山野菜脆片加工技術研究進展

張云亮 ，宋冰梅 ，鄭慧心 ，王緒昆 ，竇博鑫 ，張陽陽 ，劉 穎 ，*

（1.哈爾濱商業(yè)大學食品工程學院，黑龍江 哈爾濱 150076；2.蘭州蘭生血液制品有限公司，甘肅 蘭州 730030）

山野菜是指在自然環(huán)境下生長的蔬菜，其營養(yǎng)價值高，含有豐富的人體必需元素和微量元素[1-2]，不僅可作為綠色食品的開發(fā)原料，而且還具有較大的藥用價值，多數(shù)山野菜屬于典型的藥食同源制品。如蒲公英，具有活血化瘀、清熱解毒的功效[3]，刺嫩芽素有“山野菜之王”的稱號，有消炎、止疼、健胃等的生物學功能[4]。雖然山野菜營養(yǎng)價值高、農(nóng)藥殘留量少，但大多數(shù)口感較差，且其生長在荒遠的山間，不易開采，即使采摘后也因保鮮期較短而不能長時間貯藏，故山野菜多被制為腌制及罐頭類食品，開發(fā)的創(chuàng)新食品種類較少。

近年來，隨著人們健康生活理念的不斷形成，山野菜越來越受人們的青睞，滋味、營養(yǎng)、口感俱佳的山野菜脆片應運而生，且近年來其生產(chǎn)加工方式也不斷創(chuàng)新。目前國內(nèi)對山野菜脆片的加工技術相關報道較少，本文重點綜述了山野菜脆片的6 種加工技術與研究現(xiàn)狀，以期為山野菜脆片的研制與技術創(chuàng)新提供理論參考。

1 熱風干燥技術

熱風干燥是最傳統(tǒng)的脆片加工技術，是以熱空氣作為干燥媒介將蔬菜或水果表面水分汽化，由內(nèi)部的水分向外表面呈梯度差擴散，干燥結束后，蔬菜或水果水分活度降低，脆片保質期明顯提高。該技術成本低、水分汽化速度快，但存在容易導致脆片硬化、口感風味變差、加工溫度過高、時間過長、難以控制微生物污染、產(chǎn)品營養(yǎng)物質流失等問題[5]。

近年來，熱風干燥技術已成熟運用于食品加工行業(yè)。劉艷等[6]以新鮮馬鈴薯為原料，研究了不同裝料量、熱風溫度和切片厚度對馬鈴薯片熱風干燥特性的影響，同時建立了熱風干燥動力學模型，為馬鈴薯片干燥工藝優(yōu)化提供理論依據(jù)。王忠合等[7]研究表明，通過超聲波預處理后再進行熱風干燥的檸檬片，其干燥效率提高且耗能減少。相較直接熱風干燥，預處理后的干燥檸檬片的復水性、VC 含量均有顯著提高。薛文通等[8]以新疆番茄為研究對象，確定了熱風干燥的最佳工藝參數(shù)。王清等[9]研究了不同干燥方式對最佳護色后野生蕨菜品質的影響，結果表明，熱風干燥技術處理得到的野生蕨菜復水率最高，且黃酮類化合物被破壞的程度最低。王姝玚[10]研究表明，熱風干燥技術的加工溫度高、耗時長，不能有效節(jié)約能源，且經(jīng)過熱風干燥后的產(chǎn)品易收縮而外形干癟、水分嚴重減少、色差改變、營養(yǎng)損失、口感變差。盡管如此，但其操作過程簡單易行且可通過前期預處理及其他物理加工方式的結合以改變熱風干燥出現(xiàn)的加工缺點問題。然而，熱風干燥技術應用于生產(chǎn)山野菜脆片的研究較少，今后應側重營養(yǎng)物質的保留或各營養(yǎng)功能因子相互作用的基礎上研究脆片加工，以保證山野菜營養(yǎng)價值被最大程度保留。

2 真空油炸技術

真空油炸技術是油炸脫水與真空技術創(chuàng)新性的結合。真空系統(tǒng)相較于大氣壓處于負壓狀態(tài)，換言之即單位含氧量低，在此狀態(tài)下進行食品加工，可減輕甚至避免食品氧化造成的營養(yǎng)流失及有害物質的形成[11]，從而更好地保留山野菜的風味、色澤和營養(yǎng)成分。傳統(tǒng)的常壓油炸技術油溫過高，導致加工過程中營養(yǎng)物質流失嚴重，且熱油易氧化變質，無法重復使用，同時制品易產(chǎn)生有害致癌物質[12]，因此真空油炸技術更有益于山野菜脆片的生產(chǎn)安全性。

鈕福祥等[13]探究了不同油炸技術對果蔬營養(yǎng)成分的影響，結果表明：真空油炸技術加工的甘薯脆片其蛋白質、VC、類胡蘿卜素、微量元素等營養(yǎng)物質的含量明顯優(yōu)于常壓油炸技術加工的脆片產(chǎn)品。同時真空油炸技術研究中發(fā)現(xiàn)，預處理技術漂燙、護色、浸漬、冷凍、預干燥等步驟能明顯改善脆片的品質，有利于解決成品口感、產(chǎn)品變形及某些不良滋味等加工瓶頸問題[14]。范柳萍等[15]研究了不同預處理技術對真空油炸脆蠶豆品質的影響，結果表明，預處理技術能顯著改善產(chǎn)品的品質。張榮軍[16]研究確定了真空油炸蕨菜的最佳工藝參數(shù)為：裝料量1.75 kg/筐，油炸溫度95 ℃，油炸時間25 min，離心轉速450 r/min，脫油時間8 min。董浩瀾等[17]通過研究真空油炸黃秋葵發(fā)現(xiàn)，真空油炸能很好地保留黃秋葵中抗壞血酸和葉綠素含量。鈕福祥等[18]研究確定了真空油炸甘薯脆片的工藝：起始真空度0. 092~0.094 MPa，油炸過程中真空度逐漸調整并基本穩(wěn)定在-1.0 MPa，油炸溫度85~88 ℃，450 r/min 脫油 5 min，該工藝條件下制得的甘薯脆片酥脆，產(chǎn)品外觀品質好，含油量較低，營養(yǎng)成分能得到較好地保留。綜上可知，真空油炸技術生產(chǎn)脆片具有廣闊的發(fā)展前景，但如何使真空油炸技術更自動化、高效化、節(jié)能化，如何開發(fā)更多的真空油炸的產(chǎn)品，如何與其他干燥方法聯(lián)合從而進一步優(yōu)化加工工藝，如何優(yōu)化預處理以提高真空油炸制品[19]，這些是真空油炸技術亟需解決的問題。

3 微波真空干燥技術

微波真空干燥技術是普通微波干燥和真空干燥技術的創(chuàng)新性結合，具有高效、快速、加熱溫度低、傳熱效率高的優(yōu)點[20-22]。陳亮等[23]對微波膨化山野菜脆片研究和蘇曉琳[24]對樹莓脆片微波膨化的工藝分析結果表明：傳統(tǒng)的微波干燥技術由于加熱溫度高，易導致脆片局部加熱過高，存在膨化率、硬度、脆度等不均一的問題。焦丹[25]通過果蔬干燥品質試驗的研究發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的真空干燥技術干燥時間長且能耗大，因此微波真空干燥技術應用于山野菜脆片加工，具有快速、低溫、營養(yǎng)損失少等優(yōu)勢。張云亮等[26]通過微波真空膨化技術成功研制蒲公英脆片，故微波真空干燥應用于實際山野菜脆片的加工可行性較高。劉春泉等[20]研究杏鮑菇真空微波干燥特性時提出真空微波干燥技術應用的難點在于無法準確判斷干燥程度是否適宜，是否已過度干燥，故微波真空干燥技術在山野菜脆片加工的終點確定及真空度選擇是現(xiàn)階段該技術實際運用的最大難點。

4 真空冷凍干燥技術

真空冷凍干燥即凍干技術，其在國外應用較早，具有保持物料原有色澤、香氣、營養(yǎng)成分不流失、降低表面硬化程度等優(yōu)點[27]。由于真空冷凍干燥具有保持原有物料營養(yǎng)成分的特性，故該技術不僅應用于食品加工行業(yè)，也廣泛應用在生物制藥行業(yè)[28]。真空冷凍干燥是依據(jù)物料內(nèi)含水的液、固、氣三態(tài)之間的轉化，通過冷凍預處理、內(nèi)部溫度低于多種成分的共熔點、減少冷凍制品所處的周圍氣壓等方式，使制品在低溫下也能將水轉化為蒸發(fā)態(tài)，從而達到干燥的目的[29]。基于此干燥機理，凍干技術對熱敏感營養(yǎng)成分較多的食品來說是最好的加工方法。李寶磊等[28]通過研究食品行業(yè)真空冷凍干燥技術的應用表明，凍干山野菜脆片較熱風干燥、微波干燥等技術更有益于保留山野菜獨特的風味與營養(yǎng)價值。

相比于國外，國內(nèi)食品行業(yè)開展真空冷凍干燥技術的研究起步較晚，技術不夠完善，使其干燥時間長，能耗大。根據(jù)姜國平[30]對凍干食品經(jīng)濟化成本的研究報告顯示，行業(yè)技術起步晚是限制真空冷凍干燥技術在我國大規(guī)模應用的重要原因。而鄧林等[31]研究表明，通過對樣品預冷凍時間的恰當把握，能顯著減少真空冷凍干燥的時間與能耗。因此，該技術在山野菜脆片加工應用的核心問題是探究適宜的水分溫度和玻璃態(tài)轉變溫度等，這也是亟待解決的關鍵技術性問題。

5 低溫高壓膨化干燥技術

低溫高壓膨化干燥技術運用于果蔬脆片被稱為“二十一世紀食品”。該技術將物料裝入膨化罐并密封，再將膨化罐抽成真空狀態(tài)保持一段時間后迅速釋放，在低溫條件下被放入的物料水分迅速汽化，因產(chǎn)生極大的蒸汽壓會瞬間使物料內(nèi)部組織結構膨脹[32]。采用該技術制得的山野菜脆片純天然，不需添加任何防腐劑且有極酥脆的口感。同時通過該技術生產(chǎn)山野菜脆片不需用經(jīng)過繁瑣的濃縮、榨汁等過程，且低溫操作最大程度地保留了山野菜的營養(yǎng)價值，所制的脆片低熱量、含水量7%以下[33]，不易被微生物污染，保質期得到很大提高。

目前，低溫高壓氣流膨化干燥技術已應用于脆片的加工過程。朱開鼎[34]以低溫高壓膨化干燥設備為研究對象，提出了能量階梯形式的設計，使設備能量利用率大大提高。宋一凡等[35]通過研究CO2-低溫高壓滲透膨化干燥獼猴桃脆片，確定其最佳工藝為：膨化壓差1.03~1.1 MPa，膨化溫度80~82.46 ℃，抽真空時間90~91.61 min，通過對比熱風干燥的獼猴桃脆片發(fā)現(xiàn)，該技術制得的脆片內(nèi)部結構更為疏松，且口感更佳。胡玉瑩[36]設計了新型膨化干燥設備，通過改造其內(nèi)部結構，降低了能量的損耗，使生產(chǎn)效率提高。劉超等[37]為了解決低溫高壓膨化干燥機器設備造價昂貴和受熱不均勻等問題，對傳統(tǒng)的加熱方式進行改進，使受熱不均勻的問題得到了緩解，并提供了一套新型氣流膨化設備，使生產(chǎn)成本降低。故低溫高壓膨化干燥技術能否大規(guī)模應用于山野菜脆片加工行業(yè)，應基于以上研究現(xiàn)狀解決耗能、效率與設備優(yōu)化等問題。

6 壓差閃蒸干燥技術

壓差閃蒸干燥技術是利用減壓裝置使物質所處氣壓瞬間改變，降低物質內(nèi)水分沸點，使其在非油炸的情況下達到快速膨化干燥。與傳統(tǒng)山野菜脆片加工的干燥技術相比，壓差閃蒸干燥技術有減少脆片營養(yǎng)損失、增加脆度、降低硬度的優(yōu)勢[38]。壓差閃蒸干燥技術現(xiàn)以廣泛應用于水果類脆片的干燥，但在蔬菜類脆片的干燥中應用較少，也尚未應用于山野菜脆片的研制，因此將該技術應用于山野菜脆片更符合當下消費者對脆片口感與營養(yǎng)的要求。壓差閃蒸干燥技術應用于蔬菜類脆片的干燥，往往需要將物料樣品進行預干燥處理。肖敏等[39]對干燥蘋果片品質的影響研究和彭健等[40]對胡蘿卜脆條質構的影響研究表明，在物料干燥過程中，壓差閃蒸干燥同時結合滲透預干燥技術，可明顯提高脆片的品質與加工效率。滲透處理聯(lián)合干燥技術有益于脆片加工品質的提高，但物料滲透之前的預處理、滲透液的選擇、滲透溫度、滲透時間等條件的確定是當下技術應用的難點問題[41-42]。

除了以上聯(lián)合處理方式外，壓差閃蒸技術與傳統(tǒng)熱風干燥、真空干燥也可聯(lián)合。閆旭等[43]對脈動壓差閃蒸聯(lián)合工藝的研究體現(xiàn)了壓差閃蒸技術能夠與多種技術聯(lián)合應用，以滿足不同物料的加工需求。聯(lián)合技術應用也是未來壓差閃蒸技術研究發(fā)展的方向之一。

7 展望

當前人們對果蔬脆片制品的要求越來越嚴苛，口感與營養(yǎng)缺一不可。目前已有的脆片加工技術中，傳統(tǒng)的脆片干燥技術缺點較多，而新興的技術耗能高、設備要求高，故結合傳統(tǒng)與新興的脆片干燥技術，不失為解決蔬果脆片加工工藝的一種方法，且通過預處理與干燥技術的結合，可較大程度地提高脆片的色澤、口感、營養(yǎng)價值等。因此，物料前期預處理與物理加工技術優(yōu)勢的結合，可充分發(fā)揮各技術的優(yōu)勢，解決較多脆片加工的技術瓶頸問題，為山野菜脆片的加工提供理論與技術指導，為山野菜的開發(fā)利用與儲藏提供具有市場化的發(fā)展方向。