發(fā)布時間：2019-05-31 02:11

【摘要】：干燥是枸杞加工的關(guān)鍵環(huán)節(jié),針對枸杞干燥加工中存在的干燥時間長、品質(zhì)劣變嚴(yán)重,單一干燥階段無法滿足物料階段性變化的問題,本研究將基于電熱板接觸式傳熱的真空脈動干燥技術(shù)(Electronic panel contact heating assisted pulsed vacuum drying,EPC-PVD)和基于遠(yuǎn)紅外輻射加熱的真空脈動干燥技術(shù)(Far-infrared radiation heating assisted pulsed vacuum drying,FIR-PVD)應(yīng)用于枸杞的干燥加工。主要研究了真空保持時間(10、15和20 min),常壓保持時間(2、4和6 min)和干燥溫度(60、65和70 ℃)對枸杞的真空脈動干燥特性的影響,對枸杞干后色澤、揮發(fā)性成分、復(fù)水特性、微觀組織結(jié)構(gòu)、總黃酮含量、總抗氧化能力進(jìn)行了檢測和分析,并以最優(yōu)恒溫恒脈動周期工藝(65 ℃,15:2)為基礎(chǔ),進(jìn)行了不同方式的階段控制試驗(變溫恒脈動周期、恒溫變脈動周期及變溫變脈動周期),并研究了不同階段控制下的干燥特性及品質(zhì)特性,為階段控制干燥提供理論依據(jù)。通過對枸杞真空脈動干燥特性的研究表明,真空保持時間、常壓保持時間和干燥溫度均對干燥時間有顯著影響。最優(yōu)的FIR-PVD干燥參數(shù)為真空保持時間15 min,常壓保持時間2 min。枸杞在相同干燥條件下,采用FIR-PVD所需干燥時間相比于EPC-PVD減少了 17%－19%。利用Weibull模型計算出枸杞在FIR-PVD和EPC-PVD干制過程中水分有效擴(kuò)散系數(shù)分別在3.72×10-100～7.31×10-10m2/s(FIR-PVD)和 3.34×10-10～6.88×10-10m2/s(EPC-PVD)之間,并根據(jù)阿倫尼烏斯公式計算出FIR-PVD和EPC-PVD枸杞的干燥活化能分別為54.30和68.59 kJ/mol。FIR-PVD和EPC-PVD過程中,枸杞內(nèi)部溫度隨著干燥室內(nèi)的壓力變化呈現(xiàn)出"脈動式"高低交替的規(guī)律性變化的特點(diǎn),由于EPC加熱具有的點(diǎn)接觸傳熱和多步傳熱特點(diǎn),以及FIR加熱能量直接被物料內(nèi)部快速高效利用的特點(diǎn),因此FIR加熱更適合被應(yīng)用于枸杞PVD加工中。通過卡方檢驗值(χ2)、殘差平方和(RSS)及平方確定系數(shù)(R2)評價和分析了八種描述農(nóng)產(chǎn)品薄層干燥的模型與試驗數(shù)據(jù)擬合程度,研究發(fā)現(xiàn)Weibull模型和Wang and Singh模型與試驗數(shù)據(jù)擬合較好,并進(jìn)行了模型參數(shù)與和真空保持時間、常壓保持時間和干燥溫度的回歸分析,建立了枸杞真空脈動干燥模型。通過比較不同F(xiàn)IR-PVD和EPC-PVD干燥工藝對枸杞干燥品質(zhì)的影響,結(jié)果表明所有枸杞樣品,在室溫下(24.7～25.6 ℃)的水分活度在0.312～0.351,達(dá)到了安全水分活度的要求。與EPC-PVD加工的枸杞樣品相比,FIR-PVD加工的枸杞樣品與新鮮樣品在L*值(明亮度)、a*(紅/綠值)和b*(黃/藍(lán)值)值上更為接近,同時FIR-PVD樣品具有較大的C(Chroma,色度)值、h°值和較小的△E(色差)值,表明FIR-PVD加工枸杞相對于EPC-PVD加工枸杞色澤更為飽滿鮮艷,與新鮮枸杞色差更小。FIR-PVD干制的枸杞樣品含有更多的醛類、酯類、酚類和雜環(huán)類揮發(fā)性成分,而EPC-PVD干制的枸杞樣品含有更多的醇類、酮類和酸類揮發(fā)性成分。FIR-PVD與EPC-PVD干制的枸杞樣品復(fù)水性能差異不顯著。FIR-PVD制干的枸杞相比于EPC-PVD制干的枸杞,其內(nèi)外表面的微孔道及裂紋結(jié)構(gòu)更多,更有利于干燥過程中枸杞內(nèi)水分的逸散。FIR-PVD和EPC-PVD在干燥溫度為60 ℃,脈動周期不變的情況下,枸杞樣品的總黃酮類物質(zhì)含量沒有顯著差異,然而在干燥溫度升高至65和70℃,FIR-PVD干制枸杞中的總黃酮含量顯著高于同等干燥條件下的EPC-PVD加工枸杞。FIR-PVD和EPC-PVD對枸杞中槲皮素含量和蘆丁含量的影響與總黃酮量的影響基本相同。相比于EPC-PVD干制方式,FIR-PVD加工枸杞樣的總抗氧化性更強(qiáng)。與恒溫恒脈動周期工藝相比,三種階段控制工藝(變溫恒脈動周期工藝、恒溫變脈動周期工藝和變文變脈動周期工藝)能夠減少干燥時間8.3%～15.9%,提高電能使用率,保證干燥品質(zhì),與恒溫恒脈動干燥所得樣品相比,三種階段控制工藝的枸杞樣品色澤指標(biāo)無明顯差異,復(fù)水特性增強(qiáng),總黃酮含量有一定的增加。
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【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TS255.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2489368