干燥温度和切片厚度对柿子片干燥特性与品质影响

盛金凤，王雪峰，雷雅雯，李昌宝，李江阔，罗自生，周主贵，唐杰，陈茜，零东宁*，孙健*

（1.广西农业科学院农产品加工研究所，广西 南宁 530007；2.广西果蔬贮藏与加工新技术重点实验室，广西 南宁 530007；3.国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津），天津 300384；4.浙江大学生物系统工程与食品科学学院，浙江 杭州 310058）

柿子是我国的一种传统水果，通常分为涩柿和甜柿两大类。据联合国粮食及农业组织（Food and Agriculture Organization of the United Nations，FAO） 统计，2019年我国柿子树的栽培面积约为9.20×105公顷，产量约为3.25×106吨，分别占世界总栽培面积和总产量的93%和75%。其中广西是我国最大的柿子产区，主要品种为月柿（水柿），集中在桂林恭城、平乐一带。柿果不仅含有许多糖类及多种矿物质，还含有类胡萝卜素、膳食纤维、维生素C等活性成分[1-2]，其中黄酮、单宁、酚酸类物质含量丰富[3-4]。

干燥对农作物储藏期间品质控制和减少采后损失具有重要的作用[5-6]，干制加工不仅能大量、快速消耗原料、延长产品的贮藏期和销售时间，而且能赋予产品特殊的风味和口感[7]。热泵干燥是通过压缩机制热循环从低温热源获取能量，在高温条件作为有效热能进行使用的一种干燥方式，具有节能、安全稳定等优点[8]。许多国家已经将热泵干燥技术应用在食品烘干中[9]，热泵干燥的农作物，其品质、颜色和气味均优于传统热风干燥[10-11]。在我国热泵干燥也在果蔬、粮食、水产品、木材、中药材等农产品干燥方面开始广泛应用[12-14]。

柿子含糖量比较高，不需要浸糖就可以开发出甜度适宜，口感软糯的柿饼、柿子片等柿子加工制品，干制是柿子加工最常见的加工方式。目前热泵干燥已经在柿子干制加工中开始广泛的研究和产业化应用，张鹏霞等[15]利用热泵干燥技术，将柿饼烘干周期从自然晾晒的40多天缩短为5 d～6 d，烘干柿饼色泽优于传统柿饼，口感与传统柿饼相当，而卫生程度与生产效率远高于传统工艺。陈佳歆[16]研究了柿子脱涩及柿子片干燥温度对柿子特性和抗氧化的影响，但是对柿子片干燥后品质没有进行更深入的探讨。本文以我国产量最大的柿子品种“水柿”（恭城月柿）为原料，分析切片厚度和干燥温度对柿子片干燥特性、质构、色泽、营养及感官品质的影响，进一步确定适宜柿子片的干燥温度和厚度，为柿子片产品开发及品质稳定性控制提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

水柿（恭城月柿）：选取大小均匀、无机械伤、外观整体较好，成熟度为85%～90%的月柿，2019年11月由桂林恭城丰华园食品有限公司运输至广西农业科学院农产品加工研究所实验室后4℃冷藏备用。

葡萄糖：天津市科密欧化学试剂有限公司；无水乙醇、硫酸、丙酮、甲醇、2，6-二氯靛酚、3.5-二硝基水杨酸：成都市科隆化学品有限公司；苯酚、磷酸氢二钠、柠檬酸钠：成都金山化学试剂有限公司；冰乙酸、酒石酸钾钠、无水乙酸钠、没食子酸钨酸钠、钼酸钠、硫酸锂：天津市大茂化学试剂厂；氢氧化钠、草酸、偏磷酸、氯化钾、磷酸二氢钾、柠檬酸、无水碳酸钠、三氯乙酸、氯化铁、亚硫酸钠、咔唑：天津博迪化工股份有限公司；Folin-酚：北京索莱宝科技有限公司；L（+）-抗坏血酸：北京索莱宝科技有限公司。以上试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

太阳能热泵干燥烘房：广西农业科学院农产品加工研究所自主研发；WGLL-230BE电热鼓风干燥箱：天津市泰斯特仪器有限公司；400A多功能粉碎机：永康市红太阳机电有限公司；CT310K质构仪：美国博勒飞公司；CM-3600A分光测色计：柯尼卡美能达控股公司；UV-6100紫外可见分光光度计：上海元析仪器有限公司；SIGMA3-18KS高速冷冻离心机：德国Sigma公司；ATX124精密电子天平：日本SHIMADZU公司；TD10002电子天平：余姚市金诺天平仪器有限公司；WJ-3A数显恒温三温水浴锅：常州市伟嘉仪器制造有限公司。

1.3 方法

1.3.1 不同厚度柿子片干燥

柿子去皮切片，切片厚度分别为1.00、1.25、1.50、1.75 cm，60℃条件下热泵烘干，风速1.5 m/s，每隔1 h记录柿子片质量，干燥至湿基含水量为20%时结束，晾至柿子片温度达到25℃及以下时装入食品密封袋中备用。

1.3.2 不同温度柿子片干燥工艺

柿子去皮切片厚度1.25 cm，分别在温度45、55、65、75℃条件下热风干燥，风速1.5 m/s，每隔1 h记录柿子片质量，干燥至湿基含水率为20%时结束，晾至柿子片温度达到25℃及以下时装入食品密封袋中备用。

1.3.3 干燥特性指标的测定

1.3.3.1 柿子片含水率计算

称取干燥至一定时刻（t）样品10 g，放入105℃干燥箱干燥至恒定质量，按式（1）计算t时刻湿基含水率MCub（%）。

式中：mt为干燥t时刻物料的质量，g；md为物料干基质量，g；当t为0时，MCub即为样品初始湿基含水率，%。

1.3.3.2 水分比的计算

MR用于表示在干燥过程中物料残余水分，一般用来反映物料干燥速率的快慢，计算公式如下。

式中：Mt为干燥t时刻柿子片干基含水率，%；Me为柿子片平衡干基含水率，%；M0为柿子片干燥初始干基含水率，%。

1.3.3.3 干燥速率

Nd通常用来表示干燥速率，定义为单位时间内每单位面积湿物料汽化的水分质量，计算公式如下。

式中：Nd为干燥速率，g（/g·h）；Md，i+1和Md，i分别为ti+1时刻和ti时刻干基含水率，%。

1.3.4 理化指标测定

水分测定参照105℃直接干燥法进行测定[17]；还原糖含量测定采用3，5-二硝基水杨酸法进行测定[18]；VC含量测定采用分光光度计法进行测定[19]；总糖含量测定采用“苯酚-硫酸法”进行测定[20]；可滴定酸采用氢氧化钠溶液滴定法进行测定[20]；总酚测定采用福林酚法测定，结果以没食子酸当量表示[21]。果胶含量测定采用“咔唑比色法”进行测定[22]；可溶性单宁测定采用分光光度法进行测定[23]。

1.3.5 质构测定

采用质构仪对柿子片质构特性进行分析，探头型号TA5，TPA模式，目标距离5 mm，触发点负载5 g，测试速度0.50 mm/s；测定柿子片硬度、咀嚼性、内聚性、弹性、胶着性，每个样品平行8次。

1.3.6 色泽测定

采用分光测色仪测定柿子片色泽，结果采用L*值（明/暗）、a*值（红/绿）、b*值（黄/蓝）表示，柿子片随机取点测定色泽，每个样品平行8次。

1.3.7 感官评定

参考贾洋洋等[24]的感官得分标准并稍作改动，由10位评分员分别对不同成熟度的柿子片色泽、气味、组织形态、滋味和口感5个方面做出评分。感官得分标准见表1。

表1 柿子片感官得分标准Table 1 Sensory rating criteria for persimmon slices

1.4 数据处理

运用Excel 2007软件进行数据处理，采用SPSS 22软件的Duncan检验分析进行方差分析，P＜0.05表示差异显著，使用origin 9.1对数据作图。

2 结果与分析

2.1 柿子片干燥过程中水分比的影响

不同切片厚度柿子片干燥过程中水分比变化见图1。

图1 切片厚度对柿子片干燥过程中水分比的影响Fig.1 Effect of different thickness on water ratio of dried persimmon slices

由图1可知，柿子片厚度越厚，在干燥过程中水分比下降越慢，厚度1.00 cm和厚度1.25 cm的柿子片在干燥中期（5 h～11 h）水分比较接近。柿子片越厚，柿子片内部水分蒸发越慢，所用时间也越久，干燥至柿子片水分比为0.063（湿基含水率20%）时厚度1.00、1.25、1.50、1.75 cm 的柿子片分别用时 14、17、20、21 h。

温度对柿子片干燥过程中水分比的影响见图2。

图2 温度对柿子片干燥过程中水分比影响Fig.2 Effect of different temperature on water ratio of dried persimmon slices

由图2可知，在不同烘干温度条件下，温度越高，水分比下降越快，干燥至终点所用时间越短，45℃干燥至终点时间为21 h，75℃干燥时长仅为9 h，两者时长之比为2.33。在干燥5 h时，45℃和75℃的水分比分别为0.455、0.212，45℃条件下的水分比是75℃条件下的2.15倍，由此可知温度是影响柿子片水分比下降的关键因素。柿子片表面和烘房之间存在较大的湿度差，导致柿子片表面水分汽化，内部水分向表面扩散，温度越高表面水分汽化速度越快，内部水分与表面水分的浓度差越大，水分比下降越快，随着柿子片水分的减少，内部水分向柿子片表面迁移的难度逐渐增加，水分比下降随之变得缓慢。

2.2 柿子片干燥过程中干燥速率的影响

干燥速率是指每平米干燥表面积每小时蒸发的水分量，不同厚度对柿子片干燥速率的影响见图3。

图3 不同厚度对柿子片干燥速率的影响Fig.3 Effect of different thickness on drying rate of persimmon slices

由图3可知，1.75 cm厚度的柿子片在干燥前3 h的干燥速率始终最小，而其他3组干燥3 h后的柿子片干燥速率交错变化，说明干燥3 h内物料厚度越厚，物料内部温度升温越慢，同时水分扩散的距离较长且扩散阻力增加导致干燥速率下降；干燥12 h后，厚度较厚的柿子片干燥速率大于柿子片较薄的干燥速率，这可能是由于薄的柿子片水分含量下降较快，干燥后期水分扩散阻力较大的原因。

不同温度干燥柿子片的干燥速率变化见图4。

图4 不同温度对柿子片干燥速率的影响Fig.4 Effect of different temperature on drying rate of persimmon slices

由图4可知，柿子片在干燥前3 h，干燥温度越高，干燥速率越大。干燥8 h时，45℃～75℃条件下的柿子片水分比分别下降至 0.163、0.150、0.112、0.090，从 8 h开始45℃条件下的柿子片干燥速率高于其他3组，较高温度在柿子片内部形成的渗透压低于45℃的柿子片内外水分差形成的渗透压，所以干燥8 h后55、65、75℃的干燥速率低于45℃的干燥速率，且温度越高，干燥速率越小。

2.3 干燥柿子片理化成分分析

柿子的糖分主要为果糖、葡萄糖、蔗糖，可能还含有半乳糖和阿拉伯糖[25]。表2为干燥柿子片理化成分分析结果。

表2 干燥柿子片理化成分分析Table 2 Nutrition analysis of persimmon slices

由表2可知，温度和切片厚度对柿子片干燥后理化成分有一定的影响，还原糖和果胶含量随着干燥温度的升高呈现先升高后降低再升高的趋势，含量分别为30.12%～36.01%和32.03%～41.25%；总糖含量呈现先降低后升高的趋势。不同干燥温度可滴定酸含量在0.29 mg/g～0.46 mg/g之间，VC含量在55℃条件下含量最高，为694.30 mg/100 g，是75℃条件下的6.76倍。

不同切片厚度的柿子片还原糖含量差异较小，1.00 cm～1.50 cm厚度的柿子片还原糖含量在36.06%～36.67%之间，1.75 cm的柿子片还原糖含量略高于其他组，为38.29%。柿子片总糖含量在54.25%～63.30%，各组之间存在显著性差异（P＜0.05）。结合图1可知，可知切片厚度不同，所需干燥时间不同，说明柿子片的干燥时间对柿子片总糖含量影响显著。不同厚度的柿子片果胶含量在41.06%～43.10%，可滴定酸含量在0.24mg/g～0.41mg/g，VC含量在104.29mg/g～210.68 mg/g，其中1.75 cm切片厚度的柿子片VC含量最低。

2.4 干燥对柿子片总酚含量的影响

酚类化合物是含羟基的芳烃衍生物，主要包括酚酸类、类黄酮类和单宁类[26]。总酚是柿子主要活性物质，柿果实的总酚对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌有显著的抑制能力，并具有显著的抗氧化能力[27]。不同厚度对柿子片总酚含量影响见图5。

图5 不同厚度对柿子片总酚含量的影响Fig.5 Effects of different thickness on total phenol content of persimmon slices

由图5可知，随着柿子片厚度的增加，柿子片中总酚含量呈现逐渐下降的趋势，柿子片厚度对柿子片中总酚含量有显著性影响（P＜0.05）。1.00 cm厚度的柿子片干燥后总酚含量为10.09 mg/g，1.75 cm厚度的柿子片总酚含量为6.77 mg/g，前者为后者的1.49倍。柿子片厚度越厚，干燥所用的时间越长，在干燥过程中总酚损失越多。

不同温度对柿子片总酚含量的影响见图6。

图6 不同温度对柿子片总酚含量的影响Fig.6 Effects of different temperature on total phenol content of persimmon slices

由图6可知，随着干燥温度升高，总酚含量呈现先升高再降低的趋势，温度对柿子片总酚含量有显著性影响（P＜0.05）。45℃条件下柿子片总酚含量低于55℃对应的总酚含量，这可能是由于柿子内酚类物质通过酯键与细胞壁中木聚糖相结合形成结合酚，高温促进了共价键的断裂，使酚类物质更易溶出和提取[28]。55℃条件下干燥的柿子片总酚含量为21.08 mg/g，65℃条件下柿子片总酚含量降至12.69 mg/g，75℃对应的总酚含量为9.46 mg/g，仅为55℃干燥条件下的44.9%。温度越高，总酚损失越大，总酚热稳定性越差，且总酚在高温条件下易分解[29]。

2.5 干燥对柿子片可溶性单宁含量的影响

单宁类物质为大分子酚类化合物，可分为水溶性单宁和缩合单宁，可溶性单宁是由单糖与没食子酸及其衍生物形成的单宁，缩合单宁是由黄烷-3-醇类单体缩合而成的单宁[30]。柿子中的涩味主要来源于柿子中的可溶性单宁，当柿子产品中可溶性单宁含量高于0.1%时，涩味明显，因此柿子加工制品中要求柿子产品中可溶性单宁含量小于0.1%。

不同厚度对柿子片单宁含量的影响见图7。

图7 不同厚度对柿子片单宁含量的影响Fig.7 Effects of different thickness on soluble tannin content of persimmon slices

由图7可知，不同厚度的柿子片可溶性单宁含量都在0.08%～0.11%之间，1.75 cm厚度的柿子片干燥后可溶性单宁含量最低（0.08%），说明干燥时间越长，可溶性单宁转化为缩合单宁的量越多。

温度对柿子片可溶性单宁含量的影响见图8。

图8 温度对柿子片可溶性单宁含量的影响Fig.8 Effects of different temperature on tannin content of persimmon slices

由图8可知，温度对柿子片可溶性单宁含量影响显著，随着干燥温度的升高，可溶性单宁含量呈现先升高后降低的趋势，45℃条件下可溶性单宁含量为0.40%，55℃条件下可溶性单宁含量为0.75%，65℃和75℃条件下为0.12%，可溶性单宁的含量都高于口腔感受到柿子涩味的阈值，说明柿子在未经脱涩的情况下干燥存在柿子片涩味偏重的风险。

2.6 干燥对柿子片色泽的影响

柿子中含有丰富的类胡萝卜素，柿子在发育成熟过程中新黄质、玉米黄质、β-隐黄质、β-胡萝卜素等逐渐增加[30]。成熟过程中逐步从绿色转变为青黄色、黄色、橘红色、红色。不同厚度对柿子片色泽的影响见图9。

图9 不同厚度对柿子片色泽的影响Fig.9 Effects of different thickness on color of dried persimmon slices

由图9可知，不同厚度的柿子片干燥后色泽存在差异，1.50 cm 柿子片L*值最低，1.00、1.25、1.75 cm 的柿子片L*值没有显著性差异，a*值没有显著性差异（P＞0.05），a*值为 13.09～15.72。b*值随着柿子片厚度的增加呈现先降低后增加的趋势，为26.84～33.47。

不同温度对柿子片色泽的影响见图10。

图10 不同温度对柿子片色泽的影响Fig.10 Effects of different temperatures on the color of persimmon slices

由图 10 可知，在不同温度中，45、55、75℃的 L* 值要高于65℃，且与65℃的L*值存在显著差异（P＜0.05），说明这3个温度烘干的柿子片亮度较好，55℃条件下L*值最高。45、55、65℃的a*值显著高于75℃（P＜0.05），说明越低温度烘干，柿子片色泽越红。45、55℃烘干柿子片b*值显著高于65、75℃烘干柿子片（P＜0.05），说明低温度烘干的柿子片黄度较高。

2.7 干燥对柿子片质构和感官品质的影响

表3为不同干燥温度和切片厚度的柿子片质构分析结果。

表3 干燥温度和切片厚度对柿子片质构特性的影响Table 3 Effects of different thickness and temperatures on texture and sensory evaluation of persimmon slices

由表3可知，柿子片的质构特性呈现分段性差异，45、55℃的柿子片硬度、内聚性、胶着性和咀嚼性没有显著性差异。65、75℃的柿子片硬度、内聚性、胶着性和咀嚼性没有显著性差异。而不同温度条件下柿子片弹性没有显著性差异，为1.59 mm～1.71 mm。45、55℃的柿子片硬度、咀嚼性和胶着性是65、75℃的柿子片对应数值的2倍以上，而低温干燥（45、55℃）条件下柿子片内聚性低于高温干燥组。

不同切片厚度的柿子片硬度、胶着性和咀嚼性均随着柿子切片厚度的增加呈现先增加后降低的趋势，柿子片硬度最大为1.50 cm条件下265.38 g，最小为1.00 cm条件下164.12 g。胶着性从1.00 cm条件下的117.38 g增加至190.62 g（1.50 cm）后降至126.62 g（1.75 cm）。而不同厚度柿子片内聚性和弹性没有显著性差异（P＞0.05）。

从感官得分可知，不同温度和切片厚度对柿子片感官得分都有影响。不同干燥温度条件下柿子片感官得分在55℃条件下分值最低为74.24，65℃条下分值最高为82.32，这是由于55℃条件下柿子片可溶性单宁含量较高，涩味明显。不同厚度的柿子片感官得分结果可以看出，1.25cm和1.50cm厚度的柿子片分值都在85分以上，可接受度较高，感官得分最低为1.00 cm厚度的柿子片；不同厚度柿子片的硬度和胶着性差异较大，进而影响柿子片口感。

3 结论

干燥温度和切片厚度对柿子片有显著的影响，干燥温度越低，切片厚度越厚，干燥所需要的时间越长，1.75 cm厚度的柿子片，1.00 cm厚度柿子片所需时间的1.5倍；45℃条件下柿子片干燥至终点时间为21 h，是75℃条件下干燥时长的2.33倍。VC含量在55℃条件下含量最高为694.30 mg/100 g，是75℃条件下的6.76倍；随着干燥温度升高，总酚含量呈现先升高再降低的趋势；45℃和55℃条件下可溶性单宁含量分别为0.40%、0.75%，而65℃和75℃条件可溶性单宁含量为0.12%，说明柿子在未经脱涩的情况下干燥存在柿子涩味口感偏重的风险。干燥温度和切片厚度对柿子片硬度、咀嚼性和胶着性影响显著，对柿子片色泽、气味、组织形态、滋味、口感综合感官得分得出干燥温度60℃切片厚度1.25 cm和1.50 cm的柿子片分值都在85分以上，可接受度高。