不同干燥方式对方竹笋品质的影响

代昌雨 吕朝燕 马秀情 马云飞 居荣芳 赵温庭 罗雨江

摘要：为明确不同干燥方式对方竹笋品质的影响，研究热风干燥、远红外干燥和微波干燥对方竹笋干含水率、色泽、复水比、感官评分、总糖、还原糖、可溶性蛋白以及游离氨基酸等的影响。结果表明，随着干燥时间的增加，方竹笋含水率迅速下降，微波干燥下降速度大于热风和远红外干燥;随着复水的时间增加，方竹笋干复水比快速增大，直至基本不变时，复水比由大到小依次为热风干燥>微波干燥>远红外干燥;不同干燥方式方竹笋干中总糖和可溶性蛋白含量由大到小依次为热风干燥>微波干燥>远红外干燥，还原糖和游离氨基酸含量由大到小依次为热风干燥>远红外干燥>微波干燥;同时，不同干燥方式方竹笋干的色差（ΔE）值与鲜方竹笋相差均大于2，热风干燥方竹笋干与鲜竹笋色差最小且感官评分总分最高。可见，热风干燥虽然耗时较长，但对于方竹笋干营养、感官品质及复水性能的保持更为有利，是相对较好的方竹笋干燥方式。

关键词：方竹笋;干燥方式;复水比;感官;营养

中图分类号：TS255.36   文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2021）22-0175-05

收稿日期：2021-04-02

基金项目：贵州省教育厅特色领域项目（编号：黔教合KY字[2020]060）;贵州省高校第一批服务农村产业化项目（编号：遵师合农村产业字201906）;遵义师范学院2017年学术新苗培养及创新探索专项项目培育项目（编号：黔科合平台人才[2017年]5727-17号）;贵州省教育厅创新群体重大研究项目（编号：黔教合KY字[2016]047号）;国家级大学生创新创业训练计划（编号：202010664011）。

作者简介：代昌雨（1997—），女，贵州遵义人，研究方向为果蔬加工与贮藏，E-mail：1274909027@qq.com。

通信作者：吕朝燕，博士，教授，研究方向为果蔬加工与贮藏、植物资源利用等。E-mail：lvcy@zync.edu.cn。

竹笋是禾本科（Poaceae）竹亚科（Bambusoideae）植物——竹子的根状茎上长出的幼嫩的发育芽[1]。金佛山方竹[Chimonobambusa utilis （Keng） Keng f.]是禾本科竹亚科寒竹属（Chimonobambusa）植物，因其竹竿方形而得名，极具特色，甚是珍奇，广泛分布于黔北大娄山系的高山深谷中[2]。金佛山方竹笋笋体呈黄白色或黄色，触摸明显有棱角感、较细长、略呈方形，笋肉脆嫩、丰腴，因其自然生长于高山深林，品质纯净，兼具“鲜、脆、香、嫩”的特点，同时，富含多种氨基酸、维生素、纤维素和无机盐等人体所必需的营养成分，素有“竹类之冠”的美誉[3-4]，加之秋后出筍，时间特殊，与大多春季出笋的笋类形成季节差异上市，市场优势明显，处于供不应求的状态。然而，鲜笋采收季节短、贮藏易木质化等因素严重影响和制约着方竹笋生产和消费规模的扩大。目前，炭火或煤火烘干是黔北地区方竹笋传统加工的主要方式。然而，传统干燥方式存在不能精确控温，笋干产品色泽偏暗褐色至黑色，对笋干品质造成不利影响，亟需对传统干燥方式进行改造升级。

热风干燥、远红外干燥和微波干燥是目前使用较为广泛的果蔬干制方式。热风干燥采用热空气引导，在食品内外形成水分梯度差异，内部水分逐渐向表面扩散并蒸发，具有易于操作、设备简单的特点，但干制时间较长[5]。微波干燥是利用微波辐射穿透进入食品内部转化为热能，加速水分的蒸发，具有干燥速率高的优势，但容易加热不均匀[6]。远红外干燥是应用红外线的穿透能力，其被食品中水分吸收后可以引发分子共振而快速挥发，具有受热均匀，速率高等优点[7]。在竹笋干燥方面，已有研究多集中在热泵干燥工艺方面，对微波干燥工艺也有少量涉及，比如龙成树等研究了不同热泵干燥条件对绿竹笋干燥速率和品质的影响，确定了其适宜的工艺参数[8];陆蒸等分析了毛竹笋热泵干燥工艺中，切分厚度、温度和漂烫处理等对其干燥特性的影响[9];李安平等对毛竹笋微波干燥工艺参数进行了初步研究[10]。然而，针对不同干燥工艺，尤其远红外辐射干燥对竹笋感官和营养品质影响方面的研究相对缺乏，针对方竹笋的相关研究更是匮乏。因此，本研究通过设置3种不同干燥方式，测定其对笋干感官和营养品质指标的影响，综合分析其技术优缺点，进而确定较为适宜的干燥方式，以期为改造方竹笋传统干燥工艺提供技术指导。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

试验于2019年10—12月在遵义师范学院进行，方竹笋于当年10月初，采自贵州省遵义市桐梓县，基本特征见表1。

试验试剂主要有盐酸、磷酸、硫酸、氢氧化钠、葡萄糖、乙酸锌、乙醇、磷酸二氢钠、磷酸二氢钾、蒽酮、硫酸锌、茚三酮、牛血清蛋白、冰醋酸、考马斯亮蓝G-250、亚铁氰化钾、亮氨酸、亚硝酸钠、硝酸钾、氨水、对氨基苯磺酸、盐酸萘乙二胺、正辛醇等，均购自国药集团上海化学试剂公司。

表1 鲜方竹笋的基本特征

名称基径（cm）高度（cm）去壳净质量（g）总质量（g）可食率（%）含水率（%）

方竹笋24.25±1.1731.25±3.3445.21±8.1982.50±9.4154.57±4.7792.26±0.43

1.2 仪器与设备

试验设备主要有电热恒温鼓风干燥箱（上海一恒科学仪器有限公司，DHG-9625A）、微波炉（格兰仕微波电器制造有限公司，G80F23CN3LN-C2）、远红外恒温干燥箱（上海际航机电科技有限公司，YXD-F90）、分光光度计（北京普析仪器有限责任公司，T9CS）、色差计（深圳市三恩时科技公司，YS3060）、数显游标卡尺（日本三丰公司，Mitutoyo）。

1.3 试验方法

1.3.1 样品的制备

选择新鲜、大小相对一致、无损伤的方竹笋，清洗干净;测量高度和地径，并连壳称其质量;去除笋箨，称量可食部分;采用四分法取样，人工纵切竹笋3～4次，切成约1～2 cm宽的细丝后，单层均匀平铺于不锈钢托盘内，每次载量约为500 g，分别进行热风干燥（70 ℃）、微波干燥（800 W）和远红外干燥（70 ℃）。烘干过程中每隔1 h取样称量，直至前后2次质量减少小于1 g为止。

1.3.2 可食率的测定 可食率=（鲜笋去壳净质量/鲜笋总质量）×100%。

1.3.3 含水率的测定

采用GB 5009.3—2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》中的直接干燥法测定并记录方竹笋水分含量。

1.3.4 色泽的测定

采用色差计对不同处理方竹笋色泽差异进行测量，分别测定样品的亮度（L*）值、黄度（b*）值和红度（a*）值，重复6次。其中，亮度值为0时，表征黑色，亮度值为100时，表征白色，越明亮，值越大。红度值小于0，表征绿色，绿色越深，值越小;红度值大于0，表征红色，红色越深，值越大。黄度值小于0，表征蓝色，蓝色越深，值越小;黄度值大于0，表征黄色，黄色越深，值越大[11]。ΔE表征样品与对照（鲜竹笋，用L*0、a*0和b*0表示）间的色差值，其公式为

ΔE=（L*-L*0）2+（a*-a*0）2+（b*-b*2）2。

式中：L*0、a*0、b*0表示鲜竹笋色泽测定值;L*、a*、b*表示不同处理方竹笋干色泽测定值。

1.3.5 复水比的测定

采用复水比作为方竹笋干复水性能的度量指标[12]，其计算公式为

Rw=Gw/Gd。

式中：Rw为复水比;Gw为复水后样品沥干质量，g;Gd为干制品样品质量，g。

1.3.6 总糖、还原糖、可溶性蛋白、游离氨基酸含量的测定

总糖、还原糖含量采用蒽酮-硫酸法测定;可溶性蛋白含量使用考马斯亮蓝法检测;游离氨基酸含量采用茚三酮法测量。

1.3.7 感官评价

方竹笋感官品质评价，由具备基础感官评价知识的20名男性和20名女组成评价小组，参照绿竹笋感官评价指标[13]开展，方竹笋干感官评价标准见表2。

1.4 数据处理

所有数据统计分析及作图均使用Excel 2019软件进行，同时，应用SPSS 22.0统计软件中的方差分析（one-way ANOVA）方法对不同干燥方式处理方竹笋干的总糖、还原糖、可溶性蛋白、游离氨基酸含量和感官指标间的差异性进行检验，并使用最小显著差异法进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 不同干燥方式对方竹笋干含水率的影响

干制时间长是方竹笋加工过程中遇到的主要问题之一， 如何在最短的时间内获得优质的干制产品，是当前方竹笋干制品生产亟需解决的瓶颈问题[14]。不同干燥方式方竹笋湿基含水率随干燥时间均呈下降趋势，微波干燥下降速度大于远红外和热风干燥（图1）。微波干燥方竹笋含水率快速下降，干燥2 h时含水率已降至（3.64±0.63）%，这是由于微波干燥功率大，热效率高所导致的。远红外和热风干燥方竹笋水分含量变化大致可以分为2个主要阶段，从开始干燥到干燥13 h时，方竹笋含水率均快速下降，其后，方竹笋含水率下降速度变慢，直至干燥18 h时基本不再变化。参考香菇和辣椒干制品含水率水平，若以含水率10%作为产品目标含水率，微波干燥在1～2 h内可以达到，热风干燥在12 h时含水率已经降到（10.02±1.30）%，而远红外干燥在12 h时含水率已降至（11.35±0.94）%，需要超过12 h才可以达到目标含水率。远红外干燥达到目标含水率所需时间要多于热风干燥，这与朱香燕等的研究结果[7]一致，可能原因是热风干燥所采用的鼓风加热使方竹笋表面水分汽化速率要大于远红外干燥所采用的密闭恒温加热，进而缩短了干燥时间。

2.2 不同干燥方式对方竹笋干色泽的影响

色泽是评价方竹笋干外观品质的关键指标[15]，一般认为接近鲜竹笋原色的干品较为理想。不同干燥方式下方竹笋干的亮度（L*）、黄度（b*）和红度（a*）均发生了明显变化（表3）。热风干燥方竹笋干亮度（L*）值最大，其后是远红外干燥，微波干燥的亮度值最低。李琴等发现了類似的现象，微波干燥产品亮度值较低，可能是由于微波干燥时，温度较高，导致了轻微的炭化[16]。同时，不同干燥方式方竹笋干的红度（a*）值由大到小依次为微波干燥、远红外干燥和热风干燥。刘霞等也发现了微波干燥导致产品红度值较高的现象[17]，与本试验结果一致，微波干燥产生的高温加速了美拉德反应的进行，非酶褐变导致颜色较深。并且，不同干燥方式方竹笋干黄度（b*）值由高到低依次为微波干燥、热风干燥和远红外干燥。这与朱香燕等的研究结果[7]一致，微波干燥其微波辐射进入方竹笋内部，干燥速率较远红外干燥和热风干燥要快，酚类物质降解时间减少，更利于黄酮类物质的留存。已有研究表明，色差（ΔE）值是否大于2是判断样品色泽差异是否显著的重要标准[18]。综合来看，不同干燥方式方竹笋干色差值与鲜竹笋相差均大于2，由大到小依次为微波干燥、远红外干燥和热风干燥，且热风干燥和远红外干燥差异不显著（P>0.05）。热风干燥方竹笋干与鲜竹笋色差最小，产品色泽相对较好。

2.3 不同干燥方式对方竹笋干复水性的影响

复水性是产品干燥后经复水能够恢复到原来状态的重要产品属性，直接影响产品口感，是衡量干制品品质的重要指标[19]。复水是干燥产品可以被再次利用的关键步骤，以复水比衡量，其值越大说明干燥产品复水恢复能力越强。随着复水时间的延长，不同干燥方式加工方竹笋干的复水比均呈增加趋势（图2）。复水45 min内，各干燥方式方竹笋干的复水比均快速增加，其后增速放缓，到复水 150 min 时复水比趋于稳定，基本不再变化。同时，不同干燥方式方竹笋干复水比由大到小依次为热风干燥>微波干燥>远红外干燥。热风干燥复水比最大，复水性能最好，这与徐晓飞等的研究结果[20]基本一致。干燥产品的复水能力取决于其细胞和结构的受破坏程度[21]。微波干燥由于高功率微波的持续作用，物料内部温度过高，导致产品组织遭到严重损坏，复水恢复能力较差[22]。而远红外干燥由于干制到目标含水率的干燥时间要长于热风干燥，干燥时间越长，方竹笋表面形变皱缩越严重，部分甚至形成硬壳，且内部细胞以及毛细管的萎缩、形变也越大，导致其复水能力下降[23]。

2.4 不同干燥方式对方竹笋干营养成分含量的影响

可溶性蛋白、游离氨基酸、还原糖和总糖含量是蔬菜类农产品营养价值高低的重要判断指标[24]。不同干燥方式加工方竹筍干中可溶性蛋白和总糖含量由大到小依次为热风干燥>微波干燥>远红外干燥（图3）。刘鸿雁等也观察到了类似的现象[25]，与本试验研究结果基本一致。方竹笋干燥过程中，高温引起蛋白质分解以及糖类物质发生分解和美拉德反应，微波干燥由于高功率微波作用导致方竹笋内部温度过高，虽然干燥时间较短，但仍消耗了较多的蛋白质和糖类，而远红外干燥由于干燥时间较长，糖类和蛋白质等营养成分损失也相对较多。同时，不同干燥方式方竹笋干中还原糖和游离氨基酸含量由大到小依次为热风干燥>远红外干燥>微波干燥（图3）。微波干燥还原糖和游离氨基酸含量较低，其主要原因可能是短时高温导致了多糖和粗蛋白结构的破坏，加速了美拉德反应的进行，这与王晓敏等的研究结果[26]相一致。

2.5 不同干燥方式对方竹笋干感官评分的影响

食品感官检验是基于人类生理学、统计学及统计学原理，借助人的感觉（嗅觉、视觉、味觉及触觉）来测量和评估食品的香、味、色、形等指标，并作出综合性评价[27-28]。不同干燥方式方竹笋干感官评分差异较大（表4）。热风干燥的色泽与远红外干燥差异不显著，但显著高于微波干燥（P<0.05）。滋味方面，3种干燥方式方竹笋干差异不显著（P<0.05）。同时，热风干燥方竹笋干的香味和外观均好于远红外和微波干燥，且远红外和微波干燥差异不显著（P>0.05）。可能的原因是微波干燥温度高，远红外干燥加热时间长，均导致方竹笋干表面收缩、干裂，部分形成硬壳，因氧化而发褐甚至发黑，外观较差，同时，加速了美拉德反应的进行，甚至发生焦化，产生焦糊味，香味也较差[29]，进而，不同干燥方式方竹笋干感官评分总分由大到小依次为热风干燥>远红外干燥>微波干燥。这与徐晓飞等的研究结果[20]一致，热风干燥更有利于提升方竹笋干的感官品质。

3 结论

果蔬干制是延长果蔬货架期，提升产品品质和附加值的主要方式，而热风干燥、远红外干燥和微波干燥是目前使用较为广泛的干制方法。通过比较3种干燥方式对方竹笋干含水率、复水比、色泽、感官品质以及总糖、还原糖、游离氨基酸和可溶性蛋白等营养成分含量的影响，可以得出，微波干燥速度快，效率高，但不利于营养成分的留存，感官品质较差。远红外干燥干制时间较长，营养成分含量和感官品质好于微波干燥，但较热风干燥要差。综合来看，热风干燥虽然干制时间也相对较长，但是其产品复水性能、营养成分含量和感官品质均好于其他2种干燥方式，是相对较为适宜的方竹笋干燥方法。同时，本研究仅就不同干燥方式对方竹笋干感官和营养品质的影响进行了初步分析，尚未涉及其贮藏品质方面，后续应增加贮藏品质方面的研究内容，综合确定适宜的干燥方式，以便更好地为方竹笋生产工艺改造提供技术支持。

参考文献：

[1]Choudhury D，Sahu J K，Sharma G D . Value addition to bamboo shoots：a review[J]. Journal of Food Science and Technology，2012，49（4）：407-414.

[2]中国科学院中国植物志编辑委员会. 中国植物志（第九卷第一分册）[M]. 北京：科学出版社，1996：338-340.

[3]李 睿，吴良如，周昌平. 方竹笋矿质元素营养成分的研究[J]. 竹子研究汇刊，2007，26（4）：37-39.

[4]吴 鹏，丁访军，殷建强，等. 施肥对金佛山方竹竹笋的影响[J]. 竹子研究汇刊，2010，29（4）：27-31.

[5]李海登，蒋佳男，陈 兰，等. 不同干燥方式影响雪莲果品质特性的研究[J]. 食品科技，2019，44（7）：96-100.

[6]彭亮亮，佟爱仔，陈 斌，等. 微波干燥技术在人参加工中作用的进展[J]. 人参研究，2018，30（5）：45-46.

[7]朱香燕，张 珺，何义雁，等. 热风与远红外干燥温度对苦瓜全粉品质的影响[J]. 现代食品科技，2015，31（7）：265-269，325.

[8]龙成树，张艳来，龚 丽. 闭式循环热泵干燥竹笋片工艺优化[J]. 食品科技，2015，40（3）：100-106.

[9]陆 蒸，林启训，王 浩，等. 毛竹笋热泵干燥特性及制品复重率[J]. 福建农林大学学报（自然科学版），2002，31（1）：117-120.

[10]李安平，谢碧霞，郑仕宏，等. 毛竹笋干微波干燥工艺的研究[J]. 经济林研究，2004，22（2）：14-16.

[11]Gui F Q，Wu J H，Chen F，et al. Change of polyphenol oxidase activity，color，and browning degree during storage of cloudy apple juice treated by supercritical carbon dioxide[J]. European Food Research and Technology，2006，223（3）：427-432.

[12]Maskan M. Drying，shrinkage and rehydration characteristics of kiwifruits during hot air and microwave drying[J]. Journal of Food Engineering，2001，48（2）：177-182.

[13]张伟光，林永生，林 娈，等. 绿竹笋干制工艺的研究[J]. 福建农业学报，2005，20（2）：118-121.

[14]王 腾，宁正祥，张业辉，等. 超声波辅助盐渍对鲩鱼干品质和微观结构的影响[J]. 现代食品科技，2017，33（11）：75-82.

[15]汪莉莎，谭雁文，陈光静，等. 不同腌制条件下大叶麻竹笋质构特性及色泽变化规律的研究[J]. 食品工业科技，2013，34（18）：94-98.

[16]李 琴，何 莲，乔明锋，等. 不同干燥方式对藿香粉品质的影响[J]. 中国调味品，2019，44（8）：148-151.

[17]刘 霞，江 宁，刘春泉，等. 不同干燥方式对黑毛豆仁品质的影响[J]. 食品科学，2011，32（18）：59-62.

[18]Zhang F S，Zhao J，Chen F，et al. Effects of high hydrostatic pressure processing on quality of yellow peaches in pouch[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering，2011，27（6）：337-343.

[19]夏文水. 食品工艺学[M]. 北京：中国轻工业出版社，2011.

[20]徐晓飞，向 莹，张小爽，等. 不同干燥方式对香菇品质的影响[J]. 食品工业科技，2012，33（17）：259-262.

[21]孟建升，蒋俊春，郑志安，等. 3种干燥方式对山药片干燥动力学和品质的影响[J]. 中草药，2019，50（11）：2575-2582.

[22]马先英，赵世明，林艾光. 不同干燥方法对胡萝卜复水性及品质的影响[J]. 大连水产学院学报，2006，21（2）：158-161.

[23]扶庆权，王海鸥，陈 雨，等. 不同干燥方式对白玉菇品质的影响[J]. 食品研究与开发，2019，49（17）：148-152.

[24]周美琪，周其德，田赛莺，等. 低盐腌制对缙云梅干菜加工品质的影响[J]. 核农学报，2018，32（8）：1562-1571.

[25]刘鸿雁，王盼龙，李 卓，等. 2种干燥方式下枣粉干燥特性及品质的实验研究[J]. 食品科技，2019，44（7）：88-95，100.

[26]王晓敏，吕瑞娜，黄 静，等. 不同干燥方式对金针菇品质及多酚氧化酶活性的影响[J]. 食品工业科技，2019，40（22）：77-81.

[27]王 林. 模糊数学法在川明参鸡肉丸感官评定中的应用[J]. 中国调味品，2015，40（3）：9-11，16.

[28]王 曉，陈冰洁，刘晨霞，等. ClO2缓释熏蒸处理对小白菜保鲜效果的影响[J]. 江苏农业科学，2021，49（6）：160-163.

[29]鲁加惠，张雨露，梁 进，等. 3种干燥方式对香菇挥发性物质及感官特性的影响[J]. 食品工业科技，2019，40（24）：262-269.