楊慧珍，肖亞冬*，王娟，楊亦雯,3，聶梅梅，宋江峰，劉春泉，李大婧

（1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，江蘇南京 210014）（2.南京農(nóng)業(yè)大學食品科技學院，江蘇南京 210095）（3.東北林業(yè)大學林學院，黑龍江哈爾濱 150040）

花椰菜（Brassica oleraceavar. botrytisL.）又名花菜、菜花，是一種十字花科蕓薹屬植物，富含纖維素、生物堿類、黃酮類和硫代葡萄糖苷等多種營養(yǎng)物質(zhì)，主要種植在我國沿海和高海拔地區(qū)[1,2]。新鮮花椰菜含水量大、不易儲存，嚴重降低其經(jīng)濟和食用價值[3,4]。干制可減少果蔬中的水分，降低其水分活度，提高果蔬營養(yǎng)品質(zhì)，便于貯藏和運輸[5]。因此，通過將新鮮花椰菜進行脫水干制，可有效減少損失，提高其商品價值。

干燥前選擇合適的預(yù)處理方式，有助于提高干燥速率，降低干燥過程對干制品品質(zhì)產(chǎn)生的不利影響。目前，超聲波技術(shù)在果蔬干制或凍結(jié)前的預(yù)處理中得到了較為廣泛的應(yīng)用，它具有加快干燥速率、改善干制品品質(zhì)、增加固體物質(zhì)擴散等優(yōu)點。王海鷗等[6]研究發(fā)現(xiàn)超聲處理可改善真空凍結(jié)草莓片的失水率，且影響程度為超聲波功率>超聲波頻率>超聲波處理時間。Kek等[7]發(fā)現(xiàn)與未處理相比，超聲處理后番石榴的干燥時間減少了17%～33%，并且改善了番石榴干制品品質(zhì)。Cao等[8]發(fā)現(xiàn)，超聲處理不僅可以縮短干燥大麥草的時間、降低干燥所需能耗，還可減少大麥草中的微生物含量，保留營養(yǎng)成分，改善風味。

果蔬中的水分通常包括自由水、半結(jié)合水和結(jié)合水，隨著干燥過程的進行，果蔬中水分被去除的同時其狀態(tài)也會發(fā)生變化。低場核磁共振（LF-NMR）是一種能夠在無損狀態(tài)下快速、準確檢測果蔬中水分狀態(tài)及分布的新型技術(shù)，其中，弛豫時間T2是低場核磁共振檢測結(jié)果中的重要指標，它反映了被檢測材料中的水分分布情況，T2值越高則表示水的流動性越強。Sun等[9]采用LF-NMR術(shù)監(jiān)測了覆盆子干燥過程中的水分狀態(tài)和變化，發(fā)現(xiàn)結(jié)合水含量變化不明顯，但其比例逐漸增加，非流動水和自由水含量顯著降低。Kamal等[10]對蘋果片的干燥過程進行了研究，發(fā)現(xiàn)采用LF-NMR技術(shù)能夠快速檢測到其中的自由水含量變化。因此，通過LF-NMR技術(shù)來分析花椰菜干燥過程中的水分分布情況及變化規(guī)律，對于改善干制品品質(zhì)、優(yōu)化干燥工藝具有重要意義。

因此，本研究以花椰菜為原料，對超聲波預(yù)處理過程中的關(guān)鍵單因素進行實驗，并采用響應(yīng)面中心組合設(shè)計試驗優(yōu)化超聲波預(yù)處理參數(shù)，通過建立回歸模型獲得超聲波預(yù)處理最優(yōu)工藝參數(shù)，同時運用LF-NMR技術(shù)比較超聲波處理前后熱風干燥過程中花椰菜樣品中水分分布情況，進一步明確超聲波預(yù)處理對花椰菜干燥過程中水分變化的影響，為高品質(zhì)花椰菜干制品加工制造提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 原材料

新鮮有機花椰菜購于南京市玄武區(qū)孝陵衛(wèi)農(nóng)貿(mào)市場?；ㄒ舜笮。?0 cm×20 cm×15 cm）、成熟度基本一致，于2～4 ℃冰箱中冷藏待用。使用前盡量將其分割為長×寬×高約2 cm×2 cm×2 cm大小的塊莖。

1.2 實驗試劑

Folin酚試劑，上海麥克林生化科技有限公司；草酸、磷酸、碳酸鈉、酒石酸鉀鈉，南京化學試劑股份有限公司；氫氧化鈉、乙酸，西隴化工股份有限公司；苯酚，成都市科龍化工試劑廠；無水乙醇、甲醇、葡萄糖、碳酸氫鈉、牛血清白蛋白、濃硫酸、亞硝酸鈉、硝酸鋁、3,5-二硝基水楊酸、亞硫酸鈉、雙氧水、氯化鈉（均為分析純），國藥集團化學試劑有限公司；沒食子酸、L(+)-抗壞血酸、蘆丁標準品，上海源葉生物科技有限公司；2,6-二氯酚靛酚、考馬斯亮藍G-250，上海藍季科技發(fā)展有限公司；結(jié)晶酚，北京索萊寶科技有限公司；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（DPPH）、Trolox，東京化成工業(yè)發(fā)展有限公司；水楊酸，上海凌峰化學試劑有限公司；七水合硫酸亞鐵，汕頭市西隴化工廠有限公司；葡萄糖測定試劑盒、總抗氧化能力（T-AOC）測定試劑盒，南京建成生物工程公司。

1.3 儀器與設(shè)備

BS-224-S萬分之一分析天平，賽多利斯科學儀器（北京）有限公司；CM-700d1全自動手持色差計，日本柯尼卡美能達公司；UV-6300型紫外分光光度計，上海美普達儀器有限公司；MesoMR23-060H-I核磁共振儀，蘇州紐邁電子科技有限公司；KQ-S1000VDE型三頻數(shù)控超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；DHG-9073B5型電熱恒溫鼓風箱，上海新苗醫(yī)療機械制造有限公司；FW100高速萬能粉碎機，天津市泰斯特儀器有限公司。

1.4 實驗方法

1.4.1 工藝流程

新鮮花椰菜→清洗→切分（2 cm×2 cm×2 cm）→超聲波預(yù)處理→熱風干燥（干燥溫度70 ℃，干燥至濕基水分含量<8%）→花椰菜干制品

1.4.2 超聲波預(yù)處理條件參數(shù)的單因素實驗

根據(jù)王娟等[11]不同預(yù)處理后花椰菜干制品品質(zhì)分析的研究表明，超聲預(yù)處理效果更好，因此，本部分研究選擇超聲時間、超聲頻率和超聲功率密度三個因素進行單因素實驗，因素水平見表1，分別考察其對花椰菜干制品b*值、復(fù)水比、Vc含量和DPPH自由基清除能力的影響，其中各因素各水平均是在相同恒定溫度下進行，詳細實驗設(shè)計如下：

表1 超聲波預(yù)處理因素水平表Table 1 Factors and levels in the single factor design

（1）選定超聲頻率和超聲功率密度分別為45 kHz、0.22 W/cm2，考察不同超聲時間對花椰菜干制品品質(zhì)的影響，超聲時間分別為5、10、15、20、25 min，以超聲時間0 min即未超聲處理干燥花椰菜作為空白對照。

（2）選定超聲時間和超聲功率密度分別為10 min、0.22 W/cm2，考察不同超聲頻率對花椰菜干制品品質(zhì)的影響，超聲頻率分別為45、80、100 kHz，以超聲頻率0 kHz即未超聲處理干燥花椰菜作為空白對照。

（3）選定超聲時間和超聲頻率分別為10 min、45 kHz，考察不同超聲功率密度對花椰菜干制品品質(zhì)的影響，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，以超聲功率密度0 W/cm2即未超聲處理干燥花椰菜作為空白對照。

1.4.3 超聲波預(yù)處理工藝響應(yīng)面優(yōu)化實驗

選取超聲時間、超聲頻率和超聲功率密度作為自變量，b*值、復(fù)水比、Vc含量和DPPH自由基清除能力作為響應(yīng)值，進行花椰菜超聲波預(yù)處理三因素三水平響應(yīng)面實驗設(shè)計及實驗，并且各實驗條件均是在相同恒定溫度下進行，實驗結(jié)果詳見結(jié)果與討論部分。

1.4.4 LF-NMR技術(shù)分析水分狀態(tài)

1.4.4.1 弛豫時間的測定

樣品制備：新鮮花椰菜清洗切塊瀝干，取一部分經(jīng)超聲頻率為80 kHz、超聲功率密度為0.22 W/cm2超聲6 min后，將未預(yù)處理與超聲波處理后的樣品置于70 ℃的熱風干燥箱內(nèi)干燥。選取新鮮花椰菜以及水分含量為60%、40%、20%、8%的花椰菜樣品，共計9個實驗樣品，以低場核磁共振技術(shù)的橫向弛豫行為測定干燥過程中花椰菜樣品的水分狀態(tài)。

測定方法：將花椰菜樣品放入25 mm的NMR專用試管中，然后將試管置于磁場中心位置的射頻線圈中心，利用CPMG脈沖序列測定得到花椰菜橫向弛豫時間T2，主要參數(shù)設(shè)置為：磁體溫度32 ℃，主頻23 MHz，偏移頻率399424.9 Hz，90度脈沖時間9 μs，180度脈沖時間18 μs，累積采樣次數(shù)450016，重復(fù)時間5000 ms，回波時間0.15 ms，回波個數(shù)15000，譜寬200 kHz。

1.4.4.2 MRI成像分析

超聲波預(yù)處理后的花椰菜分別熱風干燥至含水率為60%±2%、40%±2%、20%±2%、8%±2%，選取鮮樣以及上述水分含量的花椰菜樣品，利用LF-NMR成像軟件對樣品進行成像實驗。MRI成像分析參數(shù)設(shè)置：回波時間30 ms，重復(fù)時間500 ms，矩陣為256×256。

1.5 指標測定

1.5.1 含水率

參考GB 5009.3-2016《食品中水分的測定》[12]進行花椰菜中含水率的測定。

1.5.2 色澤

采用手持式色差計，對干燥前和干燥后花椰菜的黃綠值b*進行測定，其中b*值偏黃為正數(shù)值，偏藍為負數(shù)值。

1.5.3 復(fù)水比

將一定質(zhì)量的花椰菜干制品放入裝滿蒸餾水的燒杯中，將其置于25 ℃恒溫水浴鍋中進行復(fù)水操作，20 min后用濾紙吸干花椰菜的水分[13]。復(fù)水比可按公式（1）計算：

式中：

m0——花椰菜干制品的質(zhì)量，g；

m1——復(fù)水后花椰菜的質(zhì)量，g。

1.5.4 維生素C含量

參考GB 5009.86-2016《食品中抗壞血酸的測定》[14]中的2,6-二氯靛酚滴定法。

1.5.5 DPPH自由基清除能力

首先將花椰菜干制品打粉，稱取花椰菜粉溶于95%無水乙醇中，反復(fù)超聲浸提、離心，定容至50 mL。將2 mL樣品提取液與2 mL 0.16 mmol/L DPPH溶液（DPPH溶解在95%乙醇中，在3.5 h內(nèi)使用完）混合均勻后于室溫條件下避光反應(yīng)30 min，在517 nm處比色得到吸光度值A(chǔ)i，以蒸餾水代替樣品溶液為對照，得到吸光度值A(chǔ)0，同時將2 mL樣品提取液和2 mL 95%乙醇溶液混合均勻后，測定吸光度Aj，根據(jù)式（2）計算DPPH自由基的清除率[15]。以Trolox為對照，按照上述方法繪制標準曲線為y=0.9538x+3.9137（R2=0.9940），根據(jù)標準曲線計算DPPH自由基清除能力。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

各個指標平行測定三次，采用Design Expert 8.0統(tǒng)計分析軟件進行響應(yīng)面分析，利用Origin 9.0軟件作圖，采用SPSS 25.0軟件進行方差分析和Ducan檢驗法進行顯著性分析，顯著水平p<0.05。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同單因素對花椰菜干制品品質(zhì)的影響

2.1.1 超聲時間對花椰菜干制品品質(zhì)的影響

不同超聲時間預(yù)處理花椰菜干燥后b*值、復(fù)水比、Vc和抗氧化活性的變化如表2所示。由表2可知，隨著超聲處理時間的增加，花椰菜干制品b*值逐漸降低，與未處理樣品色澤更接近，說明超聲長時間處理更有利于花椰菜干制品色澤的保持。不同超聲時間處理后花椰菜干制品復(fù)水比無顯著性差異（p>0.05），均高于未處理樣品，隨著時間的增加，復(fù)水比先增大后減少，超聲處理10 min時達到最大值，為3.16，超聲處理15 min～25 min與未處理樣品之間無顯著性差異（p>0.05）。

如表2所示，超聲波處理5 min和10 min后，花椰菜干制品中Vc含量較高，分別為258.76 mg/100 g和257.93 mg/100 g，二者之間無顯著性差異（p>0.05）；隨著超聲處理時間的增加，花椰菜干制品中Vc含量逐漸降低；而未經(jīng)超聲處理的花椰菜干制品中Vc含量顯著低于超聲處理后樣品（p<0.05），原因可能有兩個方面：首先，經(jīng)過超聲波預(yù)處理后花椰菜中細胞發(fā)生破裂，其中的Vc更易提取，含量也會高于未預(yù)處理樣品[16]；其次，超聲波預(yù)處理會使植物細胞膜通透性變大，利于水分的蒸發(fā)，導(dǎo)致干燥時間縮短，從而減少了物料在高溫作用下的時間，使得Vc等熱敏性成分的保留率提高。同時隨著超聲處理時間增加，花椰菜在熱水溶液中停留時間變長，易溶于水的Vc含量就逐漸降低。與Vc含量變化類似，隨著超聲處理時間的增加，花椰菜干制品的DPPH自由基清除能力逐漸降低，其中超聲處理5 min后其抗氧化活性最強，為11.86 μmol Trolox/g，與處理10 min樣品之間無顯著性差異（p>0.05）。

表2 不同超聲時間對花椰菜干制品品質(zhì)的影響Table 2 Effects of different ultrasonic time on the quality of dried cauliflower products

良好的色澤、較強的復(fù)水能力及營養(yǎng)成分高保留是判斷干制蔬菜品質(zhì)的重要指標，由上述結(jié)果可知，花椰菜干燥前進行超聲處理5 min或10 min均可獲得較好的色澤、復(fù)水比和保留較多的Vc及高DPPH自由基清除能力。

2.1.2 超聲頻率對花椰菜干制品品質(zhì)的影響

不同超聲頻率處理對花椰菜干燥后b*值、復(fù)水比、Vc和抗氧化活性的影響如表3所示。由表可知，不同超聲頻率對花椰菜干制品的色澤和復(fù)水比無顯著性影響（p>0.05）；隨著超聲頻率的增加干制花椰菜中Vc含量先增加后減少，超聲頻率為45 kHz時花椰菜干制品中Vc含量最高，為257.93 mg/100 g，與超聲頻率80 kHz時花椰菜干制品中Vc含量無顯著性差異（p>0.05）；不同超聲頻率對花椰菜干制品的DPPH自由基清除能力無顯著性影響（p>0.05）。由以上結(jié)果可知，選擇45 kHz或80 kHz對花椰菜進行超聲波預(yù)處理均可。

表3 不同超聲頻率對花椰菜干制品品質(zhì)的影響Table 3 Effects of different ultrasonic frequency on the quality of dried cauliflower products

2.1.3 超聲功率密度對花椰菜干制品品質(zhì)的影響

不同超聲功率密度對干制花椰菜b*值、復(fù)水比、Vc和抗氧化活性的影響如表4所示。由表可知，不同超聲功率密度對花椰菜干制品的四個重要品質(zhì)均有顯著性影響（p<0.05）。隨著超聲功率密度的增加花椰菜干制品的b*值和復(fù)水比先增加后減少，超聲功率密度為0.33 W/cm2時二者均達到最大值，分別為43.60和3.21，但與超聲功率為0.22 W/cm2時無顯著性差異（p>0.05）；隨著超聲功率密度的增加花椰菜干制品Vc含量和DPPH自由基清除能力變化一致，均先增加后減少，在超聲功率密度為0.22 W/cm2時達到最大值，分別為257.93 mg/100 g和11.72 μmol Trolox/g。綜上，超聲波功率密度為0.22 W/cm2較為合適。

表4 不同超聲功率密度對花椰菜干制品品質(zhì)的影響Table 4 Effects of different ultrasonic power densities on the quality of dried cauliflower products

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化超聲波預(yù)處理最佳工藝

以上述單因素試驗結(jié)果為基礎(chǔ)，采用響應(yīng)面法進行花椰菜干燥前超聲波處理優(yōu)化實驗，測定花椰菜干制品b*、復(fù)水比、Vc含量和DPPH自由基清除能力，中心組合設(shè)計因素水平及結(jié)果如表5和表6所示。

表5 響應(yīng)面中心組合設(shè)計實驗變量與編碼表Table 5 Response suface center combination design experiment variables and coding table

表6 試驗設(shè)計及結(jié)果Table 6 Experimental designs and results

2.2.1 響應(yīng)面優(yōu)化實驗結(jié)果分析

使用Design Expert 8.0軟件對實驗結(jié)果進行擬合分析，得到各個實驗因素對響應(yīng)值影響的二次回歸方程如下：

其中A、B、C分別代表超聲時間、超聲頻率和超聲功率密度，方程中的各項系數(shù)表示各因素對b*值、復(fù)水比、Vc含量和DPPH自由基清除能力的影響情況。

為檢驗方程是否有效，對上述回歸模型進行方差分析，結(jié)果如表7所示。其中，復(fù)水比和Vc含量模型顯著（p<0.05），DPPH自由基清除能力模型極顯著（p?0.001），b*值模型不顯著（p?0.05）；Vc和DPPH方程的決定系數(shù)R2>0.9，b*值和復(fù)水比方程的決定系數(shù)R2接近于0.9，說明本試驗中所建方程有意義。

表7 回歸系數(shù)及變量分析Table 7 Regression coefficient and variable analysis

由表7可知，影響花椰菜干制品b*值的順序為超聲時間>超聲功率密度>超聲頻率，其中僅超聲時間對花椰菜干制品b*值具有顯著性影響（p<0.05）；超聲時間、超聲頻率和超聲功率密度對花椰菜干制品的復(fù)水性和Vc含量均無顯著性影響（p?0.05）；影響花椰菜干制品DPPH自由基清除能力的順序為超聲時間>超聲頻率>超聲功率密度，其中超聲時間和超聲頻率對花椰菜干制品DPPH自由基清除能力具有極顯著影響（p?0.001），超聲功率密度具有顯著影響（p<0.05）。以上結(jié)果由圖1～3各因素對b*值、復(fù)水比、Vc含量和DPPH自由基清除能力的交互作用也可驗證。

由圖1可知，超聲時間對花椰菜干制品b*值影響顯著（p<0.05），超聲頻率和超聲功率密度對花椰菜干制品b*值無顯著性影響（p?0.05）。隨著超聲時間的增加，花椰菜干制品的b*值先增加再減少。隨著超聲頻率和超聲功率密度的增加，花椰菜干制品的b*值逐漸增加。

對比圖2與表7的方差分析結(jié)果可知，進一步驗證了超聲時間、超聲頻率和超聲功率密度對花椰菜干制品復(fù)水比和Vc含量均無顯著性影響（p?0.05），但隨著超聲條件的變化，二者均表現(xiàn)出一定的變化趨勢。其中，花椰菜干制品的復(fù)水比隨著超聲時間、超聲頻率和超聲功率密度的增加均先增加再減少，Vc含量隨著超聲時間、超聲頻率和超聲功率密度的增加先減少再增加。

由圖3可知，超聲時間對花椰菜干制品DPPH自由基清除能力影響極顯著（p?0.001），超聲頻率對花椰菜干制品DPPH自由基清除能力影響極顯著（p?0.01），超聲功率密度對花椰菜干制品DPPH自由基清除能力影響顯著（p<0.05）。花椰菜干制品DPPH自由基清除能力隨著超聲時間、超聲頻率和超聲功率密度的增大而增大。

由此可知，不同超聲處理條件對花椰菜干制品感官特性和營養(yǎng)品質(zhì)影響不同。其中，長時間的超聲作用致使花椰菜溫度逐漸升高，造成花椰菜氧化程度增大，花椰菜干制品的色澤變差，并且高溫以及超聲水中的氧分子導(dǎo)致抗氧化活性物質(zhì)降解[17,18]。適當?shù)某暡栈饔脮鸸呒毎黄茐?，抗氧化活性物質(zhì)更易提取，而隨著超聲頻率的增加，其空化作用減少，提取到的抗氧化活性物質(zhì)也隨之減少[19]。另外，聲強隨著超聲波功率的增加而增加。郭慶啟等[20]采用超聲波提取落葉松樹皮中的多酚物質(zhì)時發(fā)現(xiàn)，隨著超聲波功率的增加，多酚提取率增加，但當超過350 W后，多酚得率下降，分析原因可能是過高的超聲功率導(dǎo)致多酚穩(wěn)定性下降。因此，適當?shù)某暡üβ蕦ㄒ水a(chǎn)生的作用會使其中抗氧化活性物質(zhì)較快溶出，能夠獲得干制品較高的抗氧化能力，但過大的超聲波功率密度導(dǎo)致抗氧化活性物質(zhì)不穩(wěn)定而被破壞，抗氧化能力隨之降低。因此，選擇合適的超聲條件是獲得高品質(zhì)花椰菜干制品的重要前提。

2.2.2 響應(yīng)面實驗優(yōu)化結(jié)果及驗證

色澤和營養(yǎng)是評價脫水蔬菜的重要指標。利用Design Expert軟件對各評價指標進行優(yōu)化，以b*值、復(fù)水比、Vc含量和DPPH自由基清除力為標準，獲得花椰菜干燥前超聲波預(yù)處理最優(yōu)工藝條件為：超聲時間6.22 min，超聲頻率83.98 kHz，超聲功率密度0.22 W/cm2。結(jié)合實際操作條件和設(shè)備可設(shè)置參數(shù)，最終將花椰菜干燥前超聲波預(yù)處理的條件修正為超聲時間6 min，超聲頻率80 kHz，超聲功率密度0.22 W/cm2。采用修正后的條件進行驗證實驗，結(jié)果如表8所示，b*值、Vc含量和DPPH自由基清除能力的實驗驗證值大于預(yù)測值，復(fù)水比的實驗驗證值與預(yù)測值相近，說明該模型合理可靠。

表8 驗證性實驗Table 8 Verification test

2.3 超聲波預(yù)處理花椰菜干燥過程中水分變化分析

根據(jù)細胞中水的流動性質(zhì)，植物組織中的水分可分為三種形式，即結(jié)合水（T21）、半結(jié)合水（T22）和自由水（T23）[21]，分別對應(yīng)A21、A22和A23的峰面積，其中不同狀態(tài)水分的相對含量由峰面積的大小代表，A則表示三種不同水狀態(tài)峰面積之和[22]。圖4和圖5分別為未經(jīng)預(yù)處理和經(jīng)超聲波預(yù)處理后花椰菜熱風干燥過程中的T2反演圖譜和不同狀態(tài)水分峰面積變化。由圖可知，隨著干燥的進行，T2反演圖譜逐漸向左移動，峰信號幅值逐漸減小，峰面積也逐漸減小，這是因為干燥溫度可為花椰菜樣品中的水分提供能量，減弱水分子與細胞間的吸附能力，水分的遷移能力提高。其中，T23比T21、T22變化更明顯，說明主要脫除的水分是自由水。從圖5不同水分狀態(tài)峰面積和總峰面積變化可知，隨著干燥過程的進行，自由水相對含量逐漸降低，結(jié)合水和半結(jié)合水含量變化無規(guī)律，這說明在干燥過程中花椰菜內(nèi)部的自由水先被去除，半結(jié)合水在自由水與結(jié)合水兩種狀態(tài)下相互轉(zhuǎn)化。

宋悅等[23]研究超聲輔助滲透黃桃干燥過程中的水分變化發(fā)現(xiàn)，超聲處理使桃片微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，細胞收縮，形成微孔通道，有利于其中水分擴散，導(dǎo)致T23和T21降低，弛豫時間減少，進而利于后期干燥過程水分的去除。許方方[24]分析了燙漂處理對西蘭花中水分狀態(tài)及分布的影響，結(jié)果表明燙漂預(yù)處理可增加物料內(nèi)部水分的自由度進而提高干燥速率。由圖4和圖5可知，同一含水率下，與未預(yù)處理樣品相比，超聲波處理花椰菜干燥樣品中的T2反演圖譜均向左移動且總含水量的峰面積低于未預(yù)處理樣品，這可能是因為超聲作用同樣誘導(dǎo)了花椰菜內(nèi)部形成微通道并使細胞結(jié)構(gòu)破裂，促進了水分從內(nèi)部向表面擴散的同時提高水分自由度，結(jié)合水和不易流動水可遷移到細胞質(zhì)中，部分結(jié)合水和不易流動水被脫除[25,26]。

在MRI成像中，紅色成像顏色表示較高的水分含量，藍色則表示較低的水分含量。由圖6可知，新鮮花椰菜的主莖部分含有較多的水分，花及側(cè)莖部分水分含量較少。隨著干燥過程的進行，含水率逐漸降低，花椰菜中莖樣的紅色部分不斷減少，且逐漸被藍綠色代替，當水分含量低于60%時，花樣部分顏色逐漸與背景色相同。且在干燥后期，由于水分含量較低，樣品成像圖與背景色融為一體，已觀察不到成像圖，說明花椰菜中的水分含量已經(jīng)很低。

3 結(jié)論

不同超聲波預(yù)處理單因素試驗表明，超聲時間、超聲頻率和超聲功率密度對花椰菜干制品品質(zhì)有顯著影響，綜合試驗結(jié)果，選擇超聲時間10 min，超聲頻率80 kHz，超聲功率密度0.33 W/cm2為響應(yīng)面實驗優(yōu)化條件的中心水平。經(jīng)響應(yīng)面中心組合設(shè)計實驗及最優(yōu)工藝修正，獲得的修正后花椰菜干燥前超聲波預(yù)處理的最優(yōu)工藝為：超聲時間6 min，超聲頻率80 kHz，超聲功率密度0.22 W/cm2，經(jīng)驗證實驗，此條件下花椰菜干制品b*值為30.58，復(fù)水比2.97，Vc含量為311.78 mg/100 g，DPPH自由基清除能力為17.20 μmol Trolox/g。經(jīng)低場核磁共振檢測發(fā)現(xiàn)，花椰菜干燥過程中主要失去的是自由水，經(jīng)超聲處理可提高其氫自由度，加快自由水的脫除并去除部分半結(jié)合水和結(jié)合水。