Influence of hot-air,microwave--vacuum,and far-infrared catalytic drying on drying kinetics and quality of tomato slices.pdf

1、干燥是農(nóng)產(chǎn)品收獲后保藏的最古老和最常見(jiàn)的方法之一。目前使用的干燥方式有很多，如熱風(fēng)干燥、真空微波干燥、紅外干燥等，研究的重點(diǎn)集中在干燥工藝參數(shù)的優(yōu)化及設(shè)備的研發(fā)上，而針對(duì)各種干燥方法的干燥動(dòng)力學(xué)過(guò)程及其對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)影響的對(duì)比性研究較少。因此本研究進(jìn)行了熱風(fēng)干燥、真空微波干燥和紅外干燥三種干燥方式對(duì)番茄片的干燥動(dòng)力學(xué)和品質(zhì)影響的對(duì)比性研究。
　　首先，本研究采用電熱干燥方法對(duì)番茄片進(jìn)行干燥處理，研究不同干燥溫度(50℃、60℃、70℃

2、和80℃)對(duì)干燥動(dòng)力學(xué)參數(shù)和產(chǎn)品品質(zhì)的影響，其中考察的產(chǎn)品品質(zhì)指標(biāo)包括非酶褐變指數(shù)、番茄紅素含量、顏色和氣味的變化。研究結(jié)果顯示:隨著干燥溫度從50℃增加到80℃，干燥時(shí)間從1140 min縮短到540 min。在80℃下干燥后番茄片的非酶促褐化指數(shù)由新鮮番茄的0.051升高到1.40。在50℃、60℃、70℃和80℃下干燥后，番茄紅素含量均顯著增加(P＜0.05)，由新鮮番茄的11.46 mg/100g（干基含量）分別上升至61.23

3、 mg/100g、59.10 mg/100g、60.88 mg/100g和65.28 mg/100g（干基含量）。所有干燥樣品的顏色值介于51.81°和61.95°之間，顏色均為黃色，由此推斷干燥過(guò)程中樣品均發(fā)生了褐變反應(yīng)。采用電子鼻系統(tǒng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)所有干燥樣品的氣味與新鮮番茄相比均有所下降;采用4個(gè)常見(jiàn)的干燥模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合，研究結(jié)果顯示Page模型是預(yù)測(cè)番茄片電熱干燥動(dòng)力學(xué)過(guò)程的最佳模型。有效水分?jǐn)U散系數(shù)隨著干燥溫度的增加而增加，在

4、50℃、60℃、70℃和80℃下，分別為5.13×10-10 m2s-1、6.45×10-10 m2s-1、8.44×10-10 m2s-1和10.26×10-10 m2s-1，得出干燥活化能為22.28 KJ/mol。
　　其次，本研究采用真空微波干燥方法對(duì)番茄片進(jìn)行干燥處理，研究不同微波功率（200W、300W、500W和700W）和不同真空度(0.04 MPa、0.05 MPa和0.06 MPa)對(duì)干燥動(dòng)力學(xué)參數(shù)和產(chǎn)品品質(zhì)的

5、影響，其中考察的產(chǎn)品品質(zhì)指標(biāo)包括非酶褐變指數(shù)、Vc含量、番茄紅素含量、顏色和氣味的變化。研究結(jié)果顯示:隨著微波功率從200W增加到700W，干燥速率不斷提高，干燥時(shí)間從84 min縮短到14 min。非酶褐變指數(shù)隨微波功率的增加而增加。在干燥實(shí)驗(yàn)中，Vc含量均顯著降低(P＜0.05)，從新鮮番茄的2.74±0.29mg/g下降到最低值1.87±0.13 mg/g，與新鮮番茄相比，番茄干的Vc含量下降最大值為32％，樣品在200W和0.0

6、6 MPa的干燥條件下具有最大的Vc保留率。番茄紅素含量均顯著增加(P＜0.05)，在700W和0.04MPa下干燥后由新鮮番茄的11.46 mg/100g（干基含量）上升至25.44 mg/100g（干基含量）。觀察發(fā)現(xiàn)，所有干燥樣品的亮度和黃色度與新鮮番茄相比均有所增加，但是紅色度有略微的減小。所有干燥樣品的氣味與新鮮番茄相比均有所下降，氣味指標(biāo)比新鮮番茄減少了18.99％-20.80％;采用13個(gè)常見(jiàn)的干燥模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合，研

7、究結(jié)果顯示Midilli模型是預(yù)測(cè)番茄片真空微波干燥動(dòng)力學(xué)過(guò)程的最佳模型。有效水分?jǐn)U散系數(shù)隨著微波功率的增加而增加，在200W、300W、500W和700W下，分別為7.22×109 m2s-1、9.10×10-9 m2s-1、14.99×10-9 m2s-1和25.19×10-9 m2s-1。
　　再次，本研究采用風(fēng)機(jī)輔助的熱風(fēng)干燥方法對(duì)番茄片進(jìn)行干燥處理，通過(guò)響應(yīng)面優(yōu)化實(shí)驗(yàn)研究熱風(fēng)溫度(40～60℃)、風(fēng)速(1～2 m/s)和

8、樣品厚度(7～11 mm)對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響。研究確定的最佳熱風(fēng)干燥條件為:溫度44℃、風(fēng)速2m/s、樣品厚度7.72 mm。在此最佳條件下，干燥時(shí)間為527±76min，番茄紅素含量為62.7±4.3mg/100g（干基含量），Vc含量為3.07±0.14 mg/g（干基含量），亮度值為62.92±2.18，紅色度值與黃色度值的比例為0.78±0.05，非酶褐變指數(shù)為0.55±0.06。最后，本研究采用催化式紅外干燥方法對(duì)番茄片進(jìn)行干燥

9、處理，考察了樣品厚度(7mm、9 mm、11 mm)和紅外輻射距離(38cm、44cm、50 cm、56 cm)對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響。建立了隨輻照距離（紅外輻射板與樣品之間的距離）與樣品厚度之間的干燥動(dòng)力學(xué)模型。隨著番茄片厚度的減小和輻射距離的縮短番茄的水分有效擴(kuò)散率增加，并呈現(xiàn)三次多項(xiàng)式的關(guān)系。只有催化式紅外干燥番茄片干燥速率呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，而沒(méi)有干燥速率穩(wěn)定期。相對(duì)遠(yuǎn)紅外干燥的樣品與新鮮番茄相比，58.3％的干制品的風(fēng)味有所提升，增加值為

10、3.0％-36.6％之間，而41.7％的干制品風(fēng)味有所下降，減少值為3.1％-14.1％。通過(guò)對(duì)薄層干燥模型與干燥數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，Midilli模型能夠最好的預(yù)測(cè)干燥過(guò)程中的水分變化。研究結(jié)果表明，真空微波和遠(yuǎn)紅外輻射干燥是一種高效的干燥方法，其能夠很好的保持產(chǎn)品顏色和維生素C含量，有效防止產(chǎn)品發(fā)生褐變，以及增加番茄紅素的保留率。在真空微波干燥番茄過(guò)程中，應(yīng)避免較高的微波功率(例700W)。
　　本研究能夠?yàn)楣I(yè)化生產(chǎn)高品質(zhì)產(chǎn)品提供