傳統(tǒng)熟化甘薯干燥工藝、模型及品質(zhì)變化研究.pdf

1、我國是甘薯種植大國,甘薯經(jīng)干燥脫水后,可以加工成甘薯干,營養(yǎng)味美、食用方便,具有較大的市場開發(fā)潛力。傳統(tǒng)的甘薯干在生產(chǎn)過程中,由于干燥溫度、風(fēng)速等條件難以控制,導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)表面硬化,色澤發(fā)黑的現(xiàn)象,致使產(chǎn)品的品質(zhì)下降,市場消費(fèi)受到限制,不利于其進(jìn)一步的發(fā)展。本文通過對熟化甘薯進(jìn)行熱風(fēng)干燥試驗(yàn),建立描述熟化甘薯熱風(fēng)干燥特性的最佳干燥數(shù)學(xué)模型,并對其干燥工藝進(jìn)行優(yōu)化,可以為甘薯熱風(fēng)干燥的工廠化生產(chǎn)控制和生產(chǎn)工藝提供理論基礎(chǔ)和依據(jù),同時,有利

2、于降低干燥能耗,提升產(chǎn)品品質(zhì)。
　　 本課題首先研究了不同溫度(60、70、80℃)、風(fēng)速(0.8、1.2、1.6m/s)和厚度(0.6、0.9、1.2 cm)條件下熟化甘薯的熱風(fēng)干燥特性,通過對12種常見的薄層干燥數(shù)學(xué)模型進(jìn)行擬合分析,從而選擇Wang andSingh數(shù)學(xué)模型作為熟化甘薯熱風(fēng)干燥的最佳數(shù)學(xué)模型,其相關(guān)系數(shù)R2、X2以及均方根差RMSE值分別為0.996、0.000496和0.0185;比較了不同干燥溫度、風(fēng)速

3、和厚度條件下的有效水分?jǐn)U散系數(shù)Deff,計算得出本試驗(yàn)中熟化甘薯干燥的活化能Ea為40.103kJ/mol。
　　 研究了不同糖漬預(yù)處理濃度對熟化甘薯熱風(fēng)干燥特性及有效水分?jǐn)U散系數(shù)Deff的影響,運(yùn)用9種數(shù)學(xué)模型對所得試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合分析,最終選擇Page模型與線性關(guān)系式關(guān)聯(lián)的模型為描述糖漬甘薯熱風(fēng)干燥的最佳模型,其R2值和RMSE值分別為0.982和0.043;利用Arrhenius關(guān)系式計算并比較糖漬和未糖漬甘薯的指前因子D

4、0和活化能Ea,結(jié)果表明,糖漬甘薯的D0(6.66×10-8m2/s)和Ea(12.423 kJ/mol)均低于未經(jīng)糖漬預(yù)處理的甘薯的D0(9.69×10-4m2/s)和Ea(40.103kJ/mol)。
　　 在對熟化甘薯的熱風(fēng)干燥動力學(xué)模型進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上,以熱風(fēng)干燥過程中甘薯干的干燥速率、干燥后的硬度、彈性和總色差作為指標(biāo),進(jìn)行熱風(fēng)干燥的單因素試驗(yàn)。在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,利用Box.Behnken響應(yīng)面法對熟化甘薯的熱風(fēng)干

5、燥工藝進(jìn)行優(yōu)化,最終確定了熟化甘薯熱風(fēng)干燥的最佳工藝參數(shù)為:干燥溫度67℃、干燥風(fēng)速1.15m/s、物料厚度1.26cm。
　　 對熟化甘薯熱風(fēng)干燥過程中的水分變化進(jìn)行研究,結(jié)果表明,隨著干燥時間的延長,甘薯的干基含水率和水分活度逐漸減少,復(fù)水性呈先上升后不變的趨勢;干燥過程中,熟化甘薯內(nèi)部的自由水首先被脫除,其次是構(gòu)造水,結(jié)合水的變化不明顯。
　　 測定并比較甘薯干制品與鮮薯原料的基本營養(yǎng)成分,結(jié)果顯示,甘薯干中淀粉、

6、維生素C的含量較鮮薯樣品下降較明顯,還原糖含量有所升高,粗纖維、粗蛋白由于其化學(xué)穩(wěn)定性,因而含量變化不明顯。
　　 研究了干燥過程中熟化甘薯質(zhì)構(gòu)各指標(biāo)的變化趨勢,隨著干燥時間的延長,甘薯的硬度、膠黏性和耐咀性逐漸變大,內(nèi)聚性呈先上升后下降的趨勢,并對甘薯硬度與糖含量之間的關(guān)系進(jìn)行了研究,結(jié)果表明,干燥過程中甘薯糖含量的增加可能是導(dǎo)致干燥過程中硬度指標(biāo)變大的一個主要原因。
　　 為了更好的控制甘薯熱風(fēng)干燥過程中的色澤變化,