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热风微波联合干燥工艺的研究

2014-05-16方良材黄卫萍黄佳念

山东工业技术 2014年9期
关键词:产品品质热风色泽

方良材 黄卫萍 黄佳念

(广西农业职业技术学院 广西 南宁 530007)

热风干燥是一种使用热风干燥机械进行干燥的方法。用热风炉加热空气,由风机将热风送入烘箱与鲜竹笋接触实现加热干燥。此方法成本较低,处理量大,易于操作,可实现自动化,但有效成分损失较大,品质较差[1]。

微波干燥具有速度快、热效率高、加热均匀、无污染的优点,是近几年来发展很快的新技术。在干燥过程中,微波透入物料内,与物料的极性分子互相作用而转化为热能,使干燥物料内各部分在同一瞬间获得热量而升温,因此,具有加热速度快、能量利用率高、干燥效率高等优点。然而微波干燥温度高,在密闭空间中空气流通速度慢,而且干燥全部采用电能,能耗高,干燥成本较大[2]。

热风微波联合干燥技术是指根据物料的特性,将微波干燥和热风干燥两种方式优势互补,分阶段进行的一种复合干燥技术,其目的是缩短干燥时间、降低能耗、提高产品质量[3]。

竹笋是斑竹或百家竹春季生长的嫩笋,富含多种氨基酸、维生素、矿物质和大量的膳食纤维,味美质脆,具有清肠减肥、降血脂预防肠癌等功效,由于受环境污染少,是现代人追求的绿色食品。一般竹笋的出笋期只有30~40天,采收期短而集中,特别容易老化,长期贮藏比较困难。干燥精制的脱水笋片,能最大限度地保持其营养及色香味,延长货架期,满足人们对快节奏、方便食品的需求[4]。因此,对竹笋进行了热风微波联合干燥的研究,试图寻求较佳的联合干燥工艺,降低能耗,缩短干燥时间,提高脱水笋片质量。

1.材料与方法

1.1 材料

竹笋购于广西南宁市西乡塘菜市场, 选尖叶发黄、根部扁平、嫩度适中的毛竹笋。

1.2 仪器

6CW- 6E 型微波干燥设备、ZYD- 009型热风干燥机、CR-10小型色差计、FA 1104上皿电子天平。试验还需要不锈钢刀、测温计、秒表、天平、水分测定仪、样品袋 20个、标签纸及铁丝网等辅助器具。

1.3 试验方法

1.3.1 工艺流程 原料选择—原料预处理—护色—热风干燥—微波干燥—挑选—除杂—包装—贮藏。

原料预处理:去皮,清洗,切除根部20mm和尖部适当,切成(粗片)长80mm,宽10-15mm,厚2-3mm和(细片)长80mm,宽5mm,厚2-3mm的片状。

护色:热汤、预煮1min。

1.3.2 试验方案 (1)将预处理好的竹笋先进行预煮护色处理,再分别用100g样品进行60℃、70℃、80℃和100℃热风干燥,每隔30min称量一次,并记录、直至达到恒重,绘制热风干燥曲线图。根据干燥时间,产品的形状、色泽、质地去分析,找出热风干燥的最佳温度。

(2)根据热风干燥曲线,找出在热风时间段内当产品达到一定水分含量时,转换用微波干燥到最终成品的最佳转折点。

(3)找出转换点后,分别用20g热风干燥到转化点的产品进行200W、400W、600W、800W的微波干燥,每隔一分钟称量一次,并记录、直至达到恒重,绘制微波干燥性曲线。根据微波干燥时间长短、耗能高低,产品色泽好坏,选择最佳微波功率。

1.3.3 试验样品的评审 色泽测定:用色差仪测出干燥产品的L值和a值,并对不同温度和不同功率干燥得出的产品的L、a值进行比较分析,找出较佳的热风微波联合干燥工艺。

2.试验结果与分析

2.1 热风干燥特性

2.1.1 不同温度对热风干燥速率的影响 在相同条件下分别对粗片竹笋和细片竹笋进行60℃,70℃,80℃的热风干燥,竹笋热风干燥曲线如图1、图2。

图 2(粗)竹笋热风干燥曲线

80℃热风干燥水分流失最快,其次是70℃,最后到60℃。在整个试验阶段,分别从产品的形状、色泽、质地方面进行比较发现:80℃热风干燥至绝干较快,但是产品颜色焦黄,色泽差。70℃热风干燥至绝干比80℃的略慢,但是产品颜色浅黄,很接近原材料颜色,色泽好。60℃热风干燥至绝干颜色浅黄,色泽较好,但干燥时间明显增加,耗能大。在试验过程中,细片的竹笋,损失率较高,变形严重,形状不好,色泽也比粗片的差。所以得出结论:用70℃对粗片竹笋进行热风干燥,损失率小,耗能小,得出的产品色泽好,形状变化小,产品品质最好。

2.1.2 热风温度对脱水竹笋色泽的影响 如表1所示,不同温度热风干燥的竹笋干制品的L、a值比较如下:因为L值越大表明干制品的褐变越少,70℃热风干燥的竹笋L=63.9是最大值,所以用70℃热风干燥竹笋褐变最少。a的正值表示红色,a数值越小表示颜色越浅,70℃热风干燥的竹笋a=7.5是最小值,所以70℃热风干燥的竹笋比较鲜艳,其他温度热风干燥得的产品比较暗红,所以得出结论:用70℃热风干燥竹笋得到的产品品质,色泽最好。

2.1.3 热风干燥与微波干燥转折点的选择 从图3所示,粗片竹笋热风干燥在150min以前水分蒸发很快,但是在150min以后就会很慢,甚至接近停滞的状态,导致干燥时间长,耗能大,所以竹笋热风150min以后适合用速度快、热效率高、加热均匀的微波干燥进行干燥。70℃下热风干燥150min,为热风干燥转到微波干燥的最理想转折点。

2.2 联合干燥特性

2.2.1 不同微波功率对(粗)竹笋干燥速率的影响 如图4所示,对70℃下热风干燥150min的产品分别进行200W、400W、600W、800W的微波干燥发现:200W、400W微波干燥得出的产品颜色较浅,接近原材料颜色,但是微波时间最长,耗能大,效率低;800W微波干燥时间最短,但是干燥得出的产品颜色焦黄、暗淡,色泽差,易有焦味;600W微波干燥时间较短,而且干燥得出的产品颜色浅黄或浅白,接近原材料颜色,色泽好,有竹笋干燥特有的香味。所以得出结论:对70℃下热风干燥150min的产品进行600W的微波干燥得出的产品品质最好。

2.3.2 微波功率对热风微波联合干燥的竹笋色泽的影响

如表2所示,不同功率微波干燥的粗竹笋干制品的L、a值比较如下:a的正值表示红色,a数值越小表示颜色越浅,L值越大表明干制品的褐变越少。由于800w微波时a值较大颜色暗红,L值较小,容易褐变;200w、400w微波得出的a值较小,颜色较浅,L值较大,褐变较少,但是微波时间长,耗能大;600w微波得出的a值适中颜色较浅,L值较大褐变较少,而且微波至绝干的时间快,耗能小。综合上述得出结论:热风干燥150min至转折点后用600w微波干燥竹笋得到的产品品质,色泽最好。

表 2竹笋的热风微波联合干燥色差分析表

3.结论

(1)在试验过程中,细片竹笋和粗片竹笋相比较,细片竹笋损失率较高,变形严重,形状不好,色泽也比粗片的差,所以竹笋干燥选择粗片竹笋较好。

(2)用70℃对粗片竹笋进行热风干燥,损失率小,耗能小,得出的产品色泽好,形状变化小,产品品质较好。

(3)用不同的温度对粗片竹笋进行热风干燥找出转折点的实验分析得出:70℃下热风干燥150min,是转到微波干燥最理想的转折点。

(4)在70℃下热风干燥150min后,以20g/600W的装载量进行微波干燥得出的产品品质较好。

[1] 钟成义,肖宏儒,秦广明.枸杞子热风微波联合干燥技术研究[J].农业装备技术 2010,(8):14~16.

[2] 林启训,沈来盛.气调与热风干燥对毛竹笋干燥速度与干制品品质的影响[J].热带农业工程2002,(4):19~21.

[3] 张憋,王瑞.果蔬微波联合干燥技术研究进展[J].干燥技术与设备2005,(3):16~19.

[4] 胡超宗,周建夷,兰晓光等.毛竹不同笋龄营养成分的变化[J].竹子研究汇刊,1986.5(1):89~95.

[5] 金川,王月英,郑文杰.我国竹笋研究现状分析与展望[J].浙江林学院学报, 2000.17(1):75~79.

[6] 林启训,沈来盛,陈团伟,等.气调与热风干燥对毛竹笋干燥速度与干制品品质的影响田[J].食品科技,2003, (1) : 23~25.

[7] 陆蒸,林启训,王浩,等.毛竹笋热泵干燥特性及制品复重率[J].福建农林大学学报, 2010,3(1): 117~120.

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