论文部分内容阅读
果蔬是人类必备膳食营养成分(维生素、矿物质、膳食纤维等)的主要来源,其消费在现代平衡膳食的理念中占有非常重要的地位。由于果蔬生产季节性强、区域性高,采摘后很容易发生腐败变质等特点,严重制约了果蔬产业的可持续发展。干燥,是解决上述问题的重要途径;然而,传统的干燥方式存在能耗高、干后产品质量差等种种弊端;作为一种新兴的干燥技术,微波干燥以其独特的加热特点和干燥机理被广泛应用到果蔬等农产品的深加工领域中。本文以微波喷动高效干燥技术为基础,研究了其在典型蔬菜加工中的应用与调控,同时对喷动干燥的均匀性以及动力学模型做出了研究。首先,以胡萝卜为原料,研究了常压微波喷动干燥技术对其品质的影响及调控。在已有的微波喷动干燥技术基础之上,根据其干燥特性,设计了分级干燥模式,并研究了分级干燥模式对脱水胡萝卜颗粒干燥特性以及品质的影响。结果表明:分级模式的干燥转换点分别在25 min(水分含量5.0 g/g,d.b.)、45 min(1.7 g/g,d.b.)处;在胡萝卜颗粒喷动干燥过程的中期以及后期,相同含水率下(g/g,d.b.),分级模式的干燥速率均高于微波喷动干燥。与新鲜物料相比,三种干燥模式下的脱水胡萝卜颗粒色差值L*减小、a*增大;而复水后的样品a*、b*显著性增加。由于微波的穿透能力强以及效率高等特点,使得干后物料保持较高的复水性能,且物料在类胡萝卜素以及叶绿素含量上保持了较高的水平。此外,通过电子鼻对三种干燥模式下的物料进行风味分析发现,新鲜胡萝卜风味成分主要以萜烯类化合物为主,而干燥后物料的风味成分主要是醛类和芳香族化合物。其次,以黄秋葵为原料,研究了负压微波脉冲喷动干燥技术对其品质的影响及调控。主要比较了真空冷冻干燥(VFD)、微波真空干燥(MVD)以及负压微波脉冲喷动干燥(PSMVD)三种不同的干燥技术对黄秋葵干燥特性以及品质影响,确定喷动干燥技术的优势所在。结果表明:PSMVD干燥时间最短,为90 min;而VFD干燥时间最长,为720 min;在干燥的过程中,相比于MVD,PSMVD物料表面温度分布更加均匀且高温度面积较小;对于产品的品质而言,PSMVD在色泽(a*-11.32、h-0.46)、质构(硬度1.68 kg)、叶绿素、Vc含量以及感官评分(7.3)上均优于MVD物料,但是收缩率较大(21.22%)。通过电子鼻对物料进行风味分析发现,新鲜黄秋葵风味成分为醇类、醛类、酸类以及烯烃类等;而干燥后物料的风味物质主要为酯类和醇、酮、酸等。再次,以牛蒡为原料,在干燥腔内真空压力波动范围为12~21 kPa的条件下,分别研究了脉冲喷动频率、微波功率以及预处理方式,对PSMVD牛蒡片干燥特性以及品质的影响。结果表明:当喷动频率为3.3 r/min,微波功率为19.8 W/g,采用冷冻预处理的方式,所得到的牛蒡片色泽佳、风味浓郁、质构松脆,最大破碎力仅为2.4 kg。最后,研究了两类微波喷动干燥的均匀性,并且利用不同的数学模型拟合分析了两类微波喷动干燥的过程及干后物料的复水过程。研究结果表明,脉冲喷动能够显著地改善微波干燥的均匀性,分析红外热成像图可以发现,喷动干燥使得物料整体温度分布均匀,在干燥过程中不存在冷、热点;利用数学分析方法进行分析,PSMVD黄秋葵水分含量以及色泽均匀度均高于MVD,标准差分别为±0.0098和±0.0093;而常压喷动干燥下,不同干燥模式的胡萝卜颗粒受热均匀,干燥后颗粒间的水分含量没有差异,且复水后的样品间也呈现出良好的均匀性。模型Midilli最适合描述胡萝卜颗粒常压微波喷动干燥的过程;对于负压喷动干燥,Midilli模型和Two-term模型均适合;Exponential模型适合描述喷动干燥物料的复水过程。脉冲喷动干燥扩散系数Deff增大,干燥速率快;黄秋葵负压微波喷动干燥的Deff=3.3006×10-7~7.4264×10-7 m2/s,胡萝卜颗粒常压喷动干燥的Deff=4.3284×10-7~6.4659×10-7 m2/s。