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4種干燥方法對馬茵菜品質的影響

來源:核心期刊咨詢網位置:農業論文時間:2019-12-05 11:3712

  摘要:采用熱風干燥、太陽能干燥、真空冷凍干燥和真空干燥4 種干燥方法對野生馬茵菜進行干制,測定色差、葉綠素含量、營養成分、礦質元素、復水性等指標,比較不同干燥方法下馬茵菜營養成分和品質的差異。結果表明,真空冷凍干燥處理的馬茵菜 L* 值最大,a* 值最小,b*值最大,即色澤較為鮮亮,與新鮮馬茵菜最為接近,葉綠素含量最高;熱風干燥處理與真空干燥處理次之;而經太陽能干燥處理的 L* 值最小,a* 值最大,b*值最小,葉綠素含量最低。在營養成分方面,太陽能干燥后的馬茵菜總糖含量最高,熱風干燥與真空干燥后總糖含量差異不明顯,但顯著高于真空冷凍干燥。在蛋白質含量和Vc含量方面,真空冷凍干燥的蛋白質含量和Vc含量最高,且顯著高于其余處理;其次是真空干燥處理和熱風干燥處理;太陽能干燥處理后的蛋白質含量和Vc含量最低。干燥方法對灰分影響差異不大,為110.0~117.0 g/kg。不同干燥方法所干燥的馬茵菜礦物質含量均很高。真空冷凍干燥的馬茵菜復水性能優于熱風干燥、太陽能干燥和真空干燥,復水的前 5~15 min 內復水比迅速增大,達到一個較高值之后隨著時間增加緩慢變化。用沸水進行復水需要時間短,復水比大于冷水復水比。綜合考慮,采用真空冷凍干燥方法保持野生馬茵菜的營養成分及產品品質的效果較好。

  關鍵詞:馬茵菜;干燥方法;品質;色差;葉綠素含量;營養成分;礦質元素

山農農業大學學報

  《山東農業大學學報》(自然科學版)創辦于1955年。該刊為農業綜合性學術刊物,國內外公開發行,主要登載:農學、園藝、植保、畜牧、獸醫、林學、土化、食品科學、農業工程及生物技術等方面的研究結果、學術論文、研究簡報、實驗技術、文獻綜述等。讀者對象:為農林科研院所、大專院校師生及農林科技人員。

  含高水分的新鮮蔬菜為極度易腐的商 品[1 ],雖然許多收獲后的處理方法已經很成熟,但存在許多缺點,即處理方法無法保持原有的質量,直接影響產品的質量,從而影響市場競爭力和經濟效益[2 ],而干燥是一種常見的有效延長果蔬保質期的方式。水分活度和含水量是影響包括微生物安全性在內的理化和感官特性的重要參數,對預測食品或新鮮農產品的穩定性很重要。食品(如新鮮水果、蔬菜和谷物)中的游離水的可用性可導致引發不良質量變化[3 ],干燥既可降低果蔬產品的水分活度,又可有效抑制微生物的生長和酶的活性[4 - 5 ]。在實際干燥階段之前,先進行選擇、清洗、脫鹽和減小蔬菜的尺寸等預處理步驟,為了保持蔬菜的質量,經常采用諸如漂燙、酸處理和涂層應用等技術[6 ]。盡管工業化干燥過程經過優化以最大限度地保持食品質量,但預處理和干燥都可能降解某些營養素,尤其是不耐熱營養素,如類黃酮、類胡蘿卜素和維生素[7 - 8 ],而不同的干燥方法和參數對干制品的質量影響很大。

  馬茵菜是甘肅省武威市天祝縣民間常采食的一種特色山野菜,山野、雜草地、山溝、路旁等均有野生,當地采食歷史悠久。其營養成分非常豐富,含有各種維生素、膳食纖維、鈣、鐵、鎂、鋅、錳、硒等多種營養元素,因而作為特色養生山野菜被多家當地農產品公司加工銷售。干制后的馬茵菜不僅成品體積縮小,質量變輕,同時能有效抑制微生物的生長和繁殖,便于食用、運輸和銷售。目前,尚未發現國內外關于馬茵菜的研究報道,而在脫水馬茵菜的研究領域尚屬空白。我們選用新鮮野生馬茵菜為原料,進行了熱風干燥、太陽能干燥、真空干燥和真空冷凍干燥 4 種干燥方法對馬茵菜干品的色澤、營養成分、復水性能等方面影響的研究, 以探討適合脫水馬茵菜加工的干燥方法及工藝, 旨在為脫水馬茵菜的工業化生產加工提供參考。

  1 材料與方法

  1.1 主要材料與設備

  1.1.1 試驗材料 試驗材料為人工采摘自武威市天祝縣5 — 7月份山林間的野生馬茵菜。選擇植株大小均一,色澤均勻,成熟度一致,無傷、蟲、病害的馬茵菜,將經過挑選分揀、去除根部、清洗后的新鮮馬茵菜(24 h以內采摘)切分成3.0~4.0 cm的小段,然后按試驗設計進行護色處理,再放置在1 g/kg無水碳酸鈉溶液中常溫浸泡0.5 h,然后用流水沖洗干凈,再在(92±1) ℃護綠液中漂燙70 s后撈出,立即用2~6 ℃的冰水迅速冷卻至中心溫度10 ℃以下,撈出瀝水后備用。

  1.1.2 主要試劑 試驗采用的主要試劑植酸鈉(食品級),由河南華悅化工產品有限公司生產并提供;D-異抗壞血酸鈉(食品級),由江西省德興市百勤異Vc鈉有限公司生產并提供;無水碳酸鈉、氯化鈉、碳酸氫鈉(食品級)均由浙江巨化新聯化工有限公司生產并提供;乙醇(分析純),由天津市富宇精細化工有限公司生產并提供;丙酮(分析純),由天津市富宇精細化工有限公司生產并提供;石英砂(實驗試劑),由天津市大茂化學試劑廠生產并提供。

  1.1.3 主要儀器和設備 DHG-9145A型電熱恒溫鼓風干燥箱由上海一恒科學儀器有限公司生產, DZF-6020型真空干燥箱由上海一恒科學儀器有限公司生產,農副產品太陽能干燥裝置由甘肅省農業科學院農產品貯藏加工研究所自主研制,FD-1-50型真空冷凍干燥機由北京博醫康實驗儀器有限公司生產,CR-400型色差計由日本柯尼卡公司生產,UV2400紫外可見分光光度計由上海舜宇恒平科學儀器有限公司生產,TGL-16LM高速冷凍離心機由湖南星科科學儀器有限公司生產,HH-4 型數顯恒溫水浴鍋由上海梅香儀器有限公司生產,BL-2200H電子天平由日本島津公司生產。

  1.2 試驗方法

  1.2.1 不同干燥方法的工藝流程 原料→分選→清洗→切分→堿液浸泡→護色液漂燙→迅速冷卻→熱風干燥/太陽能干燥/真空干燥/真空冷凍干燥→成品

  1.2.2 不同干燥處理方法及干燥條件 ①熱風干燥。烘箱熱風干燥溫度為50 ℃,鼓風條件下進行干燥,干燥時間8 h。②太陽能干燥。在自建的太陽能干燥車間進行晝夜連續干燥,溫度為20~50 ℃,干燥時間3 d。③真空冷凍干燥。用真空冷凍干燥機干燥樣品,冷阱溫度-52~-47 ℃,真空度8~18 Pa,干燥時間24 h。④真空干燥。用真空干燥機組干燥樣品,干燥溫度為50 ℃,真空度8~18 Pa,干燥時間36 h。

  1.2.3 品質指標測定方法 葉綠素含量測定采用分光光度計比色法,參考張麗華等[9 ]的方法,略有改動。采用分光光度法測定處理后樣品的葉綠素含量,具體步驟:在分析天平上稱取0.1 g樣品,剪碎,置研缽中,加入95 %乙醇10 mL,加入少量石英砂,研磨成勻漿至葉片組織變白即可,靜置2~3 min,過濾,用少量95%乙醇沖洗研缽3次過濾入容量瓶,最后將濾液用95 %乙醇定容至25 mL,以95%乙醇為對照,利用紫外可見分光光度計分別在665 nm和649 nm波長下測定該色素液的吸光度,并根據公式計算葉綠素總含量值,重復3次取平均值。

  色澤測定用測色色差計 LAB 測定樣品, 應用CIE-L*a*b*表色系統。目前國際上通常用亨特(Hunter)標度來檢測色澤,L*值(Lightness,亮度)越大,顏色越亮,L*=0表示黑色,L*=100表示白色;a*值(redness,紅色度)代表紅色與青綠色相比的程度,其值越大表示綠色損失越嚴重;從綠到紅a*值為-80~100;b*值(yellowness,黃色度)代表黃色與藍色相比的程度,其值越大顏色越黃,從藍到黃b*值在-80~70間變化[10 - 11 ]。試驗測定的顏色參數分別為 L*(亮度值)、a*(紅綠值)和 b*(黃藍值),以表征野生馬茵菜干燥前后顏色的變化。

  干制品復水比測定時 分別稱取不同方式制備的馬茵菜干樣5 g,記為 G 干,取 800 mL 燒杯8只, 4只內裝 500 mL 沸水(92±1) ℃,其余4只內裝 500 mL 自來水(25±1) ℃, 將稱重后的馬茵菜干樣迅速置于各燒杯中浸泡,用恒溫水浴鍋保溫,每隔 5 min 撈出,瀝水 2 min,用濾紙吸干水分,稱重得到 G 復,45 min 后結束,用公式計算復水比,重復3次取平均值。

  含水量的測定參照 GB 5009.3 — 2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》的方法, 灰分含量的測定參照 GB 5009.4 — 2016《食品安全國家標準 食品中灰分的測定》的方法,鈣含量的測定參照 GB 5009.92 — 2016 《食品安全國家標準 食品中鈣的測定》的方法,鐵含量的測定參照 GB 5009.90 — 2016《食品安全國家標準 食品中鐵的測定》的方法,鉀、鎂含量的測定參照 GB 5009.268 — 2016《食品安全國家標準 食品中多元素的測定》的方法,鋅含量的測定參照 GB 5009.14 — 2017《食品安全國家標準 食品中鋅的測定》的方法,硒含量的測定參照 GB 5009.93 — 2017《食品安全國家標準 食品中硒的測定》的方法,錳含量的測定參照 GB 5009.242 — 2017《食品安全國家標準 食品中錳的的測定》的方法。總糖含量的測定采用蒽酮比色法,蛋白質含量的測定采用考馬斯亮藍染色法,Vc 含量的測定采用分光光度法[12 - 13 ]。

  1.3 數據處理

  試驗所有指標測定均重復 3 次,數據均為 3 次平行測定的平均值。采用 Excel 2007、SPSS 22. 0 對數據進行整理與分析,采用 Duncan 法進行差異顯著性檢驗,顯著性水平 P≤0.05。

  2 結果與分析

  2.1 不同干燥處理方法對馬茵菜色差的影響

  顏色是代表綠色蔬菜及其加工制品質量的一個重要指標,葉菜類干制品的色澤以接近天然色澤最為理想,而色澤變化是影響其品質與市場價值的一個非常重要的因素。馬茵菜的色澤在加工過程中極易發生褪色或變色,同時干燥過程中美拉德反應的進行也會造成部分褐變,影響產品的色澤,導致馬茵菜的色澤由鮮綠色變成墨綠色、橄欖色、黃褐色甚至無色,嚴重影響產品的質量。不同干燥方法對馬茵菜的色差值 L*值 、a*值 和b* 值的影響也不同(表1)。

  從表1 可以看出, 新鮮馬茵菜的 L* 值最大,a* 值最小,b*值最大,色澤較為鮮亮,即綠色度和黃色度高。比較不同干燥處理方法的色差值,L*值真空冷凍干燥處理最大,其次是熱風干燥處理,太陽能干燥處理和真空干燥處理較為接近。a* 值中真空冷凍干燥最小,其余3種干燥處理方式a*值較大且較為接近,而a* 值越大綠色損失越嚴重。比較可知,真空冷凍干燥的 L* 值最大,a* 值最小,b*值最大,即色澤較為鮮亮,與新鮮馬茵菜最為接近,這證實在低溫和真空下操作的真空冷凍干燥,可以有效地防止葉綠素的分解,極大抑制了氧化褐變和非酶褐變反應。而熱風干燥處理與真空干燥處理在加熱過程可能引發酶褐變、氧化型褐變,以及葉綠素降解,使得 a* 值升高。相較于真空干燥處理,熱風干燥處理過程干燥時間短,故a* 較真空干燥處理低。 而經太陽能干燥處理的馬茵菜的 L* 值最小,a* 值最大,b*值最小, 即色澤較灰暗、濃綠, 這與馬茵菜在太陽能干燥過程中溫度不恒定,并且干燥過程時間最長及發生氧化褐變有關,干燥溫度越高,時間越長,褐變越嚴重[14 ]。

  2.2 不同干燥處理方法對馬茵菜葉綠素含量的影響

  馬茵菜的綠色來源于葉綠素,葉綠素是非常不穩定的非水溶性色素物質,加工過程中由于光、熱、pH等條件變化引起組織細胞中葉綠素結構被破壞進而分解生成葉綠醇、葉綠酸等物質而發生褪色或變色,嚴重影響產品的質量,是綠色蔬菜加工中一個亟待解決的問題[15 ]。如圖1所示,干燥方法對葉綠素的含量影響較大,熱風干燥、 太陽能干燥、真空冷凍干燥和真空干燥的馬茵菜的葉綠素含量分別為 6.04、4.58、11.77、5.43 mg/g。真空冷凍干燥的葉綠素含量最高,且顯著高于其他處理。太陽能干燥的馬茵菜葉綠素含量最低且與真空干燥及熱風干燥無顯著差異,這與馬茵菜在干燥過程的葉綠素分解、酶促及美拉德反應而產生褐變有關[14 ]。

  2.3 不同干燥處理方法對馬茵菜營養成分及礦質元素的影響

  2.3.1 不同干燥處理方法對馬茵菜營養成分的影響 野生馬茵菜中營養素較為豐富,干制過程中會發生一些化學成分的變化,干燥時間、干燥溫度不同,營養成分變化的程度也不一樣。從表2可以看出,不同干燥處理方法對馬茵菜營養成分變化的影響有明顯差異。各干燥處理之后的馬茵菜含水量均在80 g/kg以下,真空冷凍干燥之后的馬茵菜含水量只有(42.3±2.8) g/kg。水分含量是影響果蔬腐敗變質的主要因素,也是衡量產品耐貯性的重要指標之一, 冷凍干燥的蔬菜制品的含水量一般要求在60 g/kg以下,其余干燥方法的含水量一般要求在80 g/kg以下才能保證產品品質且耐貯性較好[16 ] 。真空冷凍干燥的脫水蔬菜在常溫下可存放 3~5 a,若置于-18 ℃條件下,可貯存 10 a以上[17 ]。

  漂燙是馬茵菜干制品加工過程中的重要工序,通常蔬菜加工中,漂燙是常用的控制酶促褐變的預處理方法,適度漂燙能較好的保持蔬菜品質[18 ] 。但在高溫下進行的漂燙會影響蔬菜的蛋白質結構和游離氨基組成,造成可溶性糖部分溶出,且干燥過程中的酶促和美拉德反應也會進一步造成游離氨基酸和還原性糖的流失[19 ] 。

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