不同干燥工艺对苹果粉品质的影响研究

马超 张建昌 李新胜 古静燕 周萍 王朝川 吴茂玉*

（1.中华全国供销合作总社济南果品研究院，山东济南 250014；2.山东省轻工业设计院，山东济南 250014）

不同干燥工艺对苹果粉品质的影响研究

马超1张建昌2李新胜1古静燕1周萍1王朝川1吴茂玉1*

（1.中华全国供销合作总社济南果品研究院，山东济南 250014；2.山东省轻工业设计院，山东济南 250014）

不同的干燥工艺对苹果粉品质的影响不同，本文探讨了热风干燥、微波干燥、热风-微波干燥、热风-低温气流膨化、热风-微波-低温气流膨化这5种方法对苹果粉品质（持水力、膨胀力、Vc含量、可滴定酸含量、还原糖含量等）的影响。试验结果表明：热风-微波-低温气流膨化对苹果粉品质影响最小，其次是热风-低温气流膨化，热风干燥对苹果粉品质的影响最大。

干燥工艺；苹果粉；品质影响

苹果是我国产量最大的水果，是水果中的佳品，营养丰富，含有多种维生素、氨基酸以及人体所必需的矿物质元素[1]。2014年我国苹果产量达到3915万t。目前苹果加工主要沿袭传统的方法，以浓缩果汁加工为主，并有少量的罐头、果脯加工等[2]。近年来，由于浓缩苹果汁行业内部竞争激烈，生产规模不断扩大，产能严重过剩。因此，亟需开发一种新型的苹果深加工产品来满足市场需求。将苹果加工成苹果粉，可延长贮藏期，减少储藏保鲜及运输成本，降低原料的低值利用带来的巨大经济损失。另外，苹果粉还是一种新型食品配料，可以提高产品的营养成分、改善产品的色泽和风味、丰富产品的品种，因此可以应用到食品加工的大部分领域[3-5]。

目前，苹果粉的加工主要是由热风干燥、喷雾干燥、冷冻干燥、带式真空干燥等方式结合粉碎来制得[6-14]。不同的干燥工艺，所制得的苹果粉品质有明显差异。如经喷雾干燥生产的苹果粉，添加剂（麦芽糊精等）含量高，苹果风味和营养不足；经热风干燥结合粉碎得到的苹果粉存在易吸潮且水溶性差等问题；经冷冻干燥得到的苹果粉，产品能耗大，成本高等。本实验对比了热风干燥、微波干燥、热风-微波干燥、热风-低温气流膨化、热风-微波-低温气流膨化这5种干燥方式对所得苹果粉品质的影响，从苹果粉的持水力、膨胀力及基本营养指标上进行了对比分析，以期为苹果粉的干燥方式适宜工艺开发提供理论参考。

1 材料与仪器

1.1 材料与试剂

富士苹果，产地为烟台栖霞市。

氯化钠、柠檬酸、抗坏血酸、EDTA-2Na、2,6-二氯靛酚、氢氧化钠、酚酞、硫酸铜、酒石酸钾钠、葡萄糖、甲基蓝、亚铁氰化钾、无水乙醇等均为分析纯。

1.2 仪器与设备

电热鼓风干燥箱（101-3A），天津泰斯特仪器有限公司；

色差计（SMY-2000），北京盛名扬科技开发有限责任公司；

电子天平，德国Sartrius公司；

高速万能粉碎机（FW-1001），北京永光明医疗仪器厂；

微波干燥机（LT-4S），济南隆泰微波设备有限公司；

恒温水浴锅（HH-501），德国Fluko公司；

pH422型酸度计，德国赛多利斯公司；

物性分析仪（Ta.XT2i/50），英国Stable Micro System公司；

TDL-离心机，上海安亭科学仪器厂；

超微粉碎机（BFM-6），济南倍力粉技术有限公司；

激光粒度测试仪（BT-9300H），丹东百特仪器公司。

2 方法

2.1 苹果粉制备工艺流程

苹果→清洗→去皮、去核→切片→护色→干燥→超微粉碎→包装→成品

2.2 操作要点

2.2.1 切片

苹果片切片厚度约7mm，初始含水量约86.4%。

2.2.2 护色

采用优选的“无硫”护色工艺，护色液由0.7%的抗坏血酸、0.9%的柠檬酸、0.10%的EDTA-2Na、0.6%的氯化钠复合组成。

2.2.3 干燥

护色后，苹果片分别采用热风干燥、微波干燥、热风-微波干燥、热风-低温气流膨化干燥、热风-微波-低温气流膨化干燥等方式处理，处理后苹果脆片含水率6%±1%，各工艺主要参数见表1。

表1 不同干燥工艺条件Table 1The conditions of different drying process

2.2.4 超微粉碎

在20℃条件下，对干燥后苹果片进行超微粉碎15min后备用。

2.3 评价指标

2.3.1 含水率

采用烘箱常压干燥法测量，先称量样品质量，再将样品放入烘箱中在105℃条件下烘至绝干，测量绝干样品质量，其含水率X为：

式中：m0为取样时样品质量，g；

m为样品烘至绝干时的质量，g。

2.3.2 膨化率

用超细石英砂填埋的方法测定样品的体积。测量仪器自制，误差小于0.2mL，体积取平均值，膨化率按下式计算：

式中：V为样品膨化后的体积，mL；

V0为样品膨化前的体积，mL。

2.3.3 持水力的测定

称取0.5g样品加5mL水混合后，置于10mL量筒中，加去离子水到10mL，震荡静置12h，4000r/min离心15min，去掉上清液，测量此时样品的持水力，公式如下：

式中：m2为离心后沉淀质量，g；

m1为称取的样品质量，g。

2.3.4 Vc含量的测定

采用2,6-二氯靛酚滴定法，Vc的计算公式如下：

式中：V—滴定时消耗2,6-二氯酚靛酚的体积，mL；

T—1mL染料溶液能氧化Vc的量，mg/mL；

W—滴定时所用滤液含样品克数，g。

2.3.5 可滴定酸的测定

采用指示剂滴定法。

2.3.6 还原糖的测定

采用斐林试剂直接滴定法。

2.3.7 单位能耗的计算

单位能耗是每蒸发样品一个单位质量水分所耗电能，以电机额定输入功率及每组试验总加热时间计算。

式中：N—单位能耗，kJ/g；

W—电机额定输入功率，kw；

T—总干燥时间，s；

G—去除水分的重量，g

2.3.8 复水比

称取一定重量（5～10g）的苹果片放入1L烧杯中，然后加入500 mL50℃的热水，在恒温条件下进行复水，每隔0.5～1h称取1次重量，直至重量基本无变化。

式中：m2为复水后苹果片质量，g；

m1为复水前苹果片质量，g。

2.3.9 感官指标

分别对产品的色泽、香气、口感、滋味4个方面进行评价，每项满分10分，评分标准见表2，最后评价计总分。5种干燥方法干燥得到的产品，感官指标分值越高，则品质越好。

表2 苹果粉感官指标评定标准Table 2Evaluation criteria for sensory evaluation of apple powder

3 结果与分析

3.1 不同干燥工艺对苹果脆片品质和能耗的影响

苹果片膨化率越高，细胞壁破裂越充分，其组织结构越蓬松，营养物质释放越充分，粉碎后的苹果粉品质越好。因此本文对比了热风干燥、热风-微波干燥、热风-气流膨化、热风-微波-气流膨化对苹果脆片品质及能耗影响，实验结果见表3。

表3 不同干燥方式对苹果脆片品质及能耗的影响Table 3Effect of different drying methods on the quality and energy consumption of the apple chips

从表3可以看出，5种干燥工艺中，热风-微波-气流膨化干燥工艺中所得产品的膨化率最高（98.4%），感官得分也最高（9.6分），产品的复水比也最好，单位能耗也优于热风、热风-气流等干燥工艺。

3.2 不同干燥工艺对苹果粉持水力和膨胀力的影响

图1显示了热风干燥、微波干燥、热风-微波干燥、热风-气流膨化、热风-微波-气流膨化，结合超微粉碎（粉碎时间15min）的不同工艺对苹果粉持水力和膨胀力的影响。由图1可以看出，热风干燥的持水力和膨胀力最差，热风-微波-气流膨化干燥制备的苹果粉持水力和膨胀力最好。

图1 不同干燥工艺超微粉碎后对苹果粉持水力和膨胀力的影响Fig.1Effect of ultra fine crushing of different drying processes on the water holding capacity of apple powder

3.3 不同干燥工艺对苹果粉基本营养指标的影响

3.3.1 不同干燥工艺对苹果粉Vc含量的影响

由图2可以看出，苹果粉微波干燥的Vc含量高于热风干燥，这是因为微波干燥较热风干燥所需要的时间短，Vc破坏少；但微波干燥后期（即苹果片水分含量＜20%时），苹果片易焦糊，Vc破坏严重，所以，热风-微波-气流膨化干燥的Vc保留率要高于微波干燥和热风微波干燥。

图2 不同干燥工艺对苹果粉Vc含量的影响Fig.2 Effect of different drying process on the content of ascorbic acid in apple powder

3.3.2 不同干燥工艺对苹果粉可滴定酸含量的影响

图3 不同干燥工艺对苹果粉可滴定酸含量的影响Fig.3Effect of different drying process on the content of acid content of apple powder

由图3可知，不同干燥工艺对苹果粉可滴定酸含量影响不大，热风-微波-气流膨化干燥的可滴定酸度含量最高达到43.6mmol/100g，热风干燥所得可滴定酸度的含量最低。

本试验还得出，微波干燥的可滴定酸含量要高于热风干燥和热风微波干燥的，笔者分析，这可能是因为微波干燥的时间短，破坏小；但微波干燥后期苹果片易焦糊，所以热风微波气流干燥的可滴定酸含量要稍高于热风微波干燥的。

3.3.3 不同干燥工艺对苹果粉还原糖含量的影响

图4显示了上述5种不同的干燥工艺对苹果粉中还原糖含量的影响。

图4 不同干燥工艺对苹果粉还原糖含量的影响Fig.4Effect of different drying process on reducing sugar content of apple powder

由图4可知，微波干燥工艺的还原糖含量最高为47.1%，热风干燥工艺的含量最低为45.6%，热风-微波-气流工艺为46.1%。

4 结论

不同干燥方式对苹果粉品质的影响不同，通过对比热风干燥、微波干燥、热风-微波干燥、热风-低温气流膨化、热风-微波-低温气流膨化5种干燥方式，结果表明，热风-微波-低温气流膨化干燥制得的苹果粉无论在持水力、膨胀力、Vc含量、可滴定酸含量还是在感官指标等方面都得到较好的结果，并且基本保持了苹果原有的风味品质。热风-低温气流膨化所得苹果粉的品质较好。微波与热风-微波所得苹果粉产品品质相近，且微波干燥所得产品还原糖含量最高。热风干燥所得苹果粉的品质无论是持水力、膨胀力还是基本营养成分上都较差。因此，热风-微波-气流联合干燥结合超微粉碎可改善苹果粉的品质、提高苹果粉的营养和应用价值。

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Influence of Different Drying Methods on Quality of Apple Powder

MA Chao1ZHANG Jian-chang2LI Xin-sheng1GU Jing-yan1ZHOU ping1WANG Chao-chuan1WU Mao-yu1*
（1.Jinan Fruit Research Institute All China Federation of Supply&Marketing Co-operatives,Jinan 250014,China; 2.Shandong Light Industry Design Institute,Jinan 250014,China)

In this paper,the influences on the quality of apple powder were discussed,involved five drying methods including hot air drying,microwave drying,hot air-microwave drying,hot air-explosion puffing drying,hot air-microwaveexplosion puffing drying.The result showed that hot air-microwave-explosion puffing drying had minimum effect on apple powder,the effect of hot air-explosion puffing drying was the second,and hot air drying had the worst effect on the quality of apple powder.

Drying process;apple powder;quality influence

S636.1

A

1008-1038(2015)08-0015-05

2015-01-10

2012年度国家科技支撑计划项目（2012BAD31B01)

马超（1982—），男，硕士，助理研究员，主要从事果蔬加工技术研究*