蔗糖调控对气流膨化黄桃片微观结构及品质的影响

奥鹏网院作业

蔗糖调控对气流膨化黄桃片微观结构及品质的影响蔗糖调控对气流膨化黄桃片微观结构及品质的影响

刘春菊1,2，王海鸥3，牛丽影1，张钟元1，宋江峰1，李大婧1,*，刘春泉1

（1.江苏省农业科学院农产品加工研究所，江苏 南京 210014；2.江苏大学食品与生物工程学院，江苏 镇江 212013；3.南京晓庄学院食品科学学院，江苏 南京 211171）

摘 要：本实验通过分析质量分数为0、5%、15%、25%、35%的蔗糖溶液浸渍气流膨化黄桃片微观孔隙结构、细胞壁组分和结构、色泽、膨化度、质构特性（硬度、脆度、剪切功、穿刺功、破碎功）、吸湿率的变化，研究蔗糖调控对气流膨化黄桃片微观结构及品质的影响。结果表明：气流膨化黄桃片的孔隙随着蔗糖质量分数的增加而缩小，孔壁增厚，孔隙均匀度增加；低质量分数蔗糖可防止气流膨化黄桃片细胞壁中果胶、半纤维素、纤维素的热降解，提高细胞壁的强度，蔗糖质量分数15%和25%时果胶和半纤维素含量达到最大；傅里叶变换红外光谱结果表明蔗糖质量分数15%和25%时出现了芳香环、α-糖苷键和β-糖苷键特征吸收峰，蔗糖质量分数35%时O—H键伸缩振动和C—O键伸缩振动特征吸收峰显著减弱；低质量分数蔗糖可提高气流膨化黄桃片的膨化度及改善其色泽；蔗糖质量分数的增加可增强组织结构、充实细胞，使得气流膨化黄桃片硬度和脆度增加，破碎功、剪切功和穿刺功也相应增加，在蔗糖质量分数25%时达到最大；质量分数5%和15%蔗糖对气流膨化黄桃片吸湿性影响不大，蔗糖质量分数超过25%浸渍可降低气流膨化黄桃片的吸湿率；本研究结果发现蔗糖可以有效提高气流膨化黄桃片的综合品质，气流膨化黄桃片品质变化与微观孔隙结构和细胞壁组分变化有关，为改善黄桃干燥制品品质提供了理论参考。

关键词：黄桃片；气流膨化；蔗糖；微观结构；品质

桃（Prunus persica L. Batsch）属蔷薇科、桃属植物，原产于中国。桃营养丰富、肉质细腻、香气浓郁，具有美肤、清胃、润肺、祛痰等医疗保健功效，素有“果中皇后”的美誉。桃果实采后耐贮性差、货架期短，极易腐烂变质。干燥是一种较有效延长果蔬保质期的方法，通过干燥可以降低水分含量，抑制因微生物生长而引起的质量劣变[1-2]。提高干燥速率和提升产品质量的新干燥技术得到专家学者的极大关注，目前桃片的干燥方法主要包括冷冻干燥、油炸等，存在着能耗高、干燥速率低、产品质量差等诸多问题。气流膨化干燥是一种环保、节能的非油炸干燥技术，该技术吸纳了热风干燥和真空冷冻干燥的优点，较好地保留了物料营养成分和色泽，符合方便、营养、健康和安全的食品发展趋势，是具有很大发展潜力的高新优良果蔬加工技术[3-4]。

桃果实水分含量高、固形物含量少、细胞壁较薄，在气流膨化过程中易引起产品膨化率小、硬度高、酥脆性差等品质问题，较大程度地降低了果蔬膨化成品率和加工效率，制约着果蔬膨化加工技术的广泛应用。毕金峰等[5]研究发现苹果膨化产品孔室大小均匀可赋予产品更酥脆口感，孔室较大会导致硬度和脆度较差。魏秋羽等[6]认为芋头膨化产品硬度过高口感坚硬，硬度过低口感偏软、没有嚼劲，产品形成多孔状结构使其质地酥脆。因此，膨化产品的微观孔隙结构对膨化桃片的品质形成及调控起到至关重要的作用。糖渍是一种常用的果蔬加工处理方法，简单方便，浸渍速度快，效果佳，尤其对于口味偏酸的果蔬，糖渍是其加工过程中必要的工序。其中，蔗糖价格低廉、糖液透明、无异味，是最普遍的浸渍糖。果蔬膨化工艺中采用蔗糖浸渍预处理，不仅具有调节产品口味、改善色泽的有益效果[7]，同时还能充实细胞，增加组织强度和结构密度，增厚孔室壁，有利于保持孔室形态[8]，促使形成孔室小、数量多的均匀多孔结构，改善产品的质地结构[9]，提高其酥脆性。本实验通过蔗糖调控黄桃脆片的微观孔隙结构，从而改变气流膨化黄桃片产品的外观品质、质地特性及吸湿性，旨在为黄桃干燥加工产品品质的提高和控制提供调控途径和理论依据。

利用地理信息系统工具可以快速、准确地对上图的治理措施量化数据进行空间量算，并与设计文本中的措施设计信息进行核对，辅助专家及时发现措施工程量及其预算多报的现象。例如：田间生产道路措施空间量测长度为855 m，而在设计文本中描述为1 223 m；梯田整修措施设计地块面积有18 hm2，而设计文本中描述为22 hm2。

1 材料与方法1.1 材料与试剂

黄桃（‘金童8号’）采自江苏省农业科学院国家果蔬种质桃资源圃。

乙醇、氯仿、甲醇、丙酮、碳酸钠、硼氢化钠、咔唑、氢氧化钾、蒽酮、硫酸、氯化钠、蔗糖、戊二醛、叔丁醇均为国产分析纯。

本文设计的驱动主要为音频采集模块。系统设计中,DM368通过SPI接口与ADS131A04连接,驱动程序应完成对其初始化和相关寄存器配置。系统通过spi_register_driver()函数加载 ADS131A04;设计Ads131a04_probe()函数实现对ADS131A04的初始化;ads131a04_set_para()函数实现配置功能,包括时钟分频与采样频率、参考电压值、CRC校验等;exit_ads131a04()函数卸载ADS131A04。

1.2 仪器与设备

快速脱水式气流膨化设备如图1所示，由江苏省农业科学院农产品加工研究所果蔬加工研究室自制[10]。主要由膨化罐、蒸汽发生器、真空罐、捕水器、制冷盘管、真空系统、集水器、制冷机组成。其中真空系统可与膨化罐间形成压差，打开泄压阀，物料中的水分瞬间闪蒸，真空罐内捕水器的制冷盘管迅速捕集大量水蒸气，冷凝成水，流至真空罐的后端，汇集至集水器中。

     

图1 快速脱水式气流膨化设备示意图Fig. 1 Schematic diagram of explosion puffing equipment with high dehydration rate

BS224S电子分析天平 北京赛多利斯科学仪器公司；DHG-9070电热恒温鼓风干燥箱 上海精宏实验设备有限公司；UV-6300型紫外-可见分光光度计上海美谱达仪器有限公司；CT3 25K型质构仪 美国博勒飞公司；FW100高速万能粉碎机 天津市泰斯特仪器有限公司；CR-700分光测色色差计 日本柯尼卡美能达公司；Quanta 200扫描电子显微镜 荷兰FEI公司；EMITECH K750临界点干燥仪 英国Quorum公司；ZX-27型傅里叶变换红外光谱仪 德国Bruker公司。

1.3 方法

1.3.1 蔗糖浸渍气流膨化黄桃片制备

新鲜黄桃洗净后沥干水分，用去皮器削掉外皮，沿黄桃的轴向腹部位置取7 mm厚的环状桃片，将环状桃片四等分，获得厚度7 mm、环半径为15 mm的桃片，将桃片放在沸水中烫漂1.5 min，按料液比1∶1（m/V）分别加入5%、15%、25%、35%质量分数的蔗糖溶液，真空浸渍30 min后取出，沥干黄桃片表面水分，放入热风干燥箱中60 ℃烘至水分质量分数60%，放入4 ℃冰箱中均湿12 h，然后进行气流膨化干燥。气流膨化干燥条件：膨化压力0.2 MPa，膨化温度105 ℃，真空干燥温度75 ℃，真空干燥时间120 min，真空罐压力-0.01 MPa。制得的气流膨化黄桃片的水分质量分数小于5%，用于后续指标的测定。

1.3.2 色泽测定

采用色差仪CIE Lab表色系统测定气流膨化黄桃片的色泽指标L*值、a*值、b*值，每个处理取10 个气流膨化黄桃片，结果取其平均值。根据L*值、a*值、b*值计算a*/b*值、C值、H值、ΔE。其中L*值为亮度变量，测定值越大则表示样品表面亮度越高。a*值为红色或绿色值，正值表示偏红色，负值表示偏绿色，绝对值越大则说明红色或绿色越深。b*值为黄色或蓝色值，正值表示偏黄色，负值则表示偏蓝色，绝对值越大说明黄色或蓝色越深[11]。C为色饱和度，测定值越大表明颜色越纯，按式（1）计算。H为色调角，从0°～180°代表颜色逐渐由紫红（0°）向红、橙红、橙、黄（90°）、黄绿、绿和蓝绿色（180°）过渡，按式（2）和式（3）计算。色泽变化可以通过色差计测定未干燥前黄桃片色泽（L0、a0、b0）与实际色泽之差来反映，即总色差值ΔE，用以指明整体色泽的变化程度，按式（4）计算。

   

1.3.3 硬度和脆度测定

采用CT3 25K型质构仪测定，测试条件如下：探头型号为TA25/1000圆柱型探头，测试类型为压缩，测试速率为0.50 mm/s，测后返回速率为0.50 mm/s，测试距离为7 mm。样品的硬度以坐标图中出现的最大压力峰值表示，单位为g；脆度以出现在下压探头第一次冲向样品过程中坐标图上的第一个明显压力峰值表示，单位为g。每种样品重复10 次，取其平均值。

1.3.4 膨化度测定

缺陷阶段指明缺陷是在哪个阶段引入的。指明是原来版本存在的或者新发现的，是重写函数时引入的还是修复之前缺陷时引入的。

从用户层面上说，视图是用户直接见到的HTML网络页面，从程序层面上说，视图主要负责是形成用户界面，一般按照数据模型当中的信息转变成界面传给广大用户。视图可以准许用户用不同的方式输入信息，但信息自身并不是由视图进行处理，视图仅仅是用来呈现数据与信息。在具体应用当中，有时会存在多个视图同时访问统一信息模型的情况，如果用户在该信息模型中，便会生成具体视图，用来显示用户详细的信息表格，便于管理员监控。

将干燥黄桃样品称质量，以干净的石英砂作为置换介质，以100 mL量筒为容器，采用体积置换法测定其体积，每个样品测定10 次，结果取平均值。膨化度按公式（5）计算。

   

式中：V1为黄桃脆片的体积/mL；m0为黄桃脆片质量/g。

1.3.5 剪切总功、穿刺总功和破碎总功测定

采用CT3 25K型质构仪。剪切实验：采用V型刀片，沿样品的纵轴切割，刀片速率为1.0 mm/s，位移10 mm，测定剪切总功；穿刺实验：探头型号为TA39的圆柱探针，50 N载荷单元，速率为1.0 mm/s，距离为10 mm，测定穿刺总功。破碎实验：探头型号为TA11/1000的圆柱探针，速率为1.0 mm/s，距离为10 mm，测定破碎总功[12]。每种样品重复10 次，取其平均值。

1.3.6 吸湿性测定

将气流膨化黄桃片放置于已称质量的干燥平皿中，将平皿放置在盛有饱和氯化钠溶液（环境相对湿度75.5%）的玻璃干燥器中，放置2、4、8、16 h和1、2、3、5、7、10、15 d，称其质量变化，每种样品重复10 次，取其平均值。吸湿率为吸湿前后质量差占吸湿前质量的比例[13]，按公式（6）计算。

经过了近三年的数百次试验、改进，全色系的水醇体系油墨最终研制成功，并在一些企业应用。同时，配套研发了干燥装置、回收装置。由于从源头解决了绝大多数VOCs的排放问题，所以过程控制和回收装置使用相对简单，成本低、效果好，不但做到了印刷现场VOCs排放双达标（经第三方检测），而且不用改版，印刷质量完全达到溶剂油墨的效果，印刷速度达到溶剂油墨的80%以上，油墨的使用成本也低于溶剂油墨。由于VOCs排放完全达标，解决了环境污染的困扰，因此使用厂家数量不断增加。预计，随着这种新型环保油墨的不断推广，软包装领域的VOCs污染问题可以得到解决。

   

式中：m0为黄桃脆片吸湿前质量/g；m1为黄桃吸湿后质量/g。

1.3.7 微观结构扫描电子显微镜观察

利用扫描电子显微镜观察气流膨化黄桃片的微观结构。将黄桃片用碳导电胶粘在样品托上，采用离子溅射仪在观察样本横断面上喷金，扫描电子显微镜观察气流膨化黄桃片横截面的微观结构。

1.3.8 细胞壁组分测定

样品细胞壁的制备参照范淑琴[14]和Rose[15]等的方法并稍作修改。气流膨化黄桃片用粉碎机制粉，过80 目筛，取4.00 g黄桃粉加入体积分数75%乙醇溶液200 mL，煮沸30 min，以4 000 r/min离心10 min，滤渣用200 mL沸腾乙醇洗1 次，以4 000 r/min离心10 min，用200 mL氯仿-甲醇（1∶1，V/V）、200 mL丙酮各冲洗1 次，分别用140 目的尼龙布抽滤，最后40 ℃烘干，获得气流膨化黄桃片细胞壁。

4.3 双边合作是武术对外教材“走出去”的重要保障语言障碍造成了多年来武术对外教材“走出去”的主要问题，而丰富武术对外教材，冲破语言障碍，则需要更多的专业人士做出努力，两国间的双边合作也是必不可少的。东西方文化的交融需要双方国家共同做出努力，在教材内容的翻译工作中，中国人更加了解武术专业内容，而国外学者则能够更好地解决语言翻译问题，如此，双边的合作是促成武术对外教材标准化提升的关键因素。与此同时，文化的交融还需要持久地，潜移默化地发展，双边合作能够促成更多的两国合作，有效促进两国文化交流在潜移默化中发展。

细胞壁各组分含量测定参照Szymanska-Chargot[16]和Femenia[17]等的方法并稍作修改。取0.5 g细胞壁加入50 mL的50 mmol/L碳酸钠（含20 mmol/L硼氢化钠），25 ℃下振荡反应6 h，10 000×g离心10 min，所得上清液为果胶粗提物，用咔唑比色法测定果胶含量。沉淀物为不含果胶的细胞壁，向其中加入50 mL的4 mol/L氢氧化钾（含20 mmol/L硼氢化钠），在25 ℃下振荡反应12 h，10 000×g离心10 min，所得上清液为半纤维素溶液，用蒽酮比色法测定半纤维素含量。沉淀物为不含果胶和半纤维素的细胞壁，用去离子水洗两遍，得到纤维素，将洗涤后的沉淀物先用5 mL体积分数72%硫酸溶液35 ℃水解1 h，然后加入25 mL双蒸水，100 ℃水解1 h，10 000×g离心10 min，取滤液用蒽酮比色法测定纤维素含量。

随着经济社会的不断发展，水土保持、林网建设也逐步深入，由“防治并重”转变为“预防为主，加强监督执法”。首先搞好宣传活动，通过电视讲话、播出电视节目、宣传标语等方式让大家认识到水土保持、林网建设工程是一项长期坚持的基本国策，防沙治沙与百姓生活密切相关。其次是组织技术人员对防治情况进行普查，并制订出监督治理方案。再次，规范监督工作，制定合理的规章制度，实现地方性立法立规，先后出台了一系列地方性法规，并举办专项人员培训班，形成县、乡、村三级监督统筹、管理网络。

1.3.9 细胞壁傅里叶变换红外光谱分析

采用ZX-27型傅里叶变换红外光谱仪进行分析。称取细胞壁粉末2 mg，进行波数为400～4 000 cm-1的红外光谱扫描，分辨率4 cm-1，累计扫描32 次。

1.4 数据处理

采用SPSS 16.0软件对实验数据进行统计分析，利用Tukey检验进行差异显著性分析，采用Origin 7.5软件进行分析和绘图。

2 结果与分析2.1 蔗糖调控对气流膨化黄桃片微观结构的影响

果蔬干制品微观孔隙结构与产品品质密切相关，品质变化往往是因为干燥过程中微观结构的改变而引起。扫描电子显微镜观察蔗糖调控气流膨化黄桃片的孔隙结构如图2所示，可以看出未浸渍蔗糖的气流膨化黄桃片易生成较大的孔洞（图2a箭头），孔壁上有破裂的痕迹，并与其他孔相贯穿，孔隙大小差异较大；质量分数为5%和15%蔗糖浸渍的气流膨化黄桃片仍具有较大的孔洞（图2b、c箭头），但比未浸渍蔗糖样品的孔洞小，同时还有一些小的孔结构生成，且质量分数15%蔗糖浸渍的膨化黄桃片小孔更多一些；质量分数25%蔗糖浸渍的气流膨化黄桃片孔隙均匀度增加（图2d箭头），孔壁明显增厚，孔隙更加圆润，形成了大孔隙的趋势变小[18]；质量分数35%蔗糖浸渍的气流膨化黄桃片孔隙更小更多（图2e箭头），孔隙结构更加均匀，孔壁厚度明显大于25%蔗糖样品。蔗糖促使气流膨化黄桃片形成大孔隙、孔壁薄的结构向小孔隙、孔壁厚的结构趋势转化，调控了膨化黄桃脆片的不同孔隙结构的形成。

据2006年水质监测资料统计分析，秦淮河干流各条支流和圩内沟河水质都在Ⅳ类以上，其中劣Ⅴ类水质的河道长度约占流域河道总长的30%。造成水质污染的污染源有点污染和面污染两个方面，点污染有4个重点地区，即南京市主城区、江宁、溧水、句容3个区（县、市）所在地的居民生活和工业生产排出的污水；面污染是流域内100多万亩农田使用的化肥、农药和乡村工业产生的污水。

     

图2 蔗糖调控对气流膨化黄桃片孔隙结构的影响
Fig. 2 Effect of sucrose control on microstructure of explosion-puffed yellow peach slices

2.2 蔗糖调控对气流膨化黄桃片细胞壁组分的影响

果蔬在气流膨化时细胞内的水分会在高压差下瞬间闪蒸汽化，其产生的膨化力冲击到细胞壁上，当膨化力小于细胞壁所承受极限应力时，细胞壁仅发生膨胀变形，膨化产品中的孔室均由单个细胞形成，促使产品形成均匀的多孔结构；当膨化力大于细胞壁所承受极限应力时，细胞壁会破裂，相邻细胞单元合体而形成大孔室，且孔径大小不一。因此，果蔬膨化加工过程中，孔隙结构及质地形成主要是由对细胞壁应力起决定作用的细胞壁组分变化所引起的[19]。

由表1可知，坩埚冷却时间越长，坩埚质量越大，50 min后称量结果基本不变，说明坩埚返潮吸收空气中水分达到饱和。从以上试验结果可知，试验操作时空坩埚冷却30 min即可称量。

果蔬细胞壁是一个复杂的网络结构，由果胶、半纤维素和纤维素微纤丝构成。果胶是细胞壁中间层的主要成分，热加工会引起果胶含量的变化[20]。从图3可以看出，经蔗糖浸渍的气流膨化黄桃片细胞壁果胶含量显著高于未浸渍黄桃片（P＜0.05），随着蔗糖质量分数的增加，细胞壁果胶含量逐渐升高，在蔗糖质量分数15%和25%时细胞壁果胶含量达到了最高，比未浸渍黄桃片细胞壁果胶含量分别提高72%和66%，蔗糖质量分数继续增加，细胞壁果胶含量反而下降。这可能是由于蔗糖是具有多个羟基的双糖，在高温高压条件下，蔗糖与细胞壁果胶水合，防止了果胶在热干燥过程中发生β-消除降解的解聚反应，当蔗糖达到一定质量分数，水合能力逐渐下降，而多余的蔗糖抑制了羟基与氢离子形成氢键，β-消除反应加速，造成细胞壁果胶含量的下降[21]。

     

图3 蔗糖调控对气流膨化黄桃片细胞壁果胶含量的影响
Fig. 3 Effect of sucrose control on pectin content of cell wall in explosion-puffed yellow peach slices

     

图4 蔗糖调控对气流膨化黄桃片细胞壁半纤维素含量的影响
Fig. 4 Effect of sucrose control on hemicellulose content of cell wall in explosion-puffed yellow peach slices

从图4可以看出，随着蔗糖质量分数的增加，细胞壁半纤维素含量逐渐增加，蔗糖质量分数15%和25%时达到最高，比未浸渍细胞壁半纤维素含量均提高了20%左右，蔗糖质量分数继续增加，细胞壁半纤维素含量不断下降。从图5可以看出，质量分数5%和15%蔗糖浸渍气流膨化黄桃片细胞壁纤维素含量与未浸渍差异显著（P＜0.05），比未浸渍细胞壁纤维素含量分别提高了4%和3%，随着蔗糖质量分数增加，细胞壁纤维素含量显著下降（P＜0.05）。这可能是由于细胞壁中的半纤维素是通过氢键依附于纤维素以及与纤维素交联，所形成的纤维素-半纤维素网络维持细胞壁的强度[22]，在气流膨化干燥过程中蔗糖在一定程度上与半纤维素和纤维素发生水合反应，抑制了热干燥过程中纤维素-半纤维素网络结构的降解，在高质量分数蔗糖下，大量蔗糖会在细胞腔中反应固化，限制了细胞壁半纤维素和纤维素的自由度，抑制了其与蔗糖的水合反应，无法保护细胞壁半纤维素和纤维素的热降解和膨爆降解[23]。细胞壁组分可以提高细胞壁的黏弹性，增强其力学性能[24]，说明蔗糖低质量分数时细胞壁组分的增加对膨化黄桃片孔隙结构形成具有一定的贡献。蔗糖高质量分数时其大量渗入细胞及细胞壁中，对膨化力产生一定阻碍作用，促使膨化黄桃片形成均匀多孔结构。

     

图5 蔗糖调控对气流膨化黄桃片细胞壁纤维素含量的影响
Fig. 5 Effect of sucrose control on cellulose content of cell wall in explosion-puffed yellow peach slices

2.3 蔗糖调控对气流膨化黄桃片细胞壁结构的影响     

图6 蔗糖调控对气流膨化黄桃片细胞壁结构的影响
Fig. 6 Effect of sucrose control on cell wall structure in explosion-puffed yellow peach slices

傅里叶变换红外光谱通过特征基团所引起的吸收峰强度变化来表征细胞壁结构的变化，图6为不同质量分数蔗糖浸渍的气流膨化黄桃片细胞壁的傅里叶变换红外光谱图，在3 335 cm-1和2 941 cm-1附近有较强的多糖特征吸收峰，分别是由细胞壁中O—H键的伸缩振动和CH2基团C—H键的伸缩振动引起的[25]。随着蔗糖质量分数的增加，3 335 cm-1处吸收峰强度逐渐增加，主要是由于蔗糖与细胞壁组分间氢键的形成，而蔗糖质量分数超过15%时吸收峰强度逐渐下降，说明高质量分数蔗糖具有抑制氢键形成作用。

1 743 cm-1处吸收峰的C＝O伸缩振动代表果胶、半纤维素和纤维素中的羰基，而1 622 cm-1处吸收峰是由于自由羧酸基团C＝O不对称的伸缩振动产生的，也是—COOH特征峰。蔗糖质量分数为35%时1 743 cm-1吸收峰和1 622 cm-1吸收峰强度都出现明显的减弱，这可能与细胞壁中纤维素的热降解有关。蔗糖质量分数为15%和25%时出现芳香环骨架振动引起的1 540 cm-1处吸收峰，这标志着蔗糖与细胞壁组分发生缩聚反应引起脂肪侧链断裂和交联反应。1 232 cm-1处吸收峰表征葡甘露聚糖中乙酰基上的C—O键，该吸收峰强度的减弱可能是半纤维素和纤维素在热降解过程中发生乙酰基水解，导致乙酰基的断裂和碳酸的形成。1 000～1 300 cm-1处的吸收峰为C—O伸缩振动，可能是糖环的C—O—H和C—O—C或伯醇的混合振动，表明该分子含有CO—H和C—O—C键[26]。在25%和35%蔗糖质量分数下1 000～1 300 cm-1处的吸收峰强度显著减弱，主要是由于半纤维素和纤维素的热降解和膨化降解。蔗糖质量分数为15%和25%时，出现了909 cm-1处β-糖苷键特征吸收峰和887 cm-1处α-糖苷键特征吸收峰，这是由于蔗糖与细胞壁组分发生水合及氢键形成引起的。

2.4 蔗糖调控对气流膨化黄桃片色泽的影响

表1 蔗糖调控对气流膨化黄桃片色泽的影响
Table 1 Effect of sucrose control on color of explosion-puffed yellow peach slices

     

注：同列肩标小写字母不同表示差异显著（P＜0.05）。

蔗糖质量分数/% L* a* b* ΔE C* H a*/b*0 67.52±1.10ab9.12±1.29c53.49±1.18b29.15±0.36b54.26±1.19b76.59±0.16b0.19±0.02b 5 67.03±0.47ab9.71±0.88bc54.28±0.85b30.72±0.78b55.20±0.94b77.86±0.82ab0.19±0.01b 15 69.51±1.30a12.19±0.60ab55.61±0.45b31.70±0.42ab56.97±1.24b79.49±0.40a0.23±0.01a 25 66.41±1.72ab13.21±1.22a60.00±1.14a34.76±0.63a61.46±1.26a77.60±0.91b0.24±0.02a 35 65.08±0.79b12.24±0.38a54.19±1.48b29.50±0.53b55.63±0.87b77.10±0.48b0.23±0.00a

色泽是气流膨化果蔬产品品质评价指标之一，直接影响产品的感官品质及产品市场价值[27]，提高产品的色泽，可增加产品的消费者接受度[28]。不同质量分数蔗糖浸渍气流膨化黄桃片色泽变化结果如表1所示，随着蔗糖质量分数的增加，气流膨化黄桃片的L*值先增加后减少，在蔗糖质量分数为15%时达到最大，a*值先增加后变化不显著（P＞0.05）；低质量分数蔗糖气流膨化黄桃片的b*值、ΔE和C*值差异不显著（P＞0.05），均在质量分数为25%时达到最大，蔗糖质量分数继续增加反而下降；H值随着蔗糖质量分数增加也呈现出先增加后降低的趋势；a*/b*基本能反映气流膨化黄桃片产品的真实色泽[29]，蔗糖质量分数增加，a*/b*也逐渐增加，蔗糖质量分数15%时a*/b*与未浸渍蔗糖的气流膨化黄桃片差异显著（P＜0.05），表明黄桃片黄色或橙色更明显。蔗糖浸渍气流膨化黄桃片的色泽变化原因可能是由于蔗糖降低了桃片的水分活度，抑制褐变反应的发生，且阻止物料与氧气接触，防止黄桃片色泽的变化[30]，因此在一定蔗糖质量分数范围内，气流膨化黄桃片的色泽优于未浸渍黄桃片；当蔗糖超过一定的质量分数时，美拉德反应、焦糖化反应占据了主导地位，还有一些酶促褐变的参与[31]，导致高质量分数蔗糖浸渍气流膨化黄桃片的色泽变差。

大学的体育场地相对比较丰富，拥有较好的场地设施.足球课程的场地空间比较充足，可以充分摆放器械道具.大学财政资源充足，完全能够承受足球训练的器械道具费用支出.大学生的一节课程是90分钟，可以达到教学、训练、对抗的组织实施，和俱乐部一次训练的时间大体一致.

在各种形式的自我报告(self-report)类语料中，日记是最少受研究人员研究设计框定的。和分级任务、访谈一样，日记也主要是建立在被试对过往经历的主观回忆基础上。与其他任何形式自我报告不同的是，日记(至少是“研究人员本人日记”，self-study diaries)完全是由日记主人主导的，日记的内容、形式、写作时间等均不受任何特定语料引发任务、实验设计或社交活动的限制。

2.5 蔗糖调控对气流膨化黄桃片膨化度、硬度和脆度的影响     

图7 蔗糖调控对气流膨化黄桃片硬度、脆度和膨化度的影响
Fig. 7 Effect of sucrose control on hardness, brittleness and expansion degree of explosion-puffed yellow peach slices

膨化度、硬度和脆度是气流膨化产品的重要质构特性，对产品品质起决定性的作用。蔗糖浸渍气流膨化黄桃片膨化度、硬度和脆度变化如图7所示，随着蔗糖质量分数的增加，气流膨化黄桃片膨化度逐渐升高，蔗糖质量分数为5%、15%和25%的膨化度差异不显著（P＞0.05），超过25%蔗糖质量分数后逐渐下降；随着蔗糖质量分数的增加，气流膨化黄桃片硬度逐渐增加，蔗糖质量分数为25%时达到了最大，比未浸渍气流膨化黄桃片提高了103%，蔗糖质量分数继续增加，硬度反而下降；随着蔗糖质量分数的增加，气流膨化黄桃片的脆度先增加后降低，在蔗糖质量分数为25%时达到最大。上述结果一方面可能是由于蔗糖浸渍使气流膨化黄桃片的可溶性固形物含量增加，增强了气流膨化黄桃片的组织强度和结构密度，充实了细胞，有利于形成蓬松多孔结构[32-33]，而高质量分数蔗糖在黄桃片组织中大量充斥，干燥后蔗糖形成的小孔结构填充在组织内部，导致硬度和脆度下降；另一方面该结果与2.2节中细胞壁果胶含量变化趋势一致，可能是细胞壁果胶物质变化对膨化黄桃片硬度和脆度起到了重要作用。

2.6 蔗糖调控对膨化黄桃片剪切功、穿刺功和破碎功的影响

蔗糖浸渍处理对气流膨化黄桃片的剪切功、穿刺功和破碎功产生一定的影响，如图8所示，与剪切功和穿刺功相比，破碎气流膨化黄桃片需要做的功最大；随着蔗糖质量分数的增加，气流膨化黄桃片破碎功逐渐增加，在质量分数为25%时达到最大，这与硬度和脆度的变化基本一致，这是由于蔗糖浸渍时黄桃片组织吸收了糖分，固形物含量增加，蔗糖羟基与黄桃片结构形成氢键相互作用，使得黄桃片组织结构更加紧密[9]，同时干燥过程中随着水分的脱除，黄桃片表面的糖结晶程度逐渐增加，在表面形成坚硬的壳[34]。随着蔗糖质量分数的增加，剪切功和穿刺功先增加后减少，在质量分数为25%时达到最大，剪切和穿刺气流膨化黄桃片所需的功比破碎功小很多，约为破碎功的9%和16%，这可能是因为气流膨化黄桃片的表面硬壳在棱角部分要远远多于中间部分，而穿刺功作用部位在黄桃片的中间部位，剪切功作用于黄桃片中间部位一条线上，因此穿刺和剪切气流膨化黄桃片所需的功远小于破碎功。

     

图8 蔗糖调控对气流膨化黄桃片剪切功、穿刺功和破碎功的影响
Fig. 8 Effect of sucrose control on crushing force, shearing force, and puncturing force of explosion-puffed yellow peach slices

2.7 蔗糖调控对气流膨化黄桃片吸湿性的影响     

图9 蔗糖调控对气流膨化黄桃片吸湿性的影响
Fig. 9 Effect of sucrose control on moisture absorption rate of explosion-puffed yellow peach slices

吸湿率是果蔬干制品品质评价的一个重要指标，在后续加工或贮藏环境中都具有一定的湿度，果蔬干制品很容易吸湿回潮，改变产品的组织结构和口感。蔗糖浸渍气流膨化黄桃片在相对湿度为75.5%条件下贮藏15 d的吸湿性变化情况如图9所示，可以看出随着贮藏时间的延长，气流膨化黄桃片的吸湿率基本呈直线增加，达到一定的吸湿率后基本不变；蔗糖质量分数为5%和15%时气流膨化黄桃片的吸湿性变化趋势与未浸渍基本一致，随蔗糖质量分数的增加，气流膨化黄桃片吸湿率略微降低，均在7 d后基本不变；蔗糖质量分数为25%和35%的气流膨化黄桃片吸湿率5 d后基本不变，明显低于蔗糖质量分数为0%、5%和15%的黄桃片。这主要是由于气流膨化产品内部会形成多孔结构而具有较高的吸湿能力，多孔结构增加了黄桃片组分中的亲水基团与空气中水的接触面积[35]，而蔗糖渗入使黄桃片中部分亲水基团与蔗糖羟基形成氢键，减少了亲水基团与空气中水分子的相互作用，从而降低了气流膨化黄桃片的吸湿率。

3 结 论

通过蔗糖改变气流膨化黄桃片微观孔隙结构，促使其对黄桃片色泽、质构特性、吸湿性等品质指标进行调控。从扫描电子显微镜图可以看出，随着蔗糖质量分数增加，气流膨化黄桃片的孔隙越来越小，孔壁增厚，形成了均匀多孔结构；低质量分数蔗糖可使气流膨化黄桃片细胞壁果胶含量、半纤维含量及纤维素含量有所增加，说明蔗糖的添加可以抑制黄桃片在热加工和膨胀过程中细胞壁组分的降解。傅里叶变换红外光谱结果显示一定质量分数蔗糖浸渍气流膨化黄桃片细胞壁结构中出现了芳香环、α-糖苷键和β-糖苷键特征吸收峰，说明蔗糖与细胞壁组分发生了交联、水合反应及氢键形成；低质量分数蔗糖可改善气流膨化黄桃片的色泽；蔗糖的添加有利于气流膨化黄桃片增强组织结构，充实细胞，形成蓬松多孔结构，其破碎功、剪切功和穿刺功也增加；同时蔗糖可以降低气流膨化黄桃片的吸湿性；蔗糖浸渍可以改善气流膨化黄桃片的综合品质。综上，蔗糖浸渍气流膨化黄桃片的品质变化与其细胞结构及细胞壁组分变化息息相关，本研究为黄桃休闲食品开发提供了一定技术支撑和理论依据。

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Effect of Sucrose Control on Microstructure and Quality of Explosion-Puffed Yellow Peach Chips

LIU Chunju1,2, WANG Hai’ou3, NIU Liying1, ZHANG Zhongyuan1, SONG Jiangfeng1, LI Dajing1,*, LIU Chunquan1
(1. Institute of Argo-product Processing, Jiangsu Academy of Agricultural Sciences, Nanjing 210014, China;2. School of Food and Biological Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China;3. School of Food Science, Nanjing Xiaozhuang University, Nanjing 211171, China)

Abstract: This paper was aimed to investigate the effect of sucrose control on the microstructure and quality of explosionpuffed yellow peach slices. Fresh-cut yellow peach slices were impregnated separately in sucrose solutions at concentrations of 0, 5%, 15%, 25% and 35% before explosion puffing drying. The microporosity, cell wall composition and structure, color,puffing degree, textural characteristics (hardness, brittleness, shearing force, puncturing force, and crushing force), and moisture absorption rate of dried peach slices were analyzed. With the increase in sucrose concentration, the microporosity decreased, and the wall thickness and uniformity of micropores increased. A lower concentration of sucrose could prevent the thermal degradation of pectin, hemicellulose and cellulose in the cell wall of peach slices during explosion puffing drying,thus reinforcing the strength of the cell wall. The contents of pectin and hemicellulose reached their highest values at sucrose concentrations of 15% and 25%. Moreover, results of infrared spectroscopy indicated the characteristic absorption peaks of aromatic ring, α-glycosidic bond and β-glycosidic bond were observed at both sucrose concentrations and the characteristic absorption peaks of O-H bond stretching vibration and C-O stretching vibration were significantly reduced at sucrose concentration of 35%. The color and puffing degree of dried samples were improved at a lower sucrose concentration. With the increase in sucrose concentration, the tissue structure strength was enhanced, the cells were enriched, and the hardness,brittleness, crushing force, shearing force, and puncturing force were increased, all reaching their maximum values at sucrose concentration of 25%. Sucrose impregnation at 5% and 15% had little effect on the hygroscopicity of dried yellow peach slices, but when the concentration was above 25%, it declined. Therefore, sucrose can effectively improve the quality of explosion-puffing-dried yellow peach slices. This study reveals a correlation between the quality of dried peach slices and the microporous structure as well as the cell wall composition, which provides a theoretical basis for improving the quality of dried peach products.

Keywords: yellow peach slices; explosion puffing; sucrose; microstructure; quality

收稿日期：2019-04-19

基金项目：“十三五”国家重点研发计划重点专项（2017YFD0400900）

第一作者简介：刘春菊（1979—）（ORCID: 0000-0002-3464-2189），女，副研究员，硕士，研究方向为果蔬加工与品质调控。E-mail: cjliu0306@163.com

*通信作者简介：李大婧（1976—）（ORCID: 0000-0002-7932-3325），女，研究员，博士，研究方向为农产品加工与综合利用。E-mail: lidajing@163.com

DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190419-254

中图分类号：TS255.42

文献标志码：A

文章编号：1002-6630（2020）11-0113-08

引文格式：刘春菊, 王海鸥, 牛丽影, 等. 蔗糖调控对气流膨化黄桃片微观结构及品质的影响[J]. 食品科学, 2020, 41(11): 113-120.DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190419-254. http://www.spkx.net.cn

LIU Chunju, WANG Hai’ou, NIU Liying, et al. Effect of sucrose control on microstructure and quality of explosion-puffed yellow peach chips[J]. Food Science, 2020, 41(11): 113-120. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20190419-254. http://www.spkx.net.cn