辣椒是茄科一年生草本植物,深受食辣人群的喜爱,在全球范围内被广泛种植。小米椒(Capsicum frutescens L.)是一种重要的的辣椒品种,不仅可以作为调味品增添食物的风味,还因其独特的辣度和丰富的生物活性成分而闻名[1]。辣椒中富含有益健康的天然化学物质,辣椒碱能够调节代谢紊乱,还具有抗肿瘤和抗菌作用[2],辣椒红色素具有抗肥胖作用[3]。辣椒中还具有抗氧化特性成分,包括辣椒碱、维生素、类胡萝卜素、酚类化合物和黄酮类化合物[4]。水果和蔬菜在采摘后保质期很短,会发生一系列化学和物理变化导致腐烂[5],新鲜小米椒也是如此,会造成营养成分的损失,因此需要一种合适的干燥方式延长其保质期。现阶段,已经有多种干燥技术应用于辣椒干燥,如热风干燥、微波干燥、红外干燥、真空冷冻干燥(vacuum freeze drying,VFD)和太阳能干燥[6]。但部分干燥辣椒的方法存在效率低、营养成分损失大和品质变差等缺点。尤其是在高温条件下,对流干燥阶段抗坏血酸、酚类、类黄酮和糖苷等生物活性成分会与氧气发生反应从而分解[7]。因此,需要找一种合适的干燥方法来加工辣椒,减少辣椒营养品质的损失。热泵干燥(heat pump drying,HPD)已经被广泛应用于各类果蔬干燥加工,虽然具有节能、环境友好等优点,但仍存在受热不均、干燥速率低等缺点[8]。VFD通过在低温和真空环境下进行干燥,避免了高温对营养成分的破坏,能够最大程度地保留果蔬中的营养成分[9],但高能耗和干燥效率低等缺点限制了VFD的应用[10]。远红外干燥(far infrared radiation drying,FIRD)技术是一种新兴的干燥方法,近年来在食品工业中得到了广泛应用。FIRD能够显著提高干燥速率,缩短干燥时间,从而提高生产效率,但是红外功率、强度、温度和距离等参数显著影响干燥效果,稍有不慎可能导致产品质量下降[11]。单一的干燥技术往往在技术方面存在缺陷,联合使用干燥技术能够弥补单一干燥技术的不足[12]。
使用远红外技术辅助热泵(far infrared radiation combined heat pump drying,FIR-HPD)干燥物料,能够解决单一热泵干燥时受热不均的问题,提高干燥效率[13]。AKTA
等[14]使用红外技术辅助热泵烘干胡萝卜,发现相较于单一热泵干燥,红外联合热泵系统的热扩散率更高,温度均匀性更好。因此结合其他干燥技术使用,可以进一步优化其性能和应用范围。在现有研究中,已经有研究发现FIR-HPD技术能应用于果蔬产品的加工,魏依馨等[15]通过FIR-HPD技术干燥香椿叶,发现该加工方式能显著缩短干燥时间,且能较好地保持产品的品质,更符合实际生产。宋小勇[16]发现与单一的热泵干燥加工相比较,FIR-HPD能增加铁棍山药的水分有效扩散系数和硬度,具有较好的干燥产品品质。
目前有关于FIR-HPD技术加工辣椒的研究报道较少。本实验采用VFD、HPD、FIRD和FIR-HPD这4种干燥方式干燥小米椒,对小米椒的干燥特性、色泽、褐变度、复水比、硬度、营养指标(辣椒碱、辣椒红色素、类胡萝卜素、抗坏血酸、总酚和总黄酮)、挥发性风味物质和抗氧化指标(DPPH自由基、ABTS阳离子自由基和羟自由基清除率)进行综合评价。综合分析比较4种干燥方式对小米椒干燥制品的品质影响,为辣椒的干燥加工产业化发展提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
新鲜小米椒,浙江杭州当地市场;辣椒碱标准品、辣椒红色素标准品、芦丁和没食子酸均为色谱纯,上海源叶生物科技有限公司;盐酸、丙酮和过氧化氢均为分析纯,江苏永华化学股份有限公司;DPPH,北京索莱宝科技有限公司;福林酚试剂(生物技术级)、无水乙醇、亚硝酸钠、钼酸钠、氢氧化钠、甲醇、碳酸钠、亚硝酸钠、硝酸铝、过硫酸钾、水杨酸和硫酸亚铁均为分析纯,上海麦克林生化科技股份有限公司。
1.2 仪器与设备
JG-KHR-4远红外-空气能热泵烘干机,浙江金光新能源设备科技有限公司与浙江省农业科学院共同开发;FreeZone 2.5 Plus真空冷冻干燥机,美国LABCONCO公司;ReadMax 1900光吸收全波长酶标仪,上海闪谱生物科技有限公司;CM-5色差仪,日本Konica Minolta公司;Avanti J-E离心机,美国BECKMAN COULTER有限公司;Fox 3000嗅味检测器,法国ALPha MOS仪器公司;Flavour Spec1H1-00053气相色谱-离子迁移谱联用仪(gas chromatography-ion mobility spectrometry,GC-IMS),德国G.A.S公司。
1.3 实验方法
1.3.1 原材料处理
为了确保后续实验操作的准确性和可靠性,选择成熟度一致、大小均一和色泽均匀的小米椒作为实验材料,使用清水洗净,并使用干净的毛巾吸去水分。
1.3.2 干燥条件
通过预实验确定以下干燥工艺:
VFD:将处理后的小米椒均匀平铺于真空冷冻干燥机中,温度为-80 ℃、真空度1.0 Pa。
HPD:将处理后的小米椒均匀平铺于热泵烘干机中,温度为65 ℃。
FIRD:将处理后的小米椒均匀平铺于远红外烘干机中,温度为65 ℃,远红外功率800 W,辐射距离10 cm。
FIR-HPD:将处理后的小米椒均匀平铺于远红外-空气能热泵烘干机中,设备如图1所示,远红外功率800 W,辐射距离10 cm,温度为65 ℃,全程热泵辅助干燥,温度为65 ℃。所有干燥方式均2 h取1次样,测定样品的质量,直至2次测定结果不变,停止干燥。
1-远红外加热管;2-控制操作屏;3-干燥室;4-挡风板;5-内循环风机;6-冷凝器;7-压缩机;8-蒸发风机;9-蒸发器
图1 远红外-空气能热泵烘干机设备图
Fig.1 Far infrared-air energy heat pump dryer equipment diagram
1.3.3 干燥指标的测定
1.3.3.1 干基含水率和干燥速率的测定
参考李丽等[17]的方法测定干基含水率和干燥速率,并稍作修改,干燥过程中每隔2 h称重,并按公式(1)和公式(2)分别计算干基含水率和干燥速率:
(1)
式中:Mt,t时刻的干基含水率,Gt,t时刻小米椒的质量,g;Gg,小米椒干燥结束时的质量。
(2)
式中:Dr,t时刻的干燥速率,g/(g·min);Δt,2次测定间隔的时间,min;Mt,t时刻的干基含水率,%;Mt+Δt,t时刻后Δt时的干基含水率,%。
1.3.3.2 复水比的测定
参考宋新斌等[18]的方法测定复水比,并稍作修改,从各组样品中随机选取5根干辣椒,记录其初始质量(m1),置于45 ℃的蒸馏水中,一段时间后将辣椒取出,用滤纸迅速吸干辣椒表面的水分,对吸干水分后的辣椒进行准确称量,记录其质量(m2),重复以上步骤,直到辣椒的质量不变,复水比=m2/m1,每组样品重复测定3次。
1.3.3.3 色泽的测定
参考康三江等[19]的方法,采用色差仪测定干燥后小米椒的L*、a*和b*值,并按公式(3)计算ΔE值:
(3)
式中:ΔE,总色差;L*、a*、b*,干燥样品的色泽值;L0、a0、b0,鲜样的色泽值。
1.3.3.4 褐变度的测定
参考陈宇昱等[20]的方法测定褐变度,并稍作修改。精确称取0.5 g已粉碎的辣椒样本,向其中加入12 mL 95%乙醇溶液,在室温条件下,将混合物持续振荡90 min,溶解充分后,室温下,3 500 r/min离心20 min,取上清液于420 nm波长处测定吸光度。
1.3.3.5 硬度的测定
采用质构仪测定不同干燥方式干制辣椒的硬度,选择相近的测量点进行测量[21],重复5次,取平均值。
1.3.4 营养指标的测定
1.3.4.1 辣椒碱含量的测定
参考LIU等[22]的方法测定样品中的辣椒碱含量,结果以% DW表示其含量。
1.3.4.2 辣椒红色素含量的测定
参考吕俊丽等[23]的方法测定辣椒红色素含量,结果以mg/g DW表示其含量。
1.3.4.3 类胡萝卜素含量的测定
参照康三江等[19]的方法测定类胡萝卜素含量,结果以μg/g DW表示其含量。
1.3.4.4 抗坏血酸含量的测定
参考冉思婷等[24]的方法测定样品中抗坏血酸的含量,结果以mg/100 g DW表示其含量。
1.3.4.5 总酚含量的测定
采用福林酚法测定样品中总酚含量[25],结果以mg/g DW表示其含量。
1.3.4.6 总黄酮含量的测定
参考张星等[26]的方法测定样品中总黄酮的含量,结果以mg/g DW表示其含量。
1.3.5 抗氧化能力的测定
DPPH自由基、ABTS阳离子自由基和羟自由基清除率参考刘梦晨等[27]的方法,采用分光光度计,分别在517、734和510 nm处测定。
1.3.6 电子鼻测定
参考程荣等[28]的方法采用嗅味检测器测定样品的总体风味。
1.3.7 GC-IMS分析
采用GC-IMS联用仪检测不同干燥方式得到的小米椒的挥发性物质。自动顶空进样单元:500 μL进样体积,40 ℃条件下孵育20 min,孵化转速为500 r/min,进样针温度调为85 ℃。分析条件,色谱柱:WAX,15 m ID:0.53 mm,柱温:60 ℃,载气:N2,IMS温度:45 ℃,分析时长为35 min。气相色谱条件:E1全程为150 mL/min,E2:0～2 min:2 mL/min;2～10 min:增加至10 mL/min;10～20 min:增加至100 mL/min;20～30 min:增加至150 mL/min;30～35 min:150 mL/min。
1.4 数据处理
本实验中所有实验均重复3次,使用SPSS 27.0软件对数据进行处理和分析,使用Graphpad Prism 10.1.2 软件进行作图。
2 结果与分析
2.1 不同干燥方式对小米椒干燥特性的影响
如图2-a所示,随着干燥时间的延长,4种干燥方式下的小米椒的干基含水量逐渐降低,FIR-HPD的曲线最陡峭,干燥时间最短,为10 h,其次是HPD和FIRD,分别为16和14 h,VFD的时间最长,为24 h。由图2-b可知,4种干燥方式的干燥速率差异较大,其中FIR-HPD的干燥速率最大,为0.43 g/(g·min),FIRD和HPD次之,分别为0.33和0.29 g/(g·min),VFD最低,为0.20 g/(g·min)。结果发现FIR-HPD在干燥效率上具有显著的提升,这一结果与宋小勇[16]的研究一致,他们发现远红外辅助热泵干燥可以有效缩短干燥时间,提高干燥效率。MALÇOK等[29]研究了3种不同红外功率(50、100、150 W)的红外辅助热泵干燥和温度40 ℃、风速1 m/s单一热泵干燥对蘑菇片干燥后的影响,发现使用联合干燥系统比单一热泵干燥节省了更多能源,缩短干燥时间,并保持更好的蘑菇外观和营养特性。FIR-HPD的高效性可能与其协同作用机制有关,远红外辐射能够快速穿透物料内部,使小米椒内部外部温度均匀,而热泵技术则通过高效循环空气,进一步加速了水分的蒸发过程。
a-干基含水率;b-干燥速率
图2 不同干燥方式对小米椒干燥特性的影响
Fig.2 Effect of different drying methods on the drying characteristics of millet peppers
2.2 不同干燥方式对小米椒理化性质的影响
由图3-a可知,不同的干燥方式对小米椒的复水比影响不显著,整体来看,VFD在保持样品复水能力方面表现最佳,而其他3种干燥方法虽然略低,但之间的差异并不显著(P>0.05)。图3-b展示了不同干燥方式对小米椒色泽的影响,VFD显著低于其他3种干燥方式,其色泽最接近小米椒样品。这可能是由于VFD在干燥过程中温度低,抑制了各类色素物质的降解,因此色泽最接近小米椒样品。与HPD和FIRD相比,FIR-HPD样品的ΔE更低,色泽变化更小,这可能是由于FIR-HPD时间短,减少了干燥过程中由于氧化和加热引起的褐变。图3-c为小米椒的褐变度,总体趋势和图3-b类似。通过质构仪测得各组小米椒的硬度如图3-d所示,与其他3组相比,VFD得到的小米椒具有更低的硬度,这可能是小米椒在冷冻干燥过程中结构破坏小,而其他干燥方式需要加热,使得小米椒表面更致密,硬度更高。孟令帅等[30]的研究发现VFD干燥后的红托竹荪具有较高的复水比和较低的色泽变化,与本研究中VFD得到的小米椒样品复水比和色泽变化结果一致。VFD复水比最高,是因为VFD通过使水分先冻结再升华,形成多孔结构,复水时水分可迅速渗透并填充孔隙[31]。田欢等[32]通过热风不同温度(40、50、60 ℃)干燥、真空冷冻干燥和自然日晒干燥3种干燥方式处理黑木耳,发现真空冷冻干燥的样品的硬度最低,这与本研究的结果一致,说明VFD对小米椒的结构影响最小。
a-复水比;b-ΔE;c-褐变度;d-硬度
图3 不同干燥方式对小米椒理化性质的影响
Fig.3 Effect of different drying methods on the physicochemical properties of millet peppers
注:不同的小写字母表示差异显著(P<0.05)(下同)。
2.3 不同干燥方式对小米椒营养成分指标的影响
由表1可知,新鲜小米椒样品(CK)中的辣椒碱的含量为3.06% DW,HPD的小米椒的辣椒碱含量最低,为2.30% DW,辣椒碱保留量最高的是VFD,为2.94% DW。HPD小米椒样品辣椒碱含量最低,可能是小米椒受热不均匀,干燥时间较长,引起辣椒碱的降解,其他组之间并无显著差异(P>0.05)。VFD能更好地保留辣椒红色素,含量最高为110.31 mg/g DW,相较于CK组含量(97.24 mg/g DW)有所上升,这可能是由于冷冻干燥过程中辣椒组织产生孔隙,释放出辣椒红色素。与CK组相比,FIR-HPD对辣椒红色素的保留量并无显著差异(P>0.05),含量为90.78 mg/g DW,显著高于HPD(44.28 mg/g DW)和FIRD(62.14 mg/g DW),能更好地保留小米椒的原始色泽。
表1 不同干燥方式对小米椒营养成分指标的影响
Table 1 Effect of different drying methods on the nutrient indexes of millet peppers
营养指标CKVFDHPDFIRDFIR-HPD辣椒碱/(% DW)3.06±0.23a2.94±0.11a2.30±0.04b2.82±0.14a2.78±0.15a辣椒红色素/(mg/g DW)97.24±5.19b110.31±4.56a44.28±1.71d62.14±2.07c90.78±5.60b类胡萝卜素/(μg/g DW)441.68±14.61a193.11±14.75b151.97±11.13cd137.68±18.84d175.55±19.34bc抗坏血酸/(mg/100 g DW)59.73±2.67a42.22±1.24b24.75±1.66d27.91±1.34d36.27±2.44c总酚/(mg/g DW)36.00±0.92a30.51±1.43b18.27±0.75d19.99±1.25d23.20±1.14c总黄酮/(mg/g DW)29.36±1.59a25.97±0.62b9.79±0.71c11.20±1.00c9.57±0.81c
注:每一行的不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。
干燥后的小米椒的类胡萝卜素含量如表1所示,CK组样品的类胡萝卜素含量为441.68 μg/g DW,通过4种干燥方式处理后,类胡萝卜素含量均显著降低,含量由高到低依次为,VFD(193.11 μg/g DW)、FIR-HPD(175.55 μg/g DW)、HPD(151.97 μg/g DW)和FIRD(137.68 μg/g DW)。这可能是由于在冷冻干燥过程中,样品在低温下被冷冻,随后在真空环境下通过升华作用去除水分,能有效避免高温和氧气对类胡萝卜素的降解作用。CK组样品的抗坏血酸含量为59.73 mg/100 g DW,经过干燥后,小米椒的抗坏血酸含量均下降,其中VFD得到的小米椒含量最高,为42.22 mg/100 g DW,显著高于其他3组之间(P<0.05),FIR-HPD次于VFD,为36.27 mg/100 g DW。这可能是由于在冷冻干燥过程中温度低且隔绝氧气,对抗坏血酸起到保护作用,其他3种干燥方式接触氧气,且受温度的影响,抗坏血酸发生降解。由表1可知,CK组样品中的总酚含量为36.00 mg/g DW,与CK组相比,干燥后小米椒的总酚含量均呈现不同程度的降低,含量由低到高依次为HPD(18.27 mg/g DW)、FIRD(19.99 mg/g DW)、FIR-HPD(23.20 mg/g DW)和VFD(30.51 mg/g DW),VFD样品含量最高可能是由于干燥过程中是全程低温和真空的环境,能有效地避免酚类化合物因高温而氧化发生降解,其他干燥样品由于在干燥过程中受热,酚类化合物发生氧化降解。可以看出,相较于其他2种单一的干燥方式,FIR-HPD能够有效地保留样品中的酚类物质,因其高效的干燥过程避免了酚类化合物过多地流失。由表1得知,干燥后小米椒中的总黄酮含量的下降趋势类似于抗坏血酸,CK组样品中的总黄酮含量为29.36 mg/g DW,4种干燥方式中,VFD样品的含量最高,为25.97 mg/g DW,其他3种干燥样品的含量由低到高依次为FIR-HPD(9.57 mg/g DW)、HPD(9.79 mg/g DW)和FIRD(11.20 mg/g DW),3种干燥方法之间并无显著差异(P>0.05)。从营养指标上看,VFD虽能较好地保留辣椒碱、辣椒红色素、类胡萝卜素、抗坏血酸、总酚和总黄酮等组分,但其干燥时间太长,干燥速率低。FIR-HPD过程干燥效率高,能在一定程度上减少辣椒营养组分的流失,具有较强的抗氧化能力,罗磊等[33]发现与相同条件的单一热泵干燥相比,热泵远红外联合干燥后的金银花营养组分保留量更高,褐变度更低,这与本研究的结果一致,说明FIR-HPD方法可行。
2.4 不同干燥方式对小米椒干制品风味和挥发性物质的影响
2.4.1 不同干燥方式对小米椒干制品风味的影响
不同干燥方式对小米椒干制品风味的影响如图4-a所示,展示了18个传感器对不同样品的响应值,由图可知小米椒的风味物质主要集中在WMSGF/B、WMSGF/E、WHSGF/B、WHSGF/D和WHSGF/F。采用主成分分析进一步区分各组样品之间风味的差异,由图4-b可以看出,3个主成分的贡献率分别为63.1%、18.4%、9.1%,累积贡献率为90.6%,说明3个主成分包括了4种干燥方式所得小米椒风味物质的大部分信息。第一主成分的贡献率远高于其他2个,说明第一主成分主要决定了4种干燥方式所得小米椒的风味差异。4种干燥方式所得小米椒的风味分布在不同的位置,说明不同干燥方式处理后的小米椒的风味存在一定的差异,其中HPD样品和FIR-HPD 样品距离较近,说明2组之间风味较为相似。
a-雷达图;b-主成分分析图
图4 不同干燥方式对小米椒风味的影响
Fig.4 Effect of different drying methods on the flavor of millet peppers
2.4.2 不同干燥方式对小米椒干制品挥发性风味物质的影响
为了更进一步研究不同干燥方式对小米椒干制品风味特征的影响,采用GC-IMS技术对样品进行分析,图5-a展示了4种干燥方式小米椒样品的总体信息,从而区分它们挥发性物质组成的不同。图中x轴为离子迁移时间(DT,ms),y轴为保留时间(RT,s),z轴为信号强度,x轴1.0 ms处红色竖线为反应离子峰,在右侧,每个光斑对应一种挥发性化合物,背景呈蓝色意味着浓度较低,而浓度越高,光斑的颜色越偏向红色且尺寸越大[34]。图5-b为4组干燥样品挥发性物质的二维差异图,从图中可以看出,4种样品的差异性成分主要位于DT为0.9～2.0 ms和RT为0～1 000 s。对挥发性物质的RT和DT进行双重比对以实现定性分析,并构建不同干燥方式下小米椒干制品挥发性风味物质的指纹图谱,如图5-c所示,去除13种未知物,一共鉴定出八类(45种)挥发性物质,包括了吡嗪类3种、醇类8种、醛类6种、酸类2种、酮类10种、酯类4种、杂环类化合物5种、其他类7种。
a-三维地形图;b-二维差异图;c-指纹图谱;d-挥发性物质相对含量;e-主成分分析图
图5 不同干燥方式对小米椒挥发性风味物质的影响
Fig.5 Effect of different drying methods on the volatile flavor substances of millet peppers
注:化合物后的“D”代表二聚体,“M”代表单体。
由图5-c中可以看出,与VFD相比,其他3种干燥方式所得指纹图谱差异显著,产生这种差异可能是由于加热过程中发生热分解和氧化反应,生成新的挥发性化合物[35]。乙醇(芳香气味)、2-丙酮(清新的苹果和梨味)、1,1-二乙氧基乙烷(坚果、草本和甜味的特征)、2-乙基吡啶(绿草味)和2,6-二甲基-3-乙基吡嗪(坚果、烤谷物或咖啡的气味)等物质在4组样品中均检测到,说明不同的干燥方式对这些挥发性物质影响不大。
结合图5-c和5-d可知,与其他3组相比,FIR-HPD样品中酯类化合物含量更高,为2.47%,VFD、HPD和FIRD分别为1.76%、1.79%和1.60%,主要的酯类化合物有:乙酸乙酯(清新的果味、甜味和草味)和己基丙酸酯(新鲜水果的香味)。VFD、HPD、FIRD和FIR-HPD醇类化合物含量分别为26.67%、23.95%、22.45%和25.05%,与VFD相比,HPD、FIRD和FIR-HPD分别降低了10.21%、15.84%和6.06%,FIR-HPD减少最少,相较于单一的HPD和FIRD,能够更好地保留醇类化合物,主要为乙醇(芳香气味)、2-丙醇(辛辣的酒精气味)、3-甲基-1-丁醇(香蕉果香)和1-戊醇-4-甲基(坚果气味)。醛类化合物气味强烈,且其气味阈值较低[36],VFD、HPD、FIRD和FIR-HPD含量分别为8.87%、7.57%、7.40%、5.99%,FIR-HPD样品含有较低的醛类化合物,VFD干燥样品含有较多的醛类化合物,主要为n-戊醛(青草气味)、1-己醛(青草、脂肪和水果气味)和丙醛(刺激性和青草气味),说明VFD干燥有利于保留醛类物质。VFD、HPD、FIRD和FIR-HPD酮类化合物含量分别为18.11%、20.47%、16.92%、19.18%,HPD样品含量最高,4种干燥方式对酮类化合物的影响不大,主要的酮类化合物包括:2-丙酮(清新的苹果和梨味)、2-丁酮(果香和樟脑香味)、2-环己烯-1-酮(芳香气味)和1-羟基-2-丙酮-M(甜味和焦糖香味)。此外,相较于VFD,HPD、FIRD和FIR-HPD样品中的酸类化合物含量更高,主要为乙酸,表现为辛辣味。
采用主成分分析对4组样品进行分析,如图5-e所示,2个主成分的贡献率分别为43.4%和30.3%,累积贡献率为73.7%,说明这2个主成分能够反映4组之间的基本特征,4组样品分布在不同的位置,其中HPD和FIR-HPD距离较近,说明两者之间的风味较为相似,这与电子鼻的分析结果一致。
在风味方面,不同品种的辣椒主要特征挥发性物质不同,酯类、醇类、醛类和酮类化合物是果实中主要的特征挥发性物质[37]。本研究发现小米椒在干燥后,主要挥发性物质为醇类、酮类和酸类化合物,4种干燥方式所得样品之间存在差异。4组样品的挥发性物质均以醇类化合物为主,与VFD相对比,其他组干燥样品的醇类化合物含量均有所减少,这与魏依馨等[15]的研究结果一致,推测是由于冷冻干燥低温环境减少了醇类化合物的挥发。酮类化合物气味浓烈,通常由醇的氧化或酯类分解产生,香气强度较高[37],4种干燥方式对样品的酮类化合物含量影响不大,推测可能是由于酮类化合物性质稳定。热处理的干燥方式能够增加样品中酸类化合物的含量,主要为乙酸(辛辣味),因此加热处理能增加小米椒样品的辛辣味,这可能是由于加热使得有机物氧化和分解,转化成乙酸。综合来看,VFD有利于保留醛类、吡嗪类、杂环类化合物和醇类化合物,HPD则有利于酮类化合物保留,FIRD能保留更多酸类化合物,FIR-HPD能保留更多酯类化合物。
2.5 不同干燥方式对小米椒抗氧化能力的影响
不同干燥方式对小米椒抗氧化能力的影响如图6所示,与新鲜小米椒相比较,不同的干燥方式均会显著降低小米椒的抗氧化能力,其中VFD样品的抗氧化能力最强。其中,5种样品的DPPH自由基、ABTS阳离子自由基和羟自由基清除率分别为CK(63.45%、68.55%、43.66%)、VFD(46.32%、62.42%、37.96%)、HPD(22.96%、54.28%、29.72%)、FIRD(25.75%、56.97%、28.80%)、FIR-HPD(33.41%、60.21%、32.04%)。GÜMÜAY等[38]的研究发现冷冻干燥能保留西红柿和生姜更多的抗氧化活性成分,相较于热干燥,冷冻干燥后的样品具有更好的抗氧化能力,这与本研究的结果一致。可能是由于长时间的冷冻干燥过程中,隔绝氧气和抑制相关酶的活性阻断了氧化反应的进行,因此样品抗氧化能力最强,而其他3种干燥方式过程中有升温过程,且接触氧气,促进了抗氧化物质的降解,抗氧化能力减弱。因干燥效率高,抗氧化物质降解较少,FIR-HPD样品抗氧化能力稍强于其他2种单一的干燥方式。
a-DPPH自由基清除率;b-ABTS阳离子自由基清除率;c-羟自由基清除率
图6 不同干燥方式对小米椒抗氧化能力的影响
Fig.6 Effect of different drying methods on the antioxidant capacity of millet peppers
综上所述,结合小米椒品质来看,FIR-HPD是一种较适合于小米椒干燥的干燥方式,方法可行。
3 结论
本实验研究了不同的干燥方式对小米椒品质、挥发性风味物质和抗氧化活性的影响。在物理性质方面,FIR-HPD干燥速率最高,干燥时间最短,表现出较好的色泽,更高的硬度。VFD样品能表现出较高的复水比和较好的色泽,硬度更低,但干燥速率最低,干燥时间最长。在营养品质方面,VFD能保留更多的营养组分,FIR-HPD对营养组分的保留能力虽不如VFD,但综合强于HPD和FIRD。在风味方面,4种干燥方式所得样品表现出明显差异,VFD能保留更多的挥发性物质,包括醛类、吡嗪类、杂环类化合物和醇类化合物,HPD有利于酮类化合物保留,FIRD能保留更多酸类化合物,FIR-HPD能保留更多酯类化合物。在抗氧化活性方面,VFD样品抗氧化活性更强,FIR-HPD次之。本研究为小米椒高品质干燥加工提供了一种高效适宜的解决方案。
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