牛肉干中紅外-熱風組合干燥特性研究.pdf

1、本文研究了牛肉干中紅外-熱風組合(combined mid-infrared and hot air，CMIHA)干燥特性，為牛肉干高效率、高品質脫水干燥提供技術支持與理論依據(jù)。首先優(yōu)化CMIHA干燥工藝，并與中紅外（mid-infrared，MI）干燥、熱風(hot air,HA)干燥對比，驗證最優(yōu)工藝;其次研宄CMIHA干燥對牛肉干物性特性的影響，以及CMIHA干燥過程中的水分遷移機制，闡釋高效、高品質的特點;之后建立CMIHA干燥

2、動力學模型，并基于編程軟件開發(fā)水分預測系統(tǒng);最后基于理論研究研制出一種連續(xù)式CMIHA干燥設備，并進行中試驗證，實現(xiàn)肉干高效率、高品質干燥。具體結果如下:
　　CMIHA干燥牛肉干的最佳工藝為干燥溫度70℃、輻射距離8 cm、輻射強度0.48 W/cm2，干燥耗時130 min，耗能0.95(kW·h)/kg;此工藝下的干燥耗時、耗能與中紅外(mid-infrared，MI)干燥相比分別降低了30％和10％，與HA相比分別降低了6

3、0％和78％，牛肉干的質構顯著優(yōu)于(p＜0.05) HA干燥與MI干燥，色澤顯著優(yōu)于(p＜0.05) HA干燥，但與MI干燥差異不顯著(p＞0.05)，同時牛肉干肉香味濃，質地均勻，色澤呈均勻的亮褐色，總體可接受度顯著高于(p＜0.05) MI干燥和HA干燥。
　　與HA干燥相比，CMIHA干燥能夠顯著降低(p＜0.05)肌紅蛋白的氧化，保持肌肉較好的微觀結構，減少肌節(jié)的收縮，增大Z線的溶解，提高內外水分分布均一性，從而改善牛肉干

4、的色澤和質構，賦予其具有較好的物性特性;另外，CMIHA干燥能夠顯著提高(p＜0.05)牛肉干干燥過程中內、外部溫度及其溫差，顯著提高牛肉干不易流動水和自由水的橫向弛豫時間(p＜0.05)，加快內部不易流動水向自由水的轉變，內部較高的溫度及水分梯度致使水分傳熱傳質方向一致，從而提高水分擴散率(p＜0.05)，促進自由水擴散至物料表面而散失，提高干燥效率。
　　采用非線性最小二乘算法對傳統(tǒng)干燥模型進行擬合求解、分析得出，Modifi

5、ed Henderson andPabis模型為不同加熱距離、不同干燥溫度CMIHA干燥牛肉干的最優(yōu)干燥模型，其R2值均大于0.999，RSS和x2值與其他模型相比均為最小;同時，借助VB和C＃對模型進行編程，開發(fā)的干燥過程中水分快速預測系統(tǒng)能夠快速的預測牛肉干CMIHA干燥過程中水分含量。
　　研制出了一種連續(xù)式CMIHA干燥設備，該設備與傳統(tǒng)熱風干燥設備相比，能夠加快牛肉干肌肉蛋白的變性，降低干燥活化能，減少脫水所需的能量，降

6、低干燥耗時，提高生產(chǎn)效率，其活化能和干燥耗時分別降低了10.33％和57.14％，生產(chǎn)效率提高了2倍;同時，該設備能夠減輕牛肉干表面結痂現(xiàn)象，減緩(P＜0.05)肌紅蛋白的氧化，使牛肉干具有較好的“咬感”及色澤，其咀嚼性、剪切力、收縮率、a*值、C*值、H*值均顯著優(yōu)于(P＜0.05)熱風干燥設備，賦予了牛肉干較好的感官品質，實現(xiàn)了肉干的高效率、高品質脫水干燥。
　　經(jīng)腌制、干燥、油炸、包裝殺菌等中試工藝后，與HA干燥相比，CMI