果蔬组合干燥试验综述

综述一、研究背景目前，果蔬干燥技术主要有热风干燥、微波干燥、真空干燥、微波真空干燥、冷冻干燥、热泵干燥和渗透脱水等几种方式。不同干燥方式都有其优势和不足。除了改进现有干燥设备、开发干燥新技术以外，组合干燥技术也是解决这一问题的有效途径。组合干燥技术是根据物料特性，将2种或2种以上的干燥方式组合起来，利用其优点，在不同干燥阶段采用不同的干燥方法，分别以蒸发或升华等方式除去物料中大部分游离水和胶体结合水的干燥技术。根据组合的时间段，组合干燥可分为串联式和并联式2种。串联式组合干燥又称分阶段组合干燥，其特征是在不同的时间段中组合不同的干燥技术，如热风-微波和微波-热风组合干燥技术就是分阶段组合干燥的典型方式;而并联式组合干燥又称同阶段组合干燥，其特征是在相同的时间段中组合不同的干燥技术，如微波真空干燥即是微波干燥和真空干燥技术的组合形式，既可提高干燥效率，又能保证干燥品质。国内学者侧重于分阶段组合干燥技术的探索，即采用常用干燥设备进行组合搭配，如热风与真空、热风与微波的组合，主要研究组合干燥的工艺顺序、转换点含水率及最佳工艺参数。热风干燥技术被广泛用于加工传统的干燥食品，我国90%的蔬菜脱水采用常压热风干燥。但是，在热风干燥的降速阶段，热能利用率低，干燥时间长;而高温干燥下，产品的颜色、营养价值和风味等品质变差。根据热风干燥的特点，可考虑与微波、微波真空、冷冻等干燥技术配合使用。马先英等对胡萝卜片进行了热风-微波组合干燥研究，分析热风温度、转换点含水率、微波功率对组合干燥速率和产品感官品质的影响。研究表明，当热风温度为65℃、转换点的含水率为60%、微波输出功率为170W时，组合干燥速率比热风干燥速率提高1.4倍以上，干燥时间缩短了38分钟，且干制品的色泽、香味、形状和表面硬度都有较大的改善。张丽华等对木瓜片的热风-微波组合干燥进行了研究，考察工艺参数对干燥速率、总黄酮含量和色泽的影响。结果表明，热风70℃+微波功率210W的组合干燥工艺的干燥速率是热风干燥的6倍左右，而干燥时间仅为热风干燥的50%;组合干燥木瓜片干制品的总黄酮含量最高，达1.98%;但组合干燥的木瓜片色泽不如70℃热风干燥的效果。杨大伟等采用热风-微波组合干燥方法加工黄花菜，研究表明，采用先微波后热风的组合干燥方法，虽能缩短干燥时间，但干制品质量较差;而采用先高温热风后低功率微波的组合干燥方法，既可缩短干燥时间，提高生产效率，又能保证产品质量。胡庆国等分别以毛豆、甘蓝为原料，进行热风-真空微波组合干燥的研究，考察热风干燥温度、转换点含水率、微波功率和真空度对干燥特性的影响。研究表明，组合干燥毛豆和甘蓝所需时间远低于热风干燥，干制品中叶绿素等成分的保留率均高于热风干燥;但徐艳阳的研究未能解决叶(根)菜类产品易出现气泡、焦边及微波加热分布不均等工艺问题。AdamFigiel以甜菜根为对象，先以热风干燥进行预处理，再进行真空-微波干燥，并与冷冻干燥结果进行比较。研究表明，与热风干燥比较，热风-真空-微波组合干燥明显缩短干燥总时间，降低干制品的收缩率;组合干燥制品还能获得较好的复水性、较高的抗氧化性，这与冷冻干燥效果相近。热泵干燥是近期发展的一项能效显著而又切实可行的新技术，已应用于木材干燥、蔬菜脱水以及生物制品干燥等领域。因为采用低温干燥(40～50℃)，其干燥效率低，易导致微生物超标，特别是干燥后期的能耗较高，从而制约了它的推广应用。而与热风、远红外等其他干燥技术结合，在保证干制品质量的同时，可提高后期干燥的效率，降低能耗。张绪坤以胡萝卜为原料，对热泵-热风组合干燥与单一的热泵干燥和热风干燥进行比较。徐建国的研究表明，采用热泵-热风组合干燥胡萝卜片，既能显著缩短热泵干燥时间，又能最大程度地降低了热风干燥对物料有效成分的热破坏，提高了产品品质。徐刚等对胡萝卜片进行了先热泵后远红外的组合干燥研究，考察漂烫时间、热泵干燥温度和远红外辐射功率对含水率的影响，确定最佳参数分别为120s、45℃和2kW;并根据干燥速率、能耗、类胡萝卜素保存率进行综合评价，确定最佳转换点含水率为50%，此时的干燥时间短、干燥能耗低、类胡萝卜素损失少。顾震的研究也证实，对胡萝卜片采用热泵-远红外的组合干燥方法，既能提高干燥速率、降低能耗，又能保证干制品的品质。成刚在甘蓝菜热泵干燥单因素试验基础上，确定联合干燥方式为先热泵干燥后热风干燥。以热泵干燥温度、转换点含水率、热风干燥温度为因素，以单位能耗除湿量SMER和叶绿素含量为指标，通过响应面优化分析，确定联合干燥最佳工艺参数:热泵干燥温度57.2℃、转换点含水率26.4%、热风干燥温度54.5℃。研究表明，热泵-热风组合干燥甘蓝制品的叶绿素含量高于热泵干燥，Vc含量和复水比高于热风干燥，SMER比热风干燥降低了40.67%。二、初步方案1.选择实验菜蔬2.确定实验流程。根据实验目的确定实验相关指标及影响实验效果的因素。试验指标主要有含水率、复水比、干燥时间。（1）含水率的测定：称取菜蔬若干(≥50g)，放置入恒温热风干燥箱中，以105℃的温度进行干燥，直至菜蔬片每小时的质量变化≤0.01g，重复以上试验2次。根据公式计算含水率。（2）复水比的计算：称取干燥完的菜蔬切片若干，将菜蔬切片放入恒温锅中(温度取30℃)，每隔0.5h间称取菜蔬切片的质量(测量之前先将切片表面的水吸干)，直至2h内莴苣片的质量不变为止，测量复水后的菜蔬切片的质量并记录，即可计算得出复水比。（3）影响实验因素：切片厚度、热风干燥温度、热风干燥后含水率及真空干燥压力。根据实验指标及影响因素确定实验流程如下。菜蔬→预处理(清洗)→切片→测量初始数据→浸渍护色→测量中间含水率→热风干燥→测量中间含水率→真空干燥→测量最终含水率3.准备实验仪器设备，并试操作达到熟悉仪器的目的。天平，热风干燥箱，真空泵，真空干燥箱，烧杯，直尺，玻璃棒，恒温锅。4.准备实验试剂。葡萄糖，氯化钠，水。