分析困难在冻干Feizixiao荔枝

文摘

与其他品种荔枝相比,体积密度Feizixiao荔枝高是由于严重的收缩在冻干(FD)。Guiwei荔枝和Nuomici荔枝被用于比较来说明上述现象的原因。低预冻结温度不能提高Feizixiao荔枝的体积密度。微观结构的结果表明,浆细胞Feizixiao荔枝(尾巴)比Guiwei更小更紧凑,Nuomici荔枝果肉细胞。此外,有一个膜周围Feizixiao荔枝果肉的表面。的微结构Feizixiao荔枝果肉细胞不同于尾浆细胞。膜和顶浆细胞都比尾浆细胞更小更紧凑。这些结构差异阻碍Feizixiao荔枝在FD的水分去除。消除膜和提示髓不能提高Feizixiao荔枝的体积密度。超声治疗30分钟可以显著提高Feizixiao荔枝的体积密度。

1。介绍

荔枝(荔枝比如说),在中国南部的主要水果之一,对其特点是喜欢甜的酸的味道,优秀的香味,营养价值高,有吸引力的深亮红色的果皮1,2]。深圳南山荔枝,包括Feizixiao Guiwei, Nuomici,在2006年被公认为地理标志产品。荔枝是一种季节性水果。目前,荔枝通常先预冷,然后一起把冰袋运输期间为了保持原来的荔枝的质量。此外,保鲜剂涂层和浸泡也是常用的方法为荔枝保存(3- - - - - -5]。到目前为止,新鲜荔枝的贮藏寿命几乎没有超过一个月甚至根据先前的研究使用最好的保存方法。因此,荔枝的处理和保护是非常必要的。

现在,干荔枝占80%的荔枝加工产品(6),空气干荔枝是主要的。空气干荔枝果肉是棕色和严重的收缩,这限制了应用程序的空气干荔枝。此外,大多数空气干荔枝是荔枝和他们需要去皮,石头移除之前使用。风干后荔枝果肉紧密地绑定到内核和纸浆粘性是由于高糖含量和25 - 30%的含水量,使内核消除困难。近年来,微波应用于荔枝干,包括微波空气干燥和微波真空干燥(1]。微波炉使用能减少能源消耗和提高产品的质量7]。然而,这些与微波干燥方法没有广泛应用由于不均匀的微波和其他设备问题。众所周知,冻干(FD)能保持最大的原始材料(质量8,9]。发现Feizixiao荔枝显示严重收缩在FD但Guiwei Nuomici荔枝可以冷冻乾。这是一个有趣的现象,值得进一步研究。

一个成功的FD过程保留材料的体积。有很多原因影响样品的体积在FD,像预冻结温度、加热板、糖含量的材料,等等。干燥温度低于玻璃化转变温度加热期间允许去除固体内的冰。但温度高于冰熔化温度会导致崩溃(10]。材料的结构包含糖类脱水期间可能会崩溃,如果冰的温度高于材料内部的温度(崩溃11]。荔枝果肉含有高糖包括蔗糖、果糖和葡萄糖12,13)和糖含量不同荔枝品种。在这些影响因素有密切关系。糖含量决定了预冻结温度和预冻结和加热板温度影响材料在FD的干燥温度。差示扫描量热法(DSC)可以用来测量共晶点温度()的材料14]。应该确认根据预冻结温度 。

微观结构的食物可能反映了宏观质量的食品15]。宏观材料收缩实质上造成破坏和细胞结构崩溃16- - - - - -18]。黄等人报道,荔枝果皮由三部分组成:外层表皮,夹层,内层。内层细胞小而完整,阻碍水分的干燥过程中去除。结果表明,细胞结构的材料可以显著影响干燥过程。虽然剥荔枝是FD期间使用,可能有显著差异不同品种之间的荔枝果肉的细胞结构。事实上,有一个电影在Feizixiao荔枝果肉的表面而不是Guiwei Nuomici荔枝。此外,有残留在嘴里吃Feizixiao荔枝果肉,尤其是纸浆。但Guiwei Nuomici荔枝没有残留物。这些宏观差异可能源于微观结构差异不同品种的荔枝果肉。因此,有必要分析和比较三品种荔枝果肉的微观结构。

在本研究中,作者不仅澄清Feizixiao在FD的难度,但也找出解决问题的有效方法。超声波通常是用于食品过程改善食品的质量,如ultrasound-assisted冻结和超声波预处理。超声波能增强成核速率和晶体生长速率,提高冻结红色的萝卜的物理化学性质19]。超声波预处理可以提高梨在FD的玻璃化转变温度(20.]。超声波功率应用,玻璃化转变温度越高。它表明,超声波预处理冷冻干燥前可以改善FD的效率和稳定性存储FD梨。超声波预处理减少13 - 17%的干燥时间,增加了明度,降低了棕色的纸浆,和改进苹果干的补液属性(21]。

这项工作的目标是分析的难度在FD Feizixiao相比Guiwei和Nuomici荔枝,改善FD Feizixiao荔枝质量超声波预处理。

2。材料和方法

2.1。样品

新鲜荔枝的水果(荔枝比如说)简历。Feizixiao、Nuomici Guiwei在从果园采摘西丽是商业成熟的阶段,中国深圳(东经113°56 01.16′′′,北纬:22°36 15.26′′′)。成熟的荔枝水果是免费的从可见的缺陷或疾病。每一个荔枝果实重量约为25克。的平均大小(水平×垂直)Feizixiao, Nuomici,和Guiwei荔枝是37.48毫米×38.20毫米,38.00毫米×35.77毫米,36.91毫米×35.64毫米。三个新鲜荔枝的照片所示的补充材料。荔枝是洗净,去皮,去核,然后每一个荔枝果肉预冻结之前被分成两部分。

2.2。设备和干燥实验

实验室规模的真空冷冻干燥机是由α1 - 4 LSC冰箱(马林基督公司,Osterode,德国)。冷冻干燥机的最小绝对压力是1 Pa和冷阱的最低温度是−55°C。在第二阶段加热板的温度是60°C。荔枝干了FD直到最终含水率小于10%(湿基)。

两块冷冻设备被用于预冻结在这项研究中。一个是冰箱的−30°C(凯伦商业设备有限公司,深圳,中国),另一个是−80°C超低温冰箱(EXF32086V热有限公司,沃尔瑟姆,妈,美国)。

2.3。超声波治疗

一个超声波等协同萃取器(cw - 2000,上海Xintuo分析仪器有限公司,上海,中国)申请荔枝果肉。只有超声波40 kHz和50 W试验期间使用。荔枝果肉水的比例是1:4和实验温度是30°C。不同的处理时间(10分钟、20分钟和30分钟)进行了研究。荔枝洗净,去皮,去核每荔枝果肉分成两部分是对照组。对一些特殊的样品,膜是用手摇动后去皮,提示后纸浆被刀砍的。在Feizixiao荔枝不同部分的原理图如图1。实验重复三次。

2.4。微观结构

荔枝果肉的结构进行了研究使用光学显微镜(LM)。石蜡法(22]。小方块(浆:约4毫米³果皮:约2毫米²)从显微镜检查的样品的内部区域。样本数据集被固定在formol-aceto-alcohol (FAA,甲醛5%冰醋酸5%,和70%的乙醇90%)24小时的固定剂的解决方案。固定剂解决样品的比例是大约30:1。脱水进行了70%、85%和95%的乙醇浓度为2 h,分别和100%乙醇浓度为50分钟。然后在混合样本清理解决方案(乙醇:二甲苯= 1:1)和纯二甲苯溶液2 h,分别。样品与二甲苯溶液是中国杯里的水或融化的食用石蜡添加在杯(1:1)。杯子放在孵化器在40°C 24 h。下一个杯子放在孵化器在60°C和石蜡融化后倾倒。石蜡在杯又添加了一小时间隔,然后甩了三次。最后的样本嵌入在石蜡熔点(55°C到57°C)。

旋转式切片机切片完成(RM 2126年上海徕卡仪器有限公司,中国)在10μ米厚度。部分被困在载玻片上胶胶粘剂。与二甲苯把石蜡从样本后10分钟,部分患者有一系列步骤减少乙醇(100%,95%,85%,和70%)10分钟,分别,然后Heidenhain的铁茂苏木精染色法。最后,样本光显微镜下检查(Eclipse 50我,上海尼康仪器有限公司,中国)配备了数码相机(DS-Fi1、上海尼康仪器有限公司,中国)。的组织学过程进行复制。

2.5。果胶

果胶是衡量咔唑分光光度测定方法(NY / t82.11 - 1988)。果胶的结果表示为半乳糖醛酸(GlaA) g / 100 g的最初的新鲜样本。

2.6。共晶点

荔枝的共晶点温度进行了差示扫描量热计(DSC、Q2000 TA仪器、纽卡斯尔、反)由Syamaladevi et al。23]荔枝果肉坏了然后离心机在4°C 8000转/分钟。荔枝果肉果汁是用来测试共晶点温度。平衡后,15 - 20毫克荔枝汁是密封在铝锅(2毫米×5毫米×7毫米,10 - 12毫克)和冷却从室温到−90°C产物在5°C /分钟和10分钟。荔枝汁从−90°C扫描到50°C的速度5°C /分钟()。退火过程受到了退火温度温度下降过程中30分钟。然后样品冷却−90°C的产物在5°C /分钟和10分钟。和样本扫描−90°C到50°C的速度5°C /分钟。

2.7。体积密度

飙升小米代换法是用来检测干混合芯片的体积。飙升的粒度小米是0.9到1.1毫米24]。实验重复三次。体积密度ρ被定义为的干物质 在哪里芯片和干燥质量的吗是干混合芯片的总量。

2.8。统计分析

实验数据分析使用统计软件SPSS 18(美国芝加哥SPSS Inc ., IL)和方差分析进行了方差分析过程。所有的测量进行了一式三份。平均值被认为是显著不同 。

3所示。结果与讨论

3.1。预冻结温度对FD Feizixiao荔枝

体积密度值三个FD荔枝表所示1。可以看出Feizixiao的体积密度高是由于严重的收缩。FD Feizixiao荔枝的照片所示的补充材料。预冻结温度对FD过程的影响是非常重要的。共晶点温度下材料的温度应在预冻结过程中,这将导致完全冻结。从表1,它可以观察到有显著差异对三个品种荔枝(图之间的共晶点温度2)。Feizixiao荔枝的共晶点温度低于Guiwei Nuomici荔枝。糖含量、糖组成,每个三荔枝汁比可以解释这一现象。

结果糖含量和糖组成三个荔枝图所示3。可以看出Feizixiao的总糖含量是最高的。糖含量越高,降低材料的共晶点温度(25]。此外,荔枝果肉包含三个糖:葡萄糖、果糖和蔗糖。和每个糖比例是不同的三个荔枝。蔗糖含量低,葡萄糖和果糖含量高Feizixiao荔枝汁。众所周知,Invertose低于蔗糖的共晶点26]。因此,较高的可溶性总糖含量和Invertose含量高的主要原因是低共晶点温度Feizixiao汁。

一般来说,冻结温度是5°C-10°C至少低于共晶点温度(27,28]。然而,预冻结温度三个品种的荔枝是−前30°C。Guiwei和Nuomici荔枝完全可以冻结温度。但对于Feizixiao荔枝,这冻结温度未达到完整的需求。所以,预冻结温度Feizixiao应该下降。预冻结温度−50°C为了分析其他因素在后续测试。

3.2。微观结构对FD Feizixiao荔枝

Feizixiao荔枝的体积密度也很高,甚至严重的收缩后−50°C预冻结温度。事实上,组织扮演重要的角色在决定材料的质量(17,18]。所以,Feizixiao荔枝的微观结构进行分析测试。三个荔枝果肉的显微图显示在图4。它可以被观察到的细胞大小Guiwei和Nuomici荔枝果肉非常接近。但Feizixiao荔枝果肉的细胞大小远小于其他两个荔枝。一般来说,荔枝果肉长组成的管状结构包括许多单一的多边形细胞。荔枝果肉的水分被移除细胞孔隙。单元尺寸越小,消除阻力的水分越高(22]。这应该是困难的另一个原因在冻干Feizixiao荔枝。

有一个半透明涂层的表面Feizixiao荔枝果肉但Guiwei和Nuomici荔枝没有。此外,提示果肉的颜色和味道是不同于尾浆。提示纸浆有轻微的红颜色和味道后残留的感觉,这意味着提示和尾巴之间有显著差异Feizixiao荔枝的果肉。涂层的显微图,提示在Feizixiao荔枝果肉是图所示5。可以看出,涂层的细胞结构是小而完整,这就增加了去除阻力在纸浆水分。提示细胞比尾浆细胞更小更紧凑。此外,随机安排更多的折叠不久管状结构安排出现在提示纸浆,导致水分脱除彻更加困难。总之,组织在FD Feizixiao果肉阻碍水分去除。

据报道,土豆更耐的细胞壁和稳定与CaCl浸泡后₂(29日]。它可以解释说,果胶是结合Ca^{2 +}并相应地细胞壁的厚度增加。在这项研究中,Feizixiao荔枝果肉CaCl湿透了0.5%和1%₂解决方案。然而,收缩Feizixiao荔枝是不像预期的改善。果胶含量三个荔枝的结果见表1。可以看出Feizixiao荔枝的果胶含量是最高的。共晶点温度的荔枝汁可以减少与可溶性果胶含量增加(25]。这是共晶点温度低的另一个原因Feizixiao荔枝果汁糖除外。

3.3。超声波对FD Feizixiao荔枝

众所周知,Feizixiao荔枝果肉的微观结构影响FD纸浆的体积密度。超声治疗可以减少干燥时间,提高干燥的样品的质量21,30.,31日]。因此,超声波应用于治疗Feizixiao荔枝果肉以改善FD纸浆的外观。的体积密度结果Feizixiao荔枝被超声图处理6。和体积密度的结果Guiwei和Nuomici荔枝被超声波图7。图6表明,超声波可以显著减少Feizixiao纸浆的体积密度。和样品的外观没有膜和纸浆远远优于对照组。Feizixiao荔枝经超声波处理后样品的照片所示的补充材料。这可能是因为合适的超声治疗可以提高细胞壁的通透性,从而导致水分更容易去除。之间没有显著差异对体积密度20分钟和30分钟的治疗。这可以解释为有类似的事实引起的渗透率增加两个超声波治疗,不同的时间。如果治疗时间不断延长,果肉细胞壁的渗透性将进一步得到改善或减少相反(图7)。然而,即使细胞壁的通透性增加和治疗时间,由此造成太多的可溶性固体损失就会出现。因此,最优超声治疗时间是20分钟。

Guiwei的外观和Nuomici荔枝被超声波治疗进一步好转。的最佳治疗时间是20分钟。值得注意的是,Guiwei荔枝果肉的体积密度增加后30分钟超声波治疗。这可能是因为超声波治疗太长加剧细胞壁的破坏。然后片段出现折叠阻碍荔枝果肉的水分去除。Nuomici和Guiwei样本的照片被超声对30分钟也补充材料中所示。

4所示。结论

尽管Feizixiao荔枝是主要在南山荔枝品种之一,深圳,其干燥特性不同于其他两个主要品种:Nuomici Guiwei。需要降低预冻结温度Feizixiao荔枝冷冻干燥过程中由于高糖含量和Invertose内容。Feizixiao荔枝果肉预冻结温度应低于−至少32°C。荔枝果肉组织,细胞Feizixiao荔枝果肉更小和更严格的比Guiwei Nuomici荔枝。此外,Feizixiao荔枝果肉的结构更复杂的比Guiwei和Nuomici荔枝果肉。一个半透明的膜在Feizixiao浆的表面。和提示纸浆的微观结构不同于尾Feizixiao荔枝的果肉。提示的细胞浆小于尾浆。膜和较小的细胞浆都是因素难以在FD Feizixiao荔枝水分去除由于困难。

超声治疗可以改善FD Feizixiao荔枝果肉的外观,尤其是对样品没有膜和纸浆。很长的治疗时间可能会减少FD Feizixiao荔枝果肉的外观。因此,一个合适的治疗时间是非常重要的。此外,消除膜和提示浆不仅很麻烦的工作,而且还浪费材料。因此,新的治疗方法将在未来的高质量FD Feizixiao整个纸浆与膜和纸浆。

附加分

实际应用。目前,风干(广告)荔枝在中国南方流行的传统食品。广告荔枝的收益率高于冻干(FD)荔枝。广告有着深棕色纸浆与收缩的荔枝和可怜的味道。然而,FD荔枝的应用不断增加,由于白色的颜色,清爽的味道,小的收缩。例如,FD荔枝粉可以添加在饼干或甜点。Feizixiao荔枝是中国主要的荔枝品种之一。本研究可以解决Feizixiao荔枝在FD的收缩,这将提高Feizixiao荔枝的工艺特性和应用。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

作者承认中国现代农用工业技术研究系统(没有。CARS-33-20)和中国国家自然科学基金(没有。31671907)。

补充材料

三个品种的FD荔枝的照片。可以看出,FD Feizixiao荔枝有明显的收缩。Feizixiao荔枝与超声波治疗30分钟有更好的外观。Feizixiao荔枝没有膜,提示有更好的外观。最好的样品外观是Feizixiao荔枝没有膜,提示和超声波治疗30分钟。深圳南山荔枝,包括Feizixiao Guiwei, Nuomici,在2006年被公认为地理标志产品。三个品种的荔枝都是广东省的主要品种。它们是不同的从对方的外表,包括色彩、形状和表面结构。(补充材料)

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