不同干燥方式对枣粉品质的影响

周禹含1,2，毕金峰1,2,*，陈芹芹2，刘 璇2，吴昕烨2，周 沫2，陈瑞娟1,2

（1.沈阳农业大学食品学院，辽宁 沈阳 110161；

2. 中国农业科学院农产品加工研究所，农业部农产品加工综合性重点实验室，北京 100193）

摘 要：通过对变温压差膨化干燥、真空干燥、热风干燥和真空冷冻干燥4种干燥方式所得枣粉的物理特性和营养成分的分析测定，研究不同干燥方式对枣粉品质的影响。结果表明：在物理特性方面：真空干燥和真空冷冻干燥枣粉呈现较好色泽，真空冷冻干燥枣粉溶解性差于其他3种枣粉，吸湿性无明显差异，变温压差膨化干燥和热风干燥枣粉复水性较好，真空冷冻干燥枣粉的粒径和堆积密度最小；在营养成分方面：4 种枣粉的营养成分较鲜样均有不同程度的降低，变温压差膨化干燥和真空冷冻干燥枣粉的还原糖和总糖含量相对较高，真空干燥枣粉总酸含量最高，真空干燥和真空冷冻干燥枣粉的VC和黄酮含量较高，真空冷冻干燥和变温压差膨化干燥枣粉的环磷酸腺苷含量稍高于其他两种。枣粉的综合评分结果显示，真空冷冻干燥枣粉品质最佳，其次是真空干燥枣粉和变温压差膨化干燥枣粉，热风干燥枣粉品质最差。真空冷冻干燥和真空干燥生产成本高，变温压差膨化干燥枣粉品质较好，且所需干燥时间短，生产效率高、成本低，适宜在枣粉加工产业推广。

关键词：变温压差膨化干燥；真空干燥；热风干燥；真空冷冻干燥；枣粉；品质

Effect of Drying Methods on Quality Characteristics of Jujube Powder

ZHOU Yu-han1,2, BI Jin-feng1,2,*, CHEN Qin-qin2, LIU Xuan2, WU Xin-ye2, ZHOU Mo2, CHEN Rui-juan1,2

(1. College of Food Science, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110161, China;

2. Key Laboratory of Agro-Products Processing, Ministry of Agriculture, Institute of Agro-Products Processing Science and Technology, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193, China)

Abstract: The physical properties and nutritional contents of jujube powder prepared by explosion puffing drying, vacuum drying, hot air drying and vacuum freeze drying were measured and analyzed to explore the effects of drying methods on quality characteristics of jujube powder. The results showed that the color of jujube powder prepared by vacuum drying and vacuum freeze drying were much better; jujube powder prepared by vacuum freeze drying was less soluble than that obtained from the other methods; no significant difference was found in hygroscopicity; jujube powder prepared by explosion puffing drying and hot air drying had better rehydration, while jujube powder prepared by vacuum freeze drying had the smallest particle size and bulk density. The nutritional contents of all four kinds of jujube powder were decreased compared with fresh winter jujube, but reducing sugar and total sugar content of jujube powder prepared by explosion puffing drying and vacuum freeze drying were higher; jujube powder prepared by vacuum drying had the highest level of total acid content; vitamin C and flavonoid contents of jujube powder prepared by vacuum drying and vacuum freeze drying were higher; Cyclic adenosine monophosphate contents in jujube powder prepared by vacuum freeze drying and explosion puffing drying were higher than in that obtained from the other two methods. Based on the results of comprehensive scoring, the quality of jujube powder prepared by vacuum freeze drying was the best, followed by vacuum drying and explosion puffing drying, while jujube powder prepared by hot-air drying was the worst. However, high cost was needed for vacuum freeze drying and vacuum drying. In conclusion, jujube powder prepared by explosion puffing drying has better overall quality with high drying efficiency and low cost, which makes it suitable for extensive application in jujube powder processing industry.

Key words: explosion puffing drying; vacuum drying; hot air drying; vacuum freeze drying; jujube powder; quality characteristics

中图分类号：TS255.36 文献标志码：A 文章编号：1002-6630（2014）11-0036-06

doi:10.7506/spkx1002-6630-201411008

冬枣（亦称雁来红、苹果枣、冰糖枣、鲁北冬枣、沾化冬枣、黄骅冬枣）是鲁北地区的一个优质晚熟鲜食品种。冬枣属于鼠李科，枣属植物，其营养丰富，枣肉甜味极浓，略带酸味，具有浓郁的枣香味。新鲜冬枣含水量高，不耐贮藏，干制可大大提高其贮藏期，而干制后加工成枣粉，使得冬枣的用途更加广泛，不仅可以单独使用作为速溶枣粉，也可用作辅料添加到其他食品中，提高其营养价值。随着人们生活水平的提高，保健意识的增强，枣粉加工将成为枣加工的主要方向。

目前加工枣粉的方法有很多，主要分为两大类：一是枣干制后制粉；二是浓缩枣汁干燥制粉。无论哪种制粉方式，干燥都是枣粉加工中的重要环节。目前用于枣粉加工的干燥技术主要有热风干燥、变温压差膨化干燥、真空干燥、真空冷冻干燥等。每种干燥方式都有其特点，热风干燥温度高，时间长，产品一般褐变严重；变温压差膨化干燥是一种新型的非油炸膨化干燥技术[1]，干燥效率高，产品品质较好；真空干燥技术利用真空系统加速物料水分的蒸发，干燥效率较高，产品营养损失较少[2]；真空冷冻干燥技术在低温条件下干燥，可以有效保持果蔬原有的风味和营养成分，干制产品品质极好，但干燥时间长，成本高[3]。目前对于枣粉的研究主要集中在制备方法上，对于不同干燥方式枣粉的品质差异对比研究并不多见。

研究表明，决定枣粉品质的指标主要有粒径、色泽、溶解性、复水性、总糖、总酸等[4-5]，这些指标对于即食食品的应用具有重要意义。粉的堆积密度对粉在压片制品的应用有很大影响[6]，另外，VC、黄酮和环磷酸腺苷是枣中的代表性营养成分，具有重要的生理功能[7]，因此本实验采用变温压差膨化干燥、热风干燥、真空干燥和真空冷冻干燥4 种方式对枣干燥后制粉，对所得枣粉的物理特性和营养成分做了较为全面的对比分析，以期为枣粉的干燥方式以及枣粉产品的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

原料为山东沾化的新鲜冬枣，购自北京新发地批发市场。

1.2 仪器与设备

QDPH10-1变温压差果蔬膨化干燥机 天津勤德新材料科技有限公司；VO 200真空干燥机 德国Memmert公司；DHG-9123A电热恒温鼓风干燥箱 上海精宏实验设备有限公司；Alphal-4L-plus真空冷冻干燥机 德国Christ公司；FW100高速万能粉碎机 天津市泰斯特仪器有限公司；AUW220万分之一天平 日本Shimadzu公司；DL-25色彩色差计 美国Hunter Lab公司；S3500激光粒度仪 美国Microtrac公司；UV1800紫外-可见分光光度计、SPD-10A液相色谱 日本岛津公司；3K15离心机 德国Sigma公司。

1.3 方法

1.3.1 冬枣干燥前处理

取无伤病的新鲜冬枣原料，用流动水清洗，之后浸泡于80℃、2% NaOH溶液中1 min，用以破坏冬枣表皮结构，增加表皮通透性，提高干燥效率[8]；冷却后用清水洗净表面残留的碱液，再置于0.5%的柠檬酸溶液中护色10 min，抑制冬枣在干燥过程中褐变[9]。将护色后的枣用清水洗净，去核器去核，然后平均切成8 瓣，以保证冬枣片的厚度均匀一致，约为5～7 mm。

1.3.2 冬枣不同干燥工艺

变温压差膨化干燥：60 ℃热风预干燥2 h后进行膨化干燥，膨化温度90 ℃、停滞时间10 min、膨化压力0.2 MPa、抽空温度65 ℃、抽空时间3 h。真空干燥：温度60 ℃、真空度1 kPa、干燥时间6.5 h。热风干燥：温度为80 ℃、干燥时间8 h。真空冷冻干燥：冷阱温度为
－45 ℃，真空度为0.1 kPa、干燥时间36 h。所得干枣湿基含水量均低于5%。

1.3.3 枣粉制备工艺

将干制后的枣投入高速万能粉碎机中制粉，每次打粉10 s，每次间隔5 min，以降低粉碎机的温度，共打粉3 次。

1.3.4 枣粉物理特性的测定

1.3.4.1 色泽的测定[5]

采用色彩色差计测定枣粉的色泽。用CIELab表色系统测定枣粉的L、a和b值，其中，L代表明度指数，从黑暗（L=0）到明亮（L=100）的变化；a代表颜色从绿色（－a）到红色（＋a）的变化，b代表颜色从蓝色（－b）到黄色（＋b）的变化。也可用L、a、b表色系表示两种色调的差值，即色差，用ΔE表示。本实验用ΔE代表被测物体的色泽（L、a、b）与标准白板色泽（L*=91.44、a*=－0.95、b*=0.69）的色差值。ΔE计算方法如式（1）所示。

（1）

实验使用色彩色差计测定了4 种干燥方式制得枣粉的色泽，并计算了ΔE，每组实验3 次平行，结果取平均值，用以反映不同干燥方式制得枣粉的色泽差异。

1.3.4.2 溶解性的测定

枣粉溶解性的测定同Gong Zhiqing等[10]的方法一致。

1.3.4.3 吸湿性的测定 [11-13]

精确称取1 g枣粉放置于已称质量的干燥铝盒中，将铝盒放置在盛有饱和氯化钠溶液（环境相对湿度75.5%）的玻璃干燥器中，保存7 d。吸湿性表示每100 g干物质吸收水分的质量，采用式（2）计算。

（2）

式中：Δm为枣粉质量的变化量/g；m为粉的初始质量/g；mi为枣粉放进干燥器前的水分含量/g。

1.3.4.4 复水性的测定[5]

将1 g枣粉置于50 mL离心管中，加入20 mL蒸馏水，25 ℃条件下静置1 h。然后以10 000 r/min速度离心25 min，沉淀物的质量即为复水粉的质量。枣粉的复水性，采用式（3）计算。

（3）

式中：m1和m2分别为枣粉复水前和复水后的质量/g。

1.3.4.5 粒径的测定[14]

利用激光粒度仪测定枣粉的粒径。

1.3.4.6 堆积密度的测定 [15]

将枣粉装入10 mL容量瓶中，振实，直至枣粉填充至容量瓶刻度。枣粉的堆积密度（d0）表示为10 mL枣粉的质量，采用式（4）计算。

（4）

式中：m1为容量瓶的质量/g；m2为枣粉和容量瓶的总质量/g。

1.3.5 枣粉营养成分的测定

还原糖的测定采用3,5-二硝基水杨酸比色法[16]；总糖的测定采用苯酚硫酸法[5]；VC的测定依据GB/T 6195—1986《水果、蔬菜维生素C含量测定法》（2,6-二氯酚靛酚滴定法）[17]；总酸的测定依据GB/T 12456－2008《食品中总酸的测定 酸碱滴定法》[18]；黄酮的测定采用芦丁比色法[19]；环磷酸腺苷的测定采用高效液相色谱法[20]。

1.3.6 综合评分

采用变异系数法确定上述各项指标的权重系数，将数据标准化处理后，采用加权平均的方法确定不同干燥方式制得枣粉的综合评分[21]。指标的变异系数由以下公式计算：

（5）

式中：Vi是第i项指标的变异系数；σi是第i项指标的标准差；是第i项指标的算数平均值。

各项指标的权重为：

（6）

采用Z-score标准化法将各项指标的数据进行标准化处理，公式如下：

（7）

式中：Zij为标准化后的变量值；Xij为实际变量值；为第i项指标的算数平均值；σi为第i项指标的标准差。

吸湿性、a值、△E值、粒径的数据为越小越好，因此为逆指标，标准化后将正负号对调。将各指标标准化后的数据分别与权重相乘后，计算总和，得到4 种干燥方式枣粉的综合评分，综合评分计算公式为：

M=W1×L＋W2×a＋W3×b＋W4×ΔE＋W5×S＋W6×H＋W7×R＋W8×P＋W9×B＋W10×RS＋W11×TS＋W12×V＋W13×TA＋W14×TF＋W15×C （8）

式中：W1～W15分别为15项指标的权重系数，L为色泽L值，a为色泽a值，b为色泽b值，ΔE为色差值，S为溶解性，H为吸湿性，R为复水性，P为粒径，B为堆积密度，RS为还原糖含量，TS为总糖含量，V为VC含量，TA为总酸含量，TF为总黄酮含量，C为环磷酸腺苷含量。

2 结果与分析

2.1 不同干燥方式对枣粉物理特性的影响

2.1.1 不同干燥方式对枣粉色泽的影响

小写字母不同，表示差异显著（P＜0.05）。下同。

图 1 不同干燥方式对枣粉色泽的影响

Fig.1 Color parameters of jujube powder prepared by different drying methods

由图1可知，不同干燥方式制备出枣粉的色泽差异明显，其色差值为热风干燥＞变温压差膨化干燥＞真空干燥＞真空冷冻干燥。其中真空干燥和真空冷冻干燥枣粉色泽非常接近，呈现浅黄绿色。4 种干燥方式所得枣粉的b值差异不大，呈现偏黄色。变温压差膨化干燥和热风干燥枣粉的L值明显低于真空干燥和真空冷冻干燥枣粉，a值明显高于真空干燥和真空冷冻干燥枣粉，其原因是前者干燥温度均高于后者，枣在加热过程中羰基化合物和氨基化合物发生美拉德反应，生成黑色物质，使其颜色明显变暗，呈现深褐色。

2.1.2 不同干燥方式对枣粉溶解性和吸湿性的影响

由图2可知，不同干燥方式枣粉的溶解性为变温压差膨化干燥＞热风干燥＞真空干燥＞真空冷冻干燥。其中变温压差膨化干燥、真空干燥和热风干燥枣粉差异不显著，真空冷冻干燥枣粉的溶解性明显低于其他3 种。不同干燥方式枣粉的吸湿性由高到低依次是：热风干燥、变温压差膨化干燥、真空干燥、真空冷冻干燥，4 种方式所得枣粉的吸湿性差异不显著，其中真空冷冻干燥枣粉稍低于其他3 种。

图 2 不同干燥方式对枣粉溶解性和吸湿性的影响

Fig.2 Solubility and hygroscopicity of jujube powder prepared by different drying methods

2.1.3 不同干燥方式对枣粉复水性和粒径的影响

图 3 不同干燥方式对枣粉复水性和粒径的影响

Fig.3 Rehydration and particle size of jujube powder prepared by different drying methods

由图3可知，不同干燥方式枣粉的复水性为变温压差膨化干燥＞热风干燥＞真空冷冻干燥＞真空干燥。变温压差膨化干燥和热风干燥枣粉的复水性较好，且差异不显著，而真空干燥和真空冷冻干燥枣粉的复水性较差，二者也没有显著差异。不同干燥方式制得枣粉的粒径由大到小依次为：热风干燥＞真空干燥＞变温压差膨化干燥＞真空冷冻干燥，4 种枣粉的粒径有显著差异，真空冷冻干燥枣粉的粒径明显小于其他3 种。

2.1.4 不同干燥方式对枣粉堆积密度的影响

图 4 不同干燥方式对枣粉堆积密度的影响

Fig.4 Bulk density of jujube powder prepared by different drying methods

由图4可知，不同干燥方式枣粉的堆积密度为变温压差膨化干燥＞热风干燥＞真空干燥＞真空冷冻干燥。其中变温压差膨化干燥和热风干燥枣粉的堆积密度差异不显著，真空冷冻干燥枣粉的堆积密度为0.55 g/mL，明显低于其他3 种。研究表明，粉的堆积密度越大，越有利于制成压片产品[6]，因此变温压差膨化干燥和热风干燥枣粉更适合应用于压片产品。

2.2 不同干燥方式对枣粉营养成分的影响

2.2.1 不同干燥方式对枣粉还原糖和总糖含量的影响

图 5 不同干燥方式对枣粉还原糖和总糖含量的影响

Fig.5 Reducing sugar and total sugar contents of jujube powder prepared by different drying methods

由图5可知，不同干燥方式枣粉的还原糖和总糖含量依次为：变温压差膨化干燥＞真空冷冻干燥＞真空干燥＞热风干燥。4 种干燥方式的枣粉还原糖和总糖含量均低于鲜枣，其原因是枣在干燥过程中发生美拉德反应，消耗了大量的糖类物质。热风干燥和真空干燥的还原糖和总糖含量均低于其他两种干燥方式，其原因是热风干燥过程温度高，时间长，真空干燥虽然温度较低，但干燥时间长，枣的美拉德反应严重，消耗掉的糖类物较多。真空冷冻干燥属于低温干燥，美拉德反应不严重，糖类物质有较好的保存，因此总糖含量较高。另外，枣在受热时，会有部分淀粉在淀粉酶的作用下转化为还原糖，因此变温压差膨化干燥枣粉的还原糖含量高于真空冷冻干燥。

2.2.2 不同干燥方式对枣粉VC含量的影响

图 6 不同干燥方式对枣粉VC含量的影响

Fig.6 Vitamin C content of jujube powder prepared by different drying methods

由图6可知，不同干燥方式枣粉的VC含量依次为真空干燥＞真空冷冻干燥＞变温压差膨化干燥>＞热风干燥。4 种干燥方式所得枣粉中VC的含量均低于鲜样。VC是相当脆弱的维生素，极易受光、热、氧等的破坏，真空干燥和真空冷冻干燥温度低，所得枣粉的VC含量相对较高，说明真空干燥和真空冷冻干燥利于VC的保存。热风长时间高温干燥，对VC的损失最大。这与许牡丹等[22]的研究结果一致，真空和低温条件能有效保护易氧化的成分，防止其分解。

2.2.3 不同干燥方式对枣粉总酸含量的影响

图 7 不同干燥方式对枣粉总酸含量的影响

Fig.7 Total acid content of jujube powder prepared by different drying methods

由图7可知，不同干燥方式枣粉的总酸含量依次为真空干燥＞变温压差膨化干燥＞真空冷冻干燥＞热风干燥。干燥后枣粉的总酸含量均低于鲜样，真空冷冻干燥、热风干燥和变温压差膨化干燥枣粉总酸含量显著低于真空干燥，且真空干燥枣粉的总酸含量与鲜样没有显著差异，说明真空干燥利于枣粉酸类物质的保存。另外，VC也是一种酸，其大量损失也影响到枣粉的总酸含量，真空干燥和真空冷冻干燥枣粉中VC含量最高，因此总酸含量也较高。

2.2.4 不同干燥方式对枣粉黄酮含量的影响

图 8 不同干燥方式对枣粉黄酮含量的影响

Fig.8 Total flavonoids content of jujube powder prepared by different drying methods

由图8可知，不同干燥方式枣粉的黄酮含量依次为真空干燥＞真空冷冻干燥＞变温压差膨化干燥＞热风干燥。植物中的黄酮类化合物是公认的天然抗氧化剂，可有效清除体内的氧自由基[20]，黄酮在受热时易发生酚类氧化反应。4 种干燥方式所得枣粉的黄酮含量均低于鲜样，真空干燥枣粉与鲜样没有显著差异，真空冷冻干燥枣粉的黄酮含量也较高，说明这两种干燥方式有利于黄酮的保存。变温压差膨化干燥和热风干燥枣粉的黄酮含量远低于鲜样，这两种干燥方式在干燥过程中黄酮损失较多。何新益等[23]在研究变温压差膨化干燥对冬枣总黄酮含量影响时，也发现黄酮含量在膨化前后有明显的降低。

2.2.5 不同干燥方式对枣粉环磷酸腺苷含量的影响

图 9 不同干燥方式对枣粉环磷酸腺苷含量的影响

Fig.9 Cyclic adenosine monophosphate content of jujube powder prepared by different drying methods

由图9可知，不同干燥方式枣粉的环磷酸腺苷含量依次为真空冷冻干燥＞变温压差膨化干燥＞真空干燥＞热风干燥。环磷酸腺苷是生命信息传递的“第二信使”，具有多种重要的生理活性[24]。枣在干燥制成枣粉后，环磷酸腺苷的含量大幅降低，尤其是热风干燥枣粉，降低最多，环磷酸腺苷的含量仅有54.15 mg/kg干物质，说明长时间的高温作用对环磷酸腺苷有很大的破坏。真空干燥温度较低，但干燥时间长，环磷酸腺苷的含量也不高。真空冷冻干燥属低温干燥，对环磷酸腺苷的保存最好。变温压差膨化干燥温度相对较低，且干燥时间短，对环磷酸腺苷的保存也较好。

2.3 不同干燥方式制得枣粉的品质综合评分

应用变异系数法计算出各指标的平均值、标准差、变异系数以及权重，结果见表1。

表 1 各项指标的权重

Table 1 The weights of various indicators for comprehensive evaluation of jujube powder

根据4 种不同干燥方式制得枣粉的15 项指标值及各指标所占权重，计算出不同干燥方式枣粉的品质综合得分，各项指标数值的标准化值及4 种干燥方式枣粉的综合得分见表2。

表 2 枣粉品质评价指标标准化数据

Table 2 Standardized data and scores of quality evaluation indices

由表2可知，通过对比变温压差膨化干燥、真空干燥、热风干燥、真空冷冻干燥4 种方式所制备的枣粉的品质指标，得到4 种干燥方式制得枣粉的综合评分，采用真空冷冻干燥法制备的枣粉品质最佳，其次是真空干燥枣粉和变温压差膨化干燥枣粉，品质最差的是热风干燥枣粉。

3 结 论

经不同干燥方式制得枣粉的物理特性分别表现为：真空干燥和真空冷冻干燥枣粉呈现较好色泽，变温压差膨化干燥和热风干燥枣粉褐变严重；真空冷冻干燥枣粉溶解性差于其他3 种枣粉；4 种枣粉吸湿性无明显差异；变温压差膨化干燥和热风干燥枣粉复水性较好；真空冷冻干燥枣粉的粒径和堆积密度最小。

经不同干燥方式制得枣粉的营养成分分别表现为：4 种枣粉的营养成分较鲜样均有不同程度的降低，变温压差膨化干燥和真空冷冻干燥枣粉的还原糖和总糖含量相对高于其他两种；真空干燥枣粉总酸含量最高；真空干燥和真空冷冻干燥枣粉的VC和黄酮含量较高；真空冷冻干燥和变温压差膨化干燥枣粉的环磷酸腺苷含量稍高于其他两种。

不同干燥方式制得枣粉的品质综合评分显示，真空冷冻干燥枣粉品质最佳，其次是真空干燥枣粉和变温压差膨化干燥枣粉，热风干燥枣粉品质最差。真空冷冻干燥时间过长，生产成本高。真空干燥需要一套能抽水蒸汽的真空系统，设备投资费用高，运转费用高，生产效率低，产量小。变温压差膨化干燥设备构造相对简单，易于操作，采取了循环冷却水和间歇式蒸汽加热等措施，使其能耗大大降低，且枣粉品质较好，因此变温压差膨化干燥适宜在枣粉加工产业推广。

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