果蔬加工研究團(tuán)隊(duì)在亞熱帶特色果品干燥過程風(fēng)味變化及調(diào)控研究方面取得新進(jìn)展
在張慜教授主持的“十三五”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“果蔬干燥減損關(guān)鍵技術(shù)與裝備研發(fā)”項(xiàng)目支持下，針對(duì)我國(guó)果蔬干燥產(chǎn)業(yè)中普遍存在的風(fēng)味品質(zhì)劣變嚴(yán)重的問題，廣東省農(nóng)科院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工所果蔬團(tuán)隊(duì)開展了亞熱帶特色果品干燥過程中風(fēng)味品質(zhì)劣變規(guī)律及基于風(fēng)味品質(zhì)劣變控制的果蔬優(yōu)質(zhì)干燥技術(shù)研究。取得的主要研究進(jìn)展如下：
一、亞熱帶特色果品干燥過程中風(fēng)味品質(zhì)變化規(guī)律及組分鑒定的研究進(jìn)展
亞熱帶水果水分含量高、季節(jié)性強(qiáng)、易腐爛變質(zhì)，通常采用干燥技術(shù)對(duì)其進(jìn)行儲(chǔ)藏加工。亞熱帶水果多為極熱敏性物料，以荔枝為例，當(dāng)加熱溫度高于50℃時(shí)，產(chǎn)生明顯的“蒸番薯味”和“洋蔥味”等不愉快氣味。針對(duì)荔枝干燥過程中風(fēng)味劣變問題，基于國(guó)際領(lǐng)先的感官分子理論技術(shù)，以荔枝汁為模擬體系，開展了荔枝熱加工過程中“異味”組成的精準(zhǔn)分析及鑒定研究。團(tuán)隊(duì)采用GC-O-MS、AEDA、OAV以及香氣模擬體系和省略體系，鑒定出荔枝汁經(jīng)熱處理后產(chǎn)生“蒸番薯味”和“洋蔥味”的物質(zhì)組成，確證了二甲基硫醚（DMS）、甲硫基丙醛（MTP）、二甲基二硫醚（DMDS）、二甲基三硫醚（DMTS）是熱殺菌荔枝汁“蒸煮”異味的主要貢獻(xiàn)物質(zhì)。
在此基礎(chǔ)上開發(fā)了新型低溫組合優(yōu)質(zhì)干燥技術(shù)。首先，研究不同干燥技術(shù)（真空冷凍干燥、熱泵干燥、熱風(fēng)干燥、紅外干燥、真空冷凍組合干燥）對(duì)荔枝、芒果等亞熱帶特色果品特征風(fēng)味物質(zhì)的影響。結(jié)果表明熱泵、熱風(fēng)干燥過程中，特色果品的特征香氣物質(zhì)含量低于新鮮樣品，且隨著干燥時(shí)間的延長(zhǎng)，萜烯類、酯類等含量降低，醇類化合物含量先降低后升高。在真空冷凍干燥中，萜烯類化合物含量上升。主成分分析結(jié)果顯示真空冷凍干燥和真空冷凍組合干燥對(duì)特色果品的香氣成分保持最為良好，與常用熱風(fēng)干燥技術(shù)相比，真空冷凍組合干燥技術(shù)可減少關(guān)鍵異味化合物含量達(dá)30%以上。
圖1. 不同干燥技術(shù)對(duì)荔枝香氣成分的影響：（A）揮發(fā)性物質(zhì)含量（B）基于香氣組分的主成分分析（PCA）
圖2. 新鮮荔枝汁（FLJ）和加熱荔枝汁（HLJ）的整體香氣的感官分析
圖3. 新鮮荔枝汁（FLJ）和加熱荔枝汁（HLJ）嗅聞稀釋色譜圖（FD ≥2）
二、冷凍-熱泵組合干燥對(duì)亞熱帶特色果品品質(zhì)提升及調(diào)控的研究進(jìn)展
熱泵干燥能夠通過冷凝干燥空氣中的水分來回收潛熱和顯熱，這使得它比熱風(fēng)干燥表現(xiàn)出更好的干燥性能、更高的產(chǎn)品質(zhì)量和更少的能耗，而真空冷凍干燥是一種高品質(zhì)但高能耗的方法，因此，我們課題組提出將冷凍干燥與熱泵干燥技術(shù)相結(jié)合，考察不同冷凍-熱泵組合干燥技術(shù)是否可以很好地保持特色果品的品質(zhì)，同時(shí)降低干燥時(shí)間和能耗。以荔枝多糖為例，研究組合干燥與對(duì)照干燥技術(shù)對(duì)多糖化學(xué)組成（中性多糖、糖醛酸和蛋白質(zhì)含量，分子量以及單糖組成），結(jié)構(gòu)表征（FT-IR光譜、掃描電子顯微鏡、X射線衍射和原子力顯微鏡分析）以及生物活性（抗氧化活性和對(duì)α-糖苷酶和α-淀粉酶的抑制活性）的影響。結(jié)果表明，經(jīng)冷凍干燥（LPPF）和冷凍-熱泵聯(lián)合干燥（LPPFH）的荔枝多糖的熱聚集性較小，中性糖、蛋白質(zhì)和糖醛酸含量較高，分子量較低，從而使得它們相比紅外干燥（LPPI）、熱風(fēng)干燥（LPPA）、熱泵干燥（LPPH）的多糖具有更強(qiáng)的自由基清除能力和抑制血糖升高的能力。
圖4. 組合干燥與對(duì)照干燥方法制備的多糖紅外表征比較
圖5. 組合干燥與對(duì)照干燥方法制備的多糖X射線衍射表征比較
團(tuán)隊(duì)介紹
Team Introduction
安可婧博士，廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究員、碩士生導(dǎo)師，美國(guó)俄勒岡州立大學(xué)訪問學(xué)者。廣州市珠江科技新星，廣東省百名博士創(chuàng)新人物，廣東省農(nóng)科院“金穎之星”，食品科學(xué)技術(shù)學(xué)會(huì)果蔬加工分會(huì)委員，《食品工業(yè)科技》青年編委。主要從事果蔬加工及貯藏工程研究。博士就讀于中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)，畢業(yè)后加入由徐玉娟所長(zhǎng)帶領(lǐng)的廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工所果蔬團(tuán)隊(duì)，該團(tuán)隊(duì)現(xiàn)有研究員7人、副研究員4人、助理研究員5人，其中博士11人、博士后1人。團(tuán)隊(duì)2015年入選國(guó)家農(nóng)業(yè)農(nóng)村部“全國(guó)農(nóng)業(yè)科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)”，是廣東省唯一聚焦果蔬加工研究領(lǐng)域的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，先后入選廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院“攀峰學(xué)科團(tuán)隊(duì)”、“杰出團(tuán)隊(duì)”，2019年獲“廣東省三八紅旗集體”、2021年獲“全國(guó)巾幗文明崗”等榮譽(yù)稱號(hào)。近10年承擔(dān)科技項(xiàng)目266項(xiàng)，發(fā)表論文400多篇，授權(quán)發(fā)明專利87件。研究成果獲省部級(jí)科技一等獎(jiǎng)6項(xiàng)、二等獎(jiǎng)5項(xiàng)。
廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院安可婧研究員所在團(tuán)隊(duì)近期合影