摘要：本文分別對真空微波干燥、冷凍干燥、熱風干燥及熱風與真空微波聯(lián)合干燥等不同干燥方式對顆粒狀果蔬質(zhì)量變化的影響進行了討論，在Vc 和葉綠素的保持、色澤的差異、收縮和復水性等質(zhì)量參數(shù)以及質(zhì)構(gòu)和微觀結(jié)構(gòu)的變化等方面，分別進行比較。真空微波干燥在以上各質(zhì)量參數(shù)方面，雖比凍干產(chǎn)品有一定差距，但遠優(yōu)于常規(guī)熱風干燥。采用常規(guī)熱風與真空微波聯(lián)合干燥方式也能較好地改善顆粒狀果蔬的質(zhì)量。

　　關(guān)鍵詞：真空微波干燥；熱風干燥；冷凍干燥；聯(lián)合干燥；質(zhì)量

　　新鮮果蔬含有大量水分又富有營養(yǎng)，因此很適宜微生物生長，造成腐爛。果蔬干制，即將果蔬中的大量水分排除，使微生物的繁殖和酶的活性受到抑制，有利于干制品的長期保存。采用適宜的干燥工藝和干燥設(shè)備，使果蔬在脫水的同時，能最大程度地其保留營養(yǎng)成分和感觀質(zhì)量，盡可能減少干制過程對果蔬中營養(yǎng)成分的破壞及對色澤等方面的影響，所以不同干燥方式對產(chǎn)品質(zhì)量的影響很大。當然能耗消耗、設(shè)備投資和操作費用等經(jīng)濟因素也是選擇干燥方式時非常重要的參考因素，故最終方案的選定總是在產(chǎn)品質(zhì)量、能耗和設(shè)備投資等方面權(quán)衡后才能確定。

　　目前，大多數(shù)果蔬都是采用熱風干燥方法脫水，但存在干燥速度慢，脫水時間長、產(chǎn)品質(zhì)量差的普遍問題。冷凍干燥技術(shù)雖可較大程度的保存產(chǎn)品的天然品質(zhì)和營養(yǎng)價值，但是干燥時間過長，設(shè)備價格昂貴，生產(chǎn)成本高，使其適用范圍受到局限。真空微波干燥將微波技術(shù)和真空技術(shù)有機地結(jié)合，充分發(fā)揮微波加熱快和均勻，真空條件下水汽化點低的特點，正在許多方面得到越來越多的重視和應用。真空微波與熱風的組合干燥方式，即前期用熱風將果蔬含水量干至40%~60%，后期用真空微波干燥至最終水分，這樣即可降低微波設(shè)備的干燥負荷，從而降低設(shè)備投資，又可大大提高其干燥熟讀，保證產(chǎn)品質(zhì)量。

　　以上不同干燥方式對脫水果蔬的品質(zhì)影響也各有差異，主要包括Vc 等營養(yǎng)成分及葉綠素等產(chǎn)生的化學變化以及收縮（密度）、復水和質(zhì)構(gòu)等物理性質(zhì)的改變。本文通過試驗，分別用真空微波干燥、熱風與真空微波組合干燥、常規(guī)熱風干燥及冷凍干燥等四種不同干燥方法對顆粒狀果蔬在Vc 和葉綠素的保留、色澤、收縮和復水性能的變化以及微觀結(jié)構(gòu)的的改變等方面進行比較分析，從而為果蔬脫水選擇適宜的干燥方式提供參考。

　　1 材料和方法

　　1.1 試驗材料

　　速凍毛豆仁，由海通食品有限公司提供，平均初始含水量為71%（w.b）。

　　1.2 試驗儀器及設(shè)備

　　試驗用 型微波真空干燥設(shè)備，南京三樂微波技術(shù)發(fā)展有限公司生產(chǎn)，微波輸出功率 （分六檔可調(diào)），設(shè)備頂部有六個磁控管為微波源，微波頻率 ，最大真空度 （表壓，下同）。腔內(nèi)立體轉(zhuǎn)動機架帶動6個物料板以每分鐘1轉(zhuǎn)的速度轉(zhuǎn)動。 型冷凍干燥機，廈門友聯(lián)冷凍設(shè)備有限公司生產(chǎn)；SHT系列蒸汽型蔬菜烘干脫水機，上虞市聚英企業(yè)有限公司生產(chǎn)；752“棱光”牌紫外可見分光光度計， “申光”牌測色色差計，均由上海精密儀器有限公司生產(chǎn)； 牌可編程電熱風烘箱，德國B 公司生產(chǎn)； 牌電子天平，上海天平儀器廠生產(chǎn)ZKJ-1型循環(huán)水真空泵，上海市嘉鵬科技有限公司生產(chǎn)；高速離心機，上海安亭科學儀器廠生產(chǎn)。

　　1.3 試驗方法

　　1.3.1 工藝過程

　　原料處理－－》熱風干燥－－包裝
　　原料處理－－》真空微波干燥－－》包裝
　　原料處理－－》熱風干燥－－真空微波干燥－－》包裝
　　原料處理－－》冷凍－－》冷凍干燥－－》包裝

　　預處理主要有：毛豆仁1000g解凍后，用3％鹽水浸泡1小時，稍瀝水數(shù)十分鐘后即可進行干燥。

　　熱風干燥：將預處理后的毛豆仁均勻鋪在蔬菜烘干脫水機烘床上，打開蒸氣閥門調(diào)節(jié)至試驗溫度70℃，讓熱風垂直穿過物料薄層，風速1m/s。

　　真空微波干燥：將預處理后的或經(jīng)熱風干燥后的毛豆仁放入真空微波設(shè)備的物料盤中均勻鋪開為薄層，啟動真空泵至最高真空度－96kPa,選定微波檔位(2.8kw)及干燥時間(40min)后，打開微波開關(guān)即可。

　　熱風與微波組合干燥：經(jīng)70℃熱風將毛豆干燥20min至50％(w.b)后，在微波功率2.8kw、真空度－96kPai下處理30min。

　　冷凍干燥：將預處理的毛豆在物料盤中鋪開為薄層，先置于－40℃冰箱內(nèi)冷凍24小時，取出后再放入冷凍干燥器中，真空度0.05-0.27kPa,冷阱溫度－25～－45℃，加熱板溫度60℃，干燥18h。

　　包裝：為防止物料吸潮，出料后要及時密封包裝。

　　1．3．2 試驗指標及測定方法

　　物料含水量測定：采用烘箱常壓干燥法㈤；

　　Vc的測定：2， 6-二氯 靛酚滴定法；Vc保留率=干樣Vc含量/鮮樣Vc含量x100%

　　葉綠素測定：分光光度計法㈥;保留率計算方法同上。Vc和葉綠素含量均以干基表示，單位為mg/100g干。計算公式如下：
Vc和葉綠素含量（干基）=Vc和葉綠素含量檢測值（濕基）/（1—物料濕基含水量）

　　色差測定：用測定色差計測定樣品的表面色差；L*值（Lightness, 亮度），其值從0到100變化；0表示黑色，100表示白色。A*值（redness,紅色度），表示從紅到綠的值；100為紅色，—80為綠色。b*值（yellowness,黃色度），表示從黃色到藍色的值；100為黃色，-80為藍色，每種樣品取三次樣，每樣旋轉(zhuǎn)三次不同角度分別讀數(shù)，取九次讀數(shù)的平均值。

　　收縮率測定：取樣品10g，迅速放入裝有60ml水的100ml量筒，用圓形薄片將樣品全部壓入以浸水中，10秒內(nèi)讀出體積變化量。每樣重復三次，取平均值。分別可算出其鮮樣及干品的密度Po和Pd,由下式計算出收縮率㈦: S = Po/Pd(Xd+1/Xo+1)

　　式中S（shrinkage）收縮率，Xo和Xd分別為鮮樣及干品的干基含水率。鮮樣的S值為1，干品的S值越小，則收縮越大。
復水比測定：將5g干品浸于20、50、80℃蒸餾水中50min，每間隔10min或5min、1min取出后，放入布氏漏斗置于抽濾長頸瓶上，長頸瓶與循環(huán)水真空泵相連，用真空泵抽真空30秒，除去樣品表面水分，取出稱重[8-10]。每樣重復三次，取平均值。復水率由下式計算：RR ＝ Wr/Wd 式中，RR（rehydration）為復水比，Wr為復水后總重，Wd為復水前的干品總重復水速率（g/min）為：Rr = (Wr-Wd)/t 式中,t為復水時間，單位：min。

　　力學特性（脆性和硬度）測定；用質(zhì)構(gòu)儀的Po.5圓柱型測試探頭，操作模式模式為壓力測定前速度5mm/s,測試速度2mm/s ,測試后速度5mm/s,感應力20g，壓縮距離3mm。將樣品置于測試臺上，測出其質(zhì)構(gòu)圖（力－變形圖），樣品的脆性點出現(xiàn)在下壓探頭第一次沖向樣品過程中坐標圖上的第一個明顯壓力峰值處，而強度則以坐標圖中出現(xiàn)的最大壓力峰值表示。每樣重復做八次，取其平均值。

　　微觀組織觀察：將樣品分別通過固定、脫水、透明、浸蠟、切片、脫蠟、染色等過程，置于顯微鏡下觀察，由與之相連結(jié)的計算機在一定比例下拍下其組織照片。實驗數(shù)據(jù)采用SPSS10.0統(tǒng)計軟件中ANOVA方差分析，由Duncan法分析均值差異的顯著性，顯著性水平P≤0.05。以a、b、c表示其差異性，相同字母表示差異性不顯著。

　　2 試驗結(jié)果和分析

　　2．1 干燥時間的比較

　　因干制果蔬的品質(zhì)優(yōu)劣與干燥時間有很大關(guān)系，故首先對各種干燥方式的干燥時間進行比較分析。采用冷凍干燥、熱風干燥、真空微波干燥及熱風＋真空微波聯(lián)合干燥等分別將預處理后的毛豆干燥至最終水分2～3％，其干燥曲線如圖1所示。冷凍干燥所用時間18（h），熱風干燥需9(h),真空微波干燥只要40min,而熱風與微波聯(lián)合干燥也僅用時50nin。冷凍干燥用時雖為熱風干燥的兩倍，但因在較低溫度下操作，對營養(yǎng)物的破壞很小，故可保證產(chǎn)品的品質(zhì)。因有較長時間的制冷、抽真空和加熱，所以能耗很高，操作成本最大。熱風與微波聯(lián)合干燥不僅能較大程度地降低了真空微波的成本，而且干燥時間較前兩者大大縮短。

　　2.2 Vc及葉綠素含量保留率的比較

　　本試驗中將毛豆分別經(jīng)熱風干燥、熱風與微波組合干燥、微波干燥及冷凍干燥后所測Vc及葉綠素保留率見表1。Vc和葉綠素都是熱敏性極強的不穩(wěn)定成分，很容易在加工過程中受溫度和氧化的作用而損失。加熱是Vc和葉綠素含量減少的主要原因，因為它能加速氧化作用的進程。溫度越高，作用時間越長，Vc和葉綠素的損失就越大。從表1可看出，冷凍干燥的產(chǎn)品Vc和葉綠素的保留率分別達82.10及95.82，組合干燥及真空微波干燥的Vc和葉綠素的保留率較為接近，雖與冷凍干燥的相差較大，但遠高于常規(guī)熱風干燥。這證實了在低溫和真空條件操作的冷凍干燥，有效地防止了物質(zhì)的分解，保護了易氧化成分，故對Vc和葉綠素的保留率均很高。真空微波干燥也是在真空及相對較低的溫度下工作，并且干燥時間最短，這對其Vc和葉綠素的成分的破壞也較小。熱風與真空微波組合干燥既可大大縮短干燥時間，降低生產(chǎn)及設(shè)備成本，其Vc和葉綠素的保留率又較接近真空微波干燥，故是一種值得推廣的干燥方式。而熱風干燥則相反，因其高溫及長時間干燥過程對其Vc和葉綠素的破壞最大，故保留率也最低。

　　表1不同干燥方法對Vc及葉綠素保留率的影響
　　干燥方式 Vc保留率％ 葉綠素保留率％
　　熱風干燥（AD）35.50c 24.46c
　　組合干燥AD+VMD 66.24b 49.69b
　　真空微波干燥（VMD） 70.97b 51.79b
　　冷凍干燥（FD） 82.10a 95.82a

　　2.3 色差和收縮率的比較

　　幾種干燥方式對其色差的影響見表2。顯然，冷凍干燥毛豆的L*值最大，高于鮮樣及其它，即色澤最為鮮亮，VMD的L*值較接近鮮樣，而經(jīng)AD和AD+VMD產(chǎn)品的較低，即色澤較暗，這與果蔬在熱風干燥過程中被氧化而產(chǎn)生褐變。FD和VMD的值較為接近鮮樣，即綠色保持的較好，這顯然與真空低溫等因素有關(guān)。果蔬中所呈現(xiàn)出的綠色主要是與其葉綠素含量決定的，而葉綠素為熱敏性物質(zhì)，熱風干燥在較高溫度下長時間干燥使得果蔬中葉綠素的降解加劇，故其值則較低。各種干燥方式下的無顯著差異。

　　果蔬脫水后收縮量大小是反映脫水質(zhì)量的一個重要指標。通常收縮量大小與果蔬含水量高低相關(guān)，收縮量會隨著含水量的降低而增加，故不同干燥方式均會使果蔬體積產(chǎn)生不同程度的收縮。果蔬在熱風干燥時，表面溫度較內(nèi)部高，使果蔬顆粒內(nèi)部水分未能及時轉(zhuǎn)移到表面，隨著表面水分的蒸發(fā)遷移，細胞收縮在表面迅速形成一層干硬膜。當顆粒中心干燥和收縮時，又會出現(xiàn)內(nèi)裂空隙，從而形成表皮起皺、開裂破損、干癟堅硬等現(xiàn)象，不僅收縮量大、感觀質(zhì)量差，復水性及口感也較差。在冷凍干燥下物料中水分從冰晶狀態(tài)下直接升華，所占空間仍然保留，可基本保持其原有形狀，形成多孔性結(jié)構(gòu)，故收縮也最小。在熱風與真空微波聯(lián)合干燥中，前期熱風干燥在除去物料表面水分但未引起體積縮時，進入后續(xù)的真空微波干燥。在真空微波干燥中，物料內(nèi)部的水分吸收微波后汽化而產(chǎn)生由內(nèi)向外的傳質(zhì)梯度，對物料有一定的膨化作用，使得果蔬的收縮量保持在較小的水平。所以如表2所示，F(xiàn)D的s值最大，為0.82;VDM及AD+VMD的s值分別是0.71和0.68，較為接近，雖較FD產(chǎn)品要小，但比AD0.49相比要大的多。

　　表2不同干燥方式對色差和收縮率的影響
　　干燥方式 L* a* b* S(%)
　　AD 47.28c -8.73c 20.56a 0.49c
　　AD+VMD 51.13b -10.86b 21.22a 0.68b
　　VMD 53.73b -11.46b 24.81a 0.71b
　　FD 62.48a -14.47ab 23.67a 0.82a
　　鮮樣（預處理后） 57.27a -15.83a 26.29a

　　2.4 復水率的比較

　　脫水果蔬常需復水后才食用，其復水后恢復原來新鮮狀態(tài)的程度是衡量脫水果蔬品質(zhì)的重要指標之一。不同干燥方式干燥的毛豆分別在50℃、80℃水中復水率變化見圖2、圖3、圖4。

　　干燥果蔬的收縮與復水特性是有相互關(guān)系的，以80℃下復水10min為例，F(xiàn)D、VMD、AD+VMD及AD物料的復水比分別為2.29、2.14、2.09和1.94，收縮率最小的FD產(chǎn)品呈多孔性結(jié)構(gòu)，復水時有利于水的進入并持有，其復水性必然也最好。而如AD產(chǎn)品收縮較大，毛細管吸收水分的阻力也相應較大，其復水性也就較差。VMD和AD+VMD產(chǎn)品因微波干燥的膨化作用形成的多孔性結(jié)構(gòu)，復水性能也較好，均優(yōu)于AD產(chǎn)品。這與Taner Baysal、C.Beaudry、Tein M.Lin的研究結(jié)果一致。復水速率隨著復水溫度提高而加快，如VMD物料十分鐘初期復水速率增加較快，但后期變化不大，即物料組織能吸收的水分已接近飽和。這說明脫水果蔬由于其細胞結(jié)構(gòu)在干燥過程中萎縮，不可能完全復原。

　　2．5脆性及硬度的比較

　　果蔬干燥后可做為休閑食品直接食用，其酥脆性及硬度等力學指標是用來描述產(chǎn)品質(zhì)地特征的典型參數(shù)。較強脆性產(chǎn)品對探頭的初始抵抗作用較小，故脆性點對應的壓力峰值也較小，即壓力值越小，物料酥脆性越好。硬度值指第一穿沖樣品時的壓力峰值，在感觀上是指用牙咬斷樣品所用的力。硬度值越大，說明樣品越有咬勁。

　　表3 不同干燥方式對樣品脆性峰值和硬度峰值的影響
　　干燥方式 AD(g) AD+VMD(g) VMD(g) FD(g)
　　脆性峰值 1858.1a 1205.4b 1270.9b 318.0c
　　硬度峰值 2714.3 4973.8a 3660.7 1445.5

　　從表3可看出，F(xiàn)D產(chǎn)品的脆性峰值最低，即酥脆性最好，而AD產(chǎn)品的壓力峰值則為FD產(chǎn)品的六倍，所以脆性也最差；VMD及組合干燥產(chǎn)品的峰值則較接近，約為FD產(chǎn)品的四倍。沒有咬勁。這與C.Beaudry(2004)對草莓所做的干燥試驗結(jié)果相同。

　　2．6 微波結(jié)構(gòu)的比較

　　果蔬在脫水過程中微觀結(jié)構(gòu)的變化與其收縮、復水等物理性以及質(zhì)構(gòu)等力學性能的變化是有密切相關(guān)的。果蔬細胞組織之間是由膠質(zhì)薄層將細胞連在一起，這個膠質(zhì)薄層在受熱后失去其穩(wěn)定性，使得細胞間產(chǎn)生分離，細胞體積也會隨著內(nèi)部水分的失去而產(chǎn)生收縮。在熱風干燥中，隨著物料水分的逐漸減少，和未干燥前的鮮樣（經(jīng)漂燙速凍，圖5a）相比，細胞收縮使毛豆的整體收縮最大，無論從細胞縱向（圖5a）還是橫向（圖5b）來看，細胞間結(jié)合非常緊密，幾乎沒有什么空隙。而由經(jīng)凍干的組織縱向（圖3d）可見，由于冰晶的升華，但結(jié)構(gòu)收縮很小，留出大量的空隙，從高倍放大圖（圖5e）也看出細胞干燥后較為完整。從真空微波干燥的微觀組織（圖5f）看，細胞間的空隙也較大，這與微波的膨化作用有關(guān)。由于真空微波干燥的干燥速率很快，細胞內(nèi)水分在微波作用下迅速氣化，導致蒸氣壓增大使細胞壁破裂（見圖5g）。經(jīng)熱風干燥使得細胞收縮較單用真空微波干燥的大。

　　以上微觀結(jié)構(gòu)分析也證實了前面收縮率的分析結(jié)果，冷凍干燥的產(chǎn)品在各種干燥方式中細胞間空隙最大，故收縮率也最小，復水性也最好；真空微波干燥以及熱風聯(lián)合干燥的方法，也能獲得多孔性較好的結(jié)構(gòu)。而熱風干燥后的產(chǎn)品，則組織較為緊密，收縮最大，硬度也較高。

　　3 結(jié)論

　　1）FD果蔬產(chǎn)品的Vc和葉綠素的保留率在幾種干燥方式中最高，色澤也交接近鮮樣。但因操作時間過長，使得加工成本提高而限制了其應用范圍。而AD則由于高溫、干燥時間長及易氧化等因素，使果蔬的Vc和葉綠素降解加劇，不僅含量損失最大，色澤變化也最大；真空微波干燥及與熱風聯(lián)合干燥在以上各質(zhì)量參數(shù)方面，雖比凍干產(chǎn)品有一定差距，但遠優(yōu)于常規(guī)熱風干燥，并且干燥時間可大大縮短。

　　2）冷凍干燥的果蔬復水性遠高于其它干燥方式，但作為休閑食品食用，質(zhì)構(gòu)過于松軟，口感并不好，而AD產(chǎn)品又韌又硬，口感也較差。AD+VMD或VMD產(chǎn)品則較為理想。

　　3）果蔬干燥后的微觀結(jié)構(gòu)與其收縮率及質(zhì)構(gòu)等物理特性密切相關(guān)，相互影響，F(xiàn)D、VMD及AD+VMD三種干燥方式均能產(chǎn)生多孔性較好的結(jié)構(gòu)。熱風與真空微波聯(lián)合干燥方式不僅可使Vc和葉綠素的保留率保持較高水平，在收縮率和復水性等方面與真空微波干燥非常接近。質(zhì)構(gòu)分析上還優(yōu)于其它三種方式，并能形成較好的多孔性結(jié)構(gòu)。故不論從改善果蔬產(chǎn)品的干燥質(zhì)量，還是從其經(jīng)濟實用性方面考慮，AD+VMD聯(lián)合干燥方法都是一種值得推廣應用的干燥方法

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