果蔬粉结块原因及防止措施研究

李利霞，李国全，贾凤荣，张明

（北京市绿友食品有限公司，北京 101149）

果蔬粉结块原因及防止措施研究

李利霞，李国全，贾凤荣，张明

（北京市绿友食品有限公司，北京 101149）

对于含糖量较高的干制果蔬粉，在夏季高温高湿环境下，贮藏过程中易出现结块问题，严重影响产品的质量稳定性。本文阐述了果蔬粉的开发意义、分析了果蔬粉结块的原因，并从提高玻璃化转变温度、添加抗结剂，以及改善包装和贮藏条件来阐述如何防止果蔬粉结块的问题，对延长果蔬粉的货架期及贮运期有重要的实际意义。

果蔬粉；结块；玻璃化转变温度；抗结剂；改善包装和贮藏条件

水果和蔬菜为人们日常所需。它们的特点是季节性和地域性强，收获和上市的时间较集中，而且上市时间较短，如果不能及时处理，则会腐烂变质。据统计，我国新鲜水果的平均损耗率约为20%～30%、蔬菜损耗率约为30%～40%，可见果蔬资源浪费现象极为严重。将新鲜果蔬加工成果蔬粉，可以延长贮藏时间，增加产品附加值，已逐渐成为近年来果蔬加工的一种发展趋势[1耀3]。

果蔬粉是将新鲜的果蔬经过冻干等技术处理后，得到的水分含量低、可长期贮藏的粉末状产品。果蔬粉可延长果蔬的贮藏期，可以应用到食品加工的各个领域，能提高产品的营养价值，改善产品色泽、风味，具有广阔的应用前景。但果蔬粉结块现象较为普遍，特别是含糖量较高的果蔬粉，是长期困扰果蔬粉生产和发展的技术难题。有关水果粉结块问题的研究也有很多报道，国外主要集中在玻璃化转变的研究，国内研究添加抗结剂来防止结块的居多，也有从玻璃化转变来研究果蔬粉结块机理的报道。玻璃化转变对食品品质会产生重大影响，现已成为国内外食品贮藏、加工中的研究领域的热点。学者根据非晶聚合物温度区域不同，将聚合物分为3种力学状态，即玻璃态、橡胶态和粘流态。当温度较低时，聚合物分子热运动能量很低，聚合物长链中的分子是以随机的方式呈现为冻结的状态，具有外观似固体、微观结构似液体的状态。这种状态被称为玻璃态。但是当温度升高至一定温度时，分子的链段运动受到激发，聚合物变得粘且柔韧，这种状态被称为橡胶态。当温度继续升高，整个分子链段都可以运动，聚合物表现出粘性流动，这种状态被称为粘流态[4]。当果蔬粉处于玻璃态时，果蔬粉的各方面性质都很稳定，对其的贮藏和鲜度等品质的维持非常有利；当果蔬粉从玻璃态转化为橡胶态时，果蔬粉的质构、纹理、微生物活动、酶活等化学物理变化，表观现象为出现结块。

本文结合影响果蔬粉结块的因素分析，从提高果蔬粉玻璃化转变温度、添加抗结剂，以及改善包装和贮藏条件来阐述如何解决果蔬粉结块的问题，从而保证产品的质量稳定、延长果蔬粉的货架期及储运期。

1 开发果蔬粉的意义

因为果蔬产品不易储存，所以通常加工成果蔬粉。开发果蔬粉，具有以下几方面的优势：一是，果蔬粉的水分含量较低，而且容易运输，这就减少了贮藏、运输等费用；二是，果蔬粉的加工率较高。果蔬粉对原料的要求较低，任何形状、大小的水果蔬菜均可以加工成果蔬粉；三是，果蔬粉的应用较广泛。加工成果蔬粉以后，水果蔬菜的应用范围扩大，可以应用到食品加工的各个环节和领域，而且简单方便[5-7]。然而，在实际生产中，含糖量较高的干制果蔬粉，在夏季高温高湿环境下，贮藏过程中易出现结块问题，影响了果蔬粉产品的质量稳定性。这可能是因为果蔬粉富含葡萄糖、果糖、蔗糖等成分，而这些成分的玻璃化转变温度较低，容易吸水，这就导致果蔬粉在贮藏过程中极易结块，一旦结块就会严重影响果蔬粉的质量和使用，成为制约果蔬粉应用的瓶颈[8]。

2 影响果蔬粉结块的因素

2.1 水分含量

果蔬粉在贮存过程中粉体的结块与玻璃化转变有关。影响玻璃化转变温度的因素很多，最主要的因素是产品的水分含量。有学者提出，果蔬粉在干燥过程中的结块现象与玻璃化转变有关。因此，在生产果蔬粉的过程中要尽量减少含水量，以防止果蔬粉的结块现象，保证果蔬粉体品质的稳定。

2.2 贮藏环境条件

果蔬粉结块的环境因素包括贮藏环境湿度、温度、压力以及贮存时间等。果蔬粉不宜在湿热的环境下贮存，贮存环境湿度越大、温度越高，果蔬粉越易于结块；如果叠放贮存时，压力越大，果蔬粉颗粒接触越紧密，从而易于架桥，越易于结块；此外，贮存时间越长结块现象越严重[9]。

3 防止果蔬粉结块的方法

3.1 提高玻璃化转变温度

食品的玻璃化温度与其相对分子质量呈正相关关系。有学者提出，苹果浓缩浆中含有大量的小分子糖和有机酸，因此，它的玻璃化温度较低。在果蔬粉贮藏过程中，果蔬粉末受温湿度的影响，会发生结块现象。研究表明，麦芽糊精、淀粉等这些物质具有较高的玻璃化温度，如果向果蔬粉中添加这些物质，产品综合的玻璃化温度会得到提高，果蔬粉结块的现象得以改善[9]。

此外，水分含量对果蔬粉的玻璃化转变温度影响尤其大，一般来说，果蔬粉中每增加1%的水分，其产品的玻璃化转变温度会下降5～10益[10]。有报道称，冻干圣女果粉的玻璃化转变温度受水分含量的影响较大，一般会随着水分含量的增加而降低；当水分含量从14.23%增加到20.93%时，样品的玻璃化转变温度从-12.32益下降到-40.18益；这主要是由于水分子的流动性较强，在无定形基质中比较容易活动，从而提供分子链运动所需的空间，因此对物料具有较好的塑化作用[11]。

因此，提高玻璃化转变温度对防止果蔬粉结块具有重要的意义。有研究结果表明，麦芽糖糊精对苹果泥粉的吸湿性具有重要影响，添加适量该物质后，苹果泥粉的吸湿性会显著降低，如此以来，玻璃化转变温度也会得到提高。MAITY T等[11]对胡萝卜切片的报道显示，用羧甲基纤维素钠（CMC-Na）、果胶、黄原胶、海藻酸钠等物质对胡萝卜切片进行预处理之后，改变了胡萝卜的质构特性，提高了它的玻璃化转变温度。研究还显示，对胡萝卜切片而言，0.4%CMC-Na处理的处理效果最好。有学者[8]发现用50%蔗糖溶液渗透处理苹果片，可以减少苹果片组织结构在后续加工和贮藏过程中的坍陷。也有学者得出，在草莓泥中加入海藻糖和麦芽糖糊精，能够改善产品的玻璃化转变温度，减少加工过程中的损失。由此说明，糖类物质的添加可以改变食品物料的性质，减少结块现象。

3.2 添加抗结剂

果蔬粉在贮藏过程中的结块现象较为常见。国内相关研究报道，为了防止果蔬粉结块，可以在果蔬粉的生产过程中加入抗结剂。抗结剂是一种食品添加剂，加入它以后可以保持粉状食品的流动性，防止其结块。其作用机理分为：（1）物理阻隔。当主基料颗粒表面被抗结剂颗粒覆盖以后，由于抗结剂之间的作用力较小，从而形成的抗结剂层自然提供了一种阻隔作用；（2）与主基料颗粒竞争。抗结剂与主基料颗粒竞争吸湿，从而减少了产品对水分等的吸收；（3）消除基料表面的静电荷和分子作用力。抗结剂是通过消除主基料表面的静电荷和分子作用力来提高粉末的流动性；（4）使主基料改变晶格形成易碎的结构。当主基料中能结晶的物质的水溶液中或已经结晶的颗粒表面存在抗结剂的时候，它不仅能够抑制晶体的生长，还能改变其晶体结构，从而产生一种在外力作用下易碎的晶体结构。

许牡丹等[16]研究结果表明，复合抗结剂为0.7%微晶纤维素+0.6%二氧化硅+0.7%磷酸三钙时，红枣粉的抗结效果较好。此外，张国栋[13]的抗结性能研究结果表明，在杨梅粉中按10.0g/kg比例加入抗结剂二氧化硅，可有效保证粉体的流动性能，避免大量结块。王伟[14]在真空冷冻干燥草莓粉工艺研究中发现，将二氧化硅加入草莓粉中，可以增加冻干草莓粉的流动性和抗结性。张雨等[8]认为添加茁-环糊精的苹果粉玻璃化温度较高，不易结块，有利于提高苹果粉的贮藏稳定性。张国栋[13]对杨梅粉的研究发现，在高温高湿环境中，杨梅粉容易吸水结块，因此，生产中应尽可能避免杨梅粉暴露在空气中。范方宇[19]认为，由于草莓粉的吸湿性，喷雾干燥后的草莓粉应当尽快包装，并在低湿度条件下保存。

3.3 改善包装和贮藏条件

有关产品包装方面的研究结果表明，选择阻隔性能较好的PE铝箔双层包装袋，并结合充氮气处理和相对低温的3益冷藏环境，能够保证红枣粉的品质[16]。许牡丹等[12]研究结果表明，内包装充气量为30%时，枣粉在90d内没有结块现象，抗结效果最佳。范方宇[15]认为，应选用阻湿、阻氧性好的包装袋，内置干燥剂包装保存。因此选择合适的包装材料和适宜的贮藏条件，能有效的保证果蔬粉的品质，对增加果蔬粉的货架期及贮运期有重要的实际意义和广泛的应用前景。

总而言之，为了防止果蔬粉出现结块问题，可从以下几方面进行控制。一是，果蔬粉加工过程中，结合实际生产情况，应尽量控制成品含水量在较低水平。二是，根据实际情况添加适量的抗结剂。三是，选择合适的包装材料和适宜的贮藏条件。有利于保障果蔬粉产品的质量稳定性，更好的应用于食品加工的方方面面。

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[16]杨雯.红枣粉加工工艺及稳定性研究[D].西安:陕西科技大学,2012.

The Influence Factors and Prevention Measures of Fruit and Vegetables Powder Agglomeration

LI Li-xia,LI Guo-quan,JIA FENG-rong,ZHANG Ming
(Beijing Lvyou Food Co.,LTD,Beijing 101149,China)

For high sugar content of dried fruit powder,under high temperature and high humidity environment in the summer,easy agglomeration problems are easy to occur during storage,which seriously affect the quality stability of product.This paper elaborated the significance of the development of fruit and vegetables powder,and analyzed the influencing factors of fruit and vegetable powder agglomeration.Then the author illustrated how to solve the problem of fruit and vegetables powder agglomeration,for example improving the glass transition temperature,adding anticaking agent,as well as improving the conditions of packaging and storage,in order to prolong the shelf-life of fruit and vegetables,as well as the storage period.So,it has important practical significance and broad application prospects.

Fruit and vegetables powder;agglomeration;the glass transition temperature;anticaking agent;improve the conditions of packaging and storage

TS255.3

A

1008-1038(2017)03-0017-03

2016-08-19

李利霞（1988—），女，研究方向为食品科学