蓮子微波干燥特性及干燥工藝優(yōu)化的研究.pdf

1、蓮子(Nelumbo nucifera Gaertn)，為睡蓮科植物蓮的成熟去芯種子，具有豐富的營養(yǎng)價值和特殊的滋補和療效作用。干蓮作為傳統(tǒng)的蓮子制品，一直受到國內(nèi)外消費者的青睞。本項目將微波技術(shù)應(yīng)用于蓮子干燥，深入研究蓮子的微波干燥特性及干燥中蓮子主要品質(zhì)的變化規(guī)律，建立蓮子微波干燥動力學模型及品質(zhì)動力學模型，并研究了不同干燥工藝對蓮子品質(zhì)特性的影響，確定了蓮子的微波一熱風聯(lián)合干燥工藝及其最佳工藝條件，為實現(xiàn)蓮子微波干燥的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提

2、供了重要的理論依據(jù)。 1．通過對蓮子微波干燥特性的系統(tǒng)研究，獲得蓮子在微波干燥過程中的水分和溫度變化規(guī)律：蓮子微波干燥過程分為加速、恒速和降速干燥三個階段，干燥過程中微波功率越高，裝載量越小，單位質(zhì)量發(fā)射功率越大，蓮子降水速率越快，水分去除越徹底，干燥時間也越短；蓮子中心溫度、表面溫度和環(huán)境溫度的變化也分為預(yù)熱、穩(wěn)定和上升三個階段，分別與失水三階段相對應(yīng)，干燥時單位質(zhì)量發(fā)射功率越大，中心溫度、表面溫度上升越快，且中心溫度始終高于

3、表面溫度和環(huán)境溫度。 2．根據(jù)蓮子微波干燥特性，建立蓮子微波干燥動力學模型，其模型滿足．Page方程MR-e<'-rt<'N>>，其中r=e<'-49.038+44.767P-10.077P<'2>>，N=1.051+0.4561-0.202P<'2>；經(jīng)試驗證明，用模型求得的水分比，其預(yù)測值與試驗值基本相符，該模型可較好地描述蓮子微波干燥過程中水分的變化情況。 3．研究了在微波干燥過程中，蓮子多酚氧化酶(PPO)活性、

4、抗性淀粉(RS)含量和色澤(亮度L、紅色度a、黃色度b、色澤角H°、飽和度C)的變化規(guī)律：微波對．PPO活性具有較強的鈍化作用，微波功率越高，加熱時間越長，效果越好，但功率過高或時間過長，易導(dǎo)致蓮子局部過熱而焦化；較低功率的加熱，有利于RS的形成，高功率或長時間加熱會導(dǎo)致RS的含量下降；當加熱時間一定時，隨著微波功率的提高，蓮子的色澤參數(shù)L值和b值下降，a值、H°和C的變化趨勢不明顯；當微波功率一定時，隨著加熱時間的延長，蓮子的L值和H

5、°下降，a值升高，b值和c先升高后下降，呈拋物線狀變化。 4．根據(jù)蓮子各色澤參數(shù)的變化規(guī)律，建立了相應(yīng)的色澤動力學模型，其中飽和度(C)是描述蓮子微波干燥期間色澤動力學變化的最佳指標，其動力學模型為C--0.019W+2.308t-0.154t<'2>+0.003t<'3>+29.285，R<'2>=0.964，顯著性水平P(=0.000)<0.01，飽和度比其它色澤參數(shù)更能真實準確地反映出蓮子色澤的變化動態(tài)。 5．采用

6、了微波一熱風聯(lián)合干燥工藝對蓮子進行干燥，以前期微波功率、裝載量、轉(zhuǎn)換水分含量和后期熱風干燥溫度為因素，以復(fù)水率、RS含量和色澤角(H°)為指標，進行四因素三指標的等水平均勻試驗，結(jié)果表明：四因素對各指標影響的主次順序各不相同，其中微波功率對各指標的影響最顯著；經(jīng)多元線性回歸及統(tǒng)計檢驗，各指標的回歸方程均極顯著。采用評價函數(shù)法進行綜合優(yōu)化，得到蓮子微波一熱風聯(lián)合干燥的最佳工藝條件為：前期微波功率539W，裝載量200g，轉(zhuǎn)換水分30％，后

7、期熱風溫度70℃。 6．系統(tǒng)研究了自然干燥、熱風干燥、真空干燥、冷凍干燥、微波干燥和微波一熱風聯(lián)合干燥等6種不同干燥工藝對蓮子收縮率、復(fù)水性、RS含量、色澤(亮度L、紅色度a、黃色度b、色澤角H°、飽和度C)和組織結(jié)構(gòu)的影響，結(jié)果表明：不同干燥工藝對蓮子收縮率的影響不同，按體積的收縮程度可排列為冷凍干燥<微波干燥<微波一熱風聯(lián)合干燥<熱風干燥<自然干燥<真空干燥；冷凍干燥的蓮子復(fù)水率最高，復(fù)水性能最好，其次為微波-熱風聯(lián)合干燥，

8、自然干燥、熱風干燥、真空干燥和微波干燥的蓮子復(fù)水率較低；自然干燥、熱風干燥、真空干燥和冷凍干燥蓮子的RS含量較高，微波一熱風聯(lián)合干燥和微波干燥的RS含量低，提示微波加熱能夠大大降低蓮子中的RS含量； 6種干燥工藝加工的蓮子色澤以微波一熱風聯(lián)合干燥最佳，最接近于蓮子的原始色澤參數(shù)值，其次為微波干燥和真空干燥，自然干燥、熱風干燥、冷凍干燥蓮子的色澤均較差；自然干燥、熱風干燥、真空干燥和冷凍干燥蓮子的組織結(jié)構(gòu)均發(fā)生了明顯的變形和皺縮，