微波干燥工艺对月柿果片色泽质构及感官品质的影响

韦珍珍，段振华*，唐小闲，覃焱婷，周思云，段伟文，刘艳

（1.大连工业大学食品学院，辽宁大连 116034）（2.贺州学院食品与生物工程学院，广西贺州 542899）

柿子属于柿科柿属多年生落叶果树，又名候枣、朱果，是中国五大名果之一，柿果实呈橙黄色，肉厚脆爽，甜蜜多汁，拥有很高的食用价值[1]。我国作为柿子的原产国，其种植面积、产量均为世界第一，根据 2018年的 FAO统计结果，中国柿子栽培面积约9.82×105hm2，年产量达 4.22×106t[2]。其中月柿盛产于“中国月柿之乡”—广西恭城县，已有400多年的栽培历史，是广西名优涩柿品种，享有“中华名果”的美称[3]。柿果富含维生素、果胶、单宁、可溶性固形物、香豆素、多种微量元素、瓜氨酸、总酚、黄酮化合物等活性物质[4]，被誉为“铁杆庄稼”，具有止泻、解酒、润肠健脾、保肝降糖、扩张血管、降低胆固醇、抗癌等食疗保健功能[5]。

虽然我国柿子种植产业逐年加速发展，但因柿果为呼吸跃变型果实，成熟时间仅集中在每年9～11月，采收、加工不及时极易导致腐败，鲜果不耐运输与贮存，采摘后损失率巨大，严重影响果农创收[6]。并且，我国柿子以鲜食为主，深加工技术落后，相关产品单调，加工产品依旧以个体户手工制作的柿饼为主，柿子醋酸饮料、柿单宁粉、柿汁、果脯等加工品[7,8]虽有生产，但是尚未形成规模化产业，成为限制我国柿子深加工技术开发与应用的瓶颈。

干燥加工技术可显著抑制食品中微生物与酶的活性，减少产品储存期间的物理、化学变化，达到调整季节性果蔬的市场供需平衡，解决原料过剩问题及有效延长产业链等效果而得到广泛应用[9]。目前，国内外涌现出许多关于柿子干燥技术的研究报道，其中张鲜桃等[10]研究了热风干燥和柿子表皮对柿子干脆片品质的影响，结果表明与带皮干脆片相比，去皮产品的加工时间大幅缩短，同时去皮干脆片色泽较好，感官评分更优良。Senadeera等[11]发现热风干燥柿片在45～65 ℃的干燥条件下，Quadratic模型能更好反映柿片在干燥过程中体积收缩比与水分比的变化规律，65 ℃干燥的样品色差值ΔE最低，有利于降低柿片褐变程度。Zhao等[12]研究了不同热风干燥温度对柿片营养成分、抗氧化活性、微观结构的影响，并且发现与热风干燥相比，冷冻干燥技术更有利于柿片生物活性化合物的保留。作为最常使用的干燥方式，热风干燥成本低、处理较量大、不受环境影响，但干燥效率低，产品色泽、风味、营养损失较大[13]。冷冻干燥得到的产品虽能最大限度的保留原料感官品质、化学成分与物料细胞结构和多孔性，但是干燥成本高且耗能大，限制了其在工业化中的应用[14]。而微波干燥无需传热媒介，干燥时直接深入原料内部，拥有加热时间短、能耗低、无余热、热惯性小、易于快速调控、安全卫生等优点，是一种节能、绿色、高效的干燥方法，具有巨大的发展潜能[15]，目前已成功运用于土豆、大蒜、菠菜等多种果蔬加工领域[16]，但未见在广西特色水果月柿上的应用。

本课题组研究微波干燥对月柿果片物理性质、营养成分、生物活性物质的影响，基于果蔬在不同的干燥条件下易造成不同程度的热损失，引发色泽劣变、表面硬壳板结、复水能力减弱等物理变化，进而最直观的反映到干制品外观、口感、风味等食用品质[17]，同时最直接的影响其商品价值。因此，本文以月柿为研究对象，进行微波干燥试验，探讨微波功率、切片厚度、装载量对月柿果片色泽、质构及感官品质的影响，以月柿果片色泽、硬度、咀嚼性、复水比、感官评分为评价指标，旨在为月柿果片微波干燥加工技术的应用提供一定的理论支撑，带动月柿产业的可持续发展。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

恭城月柿，购于广西贺州市泰兴超市。

1.2 仪器与设备

G70D20CN1P-D2(S0)微波炉，广东格兰仕微波生活电器制造有限公司；MA 150水分测定仪，北京赛多利斯仪器系统有限公司；PTX-FA11OS电子天平，福州华志科学仪器有限公司；CR-400色彩色差计，日本柯尼卡美能达公司；HH-S2数显恒温水浴锅，江苏金怡仪器科技有限公司；TA.XT plus物性测定仪，英国stable micro systems公司。

1.3 试验方法

1.3.1 预处理

选择成熟度和大小均匀、无病虫害、无机械损伤的新鲜月柿为原料，经清洗、去根、削皮后，将月柿切成一定厚度的薄片，待微波干燥试验。

1.3.2 试验设计

设定切片厚度为2.00 cm，装载量为1.60 kg/m2，分别在140、210、280、350、420 W的微波功率下进行干燥试验；设定微波功率为280 W，装载量为1.60 kg/m2，分别在月柿1.00、1.50、2.00、2.50、3.00 cm的切片厚度下进行干燥试验；设定微波功率为280 W，切片厚度为2.00 cm，分别在1.00、1.30、1.60、1.90、2.20 kg/m2的装载量下进行干燥试验。每隔2 min测定并记录一次干燥过程中物料质量，计算含水量，干燥至柿片干基含水率在25%以下为止，分别测定月柿果片的色泽、硬度、咀嚼性、复水性、感官评分，每组试验重复3次，结果取算术平均值。

1.3.3 指标测定

1.3.3.1 色泽的测定

运用CR-400色差仪对月柿果片的色泽进行检测，L*称为明度值，L*=0表示黑色，L*=100表示白色；a*值为正值时越大，颜色越接近纯红色；a*为负值时绝对值越大，颜色越接近纯绿色。b*为正值时值越大，颜色越接近纯黄色；b*为负值时绝对值越大，颜色越接近纯蓝色[18]。L*a*b*表色系还可以表示两种色调之间的差值，即色差，可用ΔE表示，它表示所测物体的L*、a*、b*值与鲜样之间色差值。

式中：

L0*、a0*、b0*——新鲜月柿片的色度值；

L*、a*、b*——干燥样品的色度值。

1.3.3.2 硬度、咀嚼性的测定

采用TA. XT PLUS物性测试仪来检测。测试采用直径50 mm的平底圆柱型探头P/50，测试前速率1 mm/s，测试速率2 mm/s，测试后速率2 mm/s，压缩程度为样品形变40%，两次压缩之间停留时间5 s，压缩力度5 g。硬度是指使月柿果片达到一定变形所需的力，测定中指第一次压缩时的最大峰值，若硬度值越大，则说明产品越硬[19]。咀嚼性则是反映将固体样品咀嚼至能吞咽状态时做功的大小，其数值等于硬度、弹性和内聚性的乘积[20]。

1.3.3.3 复水比的测定

参照文献[21]的方法并略有改进。将干燥后的5 g干样品置于100 mL的40 ℃温水中恒温浸渍30 min，复水后用滤纸吸干表面的水分，称重。复水比按公式(2)计算，每组试验3次平行，结果取平均值。

式中：

RR——干燥月柿果片复水比；

Mb——复水后的月柿果片去除表面水分后的质量；

Ma——复水前月柿果片的质量。

1.3.3.4 感官评价

邀请 20位经过大量感官评价练习的人员构成评分小组，按表1感官评价标准表对月柿果片从滋味、色泽、气味、质地四个方面进行综合评分，最后，按照平均得分记录样品综合评分。

1.4 数据处理与分析

本试验使用Excel 2010、SPSS 19.0、Origin 8.5软件对试验数据进行统计分析与绘图，并用 Duncan法进行方差分析，不同大写字母表明存在显著性差异（p＜0.05）。

表1 月柿果片感官评价标准Table 1 Sensory evaluation criteria of persimmon slices

2 结果与讨论

2.1 微波功率对月柿果片色泽质构及感官品质的影响

2.1.1 微波功率对月柿果片色泽的影响

色泽能直接反馈产品的感官特性，是衡量果蔬干制品质量的重要评价指标[22]。总色差值ΔE越小，说明干燥月柿片的色泽越接近鲜柿[23]。图1表明，当月柿果片在不同微波功率下干燥时，其变化趋势为：随着微波功率升高，干燥样品的L*值、b*值均呈显著减小的趋势，当微波功率增大为420 W时，柿片的L*值、b*值分别降至40.80与23.03；而a*、ΔE值呈略微上升的趋势，当微波功率超过280 W，a*、ΔE值明显增大，微波功率达到420 W时，其a*、ΔE值最大，分别为19.63和36.51。说明功率越大时，柿片明亮度、黄度值显著减小（p＜0.05）；微波功率在140～280 W时，产品的红度值与色差值变化较小，当功率越大于280 W，柿片中心部分呈现出越明显的红褐色。这是因为当微波功率由140 W提高至280 W，微波辐射的穿透力增强，产品升温幅度逐渐提高，但产品未产生“热失控”现象[24]，色泽变暗黄的同时，稍许偏红，ΔE值小幅升高；而当微波功率继续增加，使得干燥后期柿片温度迅速提升促使内部水分分布均匀性骤减，局部过热导致样品部分烧焦、色素降解愈发严重[25]。

2.1.2 微波功率对月柿果片硬度、咀嚼性、复水比、感官评分的影响

质构特性是影响消费者对即食干制品接受程度的关键品质属性[26]。复水比是衡量果蔬在干燥过程中细胞结构损伤程度的重要因素[27]。从表2可知，月柿果片的硬度、咀嚼性随微波功率的增加而上升，当微波功率为 420 W 时，柿片硬度、咀嚼性分别提升到3111.33 g、1724.12 g；产品的复水比、感官评分随微波功率的增加呈先升高后减小的变化趋势，均在 280 W条件下达到最高值，而140、210、350、420 W微波功率干制的产品复水比变化不明显（p＞0.05），其余组分间的硬度、咀嚼性、复水比、感官评分均差异显著（p＜0.05）。这可能是因为功率较低时，柿片易干燥不完全，口感软绵，没有嚼劲，虽然色泽均匀，呈金黄色，但易吸潮“回软”，质地欠佳[28]，柿子风味不足。当微波功率为280 W时，产品内部组织结构应力因水分加速散失而提升，进而干制柿片具有更均匀、多孔的结构，促使物料在复水时更易吸收水分[29]，此时月柿片软硬适宜，咀嚼性优良，但不粘牙，香味浓郁，有光泽度，感官评分最高。但当微波功率在350～420 W范围内时，单位时间内产品的脱水量升高的同时因过高的局部温度，从而破坏内部孔道结构的完整性，细胞收缩并迅速在月柿表面产生一层硬膜[26]，结构结实紧密，硬度大幅提升，咀嚼性也不断增大，适口性差，复水能力减弱，并且色泽不均匀，中心呈棕褐色，口感苦涩。张绪坤等[30]在研究微波干燥条件对莲子品质的影响中同样发现，随着微波功率的增大，莲子的复水比先增加后降低，这与本研究结果相似。

表2 微波功率对月柿果片硬度、咀嚼性、复水比、感官评分的影响Table 2 Effect of microwave power on the hardness, chewiness, rehydration and sensory score of persimmon slices

2.2 切片厚度对月柿果片色泽质构及感官品质的影响

2.2.1 切片厚度对月柿果片色泽的影响

由图2可知，在相同的微波功率、装载量条件下，L*值、b*值随切片厚度的增加呈现先增大后减小的变化规律，在柿片为2.00 cm时为最大值，L*与b*值分别为48.39、33.61；而a*、ΔE值随着厚度的增加则呈现先下降后上升的趋势，在物料厚度为2.00 cm时达到最小，此时a*值为12.89、ΔE值为24.94，表明2.00 cm厚度下的柿片色泽最优。造成这一现象的原因可能是：切片过薄，物料传热传质阻力减小，柿片表面温度过高，加速柿片中的氨基化合物与还原糖发生美拉德反应，产生大量糠醛[31]，造成产品颜色变深、黄度值下降，这与文静等[32]对苹果片的研究结论保持一致；随着切片厚度增加到2.00 cm，柿片内部热量积累减少，有利于缩小柿片中心与表面的温度梯度，从而改善干制品的色泽保留程度；当切片厚度继续提升，内部水分迁移的路径过长，干燥速率大幅减缓，受热时间相应延长，导致非酶褐变程度加剧[33]，柿片虽无明显焦糊但是整体色泽偏暗红、黄度值减小。

2.2.2 切片厚度对月柿果片硬度、咀嚼性、复水比、感官评分的影响

分析不同切片厚度对月柿硬度、咀嚼性、复水比、感官评分的影响，结果如表3所示。当微波功率、装载量一定时，物料硬度、咀嚼性随着切片厚度的增大而显著提升，切片厚度为3.00 cm时，产品的硬度高达2674.37 g，咀嚼性增至1567.04 g；复水比随着切片厚度的增大而单调递减，当柿片厚度为1.00 cm时，复水性能最强，为2.28；感官评分呈先逐渐增大后下降的趋势（p＜0.05），在切片厚度为2.00 cm时达到最大值，为87.80分。这可能是由于厚度较薄，微波能从月柿内部穿透，能量损耗率较低[34]，水分蒸发速度提升，微波膨化效应增强，降低物料细胞粘附性且提升细胞壁多糖的亲水性[35]，诱导其组织疏松性提高，表面产生多处“鼓泡”，硬度、咀嚼性较低，复水性能增强，物料出现部分碳化，感官品质较差。而物料厚度过大，微波能在物料内部渗透程度衰减，柿子中心部分吸收微波能的阻碍增大，升温速度慢，组织膨胀性能不足，导致柿片口感变硬，咀嚼性过强，极易粘牙，多孔结构收缩形变严重，复水性能差，且色泽暗沉，组织板结，在切片厚度为3.00 cm时，产品感官评分降至82.00分。唐小闲等[36]同样发现通过增加微波干燥慈姑片的厚度，慈姑脆片的硬度不断提高，这与本研究结论相符。

表3 切片厚度对月柿果片硬度、咀嚼性、复水比、感官评分的影响Table 3 Effects of slice thickness on hardness, chewiness, rehydration and sensory score of persimmon slices

2.3 装载量对月柿果片色泽质构及感官品质的影响

2.3.1 装载量对月柿果片色泽的影响

图3反映了装载量对月柿果片色泽的影响，各试验组间的颜色呈显著性差异（p＜0.05）。柿片的L*值与b*值随着装载量的增加而增长，而a*、ΔE值则随着装载量的提高而减小，表明产品色泽由严重焦黑逐渐转变为接近鲜柿的亮黄色。当装载量为1.00 kg/m2时，干燥样品亮度值、黄度值最低，分别为 40.18、24.61，同时其红度值、色差值达到最大，分别为18.94、36.29，这是因为物料过少导致单位质量物料吸收的微波能增大，削弱物料细胞组织对水分的约束力，显著增强水分扩散能力，有利于强化月柿的受热状态，产品易出现“热点”[37]，随之柿片焦糊程度提升；然而装载量越大，同一时刻月柿果片内部含水量增加，在微波功率恒定的条件下，水分蒸发与迁徙阻力增大，相应的物料升温缓慢，从而有效抑制褐变反应[38]，能更好的保持色泽品质。

2.3.2 装载量对月柿果片硬度、咀嚼性、复水比、感官评分的影响

如表4所示，在恒定微波功率、切片厚度的条件下，月柿果片的硬度、咀嚼性随装载量的增加而降低（p＜0.05），当装载量增加到2.20 kg/m2，柿片硬度、咀嚼性分别仅有1745.05 g和947.64 g；复水比随装载量的提高呈先升高后减小的趋势，在装载量为 1.60 kg/m2达到最大值，即1.77，1.60 kg/m2装载量处理组与1.00、1.30、1.90、2.20 kg/m2处理组复水比存在显著性差异；感官评分也随着装载量的上升呈先增多后下降的变化趋势（p＜0.05），这与山核桃在不同装载量的微波干燥条件下的感官评分变化相同[39]。分析原因可能是，当装载量为1.00 kg/m2时，物料过少，产品内部水分汽化的蒸汽压力增加，产生的径向推动力过大，破坏月柿内部的细胞壁及液泡间的胶质大分子，细胞组织崩塌严重[25]，导致月柿片结构致密，质地坚硬，硬度达到最大值，即3723.39 g，咀嚼性过大，并且表面粗糙，产品焦糖化反应越明显[40]，色泽暗淡，有明显的焦糊味。当装载量范围在1.90～2.20 kg/m2时，产品的比表面积扩大，单位面积月柿产热量大幅降低[41]，则膨化动力减小，不利于产品细微孔道及时扩张，组织具有较少的蜂窝状网络结构，抵御外力能力下降，造成柿片过软，咬劲不足，复水性降低，虽颜色均一，光泽较好，但柿子天然香气较淡，无回味，滋味一般。

表4 装载量对月柿果片硬度、咀嚼性、复水比、感官评分的影响Table 4 Effect of loading amount on hardness, chewiness, rehydration and sensory score of persimmon slices

3 结论

3.1 月柿果片微波干燥过程中，微波功率、切片厚度、装载量均对产品的色泽、质构及感官品质产生显著性影响（p＜0.05）。微波功率越高，柿片越偏向暗红色，ΔE值越大，产品硬度、咀嚼性显著提升。随功率的增大，产品的复水比、感官评分呈先升高后降低的趋势，微波功率为280 W时，干制品的复水性最好，为1.77，感官品质最佳，达到87.80分。

3.2 随着切片厚度的上升，ΔE值呈现先减小后增大的变化，柿片厚度过小时，果片部分焦黑严重，b*值骤降；当厚度为2.00 cm，对产品的色泽保护效果最好；再增加厚度，柿片整体偏红褐色，b*值减小。切片厚度越薄，其复水能力更强，硬度、咀嚼性越小；但当厚度范围在2.50～3.00 cm时，干燥样品硬壳板结，易粘牙。当厚度逐渐增加，感官评分呈现先升高后下降的变化趋势，在切片为2.00 cm时达到最高值。

3.3 装载量越大，产品颜色越接近鲜柿，色泽更金黄明亮。装载量为1.00 kg/m2时，装载量偏小造成干制品表面皱缩，口感过硬，难以咀嚼；当装载量超过1.60 kg/m2，组织较软，韧性不足。柿片的复水比、感官评分均随装载量的升高呈先增多后减小的趋势。在装载量为1.60 kg/m2时，月柿果片的复水特性更优越，口感更好，具有醇厚的柿子风味。