压差闪蒸联合干燥对不同品种鲜枣脆片品质的影响

枣(Ziziphus jujuba Mill.)是鼠李科枣属植物枣树的果实,是我国特色优势果树作物,因富含维生素C、总酚、黄酮、多糖、膳食纤维等活性物质,兼具营养价值与药食同源属性,在现代食品加工领域具有极高开发价值[1]。但鲜枣由于水分含量高,代谢旺盛,采后易失水软化、腐烂变质,造成显著的经济损失。因此,干燥加工成为延长其货架期的关键手段,然而传统干制技术如热风干燥等虽能解决保鲜难题,却常导致营养成分流失、质构劣变,难以满足当前高品质产品的开发需求[2]。

为破解传统加工的局限,压差闪蒸联合干燥(以下简称为压差干燥)技术作为新型环保节能的非油炸加工技术逐渐受到关注。毕金峰等[3]对该技术进行研究后发现,通过升温加压后瞬间泄压实现水分快速气化,既能使产品形成多孔酥脆结构,又能较好保留原料营养特性。此外,压差干燥技术还具有干燥时间短、能耗低、产品复水性好、色泽稳定性强、无油脂添加等优势,且设备操作可控性强,适用于多种果蔬原料的标准化加工,并且已有相关成果明确了该技术对不同成熟度枣原料的适用性及产品品质调控机制。针对完熟期红枣的研究表明,变温压差膨化干燥能够显著提升枣粉的玻璃化转变温度,从而增强其贮藏稳定性[4],且相较于其他干燥方式,该技术制备的枣粉表现出更优的溶解性和色泽品质[5-6]。通过响应面法优化工艺参数,可有效提升冬枣脆片的膨化度和感官品质[7],并能更好地保留其挥发性芳香成分,形成独特的风味特征[8]。针对脆熟期鲜枣,压差干燥技术展现出对产品理化和营养品质的良好保留效果,能够改善脆片的质构特性,且不同干燥方式的对比研究证实,该技术加工的鲜枣脆片在微观结构和品质保持方面具有优势。此外,联合不同前处理工艺可进一步优化压差干燥效果,提升红枣脆片的综合品质[9-10]。Wang 等[11]研究了热风干燥、真空冷冻干燥、中短波红外干燥和压差干燥等干燥方式对鲜枣脆片品质的对比分析,研究表明压差干燥所得的鲜枣脆片具有更优良的微观结构,其在质构特性、色泽维持及营养品质保留方面表现最佳,综合效果优于其他几种干燥方法。我国红枣品种资源丰富,产品品质受原料品种、产区等不同因素的影响。现有研究虽证实压差干燥对枣脆片的色泽、脆度及活性成分保留有积极作用,但研究对象多聚焦于新疆灰枣等完熟期红枣品种或者单一的鲜枣品种,不同品种鲜枣的加工特性及其品质影响等还未见相关报道。

本研究选取了山西产区的冷白玉枣、临汾冬枣、六月鲜枣、板枣、木枣、壶瓶枣等6 种代表性鲜枣原料,系统测定了鲜枣及压差干燥后的枣脆片的总糖、总酚、维生素C 等理化指标及色泽质构指标,采用相关性分析、偏相关分析和主成分分析探究品种特性内在关系,为推动鲜枣脆片加工提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

实验所用枣取自山西省农业科学院果树研究所国家枣葡萄种质资源圃(太谷,2025 年),均选择无病虫害、无机械损伤、成熟度一致的脆熟期鲜枣,测定相关指标。

苯酚、浓硫酸、浓盐酸、氢氧化钠(均为分析纯),国药集团化学试剂有限公司;葡萄糖标准品(纯度≥98%),购自上海源叶生物科技有限公司;维生素C、总酚、总黄酮试剂盒,苏州格锐思生物科技有限公司。

1.2 仪器与设备

DHG-9123A 电热鼓风干燥箱,上海精宏实验设备有限公司;WZB45 数显折光仪,上海精密科学仪器有限公司;DK-S26 电热恒温水浴锅,上海精宏实验设备有限公司;TA.XTC-18 质构仪,上海保圣实业发展有限公司;Varioskan Flash 酶标仪,美国Thermo Scientific 公司;JP-150 高速多功能粉碎机,永康久品工贸有限公司;Metrohm 907 Titrando 自动电位滴定仪,瑞士Metrohm 公司;Digieye 电子眼,法国Alpha MOS公司;SU8010 冷场发射扫描电子显微镜,日本HITACHI 公司;压差闪蒸膨化设备,山东诸城市众工机械有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 原料预处理

分别选取形状、大小相近的冷白玉枣、临汾冬枣、六月鲜枣、板枣、木枣、壶瓶枣,用自来水进行清洗后沥去水分,去核器去核,横切为5 mm 左右均匀枣片备用。

1.3.2 干燥工艺流程

经预实验优化确定热风-压差干燥加工鲜枣片的工艺条件为：热风预干燥(60 ℃,3 h),压差干燥(膨化温度95 ℃,膨化时间15 min;抽空温度70 ℃,抽空时间40 min)。

采用电子眼对压差干燥前后鲜枣片的L*、a*、b*值进行测定,每个样品进行6 次平行实验。 L*为亮度值、a*为红绿值、b*为黄蓝值、ΔE 为色差值。ΔE 的计算如公式(1)所示[12]：

式中：L0,a0和b0分别为对照组鲜枣片的亮度值、红绿值和黄蓝值。

采用TA.XTC-18 质构仪测定压差干燥前后鲜枣片硬脆度[13-14]。测定模式为全质构模式,探头型号为TA/2 柱型探头,测试前速率为2 mm/s,测试中速率为1 mm/s,测试后速率为2 mm/s,触发力为5 g,压缩距离为样品高度50%,每个样品进行10 次平行测定。通过探头压缩样品时所记录的最大力来表征样品的硬度,单位为N;通过样品脆裂发生时的力来表征样品脆度,单位为N。

1.3.5 可滴定酸含量测定

采用电位滴定法进行可滴定酸的测定[15]。称取250 g 样品,放入高速多功能粉碎机内,加入与样品等量蒸馏水,粉碎1 ～2 min。称取匀浆50 g,用100 mL蒸馏水洗入250 mL 容器瓶,将其置于恒温水浴锅中加热30 min,取出冷却后,进行定容过滤。可滴定酸含量计算如公式(2)所示：

式中：B：可滴定酸含量,mmol/100 g;c：标准溶液摩尔浓度,mol/L;V1：滴定时所消耗的NaOH 标准溶液体积,mL;V0：吸取滴定用的样液体积,mL;m：试样质量,g;250：试样浸提后定容体积,mL。

1.3.6 可溶性固形物含量测定

取试样可食部分,用高速多功能粉碎机捣成匀浆,过滤,滤液待测。先用蒸馏水校准数显折光仪,滴加2 ～3 滴样液,读取读数[16]。

采用苯酚-硫酸法进行测定[17],精确称量0. 2 g枣粉置于50 mL 离心管中,加入2 mL 浓度为6 mol/L的HCl 溶液,加20 mL 蒸馏水,振荡摇匀,在96 ℃的水浴锅中水浴2 h,冷却后加入2 mL 浓度为6 mol/L的NaOH 溶液,振荡摇匀后倒入50 mL 离心管,于10 000 r/min 离心15 min,最后用蒸馏水定容至50 mL。梯度稀释100 倍,取定容液1 mL,加入1 mL 质量分数为5%的苯酚溶液及5 mL 质量分数为98%的浓硫酸,立刻摇匀,冷却至室温后静置20 min,在490 nm波长下测吸光度,以葡萄糖为标准品绘制标准曲线确定总糖含量。

1.3.8 生物活性物质测定

总酚、黄酮、维生素C 均采用试剂盒法进行测定。其中,总酚采用福林酚法;黄酮采用NaNO2-AL(NO3)3-NaOH 显色法;维生素C 凭借其还原性抗坏血酸的作用,可将三价铁离子还原为二价铁离子,后者与红菲咯啉反应会生成红色络合物,该络合物在534 nm 波长处具有特征吸收峰。

1.3.9 扫描电镜观察

压差干燥后的枣片经喷金处理后,在扫描电镜下采用放大100 倍数观察并采集图谱[18]。

1.4 数据处理

以上检测指标若无特殊说明均进行3 次重复实验,采用Excel 2010、Origin 2021、SPSS 进行数据处理分析以及作图。

2 结果与分析

2.1 鲜枣及压差闪蒸联合干燥鲜枣脆片色泽变化分析

压差干燥处理对6 个品种鲜枣脆片的色泽特性产生了显著影响,且品种间存在显著差异。如图1 所示,压差干燥前,鲜枣原料不同品种间的色泽特征呈现较大差异：L*值以冷白玉枣和六月鲜枣最高(分别为70.21 和68.53),显著高于其他品种(P ＜0.05);a*值以板枣最高(20.33),冷白玉枣最低(6.52),品种间差异显著(P ＜0.05);b*值则以冷白玉枣最高(26.81)(P ＜0.05),板枣最低(15.22)(P ＜0.05)。经压差干燥后,鲜枣脆片的色泽发生显著变化,具体表现为L*值普遍下降,a*值显著上升,b*值急剧降低,就L* 值而言,冷白玉枣在压差干燥后L* 值(60.22)仍显著高于其他品种(P ＜0.05),临汾冬枣L*值由压差干燥前的58. 68 降至50. 91,降幅适中(13.24%),虽低于冷白玉枣和六月鲜枣,但仍高于木枣(48.64),表明其亮度保持能力处于中等偏上水平。 a*值的变化最为显著,所有品种的a*值均大幅增加,其中板枣压差干燥后a*值(25. 62)显著高于其他品种(P ＜0.05),且增幅最大(20.65%),而冷白玉枣虽a*值最低(10.26),但相对增幅较大(36.45%),临汾冬枣a*值从15.83 增至21.39,红度的提升使其呈现出更为自然的色泽,避免了因过度褐变导致的色泽暗沉。所有枣品种压差干燥后b*值均显著下降,冷白玉枣降幅最大,由26.81 降至2.51,降幅达90.64%。从总色差ΔE 来看,冷白玉枣(25. 02)和六月鲜枣(24.17)的ΔE 值显著高于板枣(16.37)、木枣(18.87)和壶瓶枣(18.13)(P ＜0.05),说明前两者在压差干燥过程中发生的综合色泽变化更为剧烈,而后三者色泽变化相对稳定,而临汾冬枣的ΔE 值为20.24,介于剧烈变化的冷白玉枣(25. 02)与相对稳定的板枣(16.37)之间,表明其在色泽转变过程中既保留了干燥产品的典型特征,又未出现过度褐变。侯皓男等[10]研究发现,对比热风干燥、热泵干燥、真空冷冻干燥和压差干燥对红枣脆片品质的影响,压差干燥红枣脆片表面呈诱人的枣红色(ΔE =7.19),而热泵干燥的红枣脆片表面呈现亮白色(ΔE =1.24),这一变化与高温诱导的美拉德反应密切相关,证实了压差干燥会引起产品色泽向红褐色转变。 Li 等[19]研究发现,枣果在干燥过程中美拉德反应标志物(3-脱氧葡萄糖酮、N-ε-羧甲基赖氨酸和5-羟甲基糠醛)的积累与果肉颜色变化显著相关。王汉屏等[20]进一步证实,红枣加工过程中美拉德反应是主要非酶褐变反应,褐变度与5-羟甲基糠醛含量呈正相关。因此,压差干燥处理后产品具有亮度降低、红度增加、黄度下降的色泽特征,是美拉德反应诱导非酶褐变的典型表现。证实美拉德反应在干燥过程中对产品色泽的形成起重要作用。

2.2 鲜枣及压差闪蒸联合干燥鲜枣脆片营养成分变化分析

2.2.1 可滴定酸、可溶性固形物及总糖含量变化

压差干燥处理对6 个品种鲜枣的可滴定酸、可溶性固形物及总糖含量产生了显著影响,各指标的变化趋势及品种间差异明显。由表1 可知,压差干燥前,鲜枣原料的可滴定酸、可溶性固形物、总糖含量呈现较大的品种差异性：可滴定酸含量以壶瓶枣最高(75.48 mg/g),冷白玉枣最低(29.82 mg/g);可溶性固形物以壶瓶枣最高(29. 20%),六月鲜枣最低(18.74%);总糖含量以板枣最高(75.45%),六月鲜枣最低(56.39%)。经压差干燥后,鲜枣脆片的营养成分整体呈现“酸度略有下降、可溶性固形物含量上升”的趋势。具体来说,可滴定酸含量变化相对较小,所有品种压差干燥前后差异均不显著(P ＞0.05),主要是因为压差干燥过程中热效应对酸的破坏相对有限[21],其中壶瓶枣(73.83 mg/g)仍显著高于其他品种(P ＜0.05),且降幅最小,表现出较好的酸度保持能力;可溶性固形物含量普遍上升,除六月鲜枣、板枣外,其他品种压差干燥前后差异均显著(P ＜0.05),其中壶瓶枣可溶性固形物含量(33. 65%)显著高于其他品种(P ＜0.05),而六月鲜枣(20.22%)和木枣(21.92%)显著低于其他品种(P ＜0.05);总糖含量整体下降,这是因为枣中的糖类物质在压差干燥过程中会与氨基酸发生美拉德反应,消耗一部分糖分,导致总糖含量降低。其中板枣压差干燥后(70. 60%)仍显著高于其他品种(P ＜0.05),临汾冬枣压差后总糖含量(67.12%)仅次于板枣[22]。

2.2.2 生物活性物质变化

压差干燥处理后,6 个品种鲜枣脆片的维生素C、总酚及总黄酮含量均呈现不同程度的下降趋势,但品种间存在显著差异。由表1 可知,就维生素C 而言,木枣压差干燥前含量(4. 61 mg/g)显著高于其他品种(P ＜0. 05),但压差干燥后降幅最大(降幅72.67%,降至1.26 mg/g),冷白玉枣压差后维生素C含量最高(1.70 mg/g),高维生素C 初始含量的品种在热加工过程中往往损失率更高,熊卫东等[23]研究表明,不同品种枣果对热处理温度的响应存在显著差异,维生素C 的热稳定性与品种本身的细胞结构、抗氧化酶活性及酚类物质的协同保护作用密切相关,木枣可能因其细胞结构较为疏松或内源抗氧化保护系统较弱,导致维生素C 在高温处理时更易氧化降解,冷白玉枣可能具备更强的抗氧化酶系统或细胞壁结构对维生素C 的保护作用更强,从而在压差干燥过程中有效减缓了维生素C 的降解[24]。但总体来看,压差干燥后品种间维生素C 含量差异均不显著(P ＞0.05)。总酚方面,壶瓶枣压差干燥后含量(1.62 mg/g)显著低于其他品种(P ＜0.05),且降幅最大(67.92%),酚类物质对热极不稳定,在高温处理下易发生氧化聚合或与蛋白质、糖类结合,Zhu 等[25]研究表明,蒸制处理导致52 个枣品种总酚含量平均下降35. 86%,但考虑到品种间存在差异,壶瓶枣压差干燥前总酚含量为5.05 mg/g,处于中等水平,但其可溶性固形物含量较高(29.20%),而可溶性固形物成分主要为糖和氨基酸等,Han 等[26]研究表明,酚类物质可通过与氨基酸及糖类物质结合参与美拉德反应,从而导致其含量下降,故壶瓶枣压差干燥处理后总酚含量低且降幅最大。总黄酮含量的变化以木枣、壶瓶枣和临汾冬枣最突出：木枣压差干燥前含量(8.26 mg/g)显著高于其他品种(P ＜0.05),压差干燥后骤降至3.45 mg/g,损失率达58. 2%,壶瓶枣压差干燥后含量降至最低(0.68 mg/g),显著低于其他品种(P ＜0.05),降幅达80.5%,薛晓芳等[27]研究表明,不同枣种质果实中黄酮含量差异显著,而木枣类黄酮生物合成更旺盛,黄酮类物质积累更多,属于黄酮富集型品种,这解释了其压差干燥前总黄酮含量(8. 26 mg/g)显著高于其他品种的原因,Zhu 等[25]研究发现,对52 个枣品种进行蒸制处理,热加工处理使枣果黄酮含量显著降低,进一步解释了本实验木枣与壶瓶枣在压差干燥处理后黄酮含量降幅较大的原因,但部分其他品种表现出较好的加工稳定性,如,临汾冬枣压差干燥后含量仍保持较高水平(5. 92 mg/g),显著优于其他品种(P ＜0.05),保留率高达87.3%,表现出优异的热稳定性[25];六月鲜枣(3.55 mg/g)、板枣(3.89 mg/g)与除壶瓶枣、临汾冬枣外的品种对比差异均不显著(P ＞0.05)[28-29],Liu 等[30]研究发现,对枣果进行热处理后,枣果的总酚和总黄酮含量均显著增加,说明部分枣品种的黄酮类物质在热加工过程中并非单纯降解,而是可能发生转化或积累。

2.2.3 品种初始成分对美拉德反应及品质演变调控综合分析

总体而言,枣片在加工过程中,糖、酸、酚三类物质通过复杂的协同与拮抗作用,共同调控美拉德反应的进程及其产物谱,进而系统性地影响产品品质的演变路径。具体而言,糖类(尤其是还原糖)作为美拉德反应的必需底物,其种类与浓度直接决定产品的褐变程度[31];有机酸则通过维持较低的体系pH 值,在加工初期抑制美拉德反应速率以避免过度褐变[32];酚类物质强抗氧化性可清除反应中间体自由基,延缓褐变以保护色泽,同时酚类又能与美拉德反应中间产物发生竞位结合,不仅抑制类黑精的过度积累,还可能生成新的酚-糖加合物,改变产品的抗氧化活性[33]。三者并非独立作用,而是形成动态平衡：糖提供反应基础,酸通过pH 控制反应节奏,酚则在“促进”与“抑制”之间精细调节最终产物的组成。这一调控网络最终决定了枣片加工后色泽、质地的形成以及酚类的保留,体现了加工过程中底物、环境、活性成分协同决定产品品质定向演化的核心机制。

2.3 鲜枣及压差闪蒸联合干燥鲜枣脆片质构特性变化分析

压差干燥处理对不同品种鲜枣脆片的质构特性产生了显著影响,且品种间差异明显,这与马涛等[34]的研究结论一致。由图2 可知,压差干燥前,鲜枣原料的硬度和脆度整体较低,硬度为6. 51 ～11. 24 N,脆度为0.86 ～5.37 N;压差干燥后,所有品种的硬度和脆度均大幅上升,整体呈现出由柔软、低脆性向坚硬、酥脆转变的趋势。就硬度而言,板枣(11. 24 N)和六月鲜枣(9.84 N)压差干燥前硬度较高,但压差干燥后木枣(335.17 N)硬度跃居首位,且显著高于其他品种(P ＜0.05),表明其组织结构在干燥后变得最为致密坚硬[9];板枣压差干燥后硬度(312. 48 N)同样处于较高水平,而六月鲜枣(195. 64 N)和临汾冬枣(238.92 N)压差干燥后硬度相对较低,其中六月鲜枣显著低于其他品种。脆度方面,临汾冬枣压差干燥前脆度最高(5.37 N),板枣最低(0.86 N),但压差干燥后板枣(41. 33 N)、木枣(39.52 N)和壶瓶枣(43.28 N)的脆度均显著高于其他品种(P ＜0.05),临汾冬枣次之(28.75 N);冷白玉枣、六月鲜枣压差干燥后脆度相对较低且彼此无显著差异。总体而言,木枣在压差干燥后硬度最高,板枣和壶瓶枣次之,但该三个品种脆度显著高于其他品种,产品呈现硬脆型,临汾冬枣压差干燥后硬度较低,但脆度高于冷白玉枣、六月鲜枣,产品呈现酥脆型。六月鲜枣的硬度和脆度在压差干燥后均处于较低水平,变化相对平缓。

2.4 压差闪蒸联合干燥鲜枣脆片微观结构分析

采用扫描电镜在放大100 倍数下对压差干燥后鲜枣脆片的微观结构进行测定,结果如图3 所示。不同品种鲜枣脆片的微观结构呈现出明显差异,这与产品的质构特性密切相关。冷白玉枣(图3-a)的微观结构较为致密,组织排列紧密,孔隙数量较少且分布不均,内部结构未形成理想的蜂窝状多孔网络,这与其相对较低的脆度和较高的硬度相对应。临汾冬枣(图3-b)的微观结构表现出优异的疏松多孔特征,结构完整且形成均匀的蜂窝状网络结构,孔隙大小一致、分布均匀,组织膨胀充分,这种理想的多孔结构有利于水分快速逸出,同时赋予产品良好的酥脆质地,与其较低的硬度和相对较高的脆度相吻合。六月鲜枣(图3-c)的微观结构虽有一定程度的膨化,但孔隙分布不均匀,部分区域仍保持致密状态,整体结构疏松度不及临汾冬枣。板枣(图3-d)的微观结构较为致密,孔隙虽多,但组织壁较厚且排列紧密。木枣(图3-e)的微观结构呈现一定的多孔特征,但孔隙大小不一,组织膨胀程度不均匀,部分区域存在结构塌陷现象。壶瓶枣(图3-f)的微观结构表现出一定的疏松性,但孔隙结构不均匀,部分区域较为致密,连通性较差,整体结构的均匀性有待提高。综合比较各品种的微观结构特征,临汾冬枣(图3-b)在压差干燥后形成了最为理想的均匀蜂窝状多孔结构,细胞组织膨胀充分,组织壁薄、孔隙分布均匀且连通性好,这种微观结构为其优异的酥脆口感提供了结构基础。

2.5 压差闪蒸联合干燥鲜枣脆片综合分析评价

压差干燥处理对鲜枣脆片品质的影响是多因素综合作用的结果。首先,高温条件促进了美拉德反应的发生,导致色泽从橙黄色向红褐色转变,同时消耗了部分还原糖。其次,特殊的闪蒸机理形成了多孔结构,赋予产品独特的质构特性;但同时高温和氧化作用导致热敏性成分如维生素C、多酚类物质的损失。为进一步探究各品质指标之间的内在关联,采用相关性分析对压差干燥前后鲜枣脆片的色泽、营养成分及质构特性进行综合评价,以揭示指标间的相关关系。在此基础上,进行偏相关分析,并针对压差干燥后的产品与主成分分析,识别影响品质的主要潜在因子,对不同品种鲜枣脆片的进行综合评分与排序,从而明确压差干燥对不同品种鲜枣脆片的品质影响。

2.5.1 相关性分析

对压差干燥前后鲜枣脆片的色泽、质构、理化与营养等11 个品质指标进行Pearson 相关性分析,如图4所示,各指标间存在显著的交叉相关性。从色泽指标来看,压差干燥后枣脆片的L*值与压差干燥前鲜枣的L*值呈极显著正相关(P ＜0.01),说明鲜枣原料的亮度越高,压差干燥后产品的亮度越高,原料基础色泽对最终产品亮度起决定性作用;压差干燥后枣脆片的a*值与压差干燥前鲜枣的a*值呈极显著正相关(P ＜0.01),与压差干燥前鲜枣的b*值呈极显著负相关(P ＜0.01),这是因为压差干燥过程伴随着美拉德反应的发生导致产品褐变[10],而鲜枣原料b*值越高,压差干燥后产品a*值越低,是因为b*值的下降与a*值的上升往往是同步发生的,当黄色素(主要为β-胡萝卜素)发生降解或异构化时,黄色的显现程度降低,同时褐变反应生成的红棕色物质增加,导致a*值上升[35];压差干燥后枣脆片的b*值与压差干燥前鲜枣的可滴定酸含量、可溶性固形物含量均呈显著负相关(P ＜0. 05),原因在于接近中性的pH 值和压差过程较高的温度会促进非酶褐变,导致褐变产物掩盖了黄色调[36]。从营养成分指标来看,压差干燥后枣脆片的可滴定酸含量与压差干燥前鲜枣的可滴定酸含量呈极显著正相关(P ＜0.01),压差干燥后枣脆片的可溶性固形物含量与压差干燥前鲜枣的可溶性固形物含量呈极显著正相关(P ＜0.01),说明鲜枣原料的可滴定酸、可溶性固形物含量越高,压差干燥后对应指标的保留量越高;压差干燥后枣脆片的维生素C 含量与压差干燥前鲜枣的可滴定酸含量呈极显著负相关(P ＜0.01),原因在于压差干燥处理会导致鲜枣中维生素C 等生物活性成分的降低[37];压差干燥后枣脆片的总糖含量与压差干燥前鲜枣的a*值呈显著正相关(P ＜0.05),与压差干燥前鲜枣的总糖含量呈极显著正相关[38](P ＜0. 01);压差干燥后枣脆片的总酚含量与压差干燥前鲜枣的可溶性固形物含量呈显著负相关(P ＜0.05),可能是因为高可溶性固形物意味着更丰富的糖类底物,在高温压差干燥过程中促进美拉德反应,而酚类物质具有较强的抗氧化活性,作为反应抑制剂被消耗[39],导致最终产品中总酚含量降低;压差干燥后枣脆片的总黄酮含量与压差干燥前鲜枣的各基础指标均无显著相关性,说明压差干燥后总黄酮的保留情况受原料基础指标的影响较小,可能更多受压差干燥工艺参数的调控。从质构指标来看,压差干燥后枣脆片的硬度、脆度均与压差干燥前鲜枣的b*值呈显著负相关(P ＜0.05),这是因为高b*值原料细胞结构完整致密,在闪蒸过程中形成的多孔结构较少,因此压差干燥后产品硬度和脆度较低,而低b*值原料更易在闪蒸过程中形成疏松多孔结构,从而获得更高的硬度和脆度[40]。

2.5.2 偏相关分析

为进一步排除干扰因素的影响,在Pearson 相关性分析的基础上进行偏相关分析。总糖在枣片压差干燥过程中发挥重要作用[10]：作为美拉德反应底物参与色泽变化,同时也消耗糖类物质;影响水分活度与玻璃化转变温度,调控质构形成;可能通过氢键保护热敏性成分,降低其氧化降解。因此,总糖含量可能同时影响多对变量关系,以压差干燥前后总糖含量作为控制变量,排除其共同影响,探究变量间是否存在独立于糖含量的真实关系。由表2 可知,控制压差干燥后总糖含量,压差干燥后维生素C 含量与硬度的偏相关系数为-0.674(P ＞0.05),不显著,两者无独立线性相关。压差干燥后总酚含量与总黄酮含量的偏相关系数为0.671(P ＞0.05),亦不显著。对于原料指标与产品指标的交叉关系,压差后维生素C含量与压差干燥前可滴定酸含量的偏相关系数为-0.959(P ＜0.05),呈极显著负相关,表明原料酸度对维生素C 保留的负面影响独立于糖分。压差干燥后总酚含量与压差干燥前可溶性固形物含量的偏相关系数为-0.929(P ＜0.05),仍呈显著负相关,表明可溶性固形物中除糖类物质外的成分(如有机酸)可能同样参与酚类物质的消耗。压差干燥后a*值与压差干燥前b*值的偏相关系数为-0.875(P ＞0.05),接近显著水平,表示原料黄色素含量与产品红绿度存在较强的负向趋势。

综上,偏相关分析揭示了压差干燥过程中部分品质指标间的相关关系,特别是原料酸度与产品维生素C 保留、可溶性固形物与总酚保留之间的负向关联独立于总糖含量,为后续工艺调控提供了理论依据。

2.5.3 主成分分析

由于样本品质指标间存在量纲和数量级的差异,参照Kavdir 等[41]的方法,对所测定样本的原始数据进行标准化处理。为探究压差干燥后6 个品种枣脆片品质指标间的整体结构差异并识别主要潜在因子,本研究对色泽、营养、质构3 个维度的9 项品质指标进行主成分分析。色泽方面选取压差干燥前后ΔE作为代表性指标;营养成分方面选取可滴定酸含量、可溶性固形物含量、维生素C 含量、总糖含量、总酚含量、总黄酮含量6 项指标;质构特性方面,选取硬度、脆度2 项指标。

以特征值大于1 为提取标准,共提取3 个主成分。如表3 所示,累计方差贡献率达94.065%,说明前3 个主成分能够解释原始9 项品质指标94.065%的信息量,分析结果具有较高代表性。第一主成分(PC1)的方差贡献率为58.642%,反映“酥脆口感”与“营养成分保留”之间的工艺权衡。载荷分析显示,脆度(0.937)、硬度(0.790)、可滴定酸含量(0.914)在PC1 正向上载荷较高,而ΔE 值( -0.800)、维生素C( -0.827)、总酚含量( -0.701)、总黄酮含量( -0.639)在负向上载荷较高,表明在压差干燥过程中,酥脆度高的产品伴随着更剧烈的色泽变化和更高的营养损失。左晓婷等[42]研究表明,随着烘干温度升高和时间的延长,灰枣还原糖、蔗糖、纤维素和淀粉含量升高,但硬度、内聚性呈先下降再上升趋势,该研究直接证明了干燥过程中质构指标与营养指标存在关联变化,与本研究吻合。第二主成分(PC2)的方差贡献率为22.671%,反映了“活性成分与糖类物质的协同积累”。载荷较高的指标为总黄酮含量(0.650)和总糖含量(0.630),二者在PC2 上同向分布,表明在压差干燥后的产品中,总黄酮与总糖的保留具有协同性。郝慧敏等[43]研究表明,总糖与总黄酮、多酚等活性成分在主成分载荷矩阵中具有协同贡献,结论与本研究相符。第三主成分(PC3)的方差贡献率为12.752%,载荷较高的指标为可溶性固形物含量(0.617),表明该指标在品质评价中具有相对独立的贡献,反映了产品中可溶性糖、有机酸等小分子物质的综合含量。

根据标准化后的各品质指标与因子载荷矩阵计算各品种的主成分得分及综合得分。如表4 所示,综合得分越高,表明该品种在压差干燥后的综合品质表现越优。 6 个品种的综合得分从高到低排序为：临汾冬枣(0.533) ＞冷白玉枣(0.513) ＞板枣(0.507) ＞壶瓶枣(0.369) ＞木枣(0.165) ＞六月鲜枣(0.164)。综合主成分分析结果,临汾冬枣在压差干燥后的综合品质表现最佳,综合得分排名第一(0.533)。

3 结论

本研究以山西产区冷白玉枣、临汾冬枣、六月鲜枣、板枣、木枣、壶瓶枣等6 个品种的脆熟期鲜枣为原料,采用压差干燥技术加工鲜枣脆片,系统分析了不同品种鲜枣及其对应脆片的色泽、营养成分、质构特性及微观结构,并结合相关性分析、偏相关分析与主成分分析,探讨了压差干燥对不同鲜枣品种脆片品质的影响。压差干燥处理显著提高产品的色泽a*值,产品酥脆性显著提升。相关性分析与偏相关分析结果表明：原料色泽(L*值、a*值)、可滴定酸含量、可溶性固形物含量、总糖含量与成品对应指标均呈极显著正相关(P ＜0.01);原料b*值与成品硬度、脆度呈显著负相关(P ＜0.05);原料酸度对产品维生素C 保留、可溶性固形物对总酚保留的负向影响独立于总糖含量。通过主成分分析获得不同品种鲜枣脆片的综合得分排序为：临汾冬枣(0. 533) ＞冷白玉枣(0.513) ＞板枣(0. 507) ＞壶瓶枣(0. 369) ＞木枣(0.165) ＞六月鲜枣(0.164),表明临汾冬枣处理后综合品质最优。综上,压差干燥技术在不同品种鲜枣脆片加工中表现出良好的适用性,不同品种对产品品质具有显著影响。本研究结果为鲜枣脆片加工原料的定向筛选及工艺优化提供了理论依据与技术支撑。

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