以看出，微波功率強(qiáng)度對(duì)胡蘿卜脆片MD后L值的均勻性影響不顯著。從圖7-c可以看出，微波功率強(qiáng)度對(duì)胡蘿卜脆片收縮率的影響顯著（P<0.05），當(dāng)微波功率強(qiáng)度為 3 W/g 時(shí)，收縮率較高，其次是微波功率為4、5 W/g的處理。如圖7-d、圖7-e所示，當(dāng)微波功率強(qiáng)度大于4 W/g時(shí)，微波功率強(qiáng)度對(duì)胡蘿卜脆片脆度和ΔE的影響均無(wú)顯著性差異。如圖7-f所示，微波功率強(qiáng)度對(duì)胡蘿卜脆片總類胡蘿卜素保留率的影響顯著（P<0.05），隨著微波功率強(qiáng)度逐漸增大，總類胡蘿卜素保留率先升高后降低，當(dāng)微波功率強(qiáng)度為5、6 W/g時(shí)，總類胡蘿卜素保留率較高。綜合考慮產(chǎn)品的品質(zhì)和生產(chǎn)成本，選擇微波功率強(qiáng)度為 5 W/g 較為合適。

3 討論

在本研究中，影響因素和測(cè)定指標(biāo)均是根據(jù)前期研究結(jié)果確定的，通過主成分分析和核心指標(biāo)權(quán)重計(jì)算，篩選出胡蘿卜脆片的6個(gè)核心評(píng)價(jià)指標(biāo)作為優(yōu)化工藝的結(jié)果判斷指標(biāo)，包括水分含量均勻性、L值的均勻性、收縮率、ΔE、脆度、總類胡蘿卜素保留率。

各因素對(duì)微波水分含量均勻性、L值的均勻性、收縮率、脆度、ΔE和總類胡蘿卜素保留率的影響具有顯著性差異。在胡蘿卜脆片預(yù)處理和干燥的過程中，超聲波對(duì)其干燥均勻性及其他品質(zhì)都有一定影響，這可能是因?yàn)槌暡▽儆跈C(jī)械波，可使細(xì)胞內(nèi)形成空化效應(yīng)，從而影響干燥過程中水分含量及其他品質(zhì)的變化[14]。隨著超聲功率密度、時(shí)間和溫度的變化，胡蘿卜脆片色澤變化較為顯著，這可能是因?yàn)槌曁幚磉^程中形成的過氧化氫對(duì)褐變有抑制作用，從而對(duì)胡蘿卜樣品的色澤具有一定的保護(hù)作用[15]。另外，由于在超聲過程中，樣品是浸入介質(zhì)溶液中的，空氣浸入受到限制，從而降低了對(duì)色澤的破壞程度[16]。經(jīng)過超聲滲透處理，胡蘿卜樣品的L值顯著提高，說(shuō)明樣品亮度顯著提高，這可能是因?yàn)槌曒o助滲透過程中的蔗糖滲透液具有提高亮度的作用[17-18]。超聲功率密度和時(shí)間對(duì)收縮率均無(wú)明顯影響，原因在于收縮率與水分含量有關(guān)，水分含量的變化較小。

蔗糖滲透液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)胡蘿卜脆片脆度的影響較為顯著，可能是因?yàn)檎崽菨B透液在胡蘿卜表面形成了蔗糖層，且糖的吸收增加了樣品的固形物含量，使得干燥后樣品的結(jié)構(gòu)孔隙率降低、彈性損失，從而變得更加緊密[18]。在超聲輔助滲透過程中，糖的吸收率會(huì)降低，空化作用會(huì)引起表面壓縮應(yīng)力、膨脹應(yīng)力，形成細(xì)胞間的微觀通道，對(duì)胡蘿卜脆片的質(zhì)地和收縮率也具有較大影響[14]。水分含量轉(zhuǎn)換點(diǎn)對(duì)微波干燥水分均勻性的影響較為顯著，隨著水分含量轉(zhuǎn)換點(diǎn)逐漸提高，水分含量的均勻性越好，而水分含量的變化影響著收縮率的變化，因此收縮率逐漸提高，樣品的體積縮小程度越來(lái)越小。微波干燥功率強(qiáng)度對(duì)總類胡蘿卜素保留率的影響較大，這可能是因?yàn)槲⒉ǜ稍镞^程中熱空氣的氧化導(dǎo)致類胡蘿卜素被降解和異構(gòu)化[19]，而類胡蘿卜素的降解與氧氣、高溫有關(guān)[20]。也有研究提出，β-胡蘿卜素易通過異構(gòu)化、自氧化、光氧化和脂氧化酶氧化而降解[21]。因此可見，胡蘿卜在微波干燥過程中很有可能會(huì)伴隨著類胡蘿卜素的異構(gòu)化和氧化降解，導(dǎo)致總類胡蘿卜素保留率的變化。

4 結(jié)論

在不同影響因素中，超聲功率密度對(duì)胡蘿卜片水分含量、L值的均勻性、脆度、ΔE和總類胡蘿卜素保留率的影響顯著，而對(duì)收縮率無(wú)顯著性影響;超聲時(shí)間對(duì)胡蘿卜片水分含量均勻性、脆度、ΔE和總類胡蘿卜素保留率影響顯著，而對(duì)L值的均勻性和收縮率無(wú)顯著性影響;超聲溫度和MD干燥的水分含量轉(zhuǎn)換點(diǎn)對(duì)胡蘿卜片水分含量和L值的均勻性、收縮率、脆度、ΔE和總類胡蘿卜素保留率影響顯著;蔗糖滲透液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)胡蘿卜片水分含量和L值的均勻性、收縮率、脆度和ΔE影響顯著，而對(duì)總類胡蘿卜素保留率無(wú)顯著性影響;微波功率強(qiáng)度對(duì)胡蘿卜片水分含量均勻性、收縮率和總類胡蘿卜素保留率影響顯著，而對(duì)L值的均勻性、脆度和ΔE無(wú)顯著性影響。綜合考慮，選擇超聲功率密度 0.50 W/cm2、超聲時(shí)間30 min、超聲溫度70 ℃、蔗糖滲透液質(zhì)量分?jǐn)?shù)30%作為超聲輔助滲透條件，將MD干燥的水分含量轉(zhuǎn)換點(diǎn)80%、微波干燥功率強(qiáng)度5 W/g作為微波預(yù)干燥條件，可顯著改善微波預(yù)干燥的水分和色澤均勻性，在此條件下，制備的胡蘿卜脆片具有較佳的質(zhì)地結(jié)構(gòu)和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。

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