超声强化西蓝花热风干燥过程中硫苷变化及其产品开发

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西蓝花(BrassicaoleraceaL.var.Italica)属于十字花科芸薹属甘蓝变种,富含蛋白质、硫代葡萄糖苷、异硫氰酸酯、酚类化合物、维生素、矿物质等,不仅具有很强的肿瘤预防作用,还能降低人体胆固醇和脂质水平,改善Ⅱ型糖尿病患者胰岛素的耐药性等,近年来备受人们的关注和消费者喜爱。超声波作为一种能提高干燥效率和干制品品质的新型技术已应用于果蔬脱水,探究超声干燥对西蓝花干燥进程、理化性质和含硫化合物变化,及其后期干制品贮藏稳定性的影响,对超声技术在西蓝花干制品生产中的应用具有重要意义。本文以“优秀”西蓝花品种为原料,首先比较研究了微波干燥和超声联合热风干燥对西蓝花品质的影响,在此基础上进一步探究了超声强化西蓝花热风干燥过程中含硫化合物的变化及相关影响因素,最后对超声干制的西蓝花进行贮藏稳定性评估,研究结果如下:1.比较研究了西蓝花小花球微波干燥(500W和900W)和超声联合热风干燥(125.2W/dm2和180.1 W/dm2)的干燥动力学及植物物理化学品质的变化。结果表明,相比于超声干燥,微波干燥不仅能加快干燥进程,还能更有效地保护样品中的叶绿素和抗坏血酸,但超声联合热风干燥的样品相比于微波干燥的样品而言,类胡萝卜素(叶黄素、玉米黄质、α-胡萝卜素和β-胡萝卜素)、硫苷(4-甲基硫氧丁基硫苷、3-吲哚甲基硫苷和4-甲氧基-3-吲哚甲基硫苷)和萝卜硫素含量更高。180.1 W/dm2超声联合热风干燥样品中叶黄素、4-甲基硫氧丁基硫苷、3-吲哚甲基硫苷和萝卜硫素的含量分别比900 W微波干燥样品高出56.5%、13.7%、24.9%和53.0%。鉴于上述研究结果和文献调查的结果,可以得出如下结论:虽然微波干燥具有更高的干燥效率,但超声联合热风干燥是一种能更有效的保护果蔬中生物活性成分的脱水方式。2.研究了西蓝花小花球在超声联合热风干燥(60℃,125.2 W/dm2和180.1 W/dm2)过程中的干燥特性和含硫化合物的变化以及硫苷合成代谢和分解代谢的关键影响因子。研究结果表明,相比于单独热风干燥,超声处理不仅可以加快干燥动力学(125.2W/dm2和180.1 W/dm2超声干燥分别能够缩短11.1%和17.8%的干燥时间)、更快除去样品中的自由水和缩合水,还能使物料拥有更快的升温速率和更高的内外温度,尤其是超声180.1 W/dm2干燥的样品。此外,超声还能够使3-吲哚甲基硫苷含量增加和黑芥子酶活力增强,并减少Fe2+的干扰,促进4-甲基硫氧丁基硫苷降解形成萝卜硫素。180.1 W/dm2超声联合热风干燥样品中3-吲哚甲基硫苷、萝卜硫素、Fe2+含量和黑芥子酶活力分别比单独热风干燥的样品高出10.7%、26.0%、-8.1%和15.4%。尽管超声处理对总酚、游离酚酸、抗坏血酸和抗氧化活性的影响不显著(p<0.05),但皮尔森相关系数分析表明抗坏血酸和酚类化合物与Fe2+之间存在显著正相关。本章实验结果无法证明超声能够促进氨基酸合成硫苷,因为氨基酸和硫苷之间无显著相关性。综上可以得到如下结论:超声联合热风干燥是一种有利于生产西蓝花脱水产品的新型干燥技术,既能加快干燥进程,又能促进含硫化合物的转化,并对生物活性成分具有保护作用。3.研究了西蓝花干粉在不同贮藏温度下(20、40、60℃)的等温吸附特性和不同湿度条件下(11.3%、32.9%、57.4%)的贮藏稳定性及贮藏90d过程中西蓝花粉的品质变化。结果表明,西蓝花粉的等温吸附线为Ⅱ型,GAB模型拟合的20、40、60℃条件下的等温吸附参数M0和K分别随贮藏温度的升高而减小和增大。西蓝花粉贮藏至90d后,在11.3%湿度条件下贮藏的西蓝花粉色泽较好、菌落总数少,粉体流动性好且没有出现结块现象。虽然这三种湿度条件下的硫苷含量无显著性差异,但相比于贮藏在57.4%湿度下的西蓝花粉,贮藏在11.3%湿度下的西蓝花粉其萝卜硫素的损失量减少了 31.1%。因此,贮藏在相对湿度为11.3%条件下的西蓝花粉品质最佳。
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