香芋,天南星科芋属,肉质细嫩,风味特殊且营养丰富,块茎中含有丰富的淀粉,蛋白质、粗纤维、多糖等物质[1],具有很高的食疗价值和保健效果。我国具有多种香芋品种,但由于地域性和季节性较强,运输过程中易出现失水、霉烂和发芽等现象,导致香芋的供应期较短,销售面较窄,影响香芋的发展。因此,对香芋进行干燥是较为常用的加工方式之一。
目前,香芋片干燥较多使用热风干燥(hot air drying, HAD),其具有操作简单、设备投资少等优点[2]。但这种干燥方式时间久、能耗高、易引起表面硬化、褐变等缺点,不能满足优质香芋片的生产要求。冷冻干燥(freeze drying,FD)是一种获得高质量干燥产品的现代方法,它可以生产出质量好、营养保留率高的香芋干片[3]。但由于脱水周期长、能耗大、成本高等缺点,限制了该方法在香芋干燥中的实际应用。远红外辐射干燥(far-infrared radiation drying,FIRD)是一种新型、高效、节能的干燥技术[4]。已有研究证实,FIRD所发射的辐射能量能够穿入物料内部1～3 mm实现内部加热,进而实现果蔬的快速干燥[5-6]。超声波干燥可以降低物料内部水分与管壁之间的结合力,降低水的扩散阻力,加速传质过程[7]。一些研究表明,在果蔬干燥过程中施加直触超声(contact ultrasonic,CU),可以在改善传质和保护品质方面产生显著的积极作用[7-8]。联合干燥由于能够结合2种或以上干燥方式的优点,进而实现更好、更快的干燥加工,在食品干燥领域中的应用日趋广泛。因此,若在HAD中采用适当的强化措施以实现联合干燥,则可达到既能保留HAD的优势、又能促进HAD热湿传递的目的。
FIRD可以改善传热,CU可以促进传质,但这2种方法对提高脱水率和保护食品品质产生何种影响尚难判断。此外,将CU与FIRD相结合,是否能很好地实现优势互补,从而实现比单一CU或FIRD更好的产品品质,这一问题需要进行深入探讨。因此,本研究采用HAD、FIRD、CU-HAD、CU-FIRD和FD等5种干燥方式对香芋片进行干燥,探讨5种干燥方式对香芋切片微观结构、硬度、复水性和色泽等物理特性的影响,并对香芋片的多糖、黄酮、多酚和抗氧化性能等品质指标进行分析,以期为揭示单一CU、单一FIRD、CU联合FIRD处理对香芋片干燥品质的影响提供依据,也为探讨合适的香芋片干燥技术提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
市售优质荔浦香芋,选择整体完整,无霉变虫蛀的新鲜香芋。使用105 ℃烘箱法测得鲜香芋初始干基含水率为(244.8±3)%。
Folin-Ciocalteu试剂、芦丁(纯度≥98%)、无水葡萄糖(纯度≥98%)、DPPH(纯度≥97%)、没食子酸(纯度≥98%),上海源叶生物科技有限公司;无水乙醇、亚硝酸钠、柠檬酸、碳酸钠、硝酸铝,天津市德恩化学试剂有限公司;硫酸,洛阳昊华化学试剂有限公司;蒽酮,天津市科密欧化学试剂有限公司。以上试剂均为分析纯。
1.2 仪器与设备
101-3ES热风干燥机,北京市永光明医疗仪器厂;远红外辐射干燥设备、直触超声装置、超声强化远红外辐射干燥装置,河南科技大学自制;DW-86L486超低温冰箱,中国海尔集团;LGJ-10D真空冷冻干燥机,北京四环起航科技有限公司;Scout SE型电子天平,美国OHAUS公司;ALC-210.3型电子天平,赛多利斯艾科勒公司;TM3030Plus型扫描电镜,日本日立高新技术公司;TA.XT EXPRESS型质构仪,英国SMS公司;Color i5型色差仪,美国X-Rite公司;UV-4800型紫外-可见分光光度计,尤尼柯上海仪器有限公司;TG16-WS型高速离心机,湘仪离心机仪器有限公司;KQ-500DE型超声波清洗机,昆山市超声仪器有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 干燥试验
香芋去皮清洗后,用食品切片机切成3 mm的薄片,再使用模具制成直径为(26±2) mm的圆形香芋片。将切好的香芋片置于0.2%(质量分数)的柠檬酸溶液中护色8 min;将护色后的香芋片置于沸水浴中漂烫90 s;取预处理后的香芋片(55±3) g用于干燥试验,采用5种不同的干燥方式对香芋进行干燥。
HAD 试验是将香芋片铺在托盘上,将其放入热风干燥机中脱水。根据前期实验结果,温度过高或过低均不利于干燥进行,因此,本研究中空气温度和风速分别设定为45 ℃和1.5 m/s[6-7]。
FIRD是指将一套自制FIR系统放置在热风干燥(hot air drying,HAD)装置中,通过施加红外辐射以增强传热,详细的试验装置信息见参考文献[6]。试验中,辐射距离、辐射温度和空气流速分别设定为10 cm、180 ℃和1.5 m/s。
CU-HAD是在HAD装置中安放一套CU系统,利用超声以强化物料内部传质,详细的试验装置介绍见参考文献[9]。将香芋样品置于超声辐射板上,使超声波能直接传递到样品中。前期研究表明,系统的超声功率和频率分别为36 W和28 kHz时,能够取得良好的强化效果,因此,本研究中采用上述超声参数。其他干燥参数与上述相同。
CU-FIRD试验是在FIRD试验中加入CU装置,即同时使用CU和FIR对香芋干燥进行强化。为保障较好的对比性,CU-FIRD与CU、FIRD的相同干燥参数均保持一致。
FD:在干燥前将香芋片放入-40 ℃的低温冰箱中预冻6 h,然后放入冷冻干燥机。冷阱温度为-60 ℃,真空压力为30 Pa。
在HAD、FIRD、CU和CU-FIRD过程中,每隔30 min 使用数字天平测量香芋的质量变化,在FD过程中,每隔1 h使用数字天平称其重量,直至恒重。
干燥后将部分香芋片打粉过80目筛备用。
香芋在干燥过程中的含水量计算如公式(1)所示:
(1)
式中:M,材料的含水量,%;W,样品质量,g;Wd,绝干物质的质量,g。
1.3.2 微观结构
将香芋片切成小块,用导电胶带固定在样品台上,采用扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)对其放大180倍进行观察。
1.3.3 复水率
香芋干片浸泡在(40±2) ℃的蒸馏水中2 h,用滤纸除去表面水分,记录香芋片质量。所有复水试验重复3次。复水率(reconstitution rate,RR)计算如公式(2)所示:
(2)
式中:Mf,吸水后样品的质量,g;M0,干燥样品的质量,g。
1.3.4 硬度
使用质构分析仪测定了香芋片的硬度[10]。用P/2探针以0.5 mm/s的测试速度刺穿香芋片,设置测试前速度2 mm/s,测试中速度0.5 mm/s,测试后速度5 mm/s,压缩距离为1 mm。对用不同干燥方式获得的样品进行10次测量,并记录平均值。
1.3.5 色差
用色差仪测定不同方法干燥的香芋粉颜色。颜色值表示为L*(亮度/黑暗度)、a*(红色/绿色)和b*(黄色/蓝色)。对用不同干燥方式获得的样品进行5次测量,并记录其平均值。总色差(ΔE)计算如公式(3)所示:
(3)
式中:L0*、a0*、b0*,新鲜香芋浆的颜色值;L*、a*、b*,香芋干粉的颜色值。
1.3.6 多糖测定
采用蒽酮-硫酸法测量干燥后香芋的多糖含量[11]。准确称取1.00 g香芋粉置于锥形瓶中,加入40 mL蒸馏水混匀,在50 ℃、300 W的功率下超声30 min,以10 000 r/min的速度离心20 min,取上清液作为多糖提取液。
先将1 mL多糖提取液稀释40倍制得多糖待测液,后准确吸取1 mL待测液于10 mL离心管中,加入5 mL 质量分数为0.5%的蒽酮-硫酸溶液,90 ℃水浴15 min,在620 nm处测定吸光度。未添加多糖提取液作为空白对照。以无水葡萄糖为标准品制备标准曲线。
1.3.7 黄酮测定
采用亚硝酸钠-硝酸铝比色法[12],准确称取1.00 g香芋粉置于锥形瓶中,料液比为1∶30,加入70%(体积分数)乙醇溶液,在50 ℃、300 W的功率下超声30 min,重复提取3次。用布氏漏斗过滤并离心。上清液作为黄酮提取物。
先将1 mL黄酮提取物置于容量瓶中,加入9 mL体积分数为30%的乙醇溶液和0.7 mL质量分数为5%的亚硝酸钠溶液,静置6 min,然后加入质量分数为10%的硝酸铝溶液0.7 mL,静置6 min,再加入5.5 mL质量分数为4%的氢氧化钠溶液,用30%的乙醇定容至25 mL,混匀静置15 min,在510 nm处测定吸光度。未添加黄酮提取物作为空白对照。以芦丁为标准品制备标准曲线。
1.3.8 多酚测定
准确称取1.00 g香芋粉置于锥形瓶中,按照料液比1∶20加入60%(体积分数)乙醇溶液,在50 ℃、300 W的功率下超声30 min,重复提取3次。用布氏漏斗过滤,上清液通过旋转蒸发仪浓缩至10 mL作为多酚提取物。
准确吸取0.5 mL多酚提取物于10 mL容量瓶中,加入0.5 mL福林-酚(1∶2体积比稀释),振荡摇匀,然后加入2.5 mL质量分数为10%的碳酸钠溶液,用蒸馏水定容至10 mL,室温下黑暗反应60 min,在765 nm处测定吸光度[13]。未添加多酚提取物作为空白对照。以没食子酸为标准品制备标准曲线。
1.3.9 DPPH自由基清除率
将多酚提取液配制成质量浓度为20、40、60、80和100 μg/mL的多酚待测液,然后准确吸取0.2 mL于试管中,加入5 mL的DPPH乙醇(0.1 mmol/L)溶液。在黑暗中反应30 min 后,在517 nm 处测定吸光度[13]。DPPH自由基清除率计算如公式(4)所示:
DPPH自由基消除率
(4)
式中:A0,空白组的吸光度;A1,样品与DPPH溶液的吸光度;A2,样品的吸光度。
1.4 数据分析
使用Origin 2021软件进行数据分析与作图,SPSS 20.0软件进行方差分析。
2 结果与分析
2.1 干燥曲线
HAD、CU-HAD、FIRD、CU-FIRD、FD干燥香芋片的含水率变化曲线如图1所示。HAD、CU-HAD、FIRD和CU-FIRD所需干燥时间分别为570、420、300、210 min。FD的干燥时间最长(1 440 min),CU- HAD、FIRD和CU-FIRD所需干燥时间分别比FD缩短70.83%、79.16%和85.42%,表明由于FD是水先冻结成冰后再由固体升华成蒸气,导致其干燥速率过慢,不利于香芋片的高效干燥,而其他干燥方式均是由水直接蒸发为蒸气,从而能够实现比FD更高的脱水效率。
与单一HAD相比,增加超声后的CU-HAD能缩短干燥时间26.32%左右,表明CU对提高香芋片的干燥速率有明显的强化效应。高频超声可导致材料快速、反复挤压和膨胀[9]。这种机械效应可以增强材料中水的湍流,从而加快水的扩散速度[14]。
FIRD干燥时间比单一HAD缩短47.37%,表明在HAD过程中施加了FIR加热,的确能够改善传热以实现提高干燥速率的目的。FIR板的辐射能通过干燥介质传递到物料中,导致水分子在物料中的运动加剧,增大水分子以平衡位置为中心的运动幅度[14]。这种现象导致内能的增加和能级的转换,从而产生显著的热效应,促进水的蒸发和扩散,实现快速干燥。
与单一HAD相比,CU-FIRD可缩短约63.16%的干燥时间;与FIRD和CU-HAD相比,CU-FIRD分别缩短30%和50%的干燥时间。以上现象表明,将CU和FIR联合应用,能够实现比单一CU和单一FIR更好的干燥强化效果。在干燥过程中,CU-FIRD可以实现传质和传热过程的同时强化和改善,进而能够更有效地促进内部水分扩散、加快脱水进程。
图1 不同干燥方式下香芋片的干燥曲线
Fig.1 Drying curves of taro slices in different drying modes
2.2 微观结构
干燥过程中物料组织结构的差异对水分扩散特性有重要影响[15]。图2为不同干燥方式下香芋片表面的微观结构。从图2-a可以看出,HAD干燥的香芋片的微观结构较致密,仅有几个微孔道,这种现象主要是由于HAD中香芋片的收缩所致。这种致密的结构会增加水分扩散的阻力,不利于水分的迁移。
CU-HAD处理香芋片表面的微观结构如图2-b所示。与HAD干燥的香芋相比,在HAD中使用CU后,组织疏松,微孔道增多。超声的空化效应和机械效应不仅可以强化香芋片中水的湍动,还可通过微气泡爆炸和高频振荡来减弱组织的收缩及改善微孔道,有利于干燥过程中水分的迁移[7-8]。
从图2-c可以看出,与单一HAD相比,FIRD干燥香芋的微观结构变得疏松,微孔道增大。FIR处理后物料水分快速转变为气态,体积迅速膨胀,导致物料表面流动管道的扩张和增加[4]。与CU-HAD相比,FIRD干燥物料的微孔更大,但小微孔数目相对较少,表明FIRD更有利于扩张物料表面微细管道,而这些微孔的扩大进而能促进干燥过程中水分的扩散和蒸发,从而提高脱水速率。
CU-FIRD处理的香芋片FIRD辐射表面和CU处理表面的扫描电镜照片分别如图2-d和图2-e所示。与HAD、CU-HAD和FIRD等相比,使用CU-FIRD的香芋上下表面的结构都较疏松,微孔道增多且更大。这一现象表明,CU-FIRD比单一的CU或FIRD对微观结构的影响更大,可减少物料收缩,增加微孔道数量,从而有利于促进传质。
图2-f显示了FD干燥香芋片的微观结构。结果表明,在5种干燥方式中,FD可以产生最疏松的微观结构和最大的微孔道,而不会产生明显的生物体收缩。在FD过程中,材料中的水分直接从冰晶状态升华,材料的结构和形状不会受到很大影响[3],呈现出松散有序的结构和较好的产品形态。
a-HAD;b-CU-HAD;c-FIRD;d-CU-FIRD的FIR面;e-CU-FIRD的CU面;f-FD
图2 不同干燥方式下香芋片表面的SEM图
Fig.2 SEM diagram of taro slices under different drying methods
2.3 复水率
复水率可以反映干燥引起的物料结构的变化。一般来说,复水率在一定程度上可以代表细胞和组织的微观结构状态和损伤程度[16-17]。图3列出了5种不同方法干燥的香芋片复水率。结果表明,RR由小到大依次为HAD、CU-HAD、FIRD、CU-FIRD和FD。方差分析结果表明,不同干燥方式对RR有显著性差异(P<0.05)。
香芋片HAD后的RR值最低。在HAD过程中,香芋细胞和毛细血管收缩变形严重,同时在加热作用下,蛋白质、果胶等亲水性成分变化,失去吸水能力,导致复水率降低。FD生产香芋干片的RR值最高,是因为在FD过程中,物料中的水冻结形成冰晶,在低温高真空条件下直接升华为蒸气[18],形成疏松的多孔结构。因此FD干燥产物具有良好的复水性。
用FIRD和CU-HAD干燥的香芋片的RR值优于HAD干燥的香芋片。结合图2中的SEM照片可以看出,与单一HAD相比,FIRD或CU-HAD干燥的香芋切片的微观结构更疏松,微孔道更大。FIRD和CU都能缩短干燥时间和加热时间,降低蛋白质、果胶等亲水性成分的变性,有利于提高RR。CU-HAD干燥的香芋片RR值较FIRD相比更高,这是由于FIRD的加热温度更高,导致物料中一些组分的吸水能力有所降低。此外,CU-FIRD干燥香芋片的RR值仅比FD低13.25%,优于FIRD或CU-HAD,说明CU-FIRD可以减轻组织的收缩和细胞组织的损伤,从而提高RR值。
图3 不同干燥方式下香芋片的复水率
Fig.3 The rate of rehydration of taro flakes under different drying methods
注:不同字母代表差异显著(P<0.05)(下同)
2.4 硬度
香芋在不同干燥方式下的硬度如图4所示。方差分析结果表明,5种干燥方式对香芋片硬度的影响有显著性差异(P<0.05)。用HAD干燥的样品硬度最高,FD干燥的样品硬度最低。经CU-HAD、FIRD、CU-FIRD和FD干燥的香芋片硬度值分别比HAD干燥低20.25%、31.42%、37.97%和58.78%。
果蔬质构与细胞壁成分的完整性密切相关[19]。结合图2的SEM照片可以看出,由于冰在香芋样品中的直接升华作用,FD能产生最疏松的微观结构,因此香芋的组织结构得到了很好的保护,没有明显的收缩,硬度最低。而其他干燥方式由于水直接蒸发,会导致组织结构在干燥过程中有一定的收缩,从而使其硬度有所上升。与HAD相比,CU-HAD内部微孔增加;CU-FIRD较CU-HAD、FIRD相比,香芋干片内部产生了更多的微孔和疏松的组织,硬度值明显降低,这可能是由于CU-FIRD对香芋组织和结构的影响比单一的CU或FIRD更强,从而实现较低的硬度值。
2.5 色差
色差是果蔬最重要的性质之一[20]。不同方法干燥的香芋片L*、a*、b*和ΔE值如表1所示。方差分析结果表明,不同干燥方式对颜色参数有显著性差异(P<0.05)。
图4 不同干燥方式下香芋片的硬度
Fig.4 The hardness of the taro slices in different drying modes
香芋干粉的色差ΔE由小到大顺序为:FD、CU- FIRD、FIRD、CU-HAD和HAD。FD所得香芋片的ΔE 值最小,说明低温低压FD能有效抑制香芋片的色泽劣化。经HAD干燥所得香芋的ΔE值最高。施加超声后的CU-HAD所得香芋的ΔE比HAD所得ΔE小12.67%,说明CU-HAD可以在不升温的情况下缩短干燥时间,进而减少褐变时间及降低色变程度;CU-FIRD的ΔE值分别比CU-HAD和FIRD低39.86%和9.23%,仅比FD的ΔE值高出10.26%,说明采用CU-FIRD干燥的香芋片色泽优于CU-HAD、FIRD干燥的香芋片的色泽,接近FD。香芋含有丰富的酚类物质和多酚氧化酶,在酶的氧化作用下容易褐变。在HAD过程中,由于干燥时间较长,酚类化合物与氧气接触时间相应较长,不可避免地会发生酶促褐变反应。CU-HAD能缩短加热时间和酚类化合物的氧化时间,进而减少酶促氧化褐变。此外,FIRD干燥过程中的加热在一定程度上对酶失活有积极作用,这也有助于保护颜色[21]。CU-FIRD过程中,CU和FIRD的优点相结合,可以进一步缩短脱水时间和加热时间,从而更好地保护香芋干片的色泽。
表1 不同干燥方式下香芋片的颜色值
Table 1 Color parameters of taro slices in different drying modes
干燥方式L∗a∗b∗ΔE鲜样81.64±0.086b4.52±0.045b6.99±0.168a-HAD75.48±0.627d5.54±0.26d5.01±0.074c6.55±0.581aCU-HAD76.09±0.432d5.39±0.13a5.92±0.218b5.72±0.462aFIRD78.78±0.1c4.80±0.199b4.53±0.348d3.79±0.305bCU-FIRD78.30±0.415c4.33±0.235b6.20±0.228b3.44±0.351bFD84.16±0.073a2.68±0.078c7.04±0.029a3.12±0.08b
注:不同字母代表差异显著(P<0.05)；-表示无数值
2.6 多糖
多羟基化合物多糖是香芋的主要营养成分之一,在高温有氧的条件下多糖会与氧气结合发生氧化,破坏其活性[22]。不同方法干燥的香芋片的多糖含量如图5所示,方差分析结果表明不同干燥方式引起的多糖含量差异显著(P<0.05)。在5种干燥方式中,HAD法干燥的香芋片多糖含量最低,原因是干燥时间长,多糖与氧气结合,活性遭到破坏。FD干燥的香芋多糖含量最高,说明低温低压的FD能够很好地保护香芋所含多糖。用CU-HAD法干燥香芋片的多糖含量比单一HAD法高6.86%,说明在HAD中应用CU可以在不增加温度的情况下加速脱水,缩短干燥时间,减少多糖降解反应时间,有利于多糖的保留。虽然FIRD在干燥过程中加热可以在一定程度上提高样品的温度,进而加速多糖的氧化降解速度,但FIRD提供的能量也可以使香芋水分含量迅速下降,大大提高了干燥速度,缩短了加热和氧化时间,从而提高了多糖的保存率。CU-FIRD处理香芋的多糖值比CU-HAD和FIRD分别高65.02%、16.01%,比FD法低24.30%。结果表明,与单一CU和FIRD相比,CU-FIRD能够有效地减少多糖的降解和损失。
图5 不同干燥方式下香芋片的多糖含量
Fig.5 Polysaccharide content of taro slices under different drying methods
2.7 黄酮
黄酮能够有效去除体内的氧自由基,在受热时易发生氧化反应[23]。不同干燥方式对香芋片黄酮含量的影响结果如图6所示。由图6可以清楚地看出,黄酮含量从高到低的顺序如下:FD、CU-FIRD、FIRD、CU- HAD、HAD。方差分析结果表明,不同干燥方式引起的黄酮含量差异显著(P<0.05)。FD由于在低温低压下进行干燥,黄酮活性明显降低,也难以和氧气发生反应,从而得到最高的黄酮保留量。香芋片在HAD过程中,由于长时间受热,导致黄酮与氧气反应,氧化严重,造成较大损失,致使其黄酮含量最低。经CU-HAD处理的香芋片黄酮含量比HAD高12.77%,这是因为CU-HAD可以促进传质,加快水分扩散,在不增加温度的情况下缩短干燥时间。经FIRD干燥的香芋片黄酮含量比HAD高14.60%,这是由于FIRD可以将能量直接辐射到物料内部,大幅缩短干燥时间,减少黄酮与氧气发生反应,降低香芋片中黄酮的损失。CU-FIRD的黄酮含量比CU-HAD和FIRD干燥香芋片的黄酮含量高6.47%、4.78%,比单一HAD干燥的香芋片的黄酮含量高20.07%,说明在干燥过程中CU-FIRD可以更快地达到干燥终点,减少黄酮的氧化损失,也表明和单一采用CU或FIR相比,联合应用CU和FIR可以很好地保护香芋片中的黄酮物质。
图6 不同干燥方式下香芋片的黄酮含量
Fig.6 Flavonoid content of taro flakes under different drying methods
2.8 多酚
香芋具有良好的抗氧化活性,其发挥作用的主要成分是酚类化合物[24]。不同方法干燥所得香芋片的多酚含量如图所示。方差分析结果表明,不同干燥方式引起的多酚含量差异显著(P<0.05)。酚类化合物具有很高的活性,在干燥过程中很容易被氧化[25]。FD所得多酚含量最高,说明低温低压的干燥环境能较好地阻止酚类物质的氧化降解。在HAD过程中,香芋中的酚类化合物长时间与氧气接触,氧化严重,多酚损失大。经CU-HAD处理的香芋片干燥时间缩短,多酚氧化程度有所缓解,其多酚含量比HAD高12.08%。FIRD能缩短干燥时间,抑制酶的活性,降低香芋中酚类物质的氧化损失,经FIRD干燥的香芋片多酚含量比HAD高13.53%。CU-FIRD干燥香芋片的多酚含量虽然低于FD,但高于CU-HAD和FIRD,说明与单一的应用CU或FIRD相比,在干燥过程中使用CU-FIRD可以更好地减弱氧化反应,保护香芋中的酚类物质,获得较高的营养保留率。
图7 不同干燥方式下香芋片的多酚含量
Fig.7 Polyphenol content of taro tablets under different drying methods
2.9 DPPH自由基清除率
图8 给出了不同干燥方式中香芋片多酚提取物在不同质量浓度下的DPPH自由基清除率。由图8中可以看出,FD的多酚提取物对DPPH自由基的清除活性最强,后依次是CU-FIRD、FIRD、CU-HAD,HAD干燥的香芋片多酚提取物DPPH自由基清除率最低。方差分析结果表明,不同干燥方式对香芋的抗氧化活性有显著性差异(P<0.05)。CU-FIRD对香芋DPPH自由基的清除活性最接近FD,高于CU- HAD和FIRD,远高于传统HAD,表明采用CU-FIRD可以有效提高香芋片的抗氧化活性。
图8 不同干燥方式下香芋片的DPPH自由基清除率
Fig.8 DPPH free radical removal rate of taro chips in different drying modes
3 结论与讨论
本研究对比了HAD、CU-HAD、FIRD、CU-FIRD和FD 5种干燥方式对香芋片物理和营养品质的影响。FD的品质特性最好,但所需干燥时间最长;在HAD过程中施加CU或FIR均能够提高脱水速率、缩短干燥时间,而同时采用CU和FIRD的CU-FIRD这一联合干燥方式可以实现更快的干燥速率。香芋片在HAD后细胞收缩严重,结构致密,施加CU或FIR后均有利于微细孔道的扩张。在CU-FIRD过程后,气孔扩大,形成许多新的微孔道,微观结构更加疏松,表明将CU和FIR相结合更有利于保护多孔结构。用CU-HAD或FIRD干燥的香芋,其色差值明显小于单一HAD,但高于CU-FIRD。在5种干燥方式中,CU-FIRD处理香芋的多糖、黄酮及多酚含量均高于CU-HAD和FIRD,接近FD,HAD营养成分含量最低。FD对DPPH自由基的清除率最强,其次是CU-FIRD,CU-HAD和FIRD进一步降低,HAD抗氧化活性最差。干燥速率评价顺序为:CU-FIRD>FIRD>CU- HAD>HAD>FD;产品品质评价顺序为:FD>CU-FIRD>FIRD>CU-HAD>HAD。
综上所述,在干燥过程中应用CU-FIRD可以明显提高脱水率,提高产品品质,与单一采用CU或FIR相比能够实现更好的干燥强化效果。FD和CU-FIRD都能很好地保护产品品质。与FD生产周期长、能耗高相比,CU-FIRD脱水速度快、操作方便,更适合香芋干制品的生产加工。
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