低温真空干燥浒苔等温吸湿曲线研究.pdf

低温真空干燥浒苔等温吸湿曲线研究 陈利梅 1, 李德茂1, 叶乃好2* ( 1 . 聊城大学农学院食品科学与工程系, 山东聊城 252059 ; 2 . 中国水产科学院黄海研究所, 山东青岛 266071) 摘要 目的 建立经低温真空干燥后的浒苔干品的等温吸湿曲线, 为浒苔的加工和贮藏提供科学参考。 方法 研究低温真空干燥浒 苔在 10 45 e 温度范围内的等温吸湿曲线并拟合得到曲线的回归方程。结果 低温真空干燥浒苔试样 10 e 的等温吸湿曲线呈反 S 形, 随着温度升高等温吸湿曲线的反 S特性逐渐减弱。在 0 50 e 范围内, 质量干基含水量 24 % 是市场上安全贮藏和流通而不会因为 温度变化腐烂的最高含水量。结论研究所获得的低温真空干燥浒苔等温吸湿曲线回归方程的 R 2 值均大于 0 . 97 , 其拟合程度较好。 关键词 低温真空干燥; 浒苔; 等温吸湿曲线; 回归方程 中图分类号 TS 201 . 1 文献标识码 A 文章编号 0517- 6611(2010) 02- 00902- 02 Study on theMoisture Sorption Isotherm s ofLow Te mperatureVacuu m D riedEntero morpha prolifera CHEN L- imei et al (Food ScienceDepartmen, t College ofAgriculture , L iaochengUniversity , Liaocheng , Shandong 252059) Abstract ObjectiveThe research am i ed to establish the moisture sorption isother ms of lo w te mperature vacuum dried E. prolifera, and to provide scientific references for the process and preservation ofE. prolifera. MethodThem oisture sorption isother ms ranging fro m 10- 45 e of low te mperature vacuum dried E. prolifera were studied . And the regression equation was obtained . ResultThe results sho w ed that the re - verse S characteristic of themoisture sorption isother m s decreased w ith the increase of the te m perature . Thew ater contentof24 % during 0- 50 ewas themaxm i um w ater contentwhich can notro. t ConclusionTheR 2 value ofregression equation ofdriedE. prolifera moisture sorp - tion isother m s was all above 0. 97, and had good fitting degree . Key words Low temperature vacuum drying ; Entero m or pha prolifera; Moisture sorption isother m; Regression equation 基金项目 国家科技支撑计划项目 ( 2008BAC49B04); 青岛市科技计划 项目 ( 08-1- 7- 6-hy); 国家自然科学基金 ( 40706050, 4070- 6048); 国家科技支撑计划项目 ( 2006BAD01A13); 国家高技 术发展计划 ( 863计划 )项目 ( 2006AA10Z414)。 作者简介 陈利梅 ( 1977- ), 女, 河北唐山人, 硕士, 讲师, 从事天然产 物提取研究。 鸣 谢 聊城大学农学院食品科学与工程系 2005级本科生刘珂参加 了部分工作。 收稿日期 2009-09 -11 等温吸湿曲线 (Moisture Sorption Isother ms)指的是在恒 定温度下, 食品水分含量(质量干基含水量 )对水分活度作图 得到的曲线,它可以用来表示温度、 含水量和水分活度之间 的关系。因此可以用等温吸湿曲线来获得以下的信息: 在浓 缩和干燥过程中除去水分的难易程度、 避免食品配制中水分 迁移、 确定包装材料的阻湿性质、 确定抑制微生物生长的水 分活度和预测食品的化学及物理稳定性与水分含量的关 系等 1。 浒苔广泛分布于世界各地中、 低潮区的砂砾、 岩石、 滩涂 和石沼海岸中。它不仅具有食用和药用价值, 还被广泛用于 化工、 饲料、 纺织和国防工业 2。但是目前对于浒苔的贮藏 特性研究较少,这样就制约了浒苔加工业的发展。为此, 笔 者在试验的基础上建立了经低温真空干燥后的浒苔干品的 等温吸湿曲线,以期为浒苔的加工和贮藏提供科学的参考。 1 材料与方法 1. 1 材料、 仪器 新鲜浒苔采自青岛海区, 将浒苔清洗干净 后置于冰箱中冻藏待用。DZX-6050B真空干燥箱 (上海一恒 科技有限公司生产 )、 FA1004电子分析天平 (上海精密科学 仪器有限公司生产 )、 海尔冰箱和 rotronic便携式水分活 度仪。 1. 2 试验方法 1. 2 . 1 浒苔的干燥。采用低温真空干燥箱在 50 e 、 0 . 08 MPa下,将浒苔干燥至恒重。 1. 2 . 2 不同含水量浒苔的制备。通过将低温真空干燥至恒 重的浒苔样品进行水分的吸附处理,获得不同干基含水量的 浒苔样品。具体方法为: 取一洁净的干燥器, 在其底部置蒸 馏水一碟,中间架一块陶瓷板, 然后将事先称重的样品置于 培养皿中,再将培养皿置于干燥器中。每隔一段时间将样品 取出称重,记录样品质量的增加, 随机取样封装于玻璃瓶中 进行水分平衡,平衡完全后,测定含水量,从而获得不同干基 含水量的样品。试验中获得了质量干基含水量分别为 5 %、 11%、 13 %、 20%和 26 %的浒苔样品。 1 . 2 . 3 浒苔样品含水量的测定。将已经平衡好的浒苔样品 按照文献 3的方法进行测定, 每次测定 3个平行试验,取平 均值, 以质量干基含水量表示。 1 . 3 数据处理 数据处理及其线性拟合采用 SPSS 11. 5和 Origin7 . 5软件。 2 结果与分析 2 . 1 浒苔等温吸湿曲线特性 由图 1可知, 浒苔的等温吸 湿曲线呈反 S形,水分活度(Aw )大致在 0. 15 0 . 64之间, 在 相同干基含水量的情况下, 随着温度的升高, 浒苔的水分活 度增加。随着温度的升高, 浒苔等温吸湿曲线的反 S特性逐 渐减弱。当质量干基含水量达到 26% 时, 在所研究的温度 中, 样品的 Aw 值首次超过食品贮藏 Aw 安全点 0 . 6 。 图 1 浒苔样品在不同温度下的水分活度与干基含水量的关系 Fig . 1 The relationshipbet weenwater activity anddry basewa - ter content ofEnteromorpha prolifera sa mples at differ- ent temperat ure 责任编辑 张彩丽 责任校对 张士敏安徽农业科学, Jour nal ofAnhuiAgr.i Sc. i 2010 , 38( 2): 902- 903 2 . 2 浒苔的水分活度与温度的关系 水分活度与温度的关 系遵循 Clausius -C lapeyron方程式 4。 dlnAw d 1 T = - $ H R ( 1) 其中, T 为热力学温度; R 为气体常数; $ H 为试样的等量吸 附热。因此, 将公式 ( 1)重排后成为直线方程 ( 2)。 lnAw = - $ H RT +C(2) lnAw 对 1/T作图,得到直线, 见图 2 。由图 2可知,浒苔 水分活度随温度变化的程度是水分含量的函数。对不同干 基含水量浒苔的水分活度与温度的关系进行线性拟合得到 - $ H R 、 C和线性相关性系数,见表 1 。 2. 3 浒苔样品的等温吸湿曲线 利用 Origin7. 5对浒苔样 品的等温吸湿曲线进行拟合, 获得了浒苔样品在 10 44 e 之间的等温吸湿曲线的回归方程 (表 2)和曲线 (图 3)。由表 2可知各回归方程的 R 2 值均大于 0. 97 , 因此其拟合程度 较好。 图 2 不同干基水分含量的浒苔水分活度与温度的关系 Fig . 2 The relationship bet weenwater activity and te mperature ofEntero morpha prolifera with different dry base water content 表 1 不同干基含水量条件下 - $H R 和 C值及其相关性系数 Table1 The values of - $ H R andC with differentwater content (dry base) 干基含水量M% W ater content of dry base - $ H R C|r | 5- 3 . 929 28- 1 . 806 870. 955 95 11- 2 . 997 06- 1 . 202 950. 914 34 13- 1 . 606 94- 0 . 824 370. 972 97 20- 0 . 864 02- 0 . 730 020. 948 78 26- 2 . 244 09- 0 . 420 570. 918 74 表 2 浒苔样品的等温吸湿曲线回归方程 Table 2 The linear regression equation of themoist ure adsorption iso - therms ofEnteromorpha prolifera sa mples 温度Me Temperature 回归方程 Regression equation R 2 10 y= - 0 . 188+ 69 . 745x - 175 . 686 x2+ 257 . 926x3 0 . 981 79 20 y= - 0 . 194+ 62 . 695x - 145 . 690 x2+ 210 . 532x3 0 . 979 99 27y= - 0 . 069+ 46 . 220x - 54 . 839x2+ 85 . 608x30 . 973 16 35y= - 0 . 027+ 37 . 801x - 16 . 337x2+ 36 . 422x30 . 971 03 44y= - 0 . 005+ 31 . 778x + 5 . 184x2+ 14 . 166x30 . 972 53 注: x 为水分活度, y 为干基含水量。 Note: x stands forwater activ ity; y stands forwater content of dry base . 图 3 浒苔样品的等温吸湿拟合曲线 Fig . 3 The fitting curve of t hemoisture adsorption isotherms of Enteromorpha prolifera sa mples 通过拟合方程计算可知试样干基含水量在 24% 时, 温 度在 10 44 e 之间其最高水分活度为 0. 6 , 因此质量干基含 水量 24 % 可以代表在市场上安全贮藏和流通而不会因为温 度变化而腐烂的最高含水量。 3 结论 ( 1)低温真空干燥浒苔试样 10 e 的等温吸湿曲线呈反 S形, 随着温度升高等温吸湿曲线的反 S特性逐渐减弱。 ( 2)在 0 50 e 范围内,质量干基含水量为 24 % 是市场 上安全贮藏和流通时不会因为温度变化而腐烂的最高含 水量。 ( 3)试验所获得的低温真空干燥浒苔等温吸湿曲线拟合 方程的 R 2 值均大于 0 . 97 , 其拟合程度较好。 参考文献 1 FENNE MA O R. 食品化学 M . 王璋,许时婴, 江波, 等,译. 北京: 中国 轻工业出版社, 2003 : 36- 37 . 2 叶乃好,张晓雯,毛玉泽, 等. 黄海绿潮浒苔(Entero morpha prolifera) 生 活史的初步研究 J. 中国水产科学, 2008 , 15( 5): 853- 857 . 3 国家技术监督局. GB/T 500913 -1985 : 食品中水分的测定方法 S. 北 京: 中国标准出版社, 1994 . 4 Van den BERG C, LEN I GER H A. Thewater activity of foodsM . W a - geningen , TheNetherlands : Wageningen AgricultureUniversity, 1978 : 231 - 244 . (上接第 894页 ) 5 单艳红, 杨林章, 沈明星, 等. 长期不同施肥处理水稻土磷素在剖面的 分布与移动 J.土壤学报, 2005 , 42(6): 970- 976 .