莲子微波干燥特及干燥工艺优化的研究.pdf

捅要 莲子(NelumboGaertn)，为睡莲科植物莲的成熟去芯种子，具有丰 nucifera 富的营养价值和特殊的滋补和疗效作用。干莲作为传统的莲子制品，一直受到国 内外消费者的青睐。本项目将微波技术应用于莲子干燥，深入研究莲子的微波干 燥特性及干燥中莲子主要品质的变化规律，建立莲子微波干燥动力学模型及品质 动力学模型，并研究了不同干燥工艺对莲子品质特性的影响，确定了莲子的微波 一热风联合干燥工艺及其最佳工艺条件，为实现莲子微波干燥的产业化应用提供 了重要的理论依据。 1．通过对莲子微波干燥特性的系统研究，获得莲子在微波干燥过程中的水分和 温度变化规律：莲子微波干燥过程分为加速、恒速和降速干燥三个阶段，干 燥过程中微波功率越高，装载量越小，单位质量发射功率越大，莲子降水速 率越快，水分去除越彻底，干燥时间也越短；莲子中心温度、表面温度和环 境温度的变化也分为预热、稳定和上升三个阶段，分别与失水三阶段相对应， 干燥时单位质量发射功率越大，中心温度、表面温度上升越快，且中一tL,温度 始终商于表面温度秘环境温度。 2．根据莲子微波干燥特性，建立莲子微波干燥动力学模型，其模型满足Page方 验证明．用模型求得的水分比，其预测值与试验值基本相符，该模型可较好 地描述莲子微波干燥过程中水分的变化情况。 3．研究了在微波干燥过程中，莲子多酚氧化酶(PPO)活性、抗性淀粉(Rs) 含量和色泽(亮度L、红色度a、黄色度b、色泽角酽、饱和度c)的变化规 律；微波对PPO活性具有较强的钝化作用，微波功率越高，加热时间越长， 效果越好，但功率过高或时间过长，易导致莲子局部过热而焦化；较低功率 的加热，有利于RS的形成，高功率或长时间加热会导致RS的含量下降；当 加热时间一定时，随着微波功率的提高，莲子的色泽参数L值和b值下降，a 值、Ho和c的变化趋势不明显；当微波功率一定时，随着加热时间的延长， 莲子的L值和Ho下降，a值升高，b值和C先升高后下降，呈抛物线状变化。 4．根据莲子各色泽参数的变化规律，建立了相应的色泽动力学模型，其中饱和 度(c)是描述莲子微波干燥期间色泽动力学变化的最佳指标，其动力学模型 (=0．000)O．01，饱和度比其它色泽参数更能真实准确地反映出莲子色泽的 变化动态。 5．采用了微波一热风联合干燥工艺对莲子进行干燥，以前期微波功率、装载量、 转换水分含量和后期热风干燥温度为因素，以复水率、RS含量和色泽角(Ho) 为指标，进行四因素三指标的等水平均匀试验，结果表明：四因素对各指标 影响的主次顺序各不相同，其中微波功率对各指标的影响最显著；经多元线 性回归及统计检验，各指标的回归方程均极显著。采用评价函数法进行综合 优化，得到莲子微波一热风联合干燥的最佳工艺条件为：前期微波功率539W， 装载量2009，转换水分30％，后期热风温度70℃。 6．系统研究了自然干燥、热风干燥、真空干燥、冷冻干燥、微波干燥和微波一 热风联合干燥等6种不同干燥工艺对莲子收缩率、复水性、RS含量、色泽(亮 度L、红色度a、黄色度b、色泽角Ho、饱和度C)和组织结构的影响，结果 表明：不同干燥工艺对莲子收缩率的影响不同，按体积的收缩程度可排列为 冷冻干燥微波干燥微波一热风联合干燥热风干燥自然干燥真空干 燥；冷冻干燥的莲子复水率最高，复水性能最好，其次为微波一热风联合干 燥，自然干燥、热风干燥，真空干燥和微波干燥的莲子复水率较低；自然干 燥、热风干燥、真空干燥和冷冻干燥莲子的RS含量较高，微波一热风联合干 燥和微波干燥的RS含量低，提示微波加热能够大大降低莲子中的RS含量： 6种干燥工艺加工的莲子色泽以微波一热风联合干燥最佳，最接近于莲子的原 始色泽参数值，其次为微波干燥和真空干燥，自然干燥、热风干燥、冷冻干 燥莲子的色泽均较差；自然干燥、热风干燥、真空干燥和冷冻干燥莲子的组 织结构均发生了明显的变形和皱缩，细胞壁结构受到不同程度破坏，部分淀 粉颗粒裸露在细胞壁外：而微波干燥和微波一热风干燥则能够较好地保持莲 子的原始组织结构。综合6种不同干燥工艺对莲子品质指标的影响研究结果， 表明：微波一热风联合干燥是莲子的最佳干燥工艺。 关键词：莲子