Influence of hot-air,microwave--vacuum,and far-infrared catalytic drying on drying kinetics and quality of tomato slices.pdf

1、干燥是農(nóng)產(chǎn)品收獲后保藏的最古老和最常見的方法之一。目前使用的干燥方式有很多，如熱風干燥、真空微波干燥、紅外干燥等，研究的重點集中在干燥工藝參數(shù)的優(yōu)化及設備的研發(fā)上，而針對各種干燥方法的干燥動力學過程及其對產(chǎn)品品質(zhì)影響的對比性研究較少。因此本研究進行了熱風干燥、真空微波干燥和紅外干燥三種干燥方式對番茄片的干燥動力學和品質(zhì)影響的對比性研究。
　　首先，本研究采用電熱干燥方法對番茄片進行干燥處理，研究不同干燥溫度(50℃、60℃、70℃

2、和80℃)對干燥動力學參數(shù)和產(chǎn)品品質(zhì)的影響，其中考察的產(chǎn)品品質(zhì)指標包括非酶褐變指數(shù)、番茄紅素含量、顏色和氣味的變化。研究結果顯示:隨著干燥溫度從50℃增加到80℃，干燥時間從1140 min縮短到540 min。在80℃下干燥后番茄片的非酶促褐化指數(shù)由新鮮番茄的0.051升高到1.40。在50℃、60℃、70℃和80℃下干燥后，番茄紅素含量均顯著增加(P＜0.05)，由新鮮番茄的11.46 mg/100g（干基含量）分別上升至61.23

3、 mg/100g、59.10 mg/100g、60.88 mg/100g和65.28 mg/100g（干基含量）。所有干燥樣品的顏色值介于51.81°和61.95°之間，顏色均為黃色，由此推斷干燥過程中樣品均發(fā)生了褐變反應。采用電子鼻系統(tǒng)檢測發(fā)現(xiàn)所有干燥樣品的氣味與新鮮番茄相比均有所下降;采用4個常見的干燥模型進行實驗數(shù)據(jù)擬合，研究結果顯示Page模型是預測番茄片電熱干燥動力學過程的最佳模型。有效水分擴散系數(shù)隨著干燥溫度的增加而增加，在

4、50℃、60℃、70℃和80℃下，分別為5.13×10-10 m2s-1、6.45×10-10 m2s-1、8.44×10-10 m2s-1和10.26×10-10 m2s-1，得出干燥活化能為22.28 KJ/mol。
　　其次，本研究采用真空微波干燥方法對番茄片進行干燥處理，研究不同微波功率（200W、300W、500W和700W）和不同真空度(0.04 MPa、0.05 MPa和0.06 MPa)對干燥動力學參數(shù)和產(chǎn)品品質(zhì)的

5、影響，其中考察的產(chǎn)品品質(zhì)指標包括非酶褐變指數(shù)、Vc含量、番茄紅素含量、顏色和氣味的變化。研究結果顯示:隨著微波功率從200W增加到700W，干燥速率不斷提高，干燥時間從84 min縮短到14 min。非酶褐變指數(shù)隨微波功率的增加而增加。在干燥實驗中，Vc含量均顯著降低(P＜0.05)，從新鮮番茄的2.74±0.29mg/g下降到最低值1.87±0.13 mg/g，與新鮮番茄相比，番茄干的Vc含量下降最大值為32％，樣品在200W和0.0

6、6 MPa的干燥條件下具有最大的Vc保留率。番茄紅素含量均顯著增加(P＜0.05)，在700W和0.04MPa下干燥后由新鮮番茄的11.46 mg/100g（干基含量）上升至25.44 mg/100g（干基含量）。觀察發(fā)現(xiàn)，所有干燥樣品的亮度和黃色度與新鮮番茄相比均有所增加，但是紅色度有略微的減小。所有干燥樣品的氣味與新鮮番茄相比均有所下降，氣味指標比新鮮番茄減少了18.99％-20.80％;采用13個常見的干燥模型進行實驗數(shù)據(jù)擬合，研

7、究結果顯示Midilli模型是預測番茄片真空微波干燥動力學過程的最佳模型。有效水分擴散系數(shù)隨著微波功率的增加而增加，在200W、300W、500W和700W下，分別為7.22×109 m2s-1、9.10×10-9 m2s-1、14.99×10-9 m2s-1和25.19×10-9 m2s-1。
　　再次，本研究采用風機輔助的熱風干燥方法對番茄片進行干燥處理，通過響應面優(yōu)化實驗研究熱風溫度(40～60℃)、風速(1～2 m/s)和

8、樣品厚度(7～11 mm)對產(chǎn)品品質(zhì)的影響。研究確定的最佳熱風干燥條件為:溫度44℃、風速2m/s、樣品厚度7.72 mm。在此最佳條件下，干燥時間為527±76min，番茄紅素含量為62.7±4.3mg/100g（干基含量），Vc含量為3.07±0.14 mg/g（干基含量），亮度值為62.92±2.18，紅色度值與黃色度值的比例為0.78±0.05，非酶褐變指數(shù)為0.55±0.06。最后，本研究采用催化式紅外干燥方法對番茄片進行干燥

9、處理，考察了樣品厚度(7mm、9 mm、11 mm)和紅外輻射距離(38cm、44cm、50 cm、56 cm)對產(chǎn)品品質(zhì)的影響。建立了隨輻照距離（紅外輻射板與樣品之間的距離）與樣品厚度之間的干燥動力學模型。隨著番茄片厚度的減小和輻射距離的縮短番茄的水分有效擴散率增加，并呈現(xiàn)三次多項式的關系。只有催化式紅外干燥番茄片干燥速率呈現(xiàn)下降趨勢，而沒有干燥速率穩(wěn)定期。相對遠紅外干燥的樣品與新鮮番茄相比，58.3％的干制品的風味有所提升，增加值為

10、3.0％-36.6％之間，而41.7％的干制品風味有所下降，減少值為3.1％-14.1％。通過對薄層干燥模型與干燥數(shù)據(jù)進行擬合，Midilli模型能夠最好的預測干燥過程中的水分變化。研究結果表明，真空微波和遠紅外輻射干燥是一種高效的干燥方法，其能夠很好的保持產(chǎn)品顏色和維生素C含量，有效防止產(chǎn)品發(fā)生褐變，以及增加番茄紅素的保留率。在真空微波干燥番茄過程中，應避免較高的微波功率(例700W)。
　　本研究能夠為工業(yè)化生產(chǎn)高品質(zhì)產(chǎn)品提供