双孢菇微波冷冻干燥特性及干燥品质

为获得干燥时间短、产品质量高的蘑菇制品,采用微波冷冻干燥技术对双孢菇进行干燥处理,研究其在不同微波比功率(0.25,0.5,0.75 W/g)和系统压强(50,100,150 Pa)下的干燥曲线、有效水分扩散系数、复水比、收缩率、白度、维生素C保存率、能耗及基于模糊数学推理法下感官评定的变化规律;通过非线性拟合建立了适用于双孢菇微波冷冻干燥的数学模型;基于干燥能耗、干燥时间及部分品质指标对不同条件下双孢菇微波冷冻干燥过程进行加权综合评价。结果表明:微波比功率对干燥速率及干制品物理品质指标影响比对其他指标的影响更显著(P0.05);系统压强对干制品营养含量指标、干燥能耗以及感官评定的影响比对干燥特性的影响显著(P0.05);采用Henderson and Pabis模型能够准确(R20.9)描述干燥过程中水分变化规律;双孢菇有效水分扩散系数在10-10 m2/s数量级且受微波比功率影响更明显(P0.05);微波比功率和系统压强过高会造成双孢菇干制产品不被消费者接受;当微波比功率和系统压强分别为0.25 W/g和100 Pa时双孢菇微波冷冻干燥的综合评分值最高为0.67847,该条件较适合应用于双孢菇微波冷冻干燥中。研究探索了不同微波冷冻干燥条件下双孢菇干燥及品质特性的变化规律,为双孢菇微波冷冻干燥较优工艺参数组合的选择提供了理论依据。     

小麦微波干燥特性及其对品质的影响

针对小麦热风干燥中存在的问题,运用微波试验装置,通过选择不同的干燥功率、物料铺放厚度及排湿风速,研究了小麦微波干燥特性及其对干后品质和能耗的影响。研究结果表明：小麦微波干燥主要处于恒速阶段,微波干燥对小麦品质有显著的影响,小麦籽粒的发芽率和SDS沉降值对微波处理的反应比较敏感,可以作为小麦热损伤的指标和小麦品质变化的检测指标,小麦微波干燥能耗主要受排湿风速影响。     

荔枝的微波干燥特性及其对品质的影响研究

针对荔枝热风干燥中存在的问题，应用自制的微波干燥试验测试系统，采用间歇干燥工艺，试验研究了荔枝微波干燥特性及干燥条件对干后品质、能耗的影响。结果表明：荔枝微波干燥主要处于恒速阶段，干燥速度取决于不同的间歇比；温度变化可分为上升和趋于稳定两个阶段；微波间歇时间对干后品质有显著影响，干燥能耗受间歇比的影响，但主要影响因素是加热时间。     

真空冷冻预干燥对压差膨化干燥果蔬脆片质地特性的影响

为探索预干燥处理对不同果蔬脆片结构及质地特性的影响,该研究采用真空冷冻干燥作为预干燥,并选取了3个水分转换点（60%、45%、30%）,对预干燥过程中6种典型果蔬(苹果,梨,桃,山药,马铃薯,青萝卜)水分状态、细胞结构、收缩率、孔隙度、应力-松弛特性与质地特性进行测定与分析。结果表明,随着预干燥的进行,水分含量逐渐降低,自由水逐渐散失,以不易流动水为主,收缩率逐渐减小,孔隙度逐渐增大,硬度、咀嚼性、弹性模量逐渐增加;水分转换点为60% 时不同果蔬脆片具有较高的硬脆度,其中马铃薯与山药脆片硬度较高,桃与梨的脆片脆度较高;水分转换点为30%时,6种果蔬的孔隙度最高,且青萝卜的孔隙度显著高于其他果蔬（P < 0.05）;在干燥后期,果蔬样品骨架基本形成,且收缩率较低,致使内部孔隙度变大;由相关性分析可知真空冷冻预干燥过程中水分转换点、孔隙度与果蔬脆片质地特性极显著相关（P < 0.05）,研究结果可为预干燥对果蔬脆片质地影响提供参考。     

红枣微波-热风联合干燥特性及对其品质的影响

为了提高红枣干制品的品质,在分段热风干燥和微波间歇干燥的基础上,采用微波+高温热风+低温热风的联合干燥方式干燥红枣,研究不同干燥方式下红枣的干燥特性和品质。结果表明:联合干燥方式的干燥时间比分段热风干燥缩短11%以上;分段热风干燥的红枣内部温度高于表面温度,微波间歇干燥的红枣温度升高幅度大,干燥速率高。300g红枣在119W下微波干燥12min,间歇4min,重复7次(转换点干基含水率≤99%),然后55℃热风干燥9h(转换点干基含水率≤66%),最终50℃热风干燥12h(干燥方式Ⅳ)的条件下干燥的红枣总维生素C含量最高,褐变系数相对较低,复水效果最好,能耗较低,是较优的红枣微波-热风联合干燥组合。微波-热风联合干燥是适合红枣干燥的较好技术方法。     

苹果冷冻-热风联合干燥体积收缩机制

为降低冻干苹果能耗,同时获得具有良好外观的脱水产品,该研究将冷冻-热风联合干燥应用于苹果脱水加工,并从水分迁移角度探究此过程中产品的收缩机制。选取4个水分转换点（干基含水率分别为1.00、0.76、0.53和0.33 g/g）对苹果进行联合干燥处理,并对脱水产品收缩率、质构特性、微观结构、孔隙分布及样品在热风干燥阶段的水分迁移与分布进行测定及分析。结果表明,联合干燥样品的收缩情况显著（P<0.05）优于单一热风干燥样品,且转换点对样品收缩率影响较大（收缩率6%～45%）,当转换点干基含水率低于0.53 g/g时,联合干燥样品没有出现明显的体积收缩现象。随着转换点干基含水率的升高,样品的收缩程度增大,并出现不同程度的中心塌陷,且孔隙率逐渐减小,但相应能耗降低。产品收缩主要发生在热风干燥过程的升速阶段,在此阶段样品自由水含量大幅减少,结合水与不易流动水未发生明显改变,样品内部水分在湿度差的作用下向表面迁移,这是导致联合干燥样品发生体积收缩的关键机制。该研究结果可为冷冻-热风联合干燥高效生产良好外观的脱水苹果提供数据支撑及理论参考。     

预冻对苹果片真空冷冻干燥特性及品质的影响

预冻是果蔬真空冷冻干燥(Freeze Drying,FD)的必须工艺环节,预冻冻结速率和冻融处理(Freeze Thaw Cycles,FTC)可用于调控果蔬FD干燥效率和改善产品品质。为探究冻结速率和冻融处理对FD苹果片干燥特性和品质的影响,缩短干燥时间并保持原料品质,该研究采用不同温度(-20℃、-80℃、液氮冻结)预冻和1～3次冻融(FTC-1、FTC-2、FTC-3)处理苹果片,探讨预冻处理对FD苹果片冻结特性、干燥特性,及微观结构、色泽、硬脆度和营养功能等核心品质的影响。结果表明,相较快速冻结处理(-80℃),缓慢冻结(-20℃)处理的苹果片FD干燥时间缩短5%,脆度提高50.1%,感官评价得分较高;相比于-20℃预冻组,FTC-1处理的苹果片具有较均匀的大孔隙结构,比孔容提高37.2%,FD干燥时间缩短15.3%,干燥能耗降低约14.6%,脆度增加117.6%;-20℃缓慢冻结联合冻融1次处理可显著提高苹果片干燥效率及综合品质。     

乙醇耦合其他预处理提高扇贝柱热泵干燥速率及品质

干燥后期速率低、能耗高是限制热泵干燥（heat pump drying, HPD）在水产品干燥中应用的瓶颈。非热力预处理技术在包括水产品的易腐食品干燥中具有提高干燥速率和改善干制品品质的巨大潜力。基于此,该研究以乙醇（E）单独和联合真空（VC+E）、超声波（US+E）、超声波辅助真空（USVC+E）预处理作为处理组,以未经预处理的扇贝柱为对照（CK）,探究其对扇贝柱干燥动力学及干制品品质特性的影响。利用低场核磁共振（LF-NMR）技术,对扇贝柱热泵干燥过程中水分状态及分布进行了研究。结果表明：扇贝柱热泵干燥处于降速干燥阶段,干燥过程受水分内部扩散的控制。Weibull模型能较好地描述扇贝柱热泵干燥过程。与CK相比,乙醇单独处理和US和/或真空联合预处理都能提高水分有效扩散系数（D_eff）,进而提高干燥速率。US+E的D_eff最高,分别比CK提高了25.99%（基于Weibull模型）和28.97%（基于Fick扩散模型）。LF-NMR结果表明,扇贝柱中主要水分为不易流动水;随着干燥进行,各组分的横向弛豫时间向左偏移;不易流动水所占比例降低,而紧密结合水、疏松结合水和自由水所占比例增加。与CK相比,预处理有利于扇贝柱不易流动水向自由水转化,进而提高干燥速率。与CK相比,乙醇单独处理和US和/或真空联合预处理可降低扇贝柱黄度、总色差、收缩率、硬度、弹性和咀嚼性,但是增加了扇贝柱的亮度、红度和复水比。预处理组中,US+E和USVC+E色泽参数（总色差：US+E,7.40 ± 0.22;USVC+E, 6.99 ± 0.16）最佳,收缩率（US+E,35.97% ± 1.29%;USVC+E,34.43% ±1.24%）和硬度（US+E,25.20 ± 1.08;USVC+E,26.68 ± 0.61）最低;而US+E弹性（0.55 ± 0.01）和咀嚼性（7.27 ± 0.30 N）最低,但复水比（1.753 ± 0.022）最高。相比于CK,US+E可显著降低总色差58.24%,收缩率32.75%、硬度23.17%、弹性15.38%、咀嚼性38.91%,但是复水180 min后,能显著提高复水比9.975%。综合考虑,US+E作为一种非热力、绿色预处理技术,可用于强化扇贝柱热泵干燥效率,改善干制品品质。     

香菜微波干燥的试验研究

以提高蔬菜干制品质为目的,考察干燥因素对香菜微波干燥生产率及其品质的影响,用正交试验设计方法,探讨干燥功率、物料层厚度及排湿风速对香菜微波干燥特性及干制香菜品质和能耗的影响,利用极差分析和方差分析确定香菜微波干燥最优工艺参数。结果表明：不同微波干燥参数对香菜微波干燥特性和干制品质及能耗有不同的影响,风速对物料干燥速率、香菜干制品的品质指标影响最大,物料脱水过程主要处于恒速阶段,微波干燥功率为1．125W／g,物料层厚度为1．5cm,风速为60m／min时,可确保香菜干燥后的食用价值且便于储存,而且能耗较低。     

基于品质和能耗的杏鲍菇微波真空干燥工艺参数优化

为了提高杏鲍菇干制产品品质,降低干燥能耗,该文应用微波真空技术干燥杏鲍菇。采用三元二次回归旋转组合设计方法进行工艺参数优化试验,考察分析微波强度(X1)、物料厚度(X2)、腔体绝对压力(X3)因素对品质指标色差(Y1)、复水比(Y2)、氨基酸含量(Y3)和单位能耗(Y4)的影响及因子间交互作用对指标的影响;采用线性加权法,将多目标综合优化,确定干燥工艺的最优参数组合。结果表明:微波强度、物料厚度、腔体绝对压力对试验指标色差、复水比、氨基酸含量、单位能耗影响显著,物料厚度是影响色差的主要因素,物料厚度小于2 cm时,产品色泽较差;腔体绝对压力是影响复水比和氨基酸含量的主要因素,较小的腔体绝对压力有利于产品复水和减少氨基酸损失;微波强度是影响单位能耗的主要因素,高的微波强度,能耗较高,高的微波强度与较小的腔体绝对压力组合时,干燥能耗更高;杏鲍菇微波真空干燥高品质低能耗的最优工艺参数组合为微波强度12.5 kW/kg、物料厚度2.4 cm、腔体绝对压力18 kPa,此条件下干燥的产品品质优良,色泽洁白,色差L为78,复水性好,复水比为1.58,氨基酸破坏少,其值为473.1 mg/100 g,单位能耗较低,为9.3 kJ/kg。     

微波真空冷冻干燥时怀山药的微CT孔道分布

局部温度过高的问题限制了微波真空冷冻干燥（microwave freeze drying,MFD）技术在果蔬干燥中的广泛应用。发展传热传质理论是解决MFD局部温度过高问题的根本途径。数值模拟是研究传热传质机理的重要方法,并有望解决MFD中局部温度过高的问题。利用详细的孔径和孔隙分布建立结构模型对数值模拟至关重要。该研究以怀山药为样品,利用微CT（X-ray micro-computed tomography）技术分析不同干燥仓压力（100、200、300 Pa）和微波加载量（0.5、1.0、1.5、2.0 W/g）时孔隙和孔隙分布的变化。结果表明,干燥仓内的低压环境更倾向于形成小孔隙,干燥仓内压力的变化对外层的孔隙大小和分布无明显影响,但对内层的孔隙大小和分布有明显影响。微波加载量对内、外层的孔隙大小和分布均有显著影响。研究结果将为解决MFD中局部温度过高问题的数值计算研究提供试验支持。     

微波干燥胡萝卜片工艺试验研究(简报)

通过胡萝卜片微波干燥功率与切片厚度失水特性试验,获得胡萝卜片微波干燥失水特性;进行了3因子(发射功率、切片厚度、缓苏时间)4指标(品质质量、复水比、单位时间降水率与单位耗电量)的二次正变回归试验,得出各指标的回归方程,并对3因子对4指标影响的显著性分析,以获取因子对指标最优化;采用了非线性规划对各指标进行目标优化,得出各目标函数的发射功率、切片厚度、缓苏时间的最优组合;通过固定在综合优化点上,进行降维处理后,分析说明各因子与品质质量、复水比、单位时间降水率与单位能耗量之间的关系,以供生产实际参考.     

预处理对红枣分段间歇微波耦合热风干燥特性及品质的影响

为探究分段间歇微波耦合热风干燥红枣最佳工艺,分析不同预处理对红枣品质的影响。该文采用响应面法,优化出最佳干燥工艺为:第一段间歇比为4、水分转换点为1g/g、第二段间歇比为6。此条件下,干燥时间为625.27 min,能耗为5 128 kJ,维生素C质量分数为419 mg/(100g),经验证,模型预测误差小于5%。基于最佳工艺,探究热烫、油酸乙酯结合预冻和高压二氧化碳3种预处理方式对红枣干燥速率、单位耗能及品质的影响。结果显示,油酸乙酯结合预冻处理组干燥时间最短(P0.05)、能耗最低(P0.05);高压二氧化碳处理组干燥后维生素C、总酮、总酚质量分数,抗氧化能力均最高(P0.05);热烫预处理组褐变程度最低(P0.05),组间色泽无明显差异(P0.05)。试验证实,高压二氧化碳联合分段间歇微波耦合热风干燥是一种高效干燥技术,能保证红枣的营养品质,研究为该项技术的推广提供基础数据。     

真空微波和冻干组合降低胡萝卜片的干燥能耗

为减少脱水蔬菜冷冻干燥过程的能耗,以胡萝卜片为试材,采用真空微波和冷冻干燥组合的工艺,即先微波真空后冻干（组合Ⅰ）和先冻干后微波真空干燥（组合Ⅱ）。组合Ⅰ的优化参数为：真空微波阶段微波功率密度1.6w/g,脱去40个百分点的湿基水,冻干阶段升华干燥4 h,解析干燥3 h;组合Ⅱ的优化参数为：冻干阶段升华干燥7 h;真空微波干燥功率密度选1.0w/g以下,采用温度控制模式。所干燥胡萝卜片的β-胡萝卜素保留率和复水率等与纯冻干产品接近,体积保留率比纯冻干稍小,但仍能保持平直的外形;两种组合干燥工艺比纯冻干分别节能47.0%和54.2%,且干燥时间可缩短一半。