杨妮，熊康宁，彭惠蓉

（贵州师范大学喀斯特研究院，国家喀斯特石漠化防治工程技术研究中心，贵州贵阳550001）

以贵州高原为中心的中国南方喀斯特是全球喀斯特发育最典型、最复杂、景观类型最丰富、生态系统极为脆弱的地区，面积超过5.5×107hm2[1]，针对中国南方以贵州高原为中心的喀斯特地区石漠化严重、产业结构单一与区域贫困问题，应突破石漠化治理与生态衍生产业的科学问题和核心技术[2]，寓经济发展于生态治理之中，培育发展与生态治理方向相适应的生态衍生产业，实现区域生态治理与脱贫致富的协同[3]。火龙果耐热耐旱、喜肥耐瘠，极适宜在喀斯特环境下种植[4]，依托火龙果产业，对防治石漠化，促进地区经济发展，成效十分显著[5]。贵州省火龙果产量超过三万吨，目前，火龙果产品主要有火龙果果酒、果酱、果干，但从整体上来看，火龙果加工产品种类较为单一。如何加工利用火龙果，从而实现社会、经济与生态效益是目前需要解决的问题。干燥技术是解决果蔬采后存储、丰富产品多样性的有效手段，其中热风干燥和真空冷冻干燥技术是食品脱水常用的加工手段[6]。热风干燥产品质构特性、复水性与色泽较差[7]。真空冷冻干燥是指物料经完全冻结，并在一定的真空条件下使冰晶升华，从而达到低温脱水的目的[8-9]，将真空冷冻干燥槟榔果与烟熏干燥和热风烘干方法进行对比分析，发现槟榔碱粗提物含量极显著高于烟熏干燥和热风烘干的槟榔果（P＜0.01）[10]。在切片厚度 6 mm，冻干时间10 h，加热板温度60℃，冻干压力80 Pa条件下加工的冻干柠檬片具有较好的感官品质及较高的柠檬酸及VC含量，褐变度较低[11]。茶树菇的17种游离氨基酸总量（free amino acid，FAA）、7种必需氨基酸总量（essential amino acid，EAA）比值、呈鲜味的天冬氨酸和谷氨酸总量大小依次为真空干燥（70℃）＞热风干燥（60℃）＞远红外干燥（70℃）[12]。目前干燥方法对火龙果品质影响的研究报道较少，邹同华得出厚度为1 mm，一次干燥加热板温度为25℃，二次干燥加热板温度为50℃[13]。本研究讨论不同厚度、升华温度、解析温度对火龙果干制品感官品质、VC、蛋白质、总膳食纤维、糖酸比的影响，筛选最佳的干燥工艺使火龙果鲜果得到保存的同时提高火龙果产品的附加值，为火龙果的加工利用提供科学依据，同时对促进区域经济发展、巩固已有的石漠化治理成果具有一定的价值。根据喀斯特火龙果果实的特点，探究喀斯特地区火龙果的真空冷冻干燥工艺参数，比较喀斯特地区火龙果果实干燥参数是否与其它地区存在差别。

1 材料与方法

1.1 材料

火龙果：贵州省关岭县火龙果种植基地，红皮红肉火龙果，每组火龙果选择样本株≥5株，于树冠中上部东、西、南、北4个方向分别采集色泽接近、果肉饱满、成熟度一致、无机械损伤的果实。

1.2 仪器与设备

DBS-139家用水果切片机：榕畔茶咖发展有限公司；LGJ-20F冷冻干燥机及配套的共晶点探头：北京松源华兴科技发展有限公司；AL-204型电子分析天秤：瑞士梅特勒-托利多公司；DHG－9073BS－Ⅲ型电热鼓风恒温干燥箱：上海新苗医疗器械制造公司。

1.3 试验方法

1.3.1 干燥方法

火龙果切割方法：火龙果切割方法用手动切割器切成不同厚度的薄片。

真空冷冻干燥：将火龙果放入真空冷冻干燥机进行原位冻结，之后进行干燥，真空度15 Pa～30 Pa，冷阱温度为-60℃，干燥至火龙果最终含水量为（5±1）%。

1.3.2 共晶点温度与共熔点温度

共晶点温度是冻干工艺中重要的参数，物料预冻温度一般低于物料共晶点5℃～10℃，保证物料完全冻结。采用电阻法测定火龙果的共晶点和共熔点温度。本试验采用真空冷冻干燥机自带的共晶点探头插入火龙果物料内，进行冷冻，当火龙果内全部液体冻结成固体时，其电阻跃变增大，此时，温度就是共晶点温度，记录电阻和温度的大小。同理，解冻时根据电阻突然由大变小的现象测定火龙果共熔点温度。

1.3.3 指标测试

VC含量的测定参考赵洪静等[14]的方法测定；总糖含量的测定参照王艳等[15]的方法，在88℃条件下用HCl使样品水解成单糖，水解后的单糖经过透析器净化，除去颗粒物、蛋白质或生成有色基团的大分子，然后在碱性条件下新亚铜复合物Ⅱ被还原性单糖（果糖、葡萄糖）在88℃热浴中还原形成新亚铜螯合物Ⅰ，在450 nm波长处测定吸光度；蛋白质含量的测定参考丁红梅等[16]的方法；总膳食纤维含量的测定参考王亚等[17]中酶-重量法测定，样品在膳食纤维仪上经酶解处理、乙醇沉淀、洗涤抽滤得残渣，残渣干燥称重，再扣除膳食纤维残渣中的蛋白质、灰分和试剂空白即为样品中的膳食纤维，总酸含量的测定参考吴晓红等[18]的方法。

感官评价：主要包括色泽、风味、形状和口感4个方面，采用百分制进行打分，选定10人研究专业与此相符的人员组成评定小组，对冻干火龙果进行感官评价，如表1所示。

表1 感官质量评分表Table 1 Sensory quality score

1.3.4 正交试验设计表

以物料温度、升华温度和解析温度为试验因素，以产品感官品质、VC、蛋白质、总膳食纤维、总糖含量、总酸含量、糖酸比为试验指标，设计L9（33）正交试验，来分析火龙果干干燥效果与厚度、升华温度和解析温度等因素之间的关系。

正交试验因素水平见表2。

表2 正交试验设计表Table 2 Orthogonal experimental design

1.3.5 数据分析

数据统计用origin软件作图，采用正交设计助手进行正交试验分析。

2 结果与分析

2.1 火龙果共晶点温度

共晶点趋势见图1。

图1 共晶点趋势图Fig.1 Eutectic point trend

由图1可知，在逐步降温至-20℃时，电阻跃变上升到500 Ω，表明火龙果的共晶点温度为-20℃。

2.2 火龙果共熔点温度

共熔点趋势见图2。

图2 共熔点趋势图Fig.2 Eutectic point trend

由图2可知，火龙果共熔点温度为-11.1℃，也就是在升温过程中，当温度达到-11.1℃时，火龙果内部的冰晶开始融化，导致其电阻值开始骤减，表明火龙果的共熔点温度为-11.1℃。

2.3 火龙果预冻时间

火龙果预冻时间见表3。

由表3可知，厚度为10 mm的物料在预冻时间2 h下，物料外部已达到预定的目标温度-30℃以下，物料内部已达到预定的目标温度。

2.4 真空冷冻干燥工艺条件的筛选

真空冷冻干燥工艺的正交试验结果见表4。

表3 不同预冻时间对火龙果感官质量的影响Table 3 Effect of different pre-freezing time on sensory quality of dragon fruit

表4 冷冻干燥正交试验结果Table 4 Freeze-dried orthogonal experimental results

对感官评价做正交分析，R1A＞R1C＞R1B，因此各因素对试验影响的主次顺序为A＞C＞B，即对试验影响的主次顺序为厚度＞解析温度＞升华温度。感官评分优化的最佳工艺参数为：A1B3C3，即厚度为8 mm、升华温度为25℃、解析温度为50℃。

对VC含量做正交分析，R2A＞R2C＞R2B，因此各因素对试验影响的主次顺序为A＞C＞B即对试验影响的主次顺序为厚度＞解析温度＞升华温度。VC含量优化的最佳工艺参数为A2B3C1，即厚度为10 mm、升华温度为25℃、解析温度为40℃。

对蛋白质含量做正交分析，R3C＞R3B＞R3A，因此各因素对试验影响的主次顺序为C＞B＞A即对试验影响的主次顺序为解析温度＞升华温度＞厚度。蛋白质含量优化的最佳工艺参数为A1B1C2，即厚度为8 mm、升华温度为15℃、解析温度为45℃。

对总膳食纤维含量做正交分析，R4B＞R4C＞R4A，因此各因素对试验影响的主次顺序为B＞C＞A即对试验影响的主次顺序为升华温度＞解析温度＞厚度。总膳食纤维含量优化的最佳工艺参数为A2B1C2，即厚度为10 mm、升华温度为15℃、解析温度为45℃。

对糖酸比做正交分析，R5B＞R5A＞R5C，因此各因素对试验影响的主次顺序为B＞A＞C即对试验影响的主次顺序为升华温度＞厚度＞解析温度。糖酸比优化的最佳工艺参数为A2B2C3，即厚度为10 mm、升华温度为20℃、解析温度为50℃。

3 结论与讨论

火龙果的共晶点温度-20℃，共熔点温度-11.1℃，预冻温度-30℃。

不同干燥方法对火龙果品质的影响不同。控制干燥室压力30 Pa，综合考虑干燥效率与品质分析得出火龙果最佳干燥工艺条件为：厚度10 mm、升华温度25℃、解析温度50℃，所得火龙果感官得分95、VC含量74 mg/100 g、蛋白质含量9 g/100 g、总膳食纤维含量22.5 g/100 g、糖酸比64.37。

本试验针对干燥后火龙果的感官评分、VC含量、蛋白质含量、膳食纤维含量、糖酸比为控制指标，得出相应的参数，可供消费者根据需求取舍。后续，在确定火龙果真空冷冻干燥工艺时，可将火龙果其它品质指标作为判断标准，建立火龙果真空冷冻干燥工艺品质评价综合体系，力求满足不同需求的群体。

火龙果糖分含量较高时，在同样干燥时间下，易造成粘锅的现象，考虑缩短干燥时间，或调整干燥温度，在进行真空冷冻干燥过程中，根据火龙果的品质特性，合理控制干燥时间，或调整干燥温度，使干燥出的火龙果形态较好。除此之外，影响火龙果真空冷冻干燥的因素除厚度、升华温度、解析温度外，与火龙果装盘方式、托盘材质、隔板的导热性能有关，后续可以将这些因素纳入考虑范围，干燥出品质优良、感官品质较好的火龙果。