唐 輝鐘瑞敏 馬金魁 郭紅輝v

(1. 韶關(guān)學(xué)院英東食品科學(xué)與工程學(xué)院，廣東 韶關(guān) 512005；2. 肇慶學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，廣東 肇慶 526061)

冷凍干燥與噴霧干燥對崗稔果粉品質(zhì)影響的比較

唐 輝1鐘瑞敏1馬金魁2郭紅輝1v

(1. 韶關(guān)學(xué)院英東食品科學(xué)與工程學(xué)院，廣東 韶關(guān) 512005；2. 肇慶學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院，廣東 肇慶 526061)

利用AHP模糊數(shù)學(xué)方法對兩種干燥方式的崗稔果粉進(jìn)行綜合感官評價，并分析了崗稔果粉各項(xiàng)感官指標(biāo)與理化性質(zhì)的相關(guān)性。結(jié)果表明，真空冷凍干燥制得的果粉的總糖、還原糖、總酸、花色苷含量以及流動性與溶解性都要優(yōu)于噴霧干燥制得的；但噴霧干燥制得的樣品含水量更低，色澤較好，綜合感官指標(biāo)值高于真空冷凍干燥制品；崗稔果粉的色澤與其花色苷含量、色差a值呈顯著相關(guān)；崗稔果粉的滋味與其總糖、還原糖、總酸含量呈顯著相關(guān)；崗稔果粉的質(zhì)地與其流動性和溶解性呈顯著相關(guān)性。真空冷凍干燥崗稔果粉品質(zhì)好，產(chǎn)品附加值高，噴霧干燥崗稔果粉綜合感官指標(biāo)較好，適于工業(yè)化生產(chǎn)。

真空冷凍干燥；噴霧干燥；崗稔；果粉；AHP

崗稔(Rhodomyrtustomentosa)，為桃金娘科植物的漿果，又名稔子、山稔，為粵北地區(qū)的特色水果之一。崗稔果酸甜可口，富含花色苷、礦物質(zhì)及多種微量元素，具有較高的營養(yǎng)價值和保健功能[1-2]，因其為季節(jié)性漿果類果實(shí)，存在集中采摘、容易腐爛，貯藏與運(yùn)輸不便等特點(diǎn)，至使鮮果發(fā)展受到很大的制約，崗稔果品的研究與加工迫在眉睫[1-2]。目前國內(nèi)外對于崗稔果的深加工研究主要集中在崗稔果中花色苷提取與穩(wěn)定性研究[3-4]，果酒品種開發(fā)[5-6]，果汁飲料與濃縮果汁加工研究[7-8]等方面，對營養(yǎng)、保藏與運(yùn)輸性能較佳的崗稔果粉，僅見趙廣河等[9]對其進(jìn)行了研究。在果粉加工中，干燥是其中的關(guān)鍵工藝，主要有熱風(fēng)干燥[10]、微波干燥[11]、冷凍干燥[12]、噴霧干燥[13]等，熱風(fēng)干燥過程中時間較長，溫度過高，花色苷損失較大。微波干燥對含水量高的物質(zhì)脫水效率較低，一般結(jié)合真空干燥，作為干燥的后期脫水處理。噴霧干燥是將產(chǎn)品霧化成極小液滴，在干燥介質(zhì)中，使得液滴迅速汽化，物料瞬間被干燥。真空冷凍干燥是利用冰的升華原理，在高真空的環(huán)境條件下，將食品中凍結(jié)的冰直接從固態(tài)升華為汽態(tài)除去水分，而不破壞物料原有的物理、化學(xué)結(jié)構(gòu)，能最大程度保留崗稔花色苷。近年來，專家學(xué)者對不同干燥方式果粉的品質(zhì)進(jìn)行了研究報道，如王儲炎等[14]研究了不同干燥方式對桑椹果粉物理特性的影響，得出真空冷凍干燥制備的桑椹果粉綜合物理性能優(yōu)，宋宏新等[15]比較了番茄的噴霧及真空冷凍干燥粉的品質(zhì)，得出了噴霧番茄粉的最佳工藝。然而，關(guān)于不同的干燥方式對崗稔果粉品質(zhì)影響的比較研究未見報道。因此，本試驗(yàn)擬結(jié)合崗稔果特點(diǎn)，采用噴霧干燥法與真空冷凍干燥法制備崗稔果粉，對崗稔果粉的營養(yǎng)保留成分、物理特性、感官評價等品質(zhì)進(jìn)行全面、客觀地比較，并利用AHP(層次分析法)對冷凍與噴霧干燥崗稔果粉進(jìn)行綜合感官指標(biāo)評價，進(jìn)而分析崗稔果粉各項(xiàng)感官指標(biāo)與理化性質(zhì)的相關(guān)性，以期為崗稔產(chǎn)品的生產(chǎn)和加工提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

1.1.1 材料、試劑

崗稔：新鮮，采購于粵北韶關(guān)市場；

麥芽糊精(DE 20)、大豆分離蛋白(蛋白質(zhì)含量85%)：食品級，韶關(guān)市創(chuàng)意有限公司；

阿拉伯膠：分析純，天津市大茂化學(xué)試劑廠；

β-環(huán)狀糊精：分析純，上海展云化工有限公司；

果膠酶：分析純，美國，Sigma-Aldrich公司；

CMC-Na：分析純，天津市福晨化學(xué)試劑廠。

1.1.2 儀器

紫外可見光分光光度計：新世紀(jì)T6型，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；

凍干機(jī)：SP型，美國，SP Scientific公司；

高壓均質(zhì)機(jī)：GYB30-6s-型，上海東華高壓均質(zhì)機(jī)廠；

超低溫冷凍儲存箱：MDF-105H118型，濟(jì)南奧雪醫(yī)療器械有限公司；

高速離心噴霧干燥機(jī)：QZP-5型，江蘇省無錫市林洲干燥機(jī)器制造廠；

膠體磨：JMS-50型，廊坊市冠通機(jī)械有限公司；

精密色差儀：WR-10型，深圳市威福光電科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 工藝流程

(1) 真空冷凍崗稔果粉制備工藝流程：

新鮮崗稔果→挑選、清洗，加水、護(hù)色劑→膠體磨榨汁→酶解、鈍酶→過濾→分裝→-4 ℃保藏備用→冷凍濃縮、解凍→添加助干劑→均質(zhì)→分裝、預(yù)凍→真空冷凍干燥→二次磨粉→過篩→崗稔果粉→真空包裝→成品

(2) 噴霧干燥崗稔果粉制備工藝流程：

新鮮崗稔果→挑選、清洗，加水、護(hù)色劑→膠體磨榨汁→酶解、鈍酶→過濾→分裝→-4 ℃保藏備用→冷凍濃縮、解凍→添加助干劑→過濾→高速離心噴霧干燥→崗稔果粉→真空包裝→成品

1.2.2 操作要點(diǎn)說明

(1) 挑選、清洗、加水、護(hù)色劑：挑選新鮮無腐爛的崗稔果，添加42%的水，0.05%的檸檬酸調(diào)配均勻(以原果重為基準(zhǔn)進(jìn)行添加)。

(2) 膠體磨榨汁：將調(diào)配均勻的崗稔果過膠體磨2次，榨汁。

(3) 酶解、鈍酶：添加0.3%果膠酶(以原果重為基準(zhǔn)進(jìn)行添加)、在45 ℃條件下、酶解1.5 h；酶解后，在80 ℃水浴中鈍酶15 min。

(4) 助干劑：真空干燥粉助干劑添加為：崗稔果汁中固型物與麥芽糊精的質(zhì)量比為1∶1，CMC-Na添加量為1.2%，β-環(huán)糊精2.5%；噴霧干燥粉助干劑添加為：崗稔果汁中固型物與麥芽糊精的質(zhì)量比為4∶6，在此基礎(chǔ)上再添加助料1%β-環(huán)糊精。

(5) 真空干燥制粉條件：填料高10 cm、-40 ℃條件下預(yù)凍4 h，真空度10 Pa、升華加熱溫度50 ℃。

(6) 噴霧干燥制粉條件：進(jìn)風(fēng)溫度180～200 ℃，出風(fēng)溫度85～95 ℃，離心機(jī)轉(zhuǎn)速12 000 r/min。

1.2.3 營養(yǎng)成分的測定

(1) 可溶性固形物的測定：采用手持式折光儀測定[16]。

(2) 總糖的測定：按GB/T 15038—2006執(zhí)行。

(3) 還原糖的測定：按GB/T 5009.7—2008執(zhí)行。

(4) 花色苷含量的測定：花色苷的提取參照文獻(xiàn)[17]，其含量測定采用pH示差法[18]。

(5) 總酸的測定：按GB/T 12456—2008執(zhí)行。

(6) 水分含量的測定：參考文獻(xiàn)[19]。

1.2.4 粉體物理性質(zhì)的測定

(1) 色差的測定：參照文獻(xiàn)[20]。

(2) 休止角的測定：參照文獻(xiàn)[14]。

(3) 堆積密度的測定：參照文獻(xiàn)[15]。

(4) 潤濕下沉性的測定：參照文獻(xiàn)[14]。

(5) 分散性的測定：參照文獻(xiàn)[14]。

(6) 吸濕性的測定：根據(jù)文獻(xiàn)[21]，修改如下：精確稱取1.80 g崗稔果粉放進(jìn)已經(jīng)稱重的干燥鋁盒中,將鋁盒放置在盛有飽和氯化鈉溶液(環(huán)境相對濕度75.5% )的玻璃干燥器中,放在陰涼處避光保存。每隔2 h測一次崗稔果粉的質(zhì)量，直到兩次的質(zhì)量差少于0.005 g為止。吸濕性(HG)計算公式：

(1)

式中：

HG——吸濕性，%；

M1——吸濕前的崗稔果粉質(zhì)量，g；

M2——吸濕后的崗稔果粉質(zhì)量，g。

1.2.5 感官評定 選擇15名經(jīng)過食品專業(yè)培訓(xùn)的人員組成評價小組，根據(jù)GB/T 29602—2013，以崗稔果粉的色澤、氣味、滋味和質(zhì)地為感官評定的4個指標(biāo)。將各試驗(yàn)結(jié)果4項(xiàng)指標(biāo)的分值相加，即為各試驗(yàn)方案的綜合分值，總分為100。具體評價標(biāo)準(zhǔn)及分值見表1。

1.2.6 層次分析法(AHP) 感官評價帶有一定的主觀性，因此，本試驗(yàn)采用AHP評價綜合感官指標(biāo)，AHP[22-23]主要是對各項(xiàng)指標(biāo)確定一個比較科學(xué)的權(quán)重，然后采用加權(quán)平均的方法確定綜合評價值。這種方法使得模糊性、主觀性的感官評定方法得到量化，且提高了客觀性和科學(xué)性，能更準(zhǔn)確地說明產(chǎn)品的感官質(zhì)量，從而較好地對產(chǎn)品進(jìn)行感官品質(zhì)鑒定。具體方法：

(2)

設(shè)bij=Fi/Fj，bii=1，bij=1/bji，bij=bik/bjk，若F為未知時，可以根據(jù)評價者對物料之間兩兩對比的關(guān)系，主觀作出比值的判斷，或用DelpHi法來確定這一比值。為了使各因素之間兩兩進(jìn)行比較得到量化的判斷矩陣，根據(jù)心理學(xué)家的研究，對食品的感官評價引入一個1～9的標(biāo)度，見表2。

綜合文獻(xiàn)資料、國家標(biāo)準(zhǔn)和所評價固體飲料的品種類別，應(yīng)從F1色澤、F2氣味、F3滋味、F4質(zhì)地4個感官指標(biāo)對崗稔固體飲料進(jìn)行評價，并對各個感官指標(biāo)的重要性達(dá)成以下共識：F1相對F2略重要，F(xiàn)3相對F1同等重要，F(xiàn)1相對F4略重要，F(xiàn)3相對F2略重要，F(xiàn)4相對F2略重要，F(xiàn)3相對F4略重要。根據(jù)表2的標(biāo)度和專家的共識填寫矩陣B，利用歸一化法計算出B的特征向量，將特征向量標(biāo)準(zhǔn)化，即得各感官指標(biāo)的權(quán)重值Wi，計算出其對應(yīng)的最大特征值λmax，然后再進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。步驟如下：

隨機(jī)一致性指標(biāo)指數(shù)R·I：當(dāng)矩陣階數(shù)n=4，R·I=0.893 1。

綜合感官指標(biāo)的計算。根據(jù)上面的計算結(jié)果，崗稔果粉感官質(zhì)量指標(biāo)權(quán)重Wi分別為：色澤0.364 8，氣味0.098 8，滋味0.364 8，質(zhì)地0.171 6，一致性檢驗(yàn)合格，即評判合理，將各項(xiàng)感官指標(biāo)得分的平均分分別與Wi相乘之后進(jìn)行總加和，從而得出綜合感官指標(biāo)，選擇綜合感官指標(biāo)最佳的崗稔果粉，確定最適宜的干燥工藝。

1.2.7 相關(guān)性分析 采用SPSS 11.0軟件中的Analyze→Correlate→Bivariate進(jìn)行Pearson 相關(guān)性分析，分析崗稔果粉各項(xiàng)感官指標(biāo)與其理化指標(biāo)的相關(guān)性，充分了解崗稔果粉的各項(xiàng)感官指標(biāo)與理化指標(biāo)之間的關(guān)系，為改善果粉的品質(zhì)和加工工藝提供理論依據(jù)。

1.2.8 數(shù)據(jù)分析 采用SPSS 11.0 進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 崗稔果粉營養(yǎng)成分的影響

由表3可知，崗稔鮮果在干燥制成果粉后，鮮崗稔果的總糖、還原糖、總酸及花色苷等營養(yǎng)成分以及水分都有較大程度的減少，可能是制粉過程和方式對其營養(yǎng)成分的影響。比較兩種不同干燥方式制備的崗稔果粉，可以看出，真空冷凍干燥制得的果粉總糖、還原糖、總酸、花色苷含量都要高于噴霧干燥制得的，有差異性。而噴霧干燥制品含水量為3.8%，較真空冷凍干燥制品的含水量(5.0%)更低，有差異性。分析造成上述現(xiàn)象的原因可能是：① 噴霧干燥溫度較高，易發(fā)生美拉德反應(yīng)，從而導(dǎo)致還原糖、總糖、總酸和花色苷等營養(yǎng)物質(zhì)的損失，這與常虹等[21]用不同干燥方式制備菠蘿粉時研究結(jié)果一致：② 噴霧干燥是將產(chǎn)品霧化成極小液滴，表面積瞬間增大了許多倍，在干燥介質(zhì)中，產(chǎn)品與熱空氣的接觸面積也增大許多倍，而霧滴內(nèi)部水分向外遷移的路徑大大縮短，使得液滴迅速汽化，物料瞬間被干燥，另外，產(chǎn)品也無需進(jìn)行二次粉碎，不易受空氣中的水分影響。因此，噴霧干燥崗稔果粉含水量更低，更有利于產(chǎn)品的貯藏。這與宋宏新等[15]研究結(jié)果一致?？傊婵绽鋬龈稍飴忥鄣臓I養(yǎng)成分保留較高，營養(yǎng)較好，噴霧干燥崗稔果粉的水分含量較低，更有利于保藏。

2.2 崗稔果粉物理特性的影響

由表4可知，噴霧干燥制備的崗稔果粉色差a值(a值越大，越接近紅色，品質(zhì)越好)，明顯優(yōu)于真空冷凍干燥制備的樣品。真空冷凍干燥崗稔果粉的流動性(休止角與堆積密度越小，摩擦力越小，流動性越好)與溶解性(潤濕下沉?xí)r間和分散時間越短，果粉的溶解性越好、越不容易結(jié)塊)較噴霧干燥崗稔果粉好。噴霧干燥制備的崗稔果粉較真空冷凍干燥崗稔果粉的吸濕性稍高。分析造成噴霧干燥制備的崗稔果粉色差a值較大的原因，可能是噴霧干燥崗稔果粉的pH值較低的原因引起的(試驗(yàn)中測定出噴霧干燥崗稔果粉的pH值偏低，可能是噴霧干燥過程中受高溫作用，對果汁非酶褐變反應(yīng)影響大，當(dāng)糖類與氨基態(tài)化合物反應(yīng)形成糖胺會導(dǎo)致pH值下降[24])。崗稔果粉的紅色主要為其中所含花色苷的顏色，張少敏[25]曾證實(shí)過花色苷的顏色會隨溶液 pH的變化而變化，在強(qiáng)酸性溶液中呈穩(wěn)定的紅色，因此使得噴霧干燥制備的崗稔果粉色差的a值較高。另外，真空冷凍干燥崗稔果粉的流動性與溶解性較噴霧干燥崗稔果粉好，應(yīng)是由于噴霧干燥將物料霧化，一次制粒而成，因此粉體粒度較小，粉體之間分子引力、靜電引力作用增大，粒子間容易吸附、聚集成團(tuán)，黏結(jié)性增大、從而導(dǎo)致休止角增大，流動性變差，溶解性降低。而真空冷凍干燥時物料聚集結(jié)塊，需二次研磨，顆粒粒度較大，粉體流動性較好。此結(jié)果與常虹等[21]試驗(yàn)結(jié)果一致。同時，由于噴霧干燥制備的崗稔果粉含水量較低，與空氣接觸，吸濕回潮較快，真空干燥制備的崗稔果粉在二次制粒時已經(jīng)有吸濕回潮的現(xiàn)象，所以后期的吸濕率較噴霧干燥制備的樣品低。2.3 崗稔果粉感官評價的影響

由表5可知，真空冷凍干燥崗稔果粉的質(zhì)地、滋味分值高于噴霧干燥樣品，噴霧干燥崗稔果粉的色澤分值明顯優(yōu)于真空冷凍樣品。兩者的氣味分值差別不大。

由于兩種樣品各項(xiàng)感官指標(biāo)各有所長，為了更好地對真空冷凍干燥與噴霧干燥崗稔果粉感官品質(zhì)進(jìn)行結(jié)果判定，依據(jù)方法1.2.6將各項(xiàng)感官指標(biāo)平均得分分別與AHP法得到的權(quán)重Wi(色澤0.364 8，氣味0.098 8，滋味0.364 8，質(zhì)地0.171 6)相乘之后得出綜合感官指標(biāo)分。根據(jù)表5可以看出，噴霧干燥崗稔果粉的綜合感官指標(biāo)值高于真空冷凍干燥制品,但無顯著差異。

2.4 果粉相關(guān)性分析

通過研究崗稔果粉的營養(yǎng)成分、物理特性以及感官指標(biāo)，可以看出，營養(yǎng)成分與物理特性稍好的真空冷凍干燥崗稔果粉其綜合感官指標(biāo)分值反而較低，為了進(jìn)一步了解崗稔果粉的各項(xiàng)感官指標(biāo)與理化指標(biāo)之間的關(guān)系，本文分析了崗稔果粉各項(xiàng)感官指標(biāo)與其理化指標(biāo)的相關(guān)性，結(jié)果見表6。

? 同列不同字母表示差異顯著(P<0.05)。

? 同列不同字母表示差異顯著(P<0.05)。

? 同列不同字母表示差異顯著(P<0.05)。

? 表中為Pearson相關(guān)系數(shù)/相關(guān)概率的顯著水平(Pearson Correlation Coefficients/Prob>|R|)，標(biāo)注*表示兩者顯著相關(guān)，**表示兩者極顯著相關(guān)。

由表6可知，崗稔果粉的色澤、滋味、質(zhì)地與其理化指標(biāo)之間存在一定的相關(guān)性。崗稔果粉的色澤與其花色苷含量、色差a值呈顯著相關(guān)，崗稔果粉的滋味與其總糖含量、還原糖含量、總酸含量呈顯著相關(guān)，崗稔果粉的質(zhì)地與其水分含量、休止角、堆積密度、吸濕性、潤濕下沉性、分散性呈顯著相關(guān)，崗稔果粉的氣味與試驗(yàn)中測定的理化指標(biāo)沒有顯著性相關(guān)性，有待進(jìn)一步研究與分析。

3 結(jié)論

該試驗(yàn)對兩種不同干燥方式干燥的崗稔果粉營養(yǎng)成分、物理特性、感官評價進(jìn)行了比較研究，且進(jìn)一步對崗稔果粉各項(xiàng)感官指標(biāo)與理化性質(zhì)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果表明：

(1) 真空冷凍干燥制得的果粉的總糖、還原糖、總酸、花色苷含量以及流動性與溶解性都要優(yōu)于噴霧干燥制得的；但噴霧干燥制得的樣品含水量更低，色澤較好，綜合感官指標(biāo)值(82.20分)高于真空冷凍干燥制品(81.31分)；崗稔果粉的色澤與其花色苷含量、色差a值呈顯著相關(guān)；崗稔果粉的滋味與其總糖含量、還原糖含量、總酸含量呈顯著相關(guān)；崗稔果粉的質(zhì)地與其休止角、堆積密度、潤濕下沉性、分散性、吸濕性呈顯著相關(guān)。

(2) 真空冷凍干燥對崗稔果粉營養(yǎng)成分保留較好，適合于高附加值的功能或醫(yī)用食品的制作。噴霧干燥制品的綜合感官指標(biāo)較好，并且噴霧干燥在制備果粉時因效率高，成本低，在工業(yè)化生產(chǎn)中占有非常明顯的優(yōu)勢。

從試驗(yàn)結(jié)果看出，崗稔果粉的總糖、還原糖、總酸及花色苷等營養(yǎng)成分與鮮崗稔果相比，都有較大程度的減少，今后可進(jìn)一步研究崗稔全果粉的加工技術(shù)，既做到全面保留鮮崗稔的營養(yǎng)成分，又增加保質(zhì)期，以拓寬崗稔產(chǎn)品的領(lǐng)域與范圍，為粵北特色果蔬產(chǎn)品深加工提供理論依據(jù)與技術(shù)支持。

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Quality comparison of rhodomyrtus tomemtosa’s powder by vacuum freeze drying and spray drying

TANG Hui1ZHONGRui-min1MAJing-kui2GUOHong-hui1LIUYong-ji1

(1.YingDongInstituteofFoodScienceandTechnology,ShaoguanUniversity,Shaoguan,Guangdong512005,China; 2.FacultyofChemistryandChemicalEngineering,ZhaoqingUniversity,Zhaoqing,Guangdong526061,China)

The effects of vacuum freeze-drying and spray-drying on the quality ofRhodomyrtustomemtosa’s powder were compared in this study. The Analytical Hierar-chy Process(AHP) fuzzy mathematics method was used to evaluate the sensory indexes of the two kinds of drying methods, and the correlations between the sensory indexes and physicochemical properties was analyzed. The results showed that the total sugar, reducing sugar, total acid and anthocyanin content ofRhodomyrtustomemtosa’powder produced by vacuum freeze-drying and the flowability and solubility of powder were better than those obtained by spray drying. However, the samples prepared by spray drying moisture content was lower, the color was better, the comprehensive sensory index value was higher than that of vacuum freeze-dried product. The color ofRhodomyrtustomemtosa’s powder was significantly correlated with its anthocyanin content and color differencea*value. Results suggested that the taste of theRhodomyrtustomemtosa’s powder was significantly correlated with its total sugar content, reducing sugar, and total acid content. There was a significant correlation between the texture of the powder and its physical properties such as flowability and solubility. In summary,the vacuum freeze-dried produces high qualityRhodomyrtustomemtosa’s powder, while the spray drying makesRhodomyrtustomemtosa’s powder with better comprehensive sensory index and suitable for industrial production.

Vacuum Freeze Drying; Spray drying;Rhodomyrtustomemtosa; powder; AHP

廣東省科技計劃研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目(編號：2013B090600138)；韶關(guān)學(xué)院2013年度科研項(xiàng)目(編號：韶科[2013]205號-14，經(jīng)費(fèi)編號：433-99000405)；2015年度韶關(guān)市社會發(fā)展領(lǐng)域項(xiàng)目(編號：韶科[2015]72號-17，經(jīng)費(fèi)編號：433-99000312)

唐輝，女，韶關(guān)學(xué)院講師，碩士。

郭紅輝(1977—)，男，韶關(guān)學(xué)院教授，博士。 E-mail：455424391@qq.com

2017-01-18

10.13652/j.issn.1003-5788.2017.03.038