劉 靜,趙 亞,石啟龍
(山東理工大學(xué)農(nóng)業(yè)工程與食品科學(xué)學(xué)院,山東淄博 255000)
果蔬和水產(chǎn)品營養(yǎng)價值豐富,但含水率高,微生物極易生長繁殖,造成腐敗變質(zhì)。采用干燥方式可除去物料中的水分,降低水分活度,延長其貨架期[1]。傳統(tǒng)干燥方式(如日光干燥和熱風(fēng)干燥)普遍在高溫條件下進行,不僅能耗高、效率低,而且極易發(fā)生營養(yǎng)素降解、脂質(zhì)氧化和蛋白質(zhì)變性等現(xiàn)象,導(dǎo)致干制品品質(zhì)下降[2]。降低干燥介質(zhì)溫度是緩解這一問題的有效方法,但干燥效率顯著降低[2]。因此,如何在降低干燥介質(zhì)溫度的同時,提升干燥效率和改善干制品品質(zhì),成為果蔬和水產(chǎn)品干燥領(lǐng)域的重點和難點。作為一種有效提升干燥效率、改善干制品品質(zhì)的方法,預(yù)處理被廣泛應(yīng)用于食品干燥領(lǐng)域。
預(yù)處理是利用物理、化學(xué)和/或生物等技術(shù)在干燥前對物料進行處理,通過改變物料組織結(jié)構(gòu)達到強化干燥速率、保留營養(yǎng)物質(zhì)、延長貨架期和保持產(chǎn)品良好外觀等目的[2]。預(yù)處理可以有效解決食品干燥時間長、干制品品質(zhì)差等問題[2?4]。按照處理方式,干燥預(yù)處理可分為熱力預(yù)處理和非熱力預(yù)處理2類。傳統(tǒng)干燥預(yù)處理方式包括熱水燙漂(hot water blanching, HWB)和化學(xué)預(yù)處理(亞硫酸鹽、酸/堿液、高滲透壓溶液等),但存在各自弊端。例如:HWB預(yù)處理容易導(dǎo)致營養(yǎng)物質(zhì)損失;化學(xué)預(yù)處理存在試劑殘留帶來的安全隱患問題[4]。近年來,高濕氣體射流沖擊(high humidity hot air impingement,HHAI)、紅外輻射(infrared radiation,IR)、射頻(radio frequency,RF)、微波(microwave,MW)、歐姆加熱(ohmic heating,OH)等新型技術(shù)有取代傳統(tǒng)燙漂方式的趨勢,而且在抑制微生物和鈍化酶等方面展示出良好的效果。此外,新型非熱力預(yù)處理因其強化干燥效率效果顯著、營養(yǎng)物質(zhì)保留率高、無有害化學(xué)試劑殘留等優(yōu)點,在食品干燥預(yù)處理領(lǐng)域嶄露頭角,展示出巨大潛力。新型非熱力干燥預(yù)處理方式主要包括:可食性成膜(edible coating,EC)、超聲波(ultrasound,US)、超高壓(ultra-high pressure,UHP)、脈沖電場(pulsed electric field,PEF)、低溫冷等離子體(cold plasma,CP)、電離輻射(ionizing radiation,IR)等?;诖?,本文針對新型干燥預(yù)處理技術(shù)進行歸類評述,并對其作用機制、適用范圍以及未來發(fā)展趨勢進行探討,以期為預(yù)處理技術(shù)在果蔬和水產(chǎn)品干燥領(lǐng)域中的應(yīng)用提供理論依據(jù)和實踐參考。
HHAI燙漂(high humidity hot air impingement blanching,HHAIB)是指利用沖擊技術(shù)產(chǎn)生的高速空氣使物料懸浮,來自系統(tǒng)的高溫蒸汽在物料表面高速撞擊,完成燙漂的同時除去物料邊界層水分的過程[5]。傳統(tǒng)HWB和蒸汽燙漂(steam blanching, SB)導(dǎo)致營養(yǎng)成分尤其水溶性物質(zhì)(如維生素C,VC)大量流失,對熱敏性物料的營養(yǎng)物質(zhì)造成極大地破壞[6?7]。采用氣體作為燙漂介質(zhì)避免了傳統(tǒng)HWB所造成的營養(yǎng)物質(zhì)流失問題。HHAIB系統(tǒng)利用噴嘴產(chǎn)生的高速空氣使物料懸浮,造成假流化床現(xiàn)象,使物料與介質(zhì)充分接觸,高效完成燙漂處理。此外,采用射流沖擊技術(shù)提高了燙漂時的對流換熱系數(shù),強化了燙漂過程。相比HWB和SB等方式,HHAIB對流交換系數(shù)更高,滅酶效果更徹底。因此,HHAIB技術(shù)在食品干燥領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[8?10]。
1.1.1 HHAIB在果蔬干燥中的應(yīng)用 HHAIB作為干燥預(yù)處理能夠顯著提高果蔬干燥速率,改善干制品品質(zhì)。杜志龍等[11]研究表明,在相同沖擊溫度(35 ℃)、氣流速度(14.4 m/s)和相對濕度(relative humidity,RH 30%)條件下,HHAIB的傳熱系數(shù)是HWB的12倍,并且HHAIB可有效減少營養(yǎng)物質(zhì)尤其水溶性物質(zhì)的損失。此外,HHAIB比SB具有更高的傳熱效率。這是由于HHAIB系統(tǒng)產(chǎn)生的高強度沖擊使物料表面產(chǎn)生輕微破裂,加速干燥過程的傳熱與傳質(zhì)。然而,處理時間過長,物料表面發(fā)生破裂,內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)塌陷斷裂,使物料干燥品質(zhì)降低[12]。Liu等[13]討論了HHAIB處理時間(60、90、120、150 s)、干燥溫度(60、65、70、75 ℃)、風(fēng)速(6、9、12 m/s)對西蘭花干燥特性和干制品品質(zhì)的影響。結(jié)果表明,與對照相比,適當(dāng)?shù)腍HAIB預(yù)處理可顯著提高西蘭花干燥速率、VC保留率和復(fù)水能力,色澤更接近新鮮原料;燙漂時間過長(150 s),反而會使干燥時間延長。Wang等[14]研究了HHAIB處理時間(30、60、90、120、150、180、210、240 s)對紅辣椒紅色素含量、微觀結(jié)構(gòu)和干燥特性的影響。結(jié)果表明,多酚氧化酶活性(polyphenol oxidase,PPO)與HHAIB處理呈顯著負相關(guān);適當(dāng)?shù)腍HAIB處理時間可顯著提高干燥速率;HHAIB處理時間<120 s時,辣椒紅色素?zé)o顯著性差異,而漂燙時間>150 s時,辣椒紅色素含量顯著降低。掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope,SEM)結(jié)果表明,紅辣椒表面微小裂紋隨HHAIB處理時間的延長而增加,裂紋的增加使水分擴散效率提升,干燥效率提高,但也會使PPO和紅色素更容易受到破壞。
HHAIB預(yù)處理在果蔬干燥領(lǐng)域報道較多,取得了顯著強化干燥效率、改善干制品品質(zhì)效果。但是,HHAIB預(yù)處理對物料傳熱與傳質(zhì)規(guī)律、微觀結(jié)構(gòu)改性規(guī)律以及對后續(xù)干燥效率和品質(zhì)影響等方面尚缺乏深入研究。
1.1.2 HHAIB在水產(chǎn)品干燥中的應(yīng)用 HHAIB對果蔬細胞結(jié)構(gòu)的高強度沖擊,同樣適用于水產(chǎn)品的干燥預(yù)處理。但是,目前HHAIB在水產(chǎn)品干燥領(lǐng)域的研究較少。高振江等[10]采用HHAIB代替?zhèn)鹘y(tǒng)HWB和自然晾曬方法對海參進行干燥前預(yù)處理。結(jié)果表明,與HWB和自然晾曬相比,HHAIB處理的海參營養(yǎng)物質(zhì)損失較少,顏色和形狀與新鮮海參更為接近。但是,HHAIB預(yù)處理在水產(chǎn)品干燥領(lǐng)域亟需系統(tǒng)、深入探究。
HHAIB在果蔬和水產(chǎn)品干燥領(lǐng)域可偏重:基于酶學(xué)和微生物學(xué)原理,探究HHAIB預(yù)處理鈍化酶和抑菌機理;HHAIB預(yù)處理對果蔬和水產(chǎn)品農(nóng)藥/漁藥殘留、過敏原鈍化等涉及食品衛(wèi)生與安全的指標(biāo)是否具有積極作用。
紅外線是介于可見光(0.38~0.78 μm)和MW(1~1000 mm)之間的一種電磁波,根據(jù)波長范圍,通常可分為近紅外(0.78~1.4 μm)、中紅外(1.4~3.0 μm)和遠紅外(3.0~1000 μm)等3種[15]。由于大多數(shù)食品成分(碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、水分等)在遠紅外區(qū)域吸收輻射能,而且IR穿透深度隨波長增加而加深,因此,遠紅外輻射(far-infrared radiation,F(xiàn)IR)對于食品加工最常用[16]。
遠紅外輻射燙漂(far-infrared blanching,F(xiàn)IRB)是指遠紅外射線以輻射能的形式將熱量傳遞給物料的過程。與傳統(tǒng)HWB和SB相比,F(xiàn)IRB熱量的傳遞高效且不需要介質(zhì)參與,避免了污染微生物的可能性[15?16]。FIRB包括連續(xù)式和間歇式,連續(xù)式FIRB適用于快速鈍化酶活性,間歇式FIRB通過控制加熱溫度達到節(jié)能和保質(zhì)效果[16]。因此,作為短暫的預(yù)處理手段,F(xiàn)IRB在食品干燥領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用潛力和發(fā)展前景。
1.2.1 IR在果蔬干燥中的應(yīng)用 Shewale等[17]采用近紅外(1.1~1.3 μm,6 kW)輻射預(yù)處理蘋果片(150 ℃,45 s;200 ℃,30 s),然后采用3種干燥模式,即低濕熱風(fēng)干燥(low humidity air,LHA),熱風(fēng)干燥(hot air drying,HAD)和冷凍干燥(freeze drying,F(xiàn)D)。結(jié)果表明,近紅外輻射預(yù)處理使蘋果片的干燥時間縮短了23%(LHA)和17%(HAD),近紅外輻射預(yù)處理耦合LHA有效地保留了蘋果片的VC(80%~90%)和總酚含量(72%~74%),干制品品質(zhì)接近FD蘋果片。Nalawade等[18]比較了FIRB、微波燙漂(microwave blanching,MWB)、HWB和SB預(yù)處理對HAD苦瓜片品質(zhì)的影響。結(jié)果表明,F(xiàn)IRB和MWB處理的苦瓜片VC保留率(FIRB,93%;MWB,95%)顯著高于HWB(47.5%)和SB(58.1%)的樣品,F(xiàn)IRB苦瓜片綜合干燥品質(zhì)最優(yōu)。Wu等[19]研究了馬鈴薯切片厚度(0.6、0.8、1.0、1.3 mm)對連續(xù)式紅外燙漂-紅外干燥馬鈴薯片顏色、質(zhì)構(gòu)和干燥速率的影響。結(jié)果表明,隨著樣品厚度的增加,馬鈴薯片殘留的PPO活性降低,酶活鈍化遵循一級反應(yīng)動力學(xué);馬鈴薯片干燥速率隨切片厚度增加逐漸降低,馬鈴薯脆片最適加工參數(shù)為:切片厚度0.8 mm,紅外燙漂最佳參數(shù)為:輻射源與馬鈴薯片距離9.5 cm,紅外線燙漂時間150 s,紅外干燥最佳參數(shù)為:輻射源與馬鈴薯片距離21.5 cm,干燥時間330 s。Jamali等[20]探究紅外燙漂溫度和南瓜片厚度對過氧化物酶(peroxidase,POD)鈍化效果的影響,結(jié)果表明,南瓜片POD鈍化遵循一級反應(yīng)動力學(xué),南瓜片厚度為4、8 mm時,鈍化POD酶所需活化能和Z值分別為130.63、119.46 kJ/mol和18.18、17.85 ℃,而且厚度對活化能和Z值無顯著影響;但是,燙漂溫度和厚度對活化速率常數(shù)和D值具有顯著影響;相比于燙漂溫度,南瓜片厚度對產(chǎn)品的總色差值影響更為顯著。
1.2.2 FIRB在水產(chǎn)品干燥中的應(yīng)用 FIRB在水產(chǎn)品干燥中應(yīng)用較少,見諸于文獻的報道多為IR干燥水產(chǎn)品,或者IR干燥與其他干燥方式組合,例如:HAD、微波干燥(microwave drying,MWD)、熱泵干燥(heat pump drying,HPD),研究內(nèi)容偏重IR參數(shù)對水產(chǎn)品干燥動力學(xué)和品質(zhì)特性影響[21]。此外,近紅外光譜作為一種快速、無損檢測手段,可用于水產(chǎn)品品質(zhì)檢測。
IR加熱是基于輻射源射線波長與被加熱物料特征成分的吸收波長接近,產(chǎn)生類似物理學(xué)“共振現(xiàn)象”,進而使物料吸收輻射能,起到加熱作用。但是,對于物料成分,尤其需要鈍化的各類酶,目前尚缺乏較為全面、系統(tǒng)的吸收光譜圖,這也為IR加熱裝備的設(shè)計帶來困惑。因此,F(xiàn)RIB在果蔬和水產(chǎn)品干燥領(lǐng)域應(yīng)偏重:加強食品特征成分紅外吸收光譜數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建;FIRB預(yù)處理對農(nóng)藥/漁藥殘留、過敏原鈍化等涉及食品衛(wèi)生與安全的指標(biāo)是否具有積極作用亟需探究。
MWB是指利用頻率范圍300 MHz~300 GHz的電磁波穿透物料,在物料內(nèi)部轉(zhuǎn)化成熱能,使物料由內(nèi)向外完成加熱的過程[22]。MW技術(shù)通過電磁波直接傳遞到金屬艙內(nèi),由各個方向發(fā)散出能量以加熱物料。適當(dāng)MW處理能夠保持物料抗氧化活性,降低褐變率,果蔬細胞壁多糖結(jié)構(gòu)改性,增加其親水性[23]。MW加熱溫度高、速率快,加熱速率隨系統(tǒng)輸出功率的增加而提高[24?25],高溫破壞物料中微生物和酶的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),從而達到良好的殺菌和滅酶效果。MWB不需要借助水/蒸汽等介質(zhì)就可以完成燙漂處理,能夠減少物料加工過程中污染微生物的幾率[24]。
1.3.1 MWB在果蔬干燥中的應(yīng)用 MWB能夠破壞果蔬細胞壁/膜結(jié)構(gòu),使細胞壁多糖結(jié)構(gòu)改性,促進后續(xù)干燥的快速進行[26]。Liu等[27]比較了MWB、HWB和SB對紫薯HAD特性的影響。結(jié)果表明,相比于對照組,MWB預(yù)處理使紫薯HAD時間縮短了44%,干制品中花青素保留率為59.35%,高于HWB(53.55%)和SB(40.37%)處理。Jiang等[28]發(fā)現(xiàn),相比于HWB處理,MWB的雙孢菇片在MW真空干燥后微觀結(jié)構(gòu)更均勻,干燥時間縮短了22%。Ruiz-Ojeda等[29]以HWB為對照,研究了MW功率(650、750、900 W)和處理時間(50、100、150、200、250、300 s)對青豆物理特性、酶活和VC含量的影響。結(jié)果表明,POD鈍化是描述燙漂效果的最適指標(biāo),最適燙漂條件下,HWB和MWB對青豆品質(zhì)無顯著影響,但是MWB顯著縮短加工時間,而且VC保留率高。因此,MWB是替代HWB的有效方式。
1.3.2 MWB在水產(chǎn)品干燥中的應(yīng)用 對水產(chǎn)品而言,MWB破壞生物組織細胞結(jié)構(gòu),進而內(nèi)部水分狀態(tài)發(fā)生重排。Binsi等[30]對新鮮鯰魚片進行MWB處理,與對照相比,MWB使鯰魚肉的硬度和咀嚼度增加,可能是由于MW加熱促進魚肉組織中水分轉(zhuǎn)移,MW加熱也加快了魚肉蛋白質(zhì)變性。此外,MWB對魚肉中脂肪酸和礦物質(zhì)組成的影響最小,并使其在后續(xù)貯藏中具有較高的穩(wěn)定性。Zhu等[31]采用HWB(70 ℃,5 min)和MW-US組合燙漂(MW功率:800、1000 W;US頻率25 kHz,振幅50%、100%;燙漂時間:60、120、300 s)預(yù)處理翅藻(Alaria esculenta),然后進行后續(xù)HAD和FD,探究燙漂預(yù)處理對翅藻干制品品質(zhì)影響。結(jié)果表明,脫水翅藻中含有76種揮發(fā)性成分,單獨MWB(1000 W)和MW-US(MW 800 W,US振幅50%)具有最高的揮發(fā)性成分保留率(98.61%);而對于礦物質(zhì)元素,燙漂預(yù)處理顯著影響鈉、銅、鐵、錳等元素,而干燥方法顯著影響鈣、鈷、銅、鐵等元素。
MWB極易受物料形狀、大小和物質(zhì)組成成分的影響,MW穿透能力有限而且使物料受熱不均勻,在部分物料還未達到設(shè)定溫度時,其他部分就已經(jīng)處于過熱狀態(tài);不僅使物料過熱燒焦,還會因為受熱不均勻而產(chǎn)生不同程度的收縮。高強度的MWB可能會導(dǎo)致物料內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞,造成營養(yǎng)物質(zhì)流失,破壞干制品感官品質(zhì)等問題。所以,MWB應(yīng)用于果蔬和水產(chǎn)品干燥時,要根據(jù)物料的種類、大小和形狀選擇合適的功率,例如:根據(jù)物料含水率變化而實施變功率調(diào)節(jié);根據(jù)物料不同干燥階段實施的變溫調(diào)節(jié)等措施,從而達到良好的干燥效果。
RF指電磁波譜中頻率范圍1~300 MHz的電磁波(盡管工業(yè)上加熱主要頻率范圍10~50 MHz)[32]。RF工作原理與MW類似,都屬于介電加熱,二者區(qū)別:MW加熱采用磁控管發(fā)射微波,經(jīng)由波導(dǎo)轉(zhuǎn)移至加熱腔體,物料在腔體內(nèi)吸收微波能,并通過偶極子極化和碰撞作用產(chǎn)生熱能;RF加熱則是將待加熱物料置于一對平行電極板之間,物料吸收RF能量,通過離子遷移和偶極子旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?,進而起到加熱作用[32]。
RF燙漂(radio frequency blanching,RFB)是指利用RF產(chǎn)生的能量對物料進行加熱的過程。RFB具有較強的穿透能力,且加熱均勻,與MWB和FIRB相比,更適宜于處理體積較大的物料。高強度RF電場會對物料內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)造成破壞,使細胞膜破裂,內(nèi)容物流出,促進組織中水分擴散。憑借這些特性,RFB能夠作為一種新型預(yù)處理方式應(yīng)用果蔬和水產(chǎn)品干燥領(lǐng)域,從而實現(xiàn)對物料無接觸式、均勻和快速加熱。
1.4.1 RFB在果蔬干燥中的應(yīng)用 Manzicco等[33]比較了RFB(3.5 kW,27.12 MHz)和HWB處理對蘋果氧化酶活性的影響。結(jié)果表明,與HWB相比,RFB能夠有效抑制PPO和脂氧合酶(lipoxygenase,LOX)活性,且蘋果亮度和甜度更高,這是由于RFB處理不需要介質(zhì)參與,從而有效避免了以水作為介質(zhì)造成的水溶性營養(yǎng)物質(zhì)的流失。Zhang等[34]研究了RFB對馬鈴薯PPO、色澤、質(zhì)地和微觀結(jié)構(gòu)影響,結(jié)果表明,隨著溫度增加(25~85 ℃),PPO相對活性降低至小于10%;RFB 85 ℃時,PPO相對活性最低;圓二色譜分析表明,RFB改變了PPO的二級結(jié)構(gòu),α-螺旋含量降低,導(dǎo)致PPO完全失活;此外,RFB改變了馬鈴薯細胞和淀粉結(jié)構(gòu)。Zhang等[35]研究了RFB和HWB對馬鈴薯PPO、微觀結(jié)構(gòu)和淀粉顆粒特性影響。結(jié)果表明,隨著RFB溫度增加(50~90 ℃),殘余PPO活性由60.47%降低至1.35%;與HWB相比,RFB獲得相似的PPO鈍化效果所需溫度為70 ℃,因此,可以有效保留馬鈴薯物理特性;RFB和HWB改變了馬鈴薯細胞形貌和淀粉顆粒形態(tài);相比于HWB,獲得相同PPO鈍化效果時,RFB引起的細胞壁/膜損傷較低。Gong等[36]比較了熱風(fēng)輔助射頻(hot air-assisted radio frequency,HA-RF)加熱和超聲波輔助滲透脫水(ultrasound-assisted osmotic dehydration,UOD)對胡蘿卜丁同步燙漂和預(yù)干燥效果的影響。結(jié)果表明,胡蘿卜丁經(jīng)過HWB處理后,再經(jīng)過30 min UOD處理,胡蘿卜丁的濕基含水率降低至58.5%;然而HA-RF處理9.0~12 min,胡蘿卜丁含水率降低至60.9%~71.9%,POD酶活降低至5%;UOD在降低胡蘿卜丁水分活度和色澤方面具有顯著優(yōu)勢,但是HA-RF則在VC保留率和質(zhì)構(gòu)方面效果顯著。此外,相比于HWB-UOD預(yù)處理(<0.20 kW·h/kg),HA-RF預(yù)處理能耗(0.67 kW·h/kg)顯著降低。
1.4.2 RFB在水產(chǎn)品干燥中的應(yīng)用 RF加熱在水產(chǎn)品領(lǐng)域中的應(yīng)用主要是殺菌方面,Uemura等[37]采用RF(9 kW)加熱秋刀魚(19 min),直到魚肉中心溫度增加至130 ℃;對照組采用120 ℃、45 min。研究表明,RF加熱可使枯草芽孢桿菌孢子數(shù)量降低5個對數(shù)級;而對照組降低4個對數(shù)級;RF處理后的肉色澤更加明亮。然而,RFB在水產(chǎn)品干燥領(lǐng)域方面的報道尚屬空白,亟需系統(tǒng)、深入研究。
RF加熱在果蔬和水產(chǎn)品干燥領(lǐng)域可偏重:為了有效設(shè)計RF加熱系統(tǒng),提高溫度分布均勻性,亟需明晰各類食品材料的介電特性、形狀、大小和在RF加熱裝置中的最適位置;RF加熱對生鮮食品有害微生物和貨架期方面的影響尚需系統(tǒng)、深入研究;電弧放電現(xiàn)象及其對包裝材料的影響,開發(fā)適用于RF加熱的包裝材料。
EC是指選擇天然的大分子多糖類、蛋白質(zhì)類或脂類物質(zhì)作為成膜劑,采用浸漬、噴灑等方式均勻涂抹于物料表面,在物料表面形成的一層透明薄膜[3]。EC處理可以覆蓋食品表面孔隙結(jié)構(gòu),進而隔絕氧氣,緩解物料氧化變質(zhì);抑制微生物活性,防止腐敗變質(zhì)[38]。目前,EC主要應(yīng)用于新鮮果蔬,達到抑制呼吸作用,減少營養(yǎng)成分消耗,延長果蔬貨架期的作用。親水膠體成膜預(yù)處理是一種新型的預(yù)處理方式,不僅降低了食品干燥過程中風(fēng)味、色澤和營養(yǎng)素損失,而且不影響食品干燥效率,有些EC預(yù)處理甚至提高了物料干燥過程中有效水分擴散系數(shù)。EC作為一種新穎的非熱力預(yù)處理,在果蔬和水產(chǎn)品干燥領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。
2.1.1 EC在果蔬干燥中的應(yīng)用 Dinani等[39]采用響應(yīng)面法研究了羧甲基纖維素(carboxymethyl cellulose,CMC)成膜預(yù)處理對香菇片對流干燥品質(zhì)特性的影響。結(jié)果表明,CMC與氯化鈣在香菇表面形成的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)起到屏障作用,限制了物料與干燥介質(zhì)之間的空氣交換,從而抑制香菇氧化、蛋白質(zhì)變性和色澤變化,但會使香菇片硬度增加。Garcia等[40]探究了果膠成膜預(yù)處理對番木瓜熱風(fēng)干燥特性和品質(zhì)的影響,結(jié)果表明,與對照相比,果膠成膜預(yù)處理有效防止了活性成分的氧化反應(yīng),提高了維生素C的保留率;此外,成膜預(yù)處理的水分擴散系數(shù)高于對照組,這可能是與由于果膠的親水特性所致;成膜預(yù)處理番木瓜干燥前后的細胞組織結(jié)構(gòu)和新鮮番木瓜接近,說明果膠成膜預(yù)處理有效地保留了番木瓜的細胞結(jié)構(gòu)。Silva等[41]探究了果膠、乳清分離蛋白(whey protein isolate,WPI)-槐豆膠(locust bean gum, LBG)等2種成膜預(yù)處理對菠蘿HAD動力學(xué)與品質(zhì)特性影響,結(jié)果表明,2種成膜預(yù)處理不會改變菠蘿干燥效率;干燥溫度60 ℃時,2種成膜預(yù)處理具有明顯的氧氣阻隔特性;但是,干燥溫度為70 ℃時,果膠成膜預(yù)處理較WPI-LBG更能提高維生素C的保留率。Filho等[42]研究了果膠成膜和HWB預(yù)處理對南瓜干燥動力學(xué)的影響。結(jié)果表明,恒速干燥速率由高到低依次為:HWB預(yù)處理>EC預(yù)處理>對照組;有效水分擴散系數(shù)由高到低依次為:EC預(yù)處理>HWB預(yù)處理>對照組;EC預(yù)處理和HWB預(yù)處理都可作為南瓜HAD預(yù)處理方式。Gamboa-Santos等[43]采用海藻酸鈉(sodium alginate,SA)-乳酸鈣成膜預(yù)處理對草莓滲透脫水(osmotic dehydration,OD)-MWD效果的影響。結(jié)果表明,EC預(yù)處理顯著降低OD過程中固形物的滲入,而對OD效率無影響;后續(xù)MVD中,EC預(yù)處理對草莓干燥速率和有效水分擴散系數(shù)無影響。
2.1.2 EC在水產(chǎn)品干燥中的應(yīng)用 水產(chǎn)品OD過程中,過多的溶質(zhì)(氯化鈉)滲入導(dǎo)致肌肉蛋白質(zhì)尤其肌原纖維蛋白黏彈性降低、品質(zhì)下降。為抑制OD過程中溶質(zhì)的過多滲入,提高扇貝柱OD效率,Tian等[44]研究了殼聚糖(chitosan,CHI)、低甲氧基果膠(low methoxyl pectinate,LMP)和SA等3種成膜預(yù)處理對扇貝柱OD效率影響,結(jié)果表明,扇貝柱OD過程受到成膜材料種類、滲透溶液溫度和氯化鈉質(zhì)量分數(shù)顯著影響;SA和LMP成膜預(yù)處理后扇貝柱OD效率高于對照組。Shi等[45]討論了SA成膜預(yù)處理、干燥溫度和風(fēng)速對HDP扇貝柱干燥動力學(xué)和品質(zhì)特性的影響,結(jié)果表明,與未經(jīng)成膜預(yù)處理的對照相比,SA成膜后的扇貝柱收縮率顯著降低;有效水分擴散系數(shù)隨SA預(yù)處理、干燥溫度和風(fēng)速的增加而增大;而干燥過程中所需的活化能則隨SA預(yù)處理而降低。朱智壯等[46]探究了親水膠體成膜預(yù)處理對HPD扇貝柱干燥特性和品質(zhì)特性的影響。結(jié)果表明,與未成膜對照組相比,LMP和CHI成膜預(yù)處理均顯著提高了扇貝柱干燥速率,有效水分擴散系數(shù)分別提高了11.08%和26.73%,成膜預(yù)處理降低了扇貝柱的收縮率,提高了干制品的復(fù)水率。壓差膨化干燥(explosion puffing drying,EPD)作為一種膨化技術(shù),廣泛應(yīng)用于非油炸果蔬脆片加工,但對于蛋白質(zhì)含量豐富的肉制品尤其水產(chǎn)品尚缺乏報道?;诖耍琒ui等[47]采用親水膠體SA成膜預(yù)處理扇貝柱,利用低場核磁共振(low-field nuclear magnetic resonance, LF-NMR)技術(shù),采用預(yù)干燥前成膜和2次成膜預(yù)處理,顯著提高了EPD扇貝柱品質(zhì)特性,使EPD技術(shù)應(yīng)用于富含蛋白質(zhì)的食品物料的膨化干燥成為可能;此外,作者將核磁共振弛豫參數(shù)T2與扇貝柱品質(zhì)特性關(guān)聯(lián),闡明扇貝柱壓差膨化機理,該研究為EPD在蛋白質(zhì)含量豐富的食品尤其水產(chǎn)品中的應(yīng)用提供理論依據(jù)。
EC作為一種新穎的非熱力預(yù)處理方式,在生鮮食品干燥領(lǐng)域嶄露頭角,但是EC預(yù)處理對于不同生鮮食品干燥效果尚需系統(tǒng)、深入研究。此外,未來EC預(yù)處理研究應(yīng)偏重:親水膠體膜的種類對食品干燥特性和品質(zhì)的影響;親水膠體膜在不同干燥條件下理化特性、力學(xué)特性、熱力學(xué)特性和微觀結(jié)構(gòu)等變化規(guī)律;成膜條件下,食品內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)變化規(guī)律,闡明成膜預(yù)處理對干燥效率和品質(zhì)影響的機制。
US是指頻率>20 kHz的聲波[48],根據(jù)頻率范圍,US可分為3類:低頻率功率US(20~100 kHz)、高頻率US(100 kHz~1 MHz)和診斷US(1~500 MHz)[2]。高頻US和診斷US主要用于分析材料的物理化學(xué)特性,而功率US主要用于破壞細胞結(jié)構(gòu),強化食品加工過程中的傳熱與傳質(zhì)[49]。功率US的作用機理主要體現(xiàn)在2個方面:a.在US作用下,物料內(nèi)部結(jié)構(gòu)不斷進行收縮和膨脹,最終形成海綿狀結(jié)構(gòu);b.US使物料內(nèi)部水分產(chǎn)生微小蒸汽氣泡,氣泡在物料內(nèi)部迅速破裂、壓縮或膨脹而形成空化效應(yīng)[49]。US預(yù)處理可縮短干燥時間,降低干燥能耗,改善干制品品質(zhì),在食品干燥領(lǐng)域具有非常廣闊的應(yīng)用前景。
2.2.1 US在果蔬干燥中的應(yīng)用 US預(yù)處理可強化傳導(dǎo)、對流和輻射等干燥方法。Tao等[50]研究表明,接觸式US可有效縮短大蒜片HAD時間,US可同時強化水分內(nèi)擴散和水分外擴散,US耦合HAD可有效保留大蒜風(fēng)味成分和色澤。Dehghannya等[51]采用US輔助強化馬鈴薯間歇MW-HAD聯(lián)合干燥。結(jié)果表明,US處理10 min,然后MW干燥(900 W,脈沖比4),馬鈴薯干燥效率最高;干燥效率隨US時間、MW功率和脈沖比增加而提高,而收縮率隨US時間和MW脈沖比的減少而降低。Guo等[52]研究了接觸式US對胡蘿卜片IR干燥效果的影響,結(jié)果表明,US預(yù)處理顯著提高了胡蘿卜片干燥速率和復(fù)水比,與單一IR相比,US預(yù)處理可使IR干燥時間縮短21%(IR 900 W)、17%(IR 1200 W)和11%(IR 1500 W);US預(yù)處理導(dǎo)致胡蘿卜組織形成更多的多孔結(jié)構(gòu),促進水分遷移。Krishnan等[53]研究表明,象桔干燥至含水率8.5%時,托盤干燥(tray drying,TD)、真空干燥(vacuum drying,VD)和US輔助真空干燥(ultrasonic vacuum drying,UVD)所需時間分別是930、870、690 min;UVD色澤也優(yōu)于其他2種方法。Merone等[54]以胡蘿卜和茄子為研究對象,以能耗和環(huán)保為評判指標(biāo),探究US在常壓冷凍干燥(ultrasound-assisted atmospheric freeze-drying)中的應(yīng)用。結(jié)果表明,US預(yù)處理使干燥總能耗降低70%,生命周期評估(life cycle assessment,LCA)表明,與傳統(tǒng)FD相比,采用US預(yù)處理時,所研究的每種研究類別降低58%~82%(具體值取決于產(chǎn)品和影響類別)。
2.2.2 US在水產(chǎn)品干燥中的應(yīng)用 US預(yù)處理在水產(chǎn)品干燥中也展示出良好的效果。Zhu等[2]利用LF-NMR分析了不同功率(90、180 W)US預(yù)處理對扇貝柱HPD動力學(xué)及品質(zhì)影響,結(jié)果表明,US預(yù)處理破壞了扇貝柱結(jié)構(gòu),促進扇貝柱中結(jié)合水向自由水的轉(zhuǎn)化,從而提高HPD效率;功率90和180 W的US預(yù)處理使扇貝柱有效水分擴散系數(shù)提高了12.43%和23.35%;此外,US預(yù)處理可降低扇貝柱總色差和硬度,但是對收縮率和復(fù)水速率影響不顯著。Santacatalina等[55]研究了US(20.5 kW/m3)預(yù)處理對脫鹽鱈魚片(50 mm×30 mm×5 mm)在不同HAD溫度(?10、0、10 ℃)條件下動力學(xué)特性和品質(zhì)的影響,結(jié)果表明,US預(yù)處理可提高低溫干燥鱈魚干燥速率,尤其對于?10℃干燥;US預(yù)處理略微降低了鱈魚片復(fù)水速率,但增加了樣品硬度,而且干制品色澤更好。Kadam等[56]研究了US預(yù)處理對褐藻HAD動力學(xué)影響,結(jié)果表明,US預(yù)處理顯著縮短干燥時間,降低能耗;而且,US預(yù)處理有利于保持干制品的色澤。此外,US預(yù)處理在強化干制品復(fù)水特性方面也有明顯效果,Zhang等[57]研究了US預(yù)處理對干制海參復(fù)水特性的影響,結(jié)果表明,隨著US功率由100 W增加至300 W,頻率由45 kHz降低至28 kHz,干制海參復(fù)水比和持水性增加;隨著US功率增加,復(fù)水過程中不易流動水和自由水比例增加,進而提升了海參的持水力;US輔助復(fù)水使干制海參復(fù)水效率提高12倍,節(jié)約復(fù)水時間44 h,而且對海參質(zhì)構(gòu)無任何不利影響。
US在食品干燥領(lǐng)域研究較多,尤其在果蔬干燥領(lǐng)域,但是在水產(chǎn)品干燥領(lǐng)域研究的廣度和深度較為欠缺。此外,US在食品干燥領(lǐng)域研究應(yīng)偏重:a.基于多學(xué)科(如聲學(xué)、化學(xué)、力學(xué)和材料科學(xué)等)交叉的US強化干燥效率機理;b.目前US輔助干燥研究多在實驗室范圍內(nèi),開發(fā)工業(yè)化應(yīng)用的US設(shè)備是未來發(fā)展趨勢。
PEF指通過施加外加電場(食品領(lǐng)域常采用200~1000 V/cm)使生物細胞膜內(nèi)外產(chǎn)生的電位差,當(dāng)電位差超過細胞膜臨界值時,發(fā)生電穿孔效應(yīng),導(dǎo)致細胞膜破裂,通透性增強[3?4]。PEF電穿孔效應(yīng)使細胞膜局部失去選擇透過性,細胞膜通透性增加,導(dǎo)致微生物死亡。此外,對于食品物料而言,細胞膜破裂加速物料中熱量和水分的傳遞速率,提高干燥效率。
2.3.1 PEF在果蔬干燥中的應(yīng)用 PEF預(yù)處理也可強化傳導(dǎo)、對流和輻射等干燥方法。Yamakage等[58]比較了PEF、HWB和對照組對菠菜HAD動力學(xué)和品質(zhì)特性影響,研究表明,PEF預(yù)處理抑制干制品收縮,提高了干燥速率;與HWB和對照相比,PEF預(yù)處理降低了菠菜抗壞血酸降解率,保持了菠菜表面色澤。Liu等[59]研究表明,PEF預(yù)處理強化了胡蘿卜片的VD動力學(xué),尤其干燥溫度低時更為明顯,例如:干燥溫度為25和90 ℃時,PEF預(yù)處理可使胡蘿卜片干燥時間分別縮短55%和33%;相比于對照,PEF預(yù)處理對VD胡蘿卜色澤影響較小。Lammerskitten等[60]研究表明,相比于對照,PEF預(yù)處理可強化蘋果片F(xiàn)D效率,有效水分擴散系數(shù)提高44%,干燥時間縮短57%;盡管PEF預(yù)處理后的FD蘋果片初始水分活度高,但是對照組蘋果片貯藏過程中水分吸附能力更強,因此貯藏穩(wěn)定性:PEF預(yù)處理>對照組,這是由于PEF預(yù)處理的蘋果片結(jié)晶度(35.5%)高于對照組(11.0%)。Rybak等[61]采用PEF預(yù)處理紅甜椒,然后榨汁,最后進行噴霧干燥(spray drying,SD)。結(jié)果表明,與對照相比,PEF預(yù)處理所得的SD粉具有維生素C含量高、粉末粒徑大、粉末吸濕性低等特性。Andreou等[62]采用PEF(0.5~1.5 kV/cm,時間1.3、2.2、135.0 ms)預(yù)處理西葫蘆,然后進行HAD(40~70 ℃);此外,PEF(1.5 kV/cm,500次脈沖)預(yù)處理后西葫蘆,然后進行后續(xù)深層油炸(150、160、170 ℃)。研究表明,相比于對照,PEF可提高西葫蘆HAD過程中有效水分擴散系數(shù)35%,減少干燥時間25 min,節(jié)能169 MJ/kg;此外,相比于對照,PEF預(yù)處理可使油炸西葫蘆含油量減少36%。
PEF-US聯(lián)合預(yù)處理,在果蔬干燥領(lǐng)域展示良好效果,Wiktor等[63]研究了PEF、US聯(lián)合預(yù)處理(PEFUS和US-PEF)對胡蘿卜HAD動力學(xué)和品質(zhì)的影響。結(jié)果表明,聯(lián)合預(yù)處理使干燥時間由對照組298 min縮短至180~255 min;PEF-US預(yù)處理胡蘿卜具有最高的有效水分擴散系數(shù)(11.5×10?10m2/s),其值較對照組高63%;相比于對照,PEF、US聯(lián)合預(yù)處理具有較高的胡蘿卜素保留率(60.5%~80.6%)、較低的吸濕能力,而且色澤良好(即紅度值高,黃度值低)。Li等[64]研究了PEF、US和PEF-US對香菇HAD傳質(zhì)和品質(zhì)特性影響,結(jié)果表明,相比于對照,預(yù)處理可加速香菇HAD過程中傳質(zhì)效率,縮短干燥時間,降低干燥能耗;預(yù)處理使香菇細胞內(nèi)空間拓展,形成大空洞,進而促進干燥和干制品復(fù)水過程;預(yù)處理可有效保留干制品色澤和營養(yǎng)特性;預(yù)處理組中,PEF-US處理香菇的干燥時間(4.7 h)最短,酚類物質(zhì)含量(224.17 μg/μL)和可溶性糖(3.90 mg/mL)含量最高。
2.3.2 PEF在水產(chǎn)品干燥中的應(yīng)用 電場預(yù)處理在水產(chǎn)品干燥領(lǐng)域報道較少。Semenoglou等[65]研究了PEF預(yù)處理(1.6 kV/cm,1500脈沖/19.7 kJ/kg)對海鱸魚魚片OD效果的影響。結(jié)果表明,1500脈沖PEF預(yù)處理使魚片有效水分擴散系數(shù)提高50%,溶質(zhì)擴散系數(shù)提高66%。Bai等[66]采用電流體動力學(xué)干燥(electrohydrodynamic drying,EHD)(45 kV,8 h,環(huán)境溫度15 ℃,RH 65%)、HAD(60 ℃)和風(fēng)干(15 ℃,RH 65%)等3種方式干燥蝦肉。結(jié)果表明,EHD、HAD和風(fēng)干分別去除71.1%、91.8%和16.4%蝦肉水分;干燥前6 h,3種干燥方式的平均干燥速率分別為62.95、81.76和16.24 mg/min;相比于HAD,EHD蝦肉收縮率低、復(fù)水率和色澤增加。Bai等[67]探討了EHD、FD和EHD-FD等3種干燥方式對海參干燥效果影響。結(jié)果表明,相比于FD,EHD-FD可顯著縮短干燥時間,降低干燥能耗;而且干制品收縮率降低,復(fù)水率、蛋白質(zhì)含量增加。Tamarit-Pino等[68]采用EHD(20、30、45 kV,時間30、45、60 min,介質(zhì)溫度25.6 ℃,RH 54.8%)預(yù)處理海參,然后進行FD(EHD-FD),此外,海參進行FD和日光干燥,探究3種方式對海參干燥特性與品質(zhì)影響。結(jié)果表明,隨著電壓增加,海參表面水分蒸發(fā)加快,初始干燥速率增加;30 kV、30 min預(yù)處理干燥效率最高,而且干制品復(fù)水比高;日光干燥表面硬化最嚴重,其次是EHD-FD,最后是FD,這和海參復(fù)水率變化吻合。
PEF在食品干燥領(lǐng)域應(yīng)用大多處于實驗室規(guī)模,而且集中在果蔬干燥領(lǐng)域,而對于水產(chǎn)品干燥領(lǐng)域研究不夠深入。但是,PEF在食品干燥領(lǐng)域中應(yīng)用遠遠達不到工業(yè)化規(guī)模,這主要是因為:PEF機理尚未明確;PEF預(yù)處理效果顯著依賴于干燥方式和食品種類,但這方面的數(shù)據(jù)較為欠缺。此外,同PEF類似,脈沖磁場(Pulsed magnetic field,PMF)是由變化的脈沖電場產(chǎn)生,其在食品干燥領(lǐng)域同樣具有潛在的研發(fā)和應(yīng)用前景。
CP是一種含有不同電子、離子和中性活性物質(zhì)的電離氣體。等離子體被稱為第4態(tài)物質(zhì),包含許多活性物質(zhì),如電子、正負離子、自由基、激發(fā)態(tài)或非激發(fā)態(tài)粒子[69]。CP中電子和其他粒子處于非熱力學(xué)平衡狀態(tài),電子溫度遠大于其他粒子溫度,體系能量主要集中在高能電子中,因此整體溫度可維持在較低水平。CP的產(chǎn)生過程可分為電子碰撞階段和重粒子碰撞階段。常見的產(chǎn)生方式有大氣壓等離子體射流(atmospheric pressure plasma jets,APPJ)、介質(zhì)阻擋放電(dielectric barrier discharge,DBD)、電暈放電(corona discharge,CD)、微波放電(microwave discharges,MD),食品加工中,最常用的是APPJ與DBD[70?71]。CP在食品工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用主要有食品殺菌、抑制酶活性、抑制蛋白質(zhì)類過敏源、食品組分改性、包裝材料改良、農(nóng)藥降解等[71]。
2.4.1 CP在果蔬干燥中的應(yīng)用 應(yīng)用CP作為預(yù)處理方式在生鮮食品干燥中報道較少,Zhang等[72]采用CP(15、30、45、60 s)預(yù)處理紅辣椒,探究其對HAD動力學(xué)及品質(zhì)特性的影響。結(jié)果表明,CP預(yù)處理能夠提高紅辣椒干燥速率,預(yù)處理30 s干燥效率最佳;CP預(yù)處理時間對干制品色澤無顯著影響;CP預(yù)處理時間30 s時,紅辣椒色素含量顯著提高,但是,CP預(yù)處理時間高于30 s時,色素含量逐漸降低;抗氧化能力則隨CP預(yù)處理時間延長而增加;CP預(yù)處理后的辣椒具有明顯的孔隙結(jié)構(gòu);干燥過程中水分通過孔隙結(jié)構(gòu)進行轉(zhuǎn)移,從而加快干燥速率;另外,CP預(yù)處理會引起細胞超微結(jié)構(gòu)改變,這種改變可能促進了細胞內(nèi)水分和植物化學(xué)物質(zhì)的擴散。Zhou等[73]研究了CP(15、30、45、60 s)預(yù)處理對枸杞HAD動力學(xué)和品質(zhì)特性影響,同時與化學(xué)預(yù)處理(碳酸鈉溶液)和未進行任何預(yù)處理組進行對比。結(jié)果表明,適宜CP預(yù)處理可縮短50%干燥時間;CP預(yù)處理增加枸杞復(fù)水率7%~16%,干制品色澤顯著強于對照組,總色差降低18%~27%;隨著CP處理時間延長,營養(yǎng)素含量呈先增加而后降低趨勢;這主要是由于細胞壁、細胞膜隨CP處理時間延長而破裂,促進了水分和營養(yǎng)素的釋放和擴散,進而強化了干燥效率和營養(yǎng)素提取。Bao等[74]探究CP(15、30、60 s)預(yù)處理對棗片HAD(50、60、70 ℃)效果的影響。結(jié)果表明,CP蝕刻作用改變了棗片表面形貌,促進水分遷移,進而強化干燥效率和有效水分擴散;CP預(yù)處理使棗片原花青素、黃酮和酚類成分分別增加53.81%、33.89%和13.85%,使抗氧化能力最多增加36.85%;CP預(yù)處理可降低5-羥甲基糠醛52.19%。Loureiro等[71]研究了CP激發(fā)頻率(200、500、800 Hz)對Tucum?(Astrocaryum aculeatum)干燥過程和生物活性成分影響。結(jié)果表明,CP預(yù)處理改變果片表面結(jié)構(gòu),促進水分擴散,提高干燥速率,縮短干燥時間;不同頻率預(yù)處理之間干制品色澤和干燥時間差異不顯著;CP預(yù)處理提高了酚類含量(45.3 mg GAE/g)和抗氧化成分含量(799.8 μm ET)。
2.4.2 CP在水產(chǎn)品干燥中的應(yīng)用 CP在水產(chǎn)品中的應(yīng)用主要集中在生鮮水產(chǎn)品或水產(chǎn)加工制品貯藏保鮮方面,通過CP對微生物抑制和鈍化酶的作用,延長水產(chǎn)品貨架期[75]。此外,CP預(yù)處理可以影響水產(chǎn)品品質(zhì)特性,主要體現(xiàn)在理化特性、脂肪酸組成、脂質(zhì)降解和蛋白質(zhì)氧化、結(jié)構(gòu)改性等方面[75?76]。但是,CP作為預(yù)處理方式,在水產(chǎn)品干燥領(lǐng)域尚未有報道,亟需系統(tǒng)、深入研究。
綜上,CP作為新型殺菌方法,在生鮮食品貯藏保鮮領(lǐng)域應(yīng)用較多,但是在生鮮食品干燥領(lǐng)域應(yīng)用報道較少,但是潛力巨大,未來研究應(yīng)偏重:a.CP預(yù)處理在生鮮食品干燥領(lǐng)域的應(yīng)用的廣度和深度亟需加強;b.CP在干制品殺(抑)菌、殺蟲等方面的研究;c.CP預(yù)處理對干制品營養(yǎng)素影響規(guī)律和變化機制。
歐姆加熱(Ohmic heating,OH),又稱電阻加熱、焦耳加熱,是指將物料置于2個電極之間,利用食品本身具有的介電特性,當(dāng)電流通過食品時,在食品內(nèi)部電能轉(zhuǎn)化為熱能,起到加熱、殺菌等作用。歐姆燙漂(ohmic blanching,OHB)預(yù)處理時間短,而且產(chǎn)品營養(yǎng)素、色澤、質(zhì)構(gòu)優(yōu),可替代傳統(tǒng)HWB和SB,應(yīng)用于櫻桃、草莓、菊芋、胡蘿卜等果蔬及其制品燙漂預(yù)處理;燙漂溫度難于精準(zhǔn)控制、水分子電解產(chǎn)生氫氣和氧氣、電極易于腐蝕是OH在食品燙漂預(yù)處理領(lǐng)域應(yīng)用存在的問題[16]。IR是指采用極短波長、高強度電磁波發(fā)射能量,使被輻照物質(zhì)原子電離的過程。常用射線包括X-射線、γ-射線、電子射線,可對被輻照物質(zhì)產(chǎn)生直接和間接影響;直接影響是指對細胞成分如DNA、脂質(zhì)等影響,間接影響是電離產(chǎn)生的自由基和活性基團與細胞或食品成分作用;IR在食品領(lǐng)域用于主要集中在殺(抑)菌、鈍化酶、殺蟲等方面[77?78]。UHP是指將物料置于100~1000 MPa,維持一段時間,達到殺菌[79]、物料改性[80]、調(diào)控生化反應(yīng)速率[81]等目的。目前,OH、IR和UHP等在果蔬和水產(chǎn)品干燥領(lǐng)域應(yīng)用報道少。但是,這些新型預(yù)處理具有潛在的強化干燥效率和改善干制品品質(zhì)效果,亟需全面、深入研究。
干燥前預(yù)處理可顯著強化果蔬和水產(chǎn)品干燥特性,改善干制品品質(zhì)。新型熱力或非熱力預(yù)處理技術(shù)通過電場磁場或聲波等形式對物料內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行改造,以達到縮短干燥時間、提高干燥品質(zhì)、節(jié)能等目的。未來干燥預(yù)處理領(lǐng)域應(yīng)偏重:a.新型預(yù)處理技術(shù)(如IR、PEF、CP等)在水產(chǎn)品干燥領(lǐng)域的研究較少,因此對于其加工條件、操作參數(shù)和作用機理值得進一步的研究;b.對于MW、RF等技術(shù),作為干燥預(yù)處理方式尚存在一些缺陷,例如:加熱不均勻、受影響因素過多等,這些不足可以作為未來預(yù)處理技術(shù)研究的突破點;c.生鮮食品結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣,目前大部分預(yù)處理技術(shù)僅能滿足部分物料的預(yù)處理要求,基于材料科學(xué)與工程基本理論,將其與干燥預(yù)處理方式結(jié)合,探究預(yù)處理提高干燥效率機理,是未來干燥領(lǐng)域的研究重點和難點;d.研發(fā)一類影響因素少、涵蓋范圍廣的新型預(yù)處理技術(shù),也成為干燥預(yù)處理技術(shù)研究的重點;e.可以根據(jù)不同食品種類、組織結(jié)構(gòu)特點,將不同預(yù)處理技術(shù)結(jié)合使用,取長補短,以達到干燥過程和干制品品質(zhì)的最優(yōu)效果,使干燥預(yù)處理技術(shù)成為食品干燥領(lǐng)域提高干燥效率、改善產(chǎn)品品質(zhì)的有效途徑。