荔枝热泵干燥特性及果干霉变控制研究

【摘要】：论文以荔枝(Litchi chinensis Sonn.)为对象,利用热泵干燥(Heat pump drying,HPD)技术,进行了荔枝热泵干燥特性及果干霉变控制的相关研究。研究了热烫工艺对荔枝果壳内多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、总酚和花色素苷含量等酶促褐变相关物质的影响；对不同干燥温度及风速条件下整果荔枝热泵干燥特性进行了研究,通过水分比的变化拟合荔枝热泵干燥数学模型,并考察了热泵和热风干燥工艺对荔枝干品质的影响；分析了热泵干制过程中荔枝果肉多酚含量、组成、存在形式及其抗氧化能力的变化,探讨了干制加工对荔枝功能成分和生物活性的影响；对市场上销售的散装和真空包装的荔枝干样品中的霉菌进行了分离、纯化和鉴定,确定了引起荔枝干霉变相关霉菌的种类和优势菌群；考察了环境相对湿度、贮藏温度和水分含量对半干型荔枝干霉变的影响。主要结果如下： (1)将整果荔枝放入95℃±3℃,含有0.3%柠檬酸(w/v)的热水中热烫90s或者180s的前处理工艺可以显著钝化荔枝果壳内的PPO和POD活性(p0.01),降低酚类间聚合反应的发生,减轻干燥过程对荔枝壳总酚含量的影响,减少酶促褐变相关物质的生成。热烫处理能在一定程度上减少花色素苷的损失,提高荔枝干红果率。热烫前处理对荔枝干终产品PPO、POD和花色素苷含量无显著影响(p0.05)。 (2)为探索荔枝热泵干燥特性,55℃,60℃和65℃干燥温度及0.4m/s,1.0m/s风速条件下整果荔枝热泵干燥曲线和干燥速率随时间变化曲线的相关规律,通过水分比的变化拟合荔枝热泵干燥数学模型。发现干燥温度对荔枝整果干燥速率影响较大,干燥温度越高,干燥用时越短；风速对荔枝干制加工时间的影响较小；降速干燥阶段为荔枝热泵干燥过程的主要阶段；Midilli模型能较好模拟整果荔枝热泵干燥过程,模型预测值与试验值比较吻合,可以用来描述和预测荔枝的热泵干燥进程。 (3)采用6种热泵干燥工艺和1种热风干燥工艺干燥荔枝,分析不同工艺条件下荔枝果肉可滴定酸度、复水率、总糖、褐变度和总酚含量等理化指标和挥发性风味物质含量变化。热泵干燥各工艺条件加工的荔枝果干除总酚含量外,可滴定酸度、复水率、总糖和褐变度等指标评价普遍优于热风干燥；热泵干燥加工的荔枝果干挥发性风味物质中芳樟醇、香叶醇、香茅醇、柠檬烯等荔枝典型香气成分相对含量总和高于热风干燥。 (4)荔枝经干制后果肉中游离酚、结合酚和总酚含量显著降低(p0.01)；游离酚、结合酚和总酚的FRAP抗氧化值和ORAC抗氧化值显著降低(p0.01),其中游离酚对抗氧化能力的贡献最大；抗氧化能力和酚含量的多少呈显著正相关,酚含量越高,抗氧化能力越强。经干燥后,荔枝果肉游离酚组成中没食子酸、香草酸、咖啡酸、表儿茶素和芦丁含量显著上升(P0.05),儿茶素显著下降(P0.05),四甲基邻苯二酚含量持续下降,干制成品中未检测到；结合酚中没食子酸、儿茶素、咖啡酸和表儿茶素含量显著上升(p0.05),芦丁含量显著下降。 (5)为了研究荔枝干贮藏销售期内普遍存在的微生物超标及霉变问题,对市场零售的散装荔枝干样品进行了微生物数量的测定,并对散装和真空包装的荔枝干样品中的霉菌进行了分离、纯化、鉴定。调查的样品中,20%菌落总数750cfu/g,80%样品霉菌总数50cfu/g,抽样合格率为20%；从荔枝干样品中分离得到5株霉菌,通过形态学观察鉴定为黄曲霉、黑曲霉、烟曲霉、红曲霉和黑绿青霉,并确定曲霉属菌株为荔枝干表面霉菌的优势菌群。 (6)环境相对湿度、贮藏温度和水分含量等是影响半干型荔枝干霉变的重要因素。相对湿度越高,水分含量越高,荔枝干越容易发生霉变；较低的贮藏温度有利于半干型荔枝干的保存。