预处理方式对热风干燥玫瑰花瓣品质特性的影响

张 萌 段 续，2 任广跃，2 周四晴 徐一铭

(1. 河南科技大学食品与生物工程学院，河南 洛阳 471023；2. 粮食储藏安全河南省协同中心，河南 洛阳 471023)

玫瑰(RosarugosaThunb.)属蔷薇科、蔷薇属，多年生常绿或落叶小灌木，富含蛋白质、膳食纤维、酚类和黄酮类等营养物质，具有重要的观赏、药用和食用价值[1-2]。2010年国家卫生部颁布相关法规将其纳入食品中，成为了药食两用的中药之一[3]。国家轻工部规定可以食用的国产玫瑰品种有山东平阴玫瑰、甘肃永登苦水玫瑰、安徽肃县传统紫枝玫瑰、山东平阴丰花玫瑰、山东定陶玫瑰、河南周口商水玫瑰[4]。

新鲜玫瑰花瓣的含水率较高，易腐烂变质。目前，既能保持玫瑰花良好的形态和色泽，又可延长贮藏期常用的方法为干燥法。兰伟等[5]、谭颖等[6-7]、宋春芳等[8]分别采用真空冷冻、热风干燥、真空、微波真空、热风等干燥方式对玫瑰花瓣进行干燥试验研究。其中，热风干燥速度快、操作方便、成本较低，是目前干制加工生产中广泛应用的主要干燥方法，特别是低温热风干燥对各种活性成分破坏较小，适宜富含功效成分的原料[9]。

花瓣干燥过程中容易发生褐变。预处理能影响干燥过程，影响水分扩散[10]、干燥速率[11]、干燥时间[12]等。将玫瑰花瓣的预处理方式和热风干燥有效结合有助于玫瑰花瓣品质、加工效率的提升等。近年来，许多学者在花瓣干燥预处理上开展了一些探索研究。如兰伟等[13]采用了物理保色和化学保色方法对玫瑰花瓣进行处理，发现对非深红色玫瑰花瓣的物理保色，以微波干燥保色效果较佳；对深红色花瓣的化学保色以在20%的MgCl2和柠檬酸溶液中浸泡5 h效果最好。孙艳等[14]利用干燥剂埋没干燥法及不同化学溶液前处理的方法，研究了玫瑰干花制作过程中的护形问题。朱文学等[15]对新鲜百合进行漂烫—热风干燥试验，探讨漂烫时间和温度对百合干燥特性及品质的影响。食用玫瑰具有浓郁的香气，另外含有玫瑰多糖、黄酮等天然活性物质，因此成为生产保健品的理想原料。目前，关于玫瑰干燥工艺的研究多以干燥方式的比较和干花的制作为主，关于食用玫瑰花的研究较少，采用不同的预处理方式对可以食用的玫瑰花瓣的干燥特性和品质产生的影响尚未见相关报道。

试验拟以玫瑰花瓣为对象，采用溶液浸渍、烫漂预处理方式，并进行热风干燥对比试验，测定其含水率、复水比、色泽、总黄酮、总酚含量等指标，并采用扫描电子显微镜观察微观组织，探索不同预处理方式对玫瑰花瓣热风干燥特性及感官品质的影响，以期为食用玫瑰花瓣的加工提供一定的理论和技术参考。

1 材料与方法

1.1 原料与试剂

玫瑰：山东平阴玫瑰，洛阳新村甲天下花卉市场；

柠檬酸、食盐、无水乙醇、硝酸铝、氢氧化钠、亚硝酸钠：分析纯，天津市德恩化学试剂有限公司；

盐酸：分析纯，天津市化学试剂三厂。

1.2 仪器与设备

电热鼓风干燥箱：101型，北京科伟永兴仪器有限公司；

电子天平：JY/YP型，上海良平仪器仪表有限公司；

恒温水浴锅：HH-2型，力辰科技试验仪器厂；

可见光分光光度计：7200型，上尤尼柯(上海)仪器有限公司；

色差计：Xrite color i5型，三恩驰科技有限公司；

循环水式真空泵：SHZ-D(Ⅲ)型，巩义市子华仪器有限责任公司；

数控超声波清洗器：KQ-500DE型，昆山市超声仪器有限公司；

扫描电子显微镜：S4800型，日本日立公司。

1.3 方法

1.3.1 预处理方法 将新鲜玫瑰的花瓣摘下，每份称取10 g，将玫瑰花瓣放入浸渍液浸渍2 h；将玫瑰花瓣置于75 ℃水浴锅中烫漂2 min。处理后取出沥干，用滤纸吸取表面水分。其中，浸渍液分别为5%柠檬酸溶液，20%糖溶液，20% NaCl+5 g柠檬酸混合溶液。料液比1∶40(g/mL)。

1.3.2 热风干燥 将上述4组经过预处理的玫瑰花瓣和未预处理的玫瑰花瓣分别装入网盘中，放入热风干燥箱内进行热风干燥。干燥前期，每隔20 min取出物料称质量，记录数据后迅速放回继续干燥，2 h后，每隔40 min取出称量，直至物料质量不变(前后两次称量质量差值<0.01 g)时停止干燥[16]。杜利平等[3]的研究表明低温热风干燥对玫瑰花的活性成分破坏较小，为了获得较优的预处理方案，将温度设置为45 ℃。每组试验均重复3次。

1.3.3 指标测定

(1) 干基含水率：玫瑰花瓣干燥过程中干基含水率[17]按式(1)计算。

(1)

式中：

Xd——干基含水率，g/g；

Md——干燥过程任意t时刻花瓣的质量，g；

M0——绝干物质质量，g。

(2) 干燥速率：干燥速率是指干燥过程中单位时间减少的干基含水率[18]，按式(2)计算。

(2)

式中：

DR——干燥速率，g/(g·min)；

Ma1——花瓣在干燥过程中a1时刻的干基含水率，g/g；

官僚主义在领导上体现为老爷主义，即妄自尊大，爱耍官威；在工作上则表现为敷衍塞责的形式主义。而应对形式主义的，往往是心照不宣的官僚主义。可以说，官僚主义“逼出”了形式主义，形式主义迎合了官僚主义，二者如影相随，不分你我。

Ma2——花瓣在干燥过程中a2时刻的干基含水率，g/g。

(3) 复水比：将不同预处理条件下干燥得到的玫瑰花瓣干制品放入60 ℃水浴锅内，每隔10 min取出并用滤纸擦干玫瑰花瓣表面的水分，称量，放回水浴锅内重复进行3次，按式(3)计算复水比[19]。

(3)

式中：

Re——复水比，g/g；

W2——复水后玫瑰花瓣的质量，g；

W1——复水前玫瑰花瓣的质量，g。

(4) 色差值：采用色差仪测定复水前后的玫瑰花瓣干制品表面的明亮度L*、红绿值a*和蓝黄值b*。每个待测样品选取表面3个不同位置进行检测，每个样品重复3次。

(5) 总黄酮含量：将干燥后的玫瑰花瓣用超微粉碎机粉碎称取1 g样品，加30 mL 50%乙醇研磨后，400 W、40 ℃ 条件超声提取30 min。抽滤3次。滤液在10 000 r/min 离心10 min，取上清液作为待测液。取提取液0.1 mL，加入3 mL 30%乙醇和0.3 mL 5% NaNO2溶液，摇匀放置5 min，加入0.3 mL 10% Al(NO3)3溶液，摇匀放置6 min，加入2 mL 4% NaOH溶液，摇匀，用30%乙醇稀释至10 mL，同时以芦丁为标样作标准曲线于510 nm处测定吸光度[20]。标准曲线为Y(mg/mL)=0.645 6A+0.006，R2=0.999 1。

(7) 微观结构：使用扫描电子显微镜观察干燥后的玫瑰花瓣的微观结构，用石墨双面胶将不同预处理后干燥的花瓣粘在样品台上，于真空条件下将样品放入扫描电镜观察，将样品放大300倍，进行图谱采集。

1.3.4 感官评定 参照食用玫瑰花馅料卫生标准(GB 11675—2003)，对干燥后玫瑰花瓣的重要感官指标是气味、口感、色泽和组织与形态等感官品质进行评价[22]，由感官品评专家(10人)运用模糊数学综合评判法确定各指标权重向量。模糊数学在食品感官综合评价中可以消除主观因素的影响，获得准确、客观、科学的评价结果[23]。10位感官品评专家评估了玫瑰花瓣的4种感官指标的重要性，给出了不同指标的隶属度，如表1所示，隶属度在0～1范围内(0代表不重要，1代表最重要)[24]。将隶属度进行归一化处理确定权重向量，结果见表2所示。

由表2可知，干燥后玫瑰花瓣的4个感官指标的权重向量A=[0.22，0.35，0.25，0.18]，即气味0.22、口感0.35、色泽0.25、组织与形态0.18。因此可确定各感官指标的分值：气味20分，口感35分，色泽25分，组织与形态20分。由15名感官评价员对产品进行感官评价。感官评价标准如表3所示。

表1 不同评价指标的隶属度Table 1 Membership of different evaluation indicators

表2 隶属度归一化处理结果Table 2 Membership degree normalization results

1.4 数据处理

采用Origin 8.5统计软件进行数据处理与分析，用SPSS 19软件进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 对玫瑰花瓣干制品干燥特性的影响

由图1可知，在不同的预处理方式下，玫瑰花瓣的干基含水率不同，经烫漂预处理的样品在前100 min内干基含水率明显低于其他处理方式样品的干基含水率，干燥所需时间最短。这可能是由于在75 ℃条件下进行漂烫破坏了花瓣表面细胞，花瓣组织软化，加快了花瓣的失水并与细胞壁分离，降低了干燥过程花瓣内水分扩散阻力，这种内部结构的变化有利于干燥过程中水分的迁移，干燥时间也因此缩短[24]。随着干燥过程的进行，干基含水率越来越低，干燥速率也逐渐减慢，整个干燥过程只呈现降速阶段。在干燥初期，物料的水分含量较高，对应的干燥速率也高于含水率较低时的干燥速率，随着干燥时间的延长，物料残余的水分逐渐减少，干基含水率变化趋势逐渐变小，可能是干燥刚开始时，玫瑰花瓣经过一个预热处理，花瓣中的水分通过内部扩散到表面，随着干燥时间的增加，物料含水率降低，因此干基含水率出现缓慢下降的趋势。在不同的预处理方式下，玫瑰花瓣的干燥速率差别较大，且在含水率较高时尤其明显。这可能是因为植物材料的物质组成和存在状态影响了其干燥脱水的速度。

表3 感官评价标准表Table 3 Standard table of sensory evaluation

图1 不同预处理方式下玫瑰花瓣的干燥曲线及干燥速率曲线Figure 1 Drying curves and drying rate curves of red rose by different pretreatment methods

2.2 处理方式对玫瑰花瓣色泽的影响

试验中期望干燥产品的L*值越大越好，ΔE值越小越好[21]。由表4可知，5组玫瑰花瓣热风干燥后，L*值之间无显著差异，但显著低于新鲜花瓣的L*值；5组间的a*值和b*值均存在显著差异，且明显低于新鲜花瓣组；ΔE反映玫瑰花瓣的总色差，相对于新鲜花瓣来说，5%柠檬酸溶液组处理的花瓣色泽变化ΔE最小，显著低于其他预处理方式，说明该产品与新鲜玫瑰花瓣色泽最相近，可见5%柠檬酸溶液处理具有较好的护色作用，可能是加入的柠檬酸降低了花瓣细胞内的pH值，增加了玫瑰花中起显色作用的花青素在酸性溶液中的溶解程度。5组干燥玫瑰花瓣复水后L*值无显著差异，但显著低于新鲜花瓣组；而a*值和b*值存在显著差异，且明显低于新鲜花瓣组；经5%柠檬酸溶液处理干燥的玫瑰花瓣复水后的ΔE最小。结果表明，不同预处理方式下干燥后的玫瑰花瓣及复水的色泽均与新鲜花瓣存在不同程度的差异，5%柠檬酸溶液预处理可以有效改善热风干燥玫瑰花瓣的色泽。

表4 不同预处理方式下玫瑰花瓣色泽的比较†Table 4 Effects of different pretreatment methods on the color of red rose

† 同列小写字母不同表示差异显著(P<0.05)。

2.3 对玫瑰花瓣复水比的影响

由图2可知：在不同的预处理方式下，玫瑰花瓣的复水能力差异显著，可能是由于干燥时间过长以及不同预处理对物料组织结构和水分状态的影响不同。烫漂处理的样品的复水比显著高于其他处理方式的，可能是烫漂的物理热力作用较强，使花瓣内部细胞原生质体和细胞壁分离，细胞膜的通透性加大[25]，使其复水能力明显增强。经20%糖溶液处理的样品的复水比最小，可能是因为糖分子不容易被吸收，造成花瓣表面有大量的糖分子残留，导致干燥花瓣的复水性降低。

2.4 对玫瑰花瓣总黄酮含量的影响

由图3可知，烫漂处理样品的总黄酮含量显著高于其他处理方式的，说明烫漂可有效地保存总黄酮，可能是烫漂的干燥时间最短，在干燥过程中因受热而损失的量最小。20%糖溶液浸渍和未处理组含量差异不显著，但显著低于其他处理方式，不同预处理方式对总黄酮含量的影响显著，可能是由经不同处理后残留的酶活性和花瓣中各组分状态的差异造成的，也可能是花瓣干燥时间较长，导致黄酮类化合物含量下降[25]。

小写字母不同表示差异显著(P<0.05)

小写字母不同表示差异显著(P<0.05)

2.5 对玫瑰花瓣总酚含量的影响

由图4可知，经混合溶液预处理样品中总酚含量最高，显著高于另外4种预处理方式，但四者之间总酚含量有明显差异。20% NaCl和柠檬酸混合溶液浸渍预处理后的干燥产品总酚含量最高，可能是因为柠檬酸降低了物料的pH值，同时具有络合金属离子Na的作用，抑制酶活性，从而有效抑制酚类化合物的降解[21]。

2.6 对玫瑰花瓣微观组织结构的影响

由图5可以看出，新鲜玫瑰花瓣结构呈有规则的条纹状，排列整齐。其中，烫漂处理的花瓣的组织结构变化不大，没有皱缩，细胞形态改变较小，但较为疏松，可能是高温烫漂使花瓣细胞的通透性增加，内部结构遭到破坏。经20%糖溶液处理的花瓣表面有白色漂浮物，可能是在浸渍过程中进入细胞内部的糖分子，导致复水效果差。另外几种预处理的花瓣微观结构都出现了一定的皱缩，经5%柠檬酸溶液和20%糖溶液处理的花瓣褶皱不规律，可能是由于干燥时间过长导致卷曲现象更严重。不同预处理的玫瑰花瓣干燥后有一定的差异性。SEM呈现的结果与前期研究的复水比、干燥耗时等结果相吻合。

小写字母不同表示差异显著(P<0.05)

图5 不同预处理方式下玫瑰花瓣的微观结构Figure 5 Effects of different pretreatment methods on the microstructure of red rose (×300)

2.7 对感官品质的影响

由表5可知，烫漂组和5%柠檬酸组均具有较好的气味、口感、色泽和组织与形态。混合溶液组虽然具有较好的气味、口感和组织与形态，但颜色偏暗没有光泽。20%糖溶液组和未处理组花瓣皱缩严重，有粘连，酥脆性较差影响口感，因此感官评分较低。结果表明，漂烫预处理在感官评价中具有较高的感官满意度，是比较合适的预处理方式。

表5 感官评定结果†Table 5 Sensory evaluation results

† 同列小写字母不同表示差异显著(P<0.05)。

3 结论

以干燥耗时、色泽、复水比、总黄酮含量、总酚含量以及微观结构等为考察指标，全面分析了5%柠檬酸溶液、20%糖溶液、20% NaCl和柠檬酸混合溶液浸渍、烫漂4种处理方式对玫瑰花瓣热风干燥品质的影响。研究结果表明，在干燥前对玫瑰花瓣进行不同处理，会对物料产生不同程度的物理或化学作用，引起细胞微观结构、营养成分等的变化，进而造成玫瑰花瓣干制品品质的差异。其中，高温漂烫破坏了花瓣表面细胞，花瓣组织软化，加快了花瓣的失水并与细胞壁分离，有利于干燥过程中水分的迁移，干燥时间也因此缩短；高温使花瓣细胞的通透性增加，内部结构较为疏松，其干制品复水比最大、总黄酮含量最高、色泽保持得较好，更有利于推广应用。后续将对其作用机理作深入研究。