热风微波耦合干燥胡萝卜片工艺

该文通过对胡萝卜片进行热风微波耦合干燥来研究热风微波耦合干燥工艺的可行性及优异性。采用自行设计的热风微波耦合干燥设备, 在不同的热风温度（50～80℃）、微波功率密度（4.5～1.5 W/g）条件下对胡萝卜片进行干燥,研究这2个因素对耦合干燥的影响。选取热风温度（50、60、70℃）、微波功率密度（3.5、2.5、1.5 W/g）、热风风速（0.5、1.0、1.5 m/s）进行正交试验,试验结果表明：耦合干燥各因素对干燥速率影响的主次关系为微波功率密度>热风温度>热风风速。同时将热风微波耦合干燥与热风干燥、微波干燥进行比较,得出热风微波耦合干燥是一种快速、高效和节能的干燥方式,在农产品和食品的干燥中具有广阔的应用前景。     

干燥介质相对湿度对胡萝卜片热风干燥特性的影响

为了探究相对湿度和阶段降湿对热风干燥过程的影响,该文在干燥温度60℃、风速3.0 m/s条件下,研究了相对湿度(20%、30%、40%、50%)及第一阶段相对湿度50%保持不同时间(10、30、60、90 min),第二阶段相对湿度20%下,胡萝卜片的干燥特性和温度变化规律;利用Weibull分布函数对干燥曲线进行拟合并分析干燥过程,结合尺度参数估算水分有效扩散系数;基于复水比、色泽、干燥时间和能耗对不同相对湿度条件下的干燥过程进行评价。研究结果表明:相对湿度保持恒定条件下,干燥速率先上升后下降,且相对湿度越低干燥速率越大。降低相对湿度有利于缩短干燥时间,热风相对湿度20%比50%条件下干燥时间缩短了27.6%;分段降湿干燥条件下,热风相对湿度50%保持30min后降低为20%,其干燥时间比相对湿度恒定为20%条件下缩短了18.5%,干燥过程出现2个升速阶段;Weibull分布函数可以很好地描述胡萝卜恒定湿度和阶段降湿干燥过程。尺度参数α范围在1.864~3.635 h之间,形状参数β值在1.296~1.713之间,水分有效扩散系数在1.17×10-9~2.92×10-9 m2/s之间。对绿红值、复水率、能耗和干燥时间进行综合评价显示,热风相对湿度50%保持30 min干燥条件下绿红值最高为41.4,能耗相比于恒定相对湿度20%条件下减少了6.0%,复水比较高为3.81,综合评分较高为0.91。该文揭示了干燥介质相对湿度对胡萝卜片干燥特性的影响规律,对于优化干燥介质湿度控制策略以提高干燥速率和品质,降低干燥能耗提供了科学依据和技术支持。     

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。     

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。     

60Co γ射线辐照预处理对甘薯热风干燥特性的影响

采用60Co γ射线对甘薯进行辐照预处理,考察辐照、热风温度和切片厚度对其干燥特性和表面温度的影响,同时对不同剂量辐照的甘薯样品进行了显微观察和水分活度测定。结果表明,甘薯的干燥速率和表面温度随着辐照剂量的升高而升高。当干基含水率为150%时,辐照剂量为0、2、5、8和10kGy的样品干燥速率分别为1.92、1.97、2.05、2.28和3.12%/min,表面温度分别为48.5℃、46.3℃、44.5℃、42.2℃和41.5℃;热风温度越高,切片越薄,辐照后甘薯失水速率越大。热风温度为85℃的样品比热风温度为65℃的样品干燥时间缩短170min,切片厚度为3mm的样品比切片厚度为7mm的样品干燥时间缩短了228min;辐照后的甘薯细胞壁变薄出现断裂,液泡破裂,水分活度也随辐照剂量的升高而增大。辐照剂量为0、2、5、8、10kGy的样品水分活度分别为0.92、0.945、0.958、0.969、0.979。辐照对甘薯热风干燥速率表面温度和水分活度等有显著影响,为进一步研究甘薯辐照与热风干燥结合加工工艺提供理论基础。     

超声预处理对猕猴桃水分状态及热风干燥特性的影响

为了进一步明确超声预处理技术对猕猴桃及其热风干燥的作用效果,该文研究了200～600 W超声功率和10～30 min超声时间对猕猴桃片中水分状态和分布、营养成分和后续热风干燥过程中干燥特性、水分迁移规律,以及干燥后样品的微观结构、色泽和质构特性的影响。超声预处理能够引起猕猴桃片中水分流动的变化和重新分布,从而加快热风干燥过程中水分的迁移和蒸发,并且增加超声功率比延长超声时间引起的水分变化更明显。与对照组未处理的样品相比,超声预处理会引起猕猴片中可溶性固形物、可滴定酸和抗氧化成分的减少。核磁共振成像结果表明猕猴桃片中的水分在热风干燥过程中由外表面向内部逐渐去除,水分含量逐渐降低。超声预处理在猕猴桃片内部产生微观通道和褶皱,从而改变了猕猴桃片内部的水分状态和分布,加速了热风干燥阶段水分的迁移和去除,使热风干燥速率比对照组的样品提高了7.6%～17.5%。此外,超声预处理对猕猴桃片干燥后的色泽没有显著影响（P>0.05）,并且降低了干燥后样品的硬度、胶着度、咀嚼度和回复性等（P<0.05）。综合分析,超声功率400 W作用20 min或600 W作用10 min预处理条件比较合适,该结果为超声预处理技术在猕猴桃热风干燥加工中的应用提供了一定的参考。     

不同预处理对铁皮石斛热风干燥特性及品质的影响

为了优化铁皮石斛干燥工艺,降低其品质劣变风险,对热风干燥前的铁皮石斛鲜条进行直接剪切、烫漂和冻融预处理。研究不同预处理条件的铁皮石斛干燥特性和品质变化;利用低场核磁共振技术分析预处理对铁皮石斛干燥过程中水分迁移的影响。结果表明,预处理是影响铁皮石斛热风干燥过程的重要因素。与直接剪切相比,烫漂和冻融预处理提高了水分有效扩散系数,缩短了干燥时间,降低了能耗,尤以冻融预处理最为显著,干燥时间缩短了44.4%,能耗降低了42.76%（P<0.05）。微观结构观察表明,烫漂和冻融预处理使铁皮石斛组织间隙变大,细胞壁受到破坏,减弱了铁皮石斛组织对水分的束缚并增强了水分流动性,引起水分的重新分布,有利于水分迁移。低场核磁共振技术分析显示,干燥过程中去除的主要是自由水,烫漂和冻融预处理均降低了自由水的脱除时间,冻融预处理去除自由水的时间最少,为120 min。与直接剪切相比,冻融预处理提高了铁皮石斛干品中多糖和多酚的含量,分别提高了10.66%和12.32%,而烫漂预处理降低了铁皮石斛多糖和多酚的含量,分别降低了11.73%和14.73%,3种预处理铁皮石斛生物碱含量差异不显著（P>0.05）。总之,冻融预处理方法可以降低铁皮石斛干燥品质劣变风险,研究结果为石斛加工规范化生产提供参考。     

脉冲电场预处理胡萝卜片微波干燥试验

为考察脉冲电场预处理对胡萝卜片微波干燥特性的影响,以胡萝卜片微波干燥单位时间降水率和复水率作为试验指标,设计了4因素（脉冲频率、电场强度、微波功率密度和切片厚度）二次回归正交组合试验,得出经预处理后胡萝卜片微波干燥失水速率曲线。用SPSS软件进行回归分析,得到预处理后胡萝卜片微波干燥动力学方程和各指标回归方程,并对指标进行了综合优化。结果表明：经脉冲电场预处理后胡萝卜片微波干燥动力学方程分段适用Page模型;脉冲频率和电场强度对胡萝卜片微波干燥单位时间降水率影响显著;脉冲频率对复水率影响显著,电场强度对复水率影响不显著;最优工艺组合为脉冲频率30 Hz、电场强度2.0 kV/cm、微波功率密度1.0 W/g和切片厚度4.0 mm;在最优工艺条件下,胡萝卜片单位时间降水率和复水率均得到提高。     

微波热风联合干燥工艺对枸杞品质和表面微生物的影响

为明确微波热风联合干燥工艺对枸杞品质和表面微生物数量的影响,该文检测了微波热风联合干燥和传统热风干燥2种工艺各加工阶段枸杞的主要品质指标（枸杞多糖、总糖、粗蛋白、粗脂肪）和表面微生物数量,并对2种工艺的加工效果进行了比较。结果表明,采用微波热风联合干燥工艺和传统热风干燥工艺加工的枸杞,多糖和总糖损失率差异显著（P<0.05）,联合干燥工艺较传统工艺分别降低了15.44和11.06个百分点,仅为18.46%和20.98%;粗蛋白损失率差异未达显著水平（P＞0.05）,损失率分别为21.46%和20.12%;粗脂肪损失率的差异也不显著（P＞0.05）,分别为10.56%和12.29%。在杀菌率上2种工艺差异显著（P<0.05）,联合干燥工艺为91.26%,传统工艺为82.25%。干燥前的脱蜡处理具有杀菌作用,可杀灭65.24%的表面微生物。干燥阶段完成后,联合干燥工艺的杀菌率为91.26%,较传统工艺的杀菌率提高了9.01个百分点。在模拟大肠杆菌污染枸杞的试验中,脱蜡后喷菌的枸杞经2种工艺加工,联合干燥工艺的杀菌率为83.21%,较传统热风干燥工艺提高了12.93个百分点。因此,微波热风联合干燥工艺较传统热风干燥工艺更多地保留了枸杞的营养成分,杀菌效果更好,有利于枸杞干果的品质和食品安全。但是,对脱蜡后大肠杆菌污染的果实,微波热风联合干燥工艺和传统热风干燥工艺均不能彻底灭菌,需进行工艺改进或结合其他灭菌方法进行处理。研究结果可为微波热风联合干燥工艺在枸杞加工中的应用和改进提供参考。     

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。     

热风联合压差膨化干燥对苏99-8毛豆仁风味和品质的影响

使用固相微萃取(HS/SPME)-气质联用(GC/MS)技术对苏99-8毛豆仁鲜样和热风干燥毛豆仁挥发性成分进行分析,同时对2种干燥产品的感官品质、营养成分含量和质构特性进行比较。结果表明,在毛豆仁鲜样、热风干燥和热风联合压差膨化干燥制备的毛豆仁产品中分别检测出32、31、35种风味成分。鲜样中(Z)-3-己烯醇、正己醛、(E)-2-己烯醛、1-辛烯-3酮和1-戊烯-3酮对其风味相对贡献较大。热风联合压差膨化干燥后毛豆仁醛类化合物明显增多,出现了杂环类、酯类、酸类及含硫化合物,2-庚烯醛、正己醛、正戊醛、1-辛烯-3-醇、2-辛烯醇、1-辛烯-3酮、乙酸异丙烯酯、2,3,5-三甲基吡嗪和2,6-二甲基吡嗪、二甲基亚砜对热风联合压差膨化干燥后毛豆仁风味贡献较大,使毛豆具有较浓的豆类清香味和浓厚的焙烤香气,造就了热风联合压差膨化干燥毛豆仁脆粒的独特风味。热风联合压差膨化干燥毛豆仁的感官品质和质构特性明显优于热风干燥毛豆仁。     

太空厨房及饮食保障研究

为明确微波热风联合干燥工艺对枸杞品质和表面微生物数量的影响,检测了微波热风联合干燥和传统热风干燥两种工艺加工各阶段枸杞的主要品质指标（枸杞多糖、总糖、粗蛋白、粗脂肪）和表面微生物数量,并对两种工艺的加工效果进行了比较。结果表明,采用微波热风联合干燥工艺和传统热风干燥工艺加工的枸杞,在枸杞多糖和总糖损失率差异显著（P<0.05）,联合干燥工艺较传统工艺分别降低了15.44和11.06个百分点,仅为18.46%和20.98%;在粗蛋白的损失率上差异未达显著水平（P＞0.05）,损失率分别为21.46%和20.12%;粗脂肪损失率的差异也不显著（P＞0.05）,分别为10.56%和12.29%。在杀菌率上两种工艺差异显著（P<0.05）,联合干燥工艺为91.26%,传统工艺为82.25%。干燥前的脱蜡处理具有杀菌作用,可杀灭65.24%的表面微生物。干燥阶段完成后,联合干燥工艺的杀菌率为91.26%,较传统工艺的杀菌率提高了9.01个百分点。在模拟大肠杆菌污染枸杞的试验中,脱蜡后喷菌的枸杞经两种工艺加工,联合干燥工艺的杀菌率为83.21%,较传统热风干燥工艺提高了12.93个百分点。因此,微波热风联合干燥工艺较传统热风干燥工艺更多地保留了枸杞的营养成分,杀菌效果更好,有利于枸杞干果的品质和食品安全。但是,对脱蜡后大肠杆菌污染的果实,微波热风联合干燥工艺和传统热风干燥工艺均不能彻底灭菌,需进行工艺改进或结合其他灭菌方法进行处理。研究结果为微波热风联合干燥工艺在枸杞加工应用和改进上提供参考。     

果蔬热风穿流干燥换向通风的研究

以豇豆为典型物料,利用热风穿流干燥试验台,进行了换向通风干燥的试验研究,得出了不同换向时间对干燥过程的影响规律,及其与能耗关系的回归方程式,得换向时间为0.5h时,能耗最低的结论,并在箱式穿流干燥机上进行了验证试验。     

基于转换点调控的怀山药多相态微波干燥及品质特性

为解决冻干和冻干-微波真空联合干燥技术存在的耗时长、能耗高、设备成本高等问题,同时获得品质较好的干制品,以怀山药为对象开展多相态微波干燥(multiphase microwave drying,MMD)研究,通过不同微波功率加载方案实现转换点调控,探究转换点干基含水率（0.36、0.59、0.79 g/g）对怀山药干制品品质的影响。并以真空冷冻干燥、微波冷冻干燥和微波真空干燥为对照,研究不同干燥方式对怀山药干燥特性、能耗和品质特性（复水性、收缩率、色泽、硬度、脆度、微观结构）的影响。结果表明：随着微波功率水平的增加,怀山药MMD转换点干基含水率增大,产品复水性降低,收缩程度增大,硬度变大,细胞结构破损程度增加。MMD方案Ⅰ（转换点干基含水率0.36 g/g）干燥时间与微波冷冻干燥相比缩短31.3%,能耗相比真空冷冻干燥、微波冷冻干燥分别降低68%、34%,同时,所得怀山药干制品具有良好的品质和均匀的微观孔隙结构,其复水比（2.44±0.04）、收缩率（0.88±0.02）、色泽、硬度（4.95±0.45）、脆度（2.48±0.51）与微波冷冻干燥无明显差异（P>0.05）。微波真空干燥虽所需能耗低,但其产品复水性最差,收缩最为严重。综合考虑高效低能耗干燥与产品品质提升的需求,可通过转换点调控的多相态微波干燥实现高品质怀山药加工。     

中红外-热风组合干燥牛肉干降低能耗提高品质

为研究中红外-热风组合（combined mid-infrared and hot air,CMIHA）干燥工艺对牛肉干干燥效果的影响,根据红外辐射-对流组合换热控制方程,在风速和物料尺寸固定条件下,分析了干燥温度、辐射距离和辐射强度等因素对干燥性能效益及牛肉干品质的影响,优化了CMIHA干燥工艺参数,与中红外（mid-infrared,MI）干燥、热风（hot air,HA）干燥进行比较,分析了三者在干燥过程中耗时、耗能,及对牛肉干品质的影响。结果表明：CMIHA干燥牛肉干的最佳工艺为干燥温度70℃、辐射距离8 cm、辐射强度0.48 W/cm2,干燥耗时130 min,耗能0.95 (kW·h)/kg。此优化工艺的干燥耗时、耗能与MI干燥相比分别降低了30%和10%,与HA相比分别降低了60%和78%,耗时、耗能均显著降低（p＜0.05）;与MI、HA干燥相比,CMIHA干燥牛肉干的黏聚性、咀嚼性、剪切力、收缩率和亮度值L*等指标得到显著改善（p＜0.05）;红度值a*和黄度值b*与MI干燥无显著差异（p＞0.05）,但显著高于（p＜0.05）HA干燥;此工艺下牛肉干肉香味浓,质地均匀,色泽呈均匀的亮褐色,总体可接受度显著高于（p＜0.05）MI干燥和HA干燥。与传统热风干燥相比,中红外-热风组合干燥能显著提高经济效益和牛肉干的品质,该研究为开发肉干新型干燥方法提供依据。