吳 亮，韋 博，徐彥瑞，吳勁鋒，萬芳新，黃曉鵬*

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，甘肅 蘭州 730070；2.甘肅奧凱農(nóng)產(chǎn)品干燥裝備工程研究院有限公司，甘肅 蘭州 730070)

籽瓜，又名打瓜，西瓜的一種分支變種[1]。其果皮果肉中含有維生素、蛋白質(zhì)、纖維素和氨基酸等營養(yǎng)物質(zhì)[2-3]。傳統(tǒng)“取籽棄瓤”的收獲方式不僅會(huì)造成資源浪費(fèi)，還會(huì)帶來病蟲害和環(huán)境問題。籽瓜加工技術(shù)提高了籽瓜的利用率，有效地促進(jìn)了籽瓜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[4]。目前關(guān)于籽瓜汁生產(chǎn)的技術(shù)已經(jīng)比較完善，針對固液分離后的籽瓜固形物方面的加工技術(shù)還較為落后。將生產(chǎn)線上經(jīng)過固液分離后的籽瓜固形物通過干燥降低其水分，加工成動(dòng)物飼料或飼料添加劑，可延長貯藏期，是籽瓜固形物的主要用途[5]。

干燥是延長農(nóng)產(chǎn)品貨架期的一種重要的加工方法，其目的是通過去除水分、降低水分活度，從而抑制微生物的生長以及與酶有關(guān)的不良化學(xué)作用，有利于產(chǎn)品的儲(chǔ)存。自然晾曬作為一種傳統(tǒng)的干制方式，以其方便經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)一直沿用至今，但極易受天氣影響，干燥時(shí)間長，容易受到環(huán)境污染和微生物侵?jǐn)_從而導(dǎo)致產(chǎn)品品質(zhì)降低；熱風(fēng)干燥設(shè)備費(fèi)用低、操作方便、技術(shù)成熟，但因其干燥耗時(shí)，易破壞農(nóng)產(chǎn)品的色澤和香氣，所以也具有一定局限性；遠(yuǎn)紅外干燥技術(shù)可以縮短農(nóng)產(chǎn)品干燥時(shí)間，提高干燥效率，而且可以起到滅菌作用，抑制物料發(fā)生酶促反應(yīng)，但是遠(yuǎn)紅外干燥技術(shù)在不同農(nóng)產(chǎn)品上應(yīng)用的效果差異較大；真空干燥技術(shù)由于真空泵的作用，箱體內(nèi)的水蒸氣會(huì)源源不斷被抽出，提高了干燥速率[6]。而且整個(gè)干燥過程減少了物料與氧氣的接觸，大大提高了干制品品質(zhì)。弊端在于真空條件下熱傳遞效率較低，導(dǎo)致干燥速率較慢。微波真空干燥技術(shù)的出現(xiàn)彌補(bǔ)了真空干燥技術(shù)的不足，其加熱方式從熱傳遞變?yōu)闊彷椛洌诰邆湔婵崭稍锛夹g(shù)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)大大提高了干燥效率[7]。

本研究采用自然晾曬、熱風(fēng)干燥、遠(yuǎn)紅外干燥、真空干燥以及微波真空干燥五種干燥方式，對籽瓜綜合加工生產(chǎn)線的副產(chǎn)品籽瓜固形物進(jìn)行干燥處理，探究不同干燥方式對籽瓜固形物品質(zhì)及營養(yǎng)成分的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

選擇尺寸與色澤相當(dāng)?shù)男迈r籽瓜樣品。依次經(jīng)過破碎取籽機(jī)、瓜皮粉碎機(jī)、打漿機(jī)、過濾裝置和離心機(jī)，固液分離后倒去上層清液，將下層沉淀的固形物作為本試驗(yàn)的試驗(yàn)材料。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

熱風(fēng)干燥箱：YQ101-0A 型，北京宇勤騰達(dá)制藥設(shè)備有限公司；紅外輻射多功能干燥箱：WSH-60A型，天水盛華微波技術(shù)有限公司；真空干燥箱：DZF型，上海力辰邦西儀器科技有限公司；箱式微波真空機(jī)：HWZ-30型，微波功率3 kW，天水盛華微波技術(shù)有限公司；電子天平：JM-A3003型，余姚紀(jì)銘稱重校驗(yàn)設(shè)備有限公司；色差儀：CR-410型，日本柯尼卡美能達(dá)公司。

1.3 試驗(yàn)方法

在預(yù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，分別采取自然晾曬、熱風(fēng)干燥、遠(yuǎn)紅外干燥、真空干燥和微波真空干燥對籽瓜固形物進(jìn)行干燥處理，對比分析不同干燥方式的干燥品質(zhì)，試驗(yàn)安排表見表1。

表1 不同干燥方式干燥試驗(yàn)安排表

干燥前將設(shè)備調(diào)至預(yù)定參數(shù)，取籽瓜固形物鮮樣150 g，將其均勻平鋪在料盤上，放入不同干燥設(shè)備(自然晾曬除外)中進(jìn)行干燥試驗(yàn)，按照表1操作要求測定物料質(zhì)量，直至物料的含水率達(dá)到10 %以下停止試驗(yàn)，每組試驗(yàn)重復(fù)三次，取平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。干燥后的固形物冷卻后放入保鮮袋中貯存。

1.4 試驗(yàn)指標(biāo)測定

1.4.1 復(fù)水比的測定

取干制品50 g于25℃的恒溫水浴鍋中，浸泡30 min后瀝干，用吸水紙吸干物料表面的水分，稱取復(fù)水后的質(zhì)量，每組試驗(yàn)重復(fù)3次[8]。復(fù)水比計(jì)算公式見式(1)：

(1)

式中：Rf為籽瓜固形物的復(fù)水比；Gf為物料復(fù)水瀝干后的質(zhì)量，g；Gg為物料復(fù)水前的質(zhì)量，g。

1.4.2 色差值的測定

取粉碎后的籽瓜固形物干制品粉末10 g，用色差計(jì)測定其色澤，每組樣品測量3次，取平均值?？偵钪怠鱁計(jì)算式(2)如下：

(2)

式中：L為籽瓜固形物粉末的明度值；L*為新鮮籽瓜固形物的明度值；a為籽瓜固形物粉末的紅綠值；a*為新鮮籽瓜固形物的紅綠值；b為籽瓜固形物粉末的黃藍(lán)值；b*為新鮮籽瓜固形物的黃藍(lán)值；△E為待測樣品的總色差值。

1.4.3 多糖含量的測定

采用硫酸苯酚法。具體步驟為：吸取稀釋1倍后的提取液2 μL，加入1.0 mL 9.0%的苯酚溶液(現(xiàn)配現(xiàn)用)，充分混勻后加入3.0 mL濃H2SO4溶液，充分混勻后，在室溫放置30 min[9]；在485 nm下測定反應(yīng)液的吸光值，以不加樣品溶液為空白對照，重復(fù)3次。

籽瓜固形物多糖含量以蔗糖為標(biāo)準(zhǔn)品標(biāo)定，計(jì)算式(3)為：

(3)

式中：C為可溶性糖濃度，mg/mL；V1為吸取的提取液的體積，mL；V2為提取液的總體積，mL；M為稱取的籽瓜固形物干樣的重量，g。

1.4.4 維生素C(抗壞血酸)含量的測定

按分光光度法要求制備提取液和制作標(biāo)準(zhǔn)曲線后，取1.0 mL樣品提取液于試管中，加入1.0 mL 50 g/L TCA，再按制作標(biāo)準(zhǔn)曲線相同的方法，加入其他成分，進(jìn)行反應(yīng)、測定，記錄反應(yīng)體系在波長534 nm處吸光度值[10]，重復(fù)3次。

果蔬中抗壞血酸含量以100 g樣品中含有抗壞血酸的質(zhì)量表示，即mg /100 g。計(jì)算式(4)：

(4)

式中：m′為由標(biāo)準(zhǔn)曲線求得的抗壞血酸的質(zhì)量，μg；VS為滴定時(shí)所用樣品提取液的體積，mL；V為樣品提取液總體積，mL；m為樣品質(zhì)量g。

1.4.5 膳食纖維含量的測定

測定原理：分別用熱穩(wěn)定的α-淀粉酶、蛋白酶、葡萄糖苷酶進(jìn)行酶解消化樣品以去除蛋白質(zhì)和淀粉，然后用乙醇沉淀，將過濾的膳食纖維殘?jiān)靡掖己捅獩_洗，干燥后稱重[11]。

計(jì)算式(5)為：

(5)

式中：X為樣品中含膳食纖維的含量，%；G為殘余物的質(zhì)量，g；m為樣品的質(zhì)量，g。

2 結(jié)果與分析

2.1 對干制品品質(zhì)的影響

2.1.1 對干制品復(fù)水比的影響

不同干燥方式下籽瓜固形物干制品的復(fù)水比見表2。

表2 不同干燥方式下籽瓜固形物干制品的復(fù)水比

由表2可知，經(jīng)過自然晾曬后，籽瓜固形物干制品復(fù)水性較差，這是因?yàn)樽匀涣罆袷墉h(huán)境影響，固形物受到微生物的侵蝕，局部發(fā)生霉變，且由于干燥時(shí)間長，對物料細(xì)胞的損傷較大。熱風(fēng)干燥和遠(yuǎn)紅外干燥后的干制品復(fù)水性接近，效果較為一般，真空干燥和微波真空干燥后的干制品復(fù)水比均比較好，且微波真空干燥后干制品的復(fù)水性能最佳。

2.1.2 對干制品色澤的影響

不同干燥方式對籽瓜固形物干制品色澤的影響用色差值來反映，通過比較不同干燥方式所得干制品和籽瓜固形物鮮樣的色差值，反映不同干燥方式對籽瓜固形物干制品的品質(zhì)影響。不同干制方法下干制品的色澤見表3。

表3 不同干燥方式下籽瓜固形物干制品的色澤

從表3可知，經(jīng)過自然晾曬后的干制品色差值最大，說明自然晾曬對籽瓜固形物的色澤變化影響最大，這是因?yàn)樽匀涣罆駮r(shí)間較長，固形物酶促反應(yīng)嚴(yán)重，導(dǎo)致干制品顏色加深，表觀品質(zhì)較差。熱風(fēng)干燥后干制品的色差值比自然晾曬后干制品的色差值小，但由于干燥時(shí)間較長色澤變化也較大。遠(yuǎn)紅外干燥、真空干燥和微波真空干燥處理后的干制品色差值較為接近，明顯優(yōu)于自然晾曬和熱風(fēng)干燥，這可能是因?yàn)檫h(yuǎn)紅外干燥、真空干燥和微波真空干燥的干燥效率比自然晾曬和熱風(fēng)干燥高，干燥時(shí)長更短，固形物干燥過程中酶促反應(yīng)和氧化反應(yīng)均不嚴(yán)重，所以色差值較小，固形物干制品表觀品質(zhì)較好[12]。

2.2 對干制品營養(yǎng)成分的影響

圖1為不同干燥方式下籽瓜固形物干制品中多糖含量的對比圖。

從圖1中(a)可以看出，經(jīng)過自然晾曬的固形物干制品中多糖含量最低，為57.94 mg/g，這是因?yàn)樽匀涣罆袼钑r(shí)間長，固形物中的多糖被分解的量增加，導(dǎo)致干燥品質(zhì)多糖含量下降。熱風(fēng)干燥溫度較高，可能使干制品中的糖分發(fā)生了美拉德反應(yīng)或焦糖化現(xiàn)象，導(dǎo)致干制品中的多糖含量下降。真空干燥由于熱量傳遞較慢，干燥速率較低，經(jīng)過長時(shí)間的干燥后固形物中多糖降解增加，干制品中多糖含量較少。遠(yuǎn)紅外干燥和微波真空干燥的熱效率高，干燥時(shí)間短，糖分降解的最少，所以干燥后固形物干制品中多糖含量較高，分別為98.33 mg/g和105.64 mg/g。

圖1 不同干燥方式對籽瓜固形物干制品的營養(yǎng)成分含量影響

由圖(b)可知，由于自然晾曬整個(gè)過程中，籽瓜固形物都完全暴露在空氣中，加上太陽能的輻射，固形物中的維生素C(抗壞血酸)迅速被氧化成脫氫抗壞血酸，含量急速下降，導(dǎo)致干制品中維生素C含量最低，為0.196 mg/g。對于真空干燥和微波真空干燥，由于固形物在整個(gè)干燥過程與氧氣接觸較少，氧化反應(yīng)不明顯，故維生素C含量明顯高于其他干燥方式。

圖(c)表明，除自然晾曬以外，其他干燥方式對籽瓜固形物干制品中膳食纖維含量的影響無明顯差異。由于自然晾曬速率慢，耗時(shí)長，導(dǎo)致籽瓜固形物干燥過程中各種營養(yǎng)成分流失，且膳食纖維中的半纖維素會(huì)受到微生物的影響，被細(xì)菌分解，所以自然晾曬下籽瓜固形物干制品中膳食纖維含量最少，為34.87 %。經(jīng)熱風(fēng)干燥、遠(yuǎn)紅外干燥、真空干燥和微波真空干燥分別處理過的籽瓜固形物干制品中膳食纖維含量差別不大，這是因?yàn)樯攀忱w維的主要成分為非淀粉多糖，包括纖維素、半纖維素和果膠等物質(zhì)，而這些成分，除纖維素和半纖維素容易被細(xì)菌分解外，其他情況下比較穩(wěn)定。所以在后四種干燥方式下，膳食纖維中主要成分的理化性質(zhì)都比較穩(wěn)定，成分不易被破壞。故干制品中的膳食纖維含量較高。

3 結(jié)論

本研究以籽瓜綜合加工生產(chǎn)線的副產(chǎn)品籽瓜固形物為試驗(yàn)材料，分別采用自然晾曬、熱風(fēng)、遠(yuǎn)紅外、真空和微波真空進(jìn)行干燥，對其表觀品質(zhì)和營養(yǎng)成分進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論：

(1)經(jīng)過自然晾曬后的固形物干制品復(fù)水性最差，因?yàn)槠涫茏匀画h(huán)境和微生物的影響最為嚴(yán)重，所以干燥品質(zhì)較差。熱風(fēng)干燥和遠(yuǎn)紅外干燥后的干制品復(fù)水比接近，效果較為一般。真空干燥對干制品的復(fù)水性影響略優(yōu)于熱風(fēng)干燥和遠(yuǎn)紅外干燥，微波真空干燥后的固形物干制品復(fù)水性能最佳。在色澤方面，不同干燥方式的干燥效果優(yōu)劣依次為：微波真空干燥>真空干燥>遠(yuǎn)紅外干燥>熱風(fēng)干燥>自然晾曬。

(2)經(jīng)過自然晾曬后的籽瓜固形物，其干制品中多糖、維C和膳食纖維含量均為五種干燥方式中最低。真空干燥和微波真空干燥由于減少了干燥過程中氧氣的參與，使得三種營養(yǎng)成分的含量均較高，但微波真空干燥熱效率更高，干燥速率更快，耗時(shí)較短，所以該干燥方式下固形物干制品中三種營養(yǎng)物質(zhì)含量均最高。熱風(fēng)干燥和遠(yuǎn)紅外干燥技術(shù)由于其自身的缺點(diǎn)，獲得的干制品中多糖、維C和膳食纖維含量均表現(xiàn)一般。