番石榴脉动压差闪蒸联合干燥工艺及品质变化研究

来源 :沈阳农业大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:qqq1254
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本研究以番石榴为原料,首先确定了较优的渗透脱水前处理条件,并针对脉动压差闪蒸联合干燥工艺参数对果片品质的影响进行研究,初步探讨了工艺参数与产品品质之间的关系;利用响应面中心组合试验方法,对脉动压差闪蒸联合干燥工艺条件进行优化,得到最优工艺条件;基于前期研究结果,分析了不同干燥方式对番石榴活性物质及抗氧化能力的影响;通过测定果粉理化品质和基本粉质特性,对干燥脱水方式和微粉碎技术做以比较分析。本研究以期为番石榴干燥、制粉技术和品质调控提供理论参考。本研究得到的主要结论如下:1.渗透脱水前处理能够提高果片硬度和厚度保留率,并有效改善果片色泽品质。综合考虑渗透脱水效果和产品品质,最终确定渗透脱水前处理条件:渗透液为25°Brix果葡糖浆,渗透时间为90 min。脉动压差闪蒸联合干燥对产品品质的影响,主要包括:热风干燥预留含水率对产品硬度、复水比具有一定影响;闪蒸处理能够提升产品复水能力,但作用效果不显著,多次闪蒸处理能够提高总酚含量及抗氧化能力;后续真空干燥对产品色泽、硬度、活性物质及抗氧化能力均有显著影响。真空干燥温度升高会显著降低色泽L值。在本试验考察范围内,真空干燥温度升高和时间延长,有利于获得较高的总酚含量和抗氧化活性,但当干燥温度高于80℃时,抗氧化活性显著降低。产品硬度的形成发生在真空干燥阶段。对品质指标进行降维,得到两个公因子(色泽-活性因子和质构因子)。在此基础上,通过建立评价模型得到较优的工艺参数水平,即热风干燥预留含水率40%,闪蒸温度90℃,闪蒸处理3次,真空干燥温度70℃,真空干燥时间2 h。逐步线性回归分析结果表明,真空干燥温度和时间对色泽-活性因子影响显著,真空干燥温度对质构因子影响显著。2.基于前期研究结果,利用Box-Benhnken中心组合试验建立了多元二次回归方程模型。除硬度指标以外,其余指标模型决定系数R2均大于0.8,能较好预测评价指标的变化。响应面分析结果表明,真空干燥温度对含水率、色泽L值和总酚含量影响极显著,对复水比和硬度影响显著;真空干燥时间对含水率、硬度和总酚含量影响极显著,对色泽L值影响显著;真空干燥温度和时间的交互作用对总酚含量影响极显著。确定的最优工艺条件为闪蒸温度91.29-96.96℃,真空十燥温度70.51-72.79℃,真空干燥时间1.92-2.10 h。3.干燥方式对番石榴活性物质和抗氧化能力具有显著差异影响。与鲜样相比,干燥后番石榴总酚含量显著增加,总黄酮和抗坏血酸含量显著降低。真空干燥和真空冷冻干燥得到的总酚和抗坏血酸含量较高,但真空干燥的总黄酮保留量较低。热风干燥、热风-红外联合干燥和真空冷冻干燥得到的总黄酮含量相对较高。试验表明,干燥加工有助于获取更高含量酚类物质,真空和低温干燥环境更有利于酚类物质和抗坏血酸的保留。干燥后番石榴抗氧化能力均显著降低。真空冷冻干燥后的自由基清除能力、铁离子还原能力最高。相同温度条件下,热风干燥比热风-红外联合干燥更有利于抗氧化活性的保留。综合来看,热风-红外联合干燥和真空干燥对抗氧化活性具有较大破坏作用,其保留值较低。液质联用分析结果表明,番石榴酚类物质分为黄烷醇类化合物、水解型单宁、鞣花酸衍生物和肉桂酸化合物四大类。干燥加工后新形成了小分子苯甲酸、肉桂酸化合物。干燥加工会形成新的鞣花酸衍生物,且热干燥加工会促进鞣花酸的形成。干燥加工对黄烷醇类化合物的影响与其聚合度具有一定关系。在本试验检测范围内,干燥加工对大分子水解型单宁的影响不尽相同,干燥加工造成中小分子量的水解型单宁含量降低,但真空冷冻干燥和脉动压差闪蒸联合干燥样品中bis-galloyl-glucose含量有升高。干燥加工会造成鞣花酸衍生物含量降低,此外,在干燥过程中,结构相似的鞣花酸衍生物可能存在转化。干燥加工对肉桂酸类化合物含量的影响与其具体类型有关,其中干燥样品中香豆酸衍生物(m/z 487)和阿魏酸衍生物(m/z 517)含量显著增加,且在真空干燥和热风-红外联合干燥样品中的含量较高;总体来看,干燥加工对阿魏酸衍生物(m/z 355)和芥子酸衍生物(m/z385)具有破坏作用。4.干燥方式对番石榴全粉的基本物理指标、粉体特性、可溶性糖总量及组分、可滴定酸具有显著影响。试验结果表明,闪蒸处理对原料具有显著脱水效果,所制备的果粉含水率和水分活度均显著低于其它干燥方式。真空冷冻干燥和热风-红外联合干燥制得的果粉具有较好的色泽品质。脉动压差闪蒸联合干燥制得的果粉平均粒径较小,粉质均匀,具有良好溶解性和流动性能。真空冷冻干燥制得的果粉具有较高溶解性,但粉体粒径较大、分布不均,流动性能也相对较差。高温长时干燥加工会造成粉体溶解性、流动性显著降低。真空冷冻干燥和脉动压差闪蒸联合干燥样品的可溶性总糖及其糖组分保留值相对较高。综合来看,脉动压差闪蒸联合干燥制备得到的番石榴全粉品质较优。以脉动压差闪蒸联合干燥作为干燥脱水手段,考察微粉碎处理对果粉品质的影响。试验结果表明,微粉碎处理能够显著增加粉体亮度L值,显著降低a值、b值和总色差ΔE,粉体色泽品质得到提升。微粉碎使番石榴果籽得以充分破碎,粉体粒径和跨度显著减小。微粉碎有利于糖类物质溶出,且对酸类物质无显著影响,但会增加粉体水分含量,降低粉体流动性能。总体来说,微粉碎能够改善粉体品质。脉动压差闪蒸联合干燥结合低温微粉碎技术适用于番石榴全果制粉加工,能够生产出高品质番石榴全果粉。
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