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基金项目: 国家科技支撑计划课题 “台湾农产品干燥及非热力加工新技术与新装备的引进创新研究”(2007BAD07B05) 。 第一作者简介: 黄建立, 男, 1968年出生, 福建莆田人, 在读博士研究生, 研究方向为农产品加工技术。通信地址: 350002 福建省福州市杨桥中路199 号福建省粮油质量监测所, Tel: E-mail: hjl05104 。 通讯作者: 郑宝东, 男, 1967年出生, 福建长乐人, 教授, 博士, 博士生导师, 研究方向为食品加工工艺。E-mail: zbdfst 。 收稿日期: 2009-06-29, 修回日期: 2009-07-20。 银耳热风-微波真空联合干燥工艺优化的研究 黄建立 1,2, 黄 艳1, 郑宝东1, 李淑婷1 (1福建农林大学食品科学学院, 福州 350002; 2福建省粮油质量监测所, 福州 350002) 摘 要:【研究目的】 优化银耳热风-微波真空联合干燥工艺。【方法】 以银耳的收缩率、 复水比、 感官质量以 及单位能耗为评价指标, 研究热风温度、 转换水分含量及微波强度等因素对银耳品质以及干燥能耗的影 响; 并将较佳的热风-微波真空联合干燥工艺与热风干燥以及微波真空干燥进行比较。【结果】 采用前期 热风温度70 , 转换水分含量30%, 后期微波强度5 W/g的干燥工艺参数, 可获得品质较佳的银耳干品, 且单位能耗最低, 接近于微波真空干燥所需能耗。【结论】 热风-微波真空联合干燥可极大地改善银耳干 品品质及降低干燥能耗; 优化后的工艺参数可为银耳热风-微波真空联合干燥技术的工业化应用提供理 论依据。 关键词: 银耳; 热风; 微波真空; 联合干燥; 收缩率; 复水比; 单位能耗; 感官质量 中图分类号: TS201.1文献标识码: A论文编号: 2009-1325 Study on Optimization of Combined Hot-air and Microwave Vacuum Drying Technology for Tremella fuciformis Huang Jianli1,2, Huang Yan1, Zheng Baodong1, Li Shuting1 (1College of Food Science, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou 350002; 2Institute of Grain and Oil Quality Supervision and Test of Fujian Province, Fuzhou 350002) Abstract: 【OBJECTIVE】 The optimization of combined hot-air and microwave vacuum drying technology for Tremella fuciformis was studied. 【METHOD】 Using shrinkage ratio, rehydration ratio, sensory quality of dried Tremella fuciformis and unit energy consumption as evaluation indexes, the effect of hot-air temperature, con versed moisture content and microwave intensity on the quality of dried Tremella fuciformis and energy con sumption of drying were studied; and the better technology of combined hot-air and microwave vacuum drying for Tremella fuciformis was compared with hot-air drying and microwave vacuum drying. 【RESULTS】 When hot-air temperature was 70 , conversed moisture content was 30%, and microwaveintensity was 5W/g,dried Tremella fuciformis of the optimal quality was abstained, and unit energy consumption was lowest, close to mi crowave vacuum dryings. 【CONCLUSION】 Combined hot-air and microwave vacuum drying could greatly im prove the quality of Tremella fuciformis and reduce the energy consumption; these optimal technology parame ters could afford theoretical foundation for industrial application of combined hot-air and microwave vacuum drying technique of Tremella fuciformis. Key words: Tremella fuciformis, hot-air, microwave vacuum, combined drying, shrinkage ratio, rehydration ra tio, unit energy consumption, sensory quality 中国农学通报2009,25(22):88-91 ChineseAgricultural Science Bulletin 0 引言 银耳 (Tremella fuciformis) , 又称白木耳, 是一种寄 生于枯木上的胶质真菌。素有 “食用菌之王” 美称的银 耳1因其特殊的营养价值以及药用功效, 而与人参、 鹿 茸齐名。但由于新鲜银耳含水率高达75%85%, 贮藏 保鲜难度大, 即使条件适宜, 也不宜久贮。因此, 脱水 加工成为银耳贮藏保存的重要方法。目前, 银耳多采 用垂直气流热风烘干进行干制生产, 此方法存在烘干 室垂直气流通风穿透性差而造成自下而上较大的水分 梯度及温度梯度, 使得干燥过程需人员调架, 出现热损 失及物料破损, 以及干制周期长等问题2。 对银耳干品而言, 与之密切相关的品质指标主要 有: 收缩率、 复水比以及感官质量等。收缩率是干燥食 品组织结构特性的重要评价指标, 收缩率大小直接影 响总体密度、 总体孔隙度等所有其它结构性指标3。 银耳干品一般经复水后烹调食用, 因此复水性的好坏 也成为衡量银耳干品的重要指标之一, 与银耳的干燥 方式及工艺参数密切相关4。感官质量则直接影响人 们对食品品质优劣、 新鲜与否的判断。 热风-微波真空联合干燥是根据物料在不同干燥 阶段含水量及组织机构等特性的变化情况, 依照优势 互补的原则, 分阶段进行的一种干燥技术。该干燥技 术不仅可以解决物料在热风干燥后期因失水极为缓慢 导致干燥时间延长、 物料营养成分破坏严重等问题, 而 且还可解决微波真空干燥前期因失水速度过快而产生 排湿困难、 加大设备干燥负荷等问题5。目前一些机构 和学者已将该联合干燥技术应用到扇贝柱、 甘蓝等6-7 产品的干制加工中, 但对热风-微波真空联合干燥技术 应用于银耳干制的研究, 国内外均未见报道。 因此, 笔者采用L9(34) 正交设计, 通过测定热风干 燥和微波真空干燥不同组合方式下银耳干品的收缩 率、 复水比、 感官质量以及所需单位能耗, 确定银耳热 风-微波真空联合干燥的较佳工艺参数, 并分别与热风 干燥和微波真空干燥进行比较, 确定热风-微波真空联 合干燥的可行性。 1 材料与方法 1.1 试验时间、 地点 试验于2008年10月起在福建农林大学食品科学 学院食品研究所实验室进行。 1.2 试验材料 银耳: 福建洲洋农业科技有限公司提供, 子实体 呈乳白色, 胶质半透明, 直径1012 cm, 平均含水率为 75%80% (湿基) ; 小米: 市售, 小米粒度大小控制在0.91.1 mm。 1.3 仪器 KL-2D- 4ZG微波真空干燥设备: 凯棱工业用微 波 设 备 有 限 公 司 与 福 建 农 林 大 学 联 合 研 制 ; DHG-9075A型电热恒温鼓风干燥箱: 上海一恒科学仪 器有限公司; AL204型精密分析天平: 梅特勒-托利多 仪器 (上海) 有限公司; PL602-S型电子天平: 梅特勒- 托利多仪器 (上海) 有限公司; HH-4数显恒温水浴锅: 国华有限公司。 1.4 试验方法 1.4.1 原料的预处理 鲜银耳挑选剔除耳基部培养 基清洗沥干低温通风存放。 1.4.2 联合干燥方式 将预处理好的银耳进行热风-微 波真空联合干燥, 整个干燥过程分为两个阶段: 称取一 定质量预处理好的鲜银耳, 先在一定的热风温度下进 行热风干燥, 待达到一定转换水分含量后, 再按一定的 微波真空干燥参数进行微波真空干燥, 以干基含水率 13%为干燥终点。 1.4.3 评价指标及测定方法 (1) 收缩率的测定 银耳体积测定采用小米置换法8-9。具体操作为: 先在1 L的烧杯内装入少量小米覆盖杯底, 接着将银 耳放入烧杯内, 再继续向烧杯内加小米将银耳填实, 直 到银耳被完全埋没为止, 然后轻轻摇晃, 使得烧杯的刻 度线不再变化并作上标记, 该体积为小米加银耳的体 积; 再将烧杯内的银耳取出, 测得所用的小米体积。每 组试验重复3次, 取三组数据的平均值作为银耳的体 积。银耳的体积 (V) 按公式进行计算: V= V2V1 式中: V银耳的体积, ml; V1小米的体积, ml; V2小米和银耳的总体积, ml。 银耳收缩率的计算公式为: S= (V0-Vt) / V0100% 式中, V0银耳鲜样的体积; Vt银耳干燥后的体 积。 (2) 复水比的测定 复水比: 为干制品在一定时间内复水后的重量与 复水前重量之比4, 计算公式如下: RR=Mf/Mg 式中: RR复水比; Mf干制品复水沥干后的重 量, g; Mg复水前干制品的重量, g。 具体操作: 称取干燥后的银耳干品, 放入40 的 恒温水中连续复水30 min, 取出后沥干5 min, 并用吸 水纸拭干表面水分, 称重。每组试验重复3次, 结果取 平均值。 黄建立等: 银耳热风-微波真空联合干燥工艺优化的研究 89 中国农学通报 (3) 单位能耗的计算 单位能耗是每蒸发银耳一个单位质量水分所耗 电能, 以电机额定输入功率及每组试验总加热时间计 算。 单位能耗的计算公式如下: N= 书书书 ? ? 式中: N单位能耗 (kJ/kg) ; w电机额定输入功 率 (kW) ; T总干燥时间 (s) ; G去除水分的重量 (g) 。 (4) 感观评定 采用10分制, 运用加权法10-11对热风-微波真空联 合干燥银耳的感官质量进行评价计分, 以分数高为质 量佳。参照银耳卫生标准 (GB11675-2003) , 制定评分 加权值如表1所示。 2 结果与讨论 2.1 热风-微波真空联合干燥正交试验 基于银耳含水量较高的情况以及热风和微波真 空干燥的工艺条件, 选定前期热风干燥温度、 转换水分 含量和后期微波真空干燥的微波强度为三因素, 按L9 (34) 进行正交试验, 正交试验因素水平表如表2所示。 2.2 正交试验结果及分析 正交试验结果、 直观及方差分析表分别见表3、 表 4。 通过对试验结果进行直观分析, 比较该试验中A, B, C三因素中R值的大小, 可以看出影响银耳收缩率 的主次因素为: BAC; 影响银耳干品复水比的主次 指标 外形 色泽 硬脆度 状态 朵形完整, 无焦化 朵形完整, 局部焦化 朵形完整, 严重焦化 叶片浅黄色, 耳基呈淡黄色 叶片亮黄色, 耳基呈橙色 叶片暗黄色, 耳基呈深黄色 叶片黄褐色, 耳基呈深褐色 硬脆度适中, 叶片不易碎 叶片较易碎 叶片易碎, 不耐挤压 加权值 23 12 01 34 23 12 01 23 12 01 表1 银耳感官质量的加权值 表2 L9(34) 正交试验因素水平表 因素 水平 A热风温度/ 50 (1) 60 (2) 70 (3) B转换水分含量/% 30 (1) 40 (2) 50 (3) C微波强度/ (W/g) 5 (1) 10 (2) 15 (3) 试验序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A 1 1 1 2 2 2 3 3 3 B 1 2 3 1 2 3 1 2 3 C 1 2 3 2 3 1 3 1 2 空列 1 2 3 3 1 2 2 3 1 收缩率/% 60.69 57.02 55.12 59.76 54.93 53.85 58.74 55.11 52.61 复水比 9.1 9.48 9.61 9.18 9.47 9.74 9.45 9.71 10.03 单位能耗/ (kJ/g) 192.40 216.37 220.35 145.49 158.60 142.07 115.32 118.80 118.65 感官得分 9.3 8.7 8.6 8.5 8.3 8.9 8.7 9.2 8.9 指标 因子 K1 K2 K3 R SS df MS F 收缩率/% A 173 172 166 1.9 7.6 2 3.8 16 B 179 170 162 5.3 51.7 2 25.9 108* C 170 169 172 0.7 1.2 2 0.6 2.4 空列 0.48 2 0.24 复水比 A 28 28 29 0.3 0.2 2 0.1 38* B 27.7 28.7 29.4 0.5 0.5 2 0.2 94* C 28.6 28.7 28.5 0.05 0.005 2 0.003 1 空列 0.005 2 0.002 单位能耗/ (kJ/g) A 629 446 353 83.0 13174 2 6587 329.4* B 453 494 481 12.2 287.0 2 143.5 7.2 C 453 480 494 12.3 290.3 2 145.1 7.3 空列 40.0 2 20.0 感官得分 A 26.6 25.7 26.8 0.33 0.23 2 0.11 26* B 26.5 26.2 26.4 0.09 0.016 2 0.008 1.8 C 27.4 26.1 25.6 0.54 0.58 2 0.29 65* 空列 0.010 2 .0004 表4 直观分析及方差分析表 表3 L9(34) 正交试验结果 90 因素为: BAC; 影响单位干燥能耗的主次因素为: ACB; 影响银耳干品感官质量的主次因素为: CA B, 其中收缩率、 复水比二个指标对应的因素主次顺序 一致。 将方差分析表中F值与查表F值 (F0.05(2, 2) =19, F0.01(2, 2) =99) 进行对比, 可明显看出: 转换水分含量B 对银耳的收缩率具有极显著性差异, 热风温度A和微 波强度C对银耳的收缩率无显著性差异, 因此, 从获取 收缩率最小的银耳干品以及节能方面来考虑, 选择 A3B3C1作为银耳热风-微波联合干燥最佳工艺。热风 温度A和转换水分含量B对银耳的复水比具有显著性 差异, 微波强度C对银耳的复水比无显著性差异, 因 此, 从获取高复水比的银耳干品以及对于次要因素微 波强度越小越节能方面来看, 银耳热风-微波联合干燥 的最佳工艺为: A3B3C1。热风温度A对单位能耗具有 极显著性差异, 而转换水分含量B、 微波强度C对单位 能耗的差异不显著, 因此, 从最低单位能耗来考虑, 银 耳热风-微波联合干燥的最佳工艺为: A3B1C1。热风温 度A和微波强度C对感官质量的影响呈显著水平, 而 转换水分含量B对感官质量的影响无显著性差异, 因 此, 从最佳感官质量来考虑, 银耳热风-微波真空联合 干燥的最佳工艺为: A3B1C1。 综合分析, 根据银耳收缩率、 复水比以及感官质 量各因素的最好水平, 以及从转换水分含量越小, 对 应的单位能耗越小来考虑, 最终确定银耳热风-微波真 空联合干燥的较佳工艺条件为A3B1C1。 2.3 对比试验 综上分析已确定银耳热风-微波真空联合干燥的 较佳工艺条件为A3B1C1。为进一步考察优选工艺的可 靠性和合理性, 按照较佳工艺参数组合进行验证试 验, 重复三次操作, 取其平均值与热风干燥 (60 ) 、 微 波真空干燥 (10 W/g, -90 kPa) 的结果进行对照, 结果 见表5。 从表5可以看出, 热风-微波真空联合干燥所得银 耳干品的收缩率及复水比等品质指标介于热风干燥 和微波真空干燥之间, 虽然其收缩率比传统热风干燥 的大, 但是复水比却较高, 且银耳的感官品质明显优 于传统热风和单纯微波真空干燥样品。另外, 经热风- 微波真空联合干燥的银耳干品不易破碎, 体积相对传 统热风干燥样品的小, 便于运输。从单位能耗来看, 热风-微波真空联合干燥所需能耗约为热风所需能耗 的1/3, 远远低于热风干燥, 因此应用热风-微波真空联 合干燥可大大降低生产成本。 3 结论 热风温度、 转换水分含量和微波强度是银耳热风- 微波真空联合干燥的主要技术参数, 直接影响银耳的 干燥品质以及干燥能耗。通过正交试验及综合优化, 确定热风-微波真空联合干燥较佳工艺条件为: 前期热 风温度70 , 转换水分含量30%, 后期微波强度5 W/ g。该干燥方式对改善传统干燥银耳的品质, 降低生 产能耗都具有重要意义, 且该工艺参数可为银耳热风- 微波真空联合干燥技术的工业化应用提供理论依据。 参考文献 1张国玺.滋阴润燥话银耳J. 保健医苑,2007, (4):26-27. 2王传耀,杨文斌.银耳热风换向干燥技术研究J. 江西农业大学学 报,2007,29(1):158-163. 3何佳倫.微波干燥脱水蔬果加工产品的品质探讨J. 食品工业, 2002,34(7):

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