蒸烤一体机果蔬烘干可行性研究

黄闻霞 胡艳 周璐倩 王晓倩

摘要：以我司蒸烤一体機为研究对象，以苹果为典型果蔬烘干食材，开展蒸烤一体机果蔬烘干速率提升及品质改善研究。本研究主要以电机转数、腔体排湿和烘干温度为影响因子，在单因素实验的基础上进行正交分析确定苹果干最佳制作工艺。实验结果表明：当苹果干的烘干温度为90℃，箱门开门角度为2º，电机转数为2500r/min时，苹果干的烘干速率可提高50%，此时苹果干的口感和色泽达到最佳水平，这为在蒸烤一体机中实现美味、健康、快速的果蔬烘干功能提供参考。

关键词：蒸烤一体机;果蔬烘干;热风干燥

中图分类号：TS972.2

1引言

果蔬含水量高、易腐烂，极易因环境和微生物因素发生不良变化，无法长时间储存。果蔬烘干是指采用一定的干制工艺脱去新鲜果蔬中的水分，使水分降低到安全比例，杀菌消毒，抑制微生物生长[1]。目前果蔬烘干技术主要集中在工业化领域，常用的果蔬烘干技术有热风干燥、真空微波干燥、真空冷冻干燥、远红外干燥、低温真空膨化干燥、变温压差膨化干燥等[2][3]，家用电器果蔬烘干研究较少，但是随着物流、种植技术进步，果蔬的人均消费量越来越大，家用果蔬烘干技术的研究也十分有必要。检验果蔬干制品优劣主要采用感官品质和营养素（复水比、多酚、花青素、维生素C等），同时品质优劣影响果蔬干制品储存、口感和营养。

家庭果蔬烘干设备采用热风干燥较多，以我司产品为例，主要使用热风干燥功能制备果蔬干。热风干燥是将热量以热空气为媒介传递给物料，使物料表面水分受热汽化，扩散到空气中[4]。家庭果蔬烘干设备主要使用电烤箱或蒸烤一体机，由程序控制、供热、通风排湿三大系统组成。利用高速循环热风带走果蔬中水分，使果蔬快速脱水至干燥、适合贮存的状态。家用电器设备可以精准控制果蔬烘干温度、湿度、时间，形成烘干工艺曲线，实现智能化控制，提高烘干效率和果蔬干制品品质。由于热源供热精准控制，通风排湿，果蔬干制品着色均匀，色泽亮丽，营养丰富。

本研究采用老板电器蒸烤一体机JZCQ926作为果蔬烘干设备进行研究，主要考察散热风机电机转数、箱门开合角度和果蔬烘干温度等因素来确定最适合果蔬烘干的烹饪工艺[5]。

2材料与方法

2.1试验原料

试验原料为红富士苹果，购买自杭州当地超市。苹果的初始含水率为86.0±2.0%，苹果处理流程为：苹果原料→清洗→去皮→切制→抗氧化处理→吸干表面水分→装盘→干燥→整理→指标检测。

操作要点：

（1）准备干燥的苹果，约150g/个，需大小均匀、无损伤，才可作为实验物料，清洗苹果表面后，对苹果进行去皮。

（2）苹果切制方法：苹果去皮后，先沿果核纵向对切，再沿果核切成约3mm的薄片。

（3）苹果抗氧化处理方法：将纯净水800g、盐8g、柠檬汁8g混合搅拌均匀，放入苹果片，抗氧化护色浸泡10min后取出，用厨房纸吸干苹果片表面水分。

（4）装盘：将处理好的苹果片平铺在烤盘中，随后放入蒸烤一体机中开始干燥。

2.2主要试验装置

试验装置工作时，通过产品控制面板可以设定不同的电机转数、烘干温度和烘烤时间，通过电铰链箱门控制开合角度来实现腔体排湿功能，最终呈现升温、保温、排湿和进风等各种功能。

数显倾角仪：型号DMI820-30，生产厂家深圳瑞芬科技有限公司，用来测量器具箱门打开角度。

快速水分测定仪：型号HC103，生产厂家梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司，用于快速测定苹果干中的水分含量。

分光测色计：型号CM-2300D，日本Konica-Minolta柯尼卡美能达，生产厂家翁开尔集团，用于测定苹果干烘干前后的色差值。

2.3试验方法

打开基于温湿度控制的蒸烤一体机JZCQ926，预热至设定温度值后，再次设定各阶段干燥的温度及保持时间。将物料单层均匀平铺于烤盘上，烤盘置于蒸烤一体机中间层，从干燥开始对苹果干定时自动称量，直至其含水率降低到5%以下时结束试验。用分光测色计测定物料的收缩及色泽变化情况。每组试验重复3次，取平均值作为试验结果。

2.4试验评价指标[6]

2.4.1含水率

含水率是干燥过程中重要的测定指标。对干燥过程中各阶段的物料，采用 HC103快速水分测定仪（梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司）测定其含水率。设定加热温度为105℃，判定时间为40s，将大于0.5g的样品放置于水分仪物料盘上进行测定，多次测量，取样品含水率显示值的平均值为当前时间的含水率数值。

3单因素实验

3.1不同烘干温度的影响

通过不同烘干温度（70℃、80℃、90℃、100℃、110℃）测试对苹果干的影响，从表2可以看出，随着温度提高，复水比的值先变大后变小，从色差看，色差越来越大，说明果干颜色变深，到110℃，果干颜色变浅棕色。从烘干时间来看，90℃比70℃时烘干速率提升50%。从感官评价分数来看，90℃的苹果干烘干效果最佳，食用口感最佳。根据测试结果，兼顾烘干时间，选择80℃、90℃和100℃为正交实验烘干温度的3个水平。

3.2不同箱门打开角度（腔体排湿）的影响

果蔬烘干需要充分排湿换风，如果烘干过程中产生的水蒸气排不出去，果蔬长期处在高湿高温的环境中，不仅烘不干，还很容易发生氧化褐变。通过电铰链箱门将蒸烤一体机的开门角度控制在一定范围，达到排湿换风的目的。表3显示，当蒸烤一体机箱门打开角度（腔体排湿）越来越大，苹果干含水量越来越大，说明开门角度越大，腔体实际温度越低，水分含量越高。复水比先变大后变小，说明果干品质与腔体排湿之间有一个最佳值。当箱门打开角度为2º时，果干品质最好，同时食用口感最好。根据测试结果，兼顾门体电铰链控制难度，选择1º、2º和3º为正交实验开门角度的3个水平。

3.3不同电机转数的影响

表4显示，随着散热风机电机转数的提高，苹果干含水量越来越小，复水比越来越大，色差越来越小，说明果干品质随着电机转数的提高越来越好。根据测试结果，兼顾实际应用场景，选择1500、2000和2500 r/min为正交实验电机转数的3个水平。

4正交实验

在单因素考察的基础上，选取烘干温度、开门角度、电机转数为影响因素，每个因素考察3个水平，进行正交实验。正交实验测试结果见下表5。

根据表5的测试结果，选出最佳工艺，即烘干温度90℃，箱门开门角度2º，电机转数2500 r/min时，果蔬烘干效果最佳，口感和色泽达到最佳水平;同时针对复水比、色差值2个指标进行极差分析。

表5的测试结果表明，烘干温度、开门角度和电机转数三个因素对复水比的影响排序为开门角度>温度>电机转数，说明当果蔬干水分含量低于5%时，箱门的打开角度（腔体排湿）对复水比影响最大。三个因素对色差的影响排序为温度>开门角度>电机转数，说明温度对果蔬干的色泽影响最大。因此，想获得品质最佳的果蔬干，关键是要控制烘干温度和腔体湿度。而腔体湿度控制可以通过箱门的打开角度（本研究采用的方法）或者其他排气系统控制，温度可以通过电控制系统控制;同时可考虑安装温湿度探头监控温湿度，目前国内还没有可监控温湿度的家用电器产品，本研究将为新技术开发指明方向。

利用复水比这一指标进行影响因子显著性分析，表6显示，3个因素的影响均显著，开门角度对复水比的影响最显著。

5结论

目前果蔬干制品还是以工业化生产为主，家庭果蔬干制品制作尚属起步阶段，利用蒸烤一体机制作果蔬干操作简单，无添加剂，口感爽脆，更适合儿童和老人食用。本研究表明，影响蒸烤一体机果蔬烘干功能的主要因素为烘干温度、腔体排湿（箱门开门角度）、散热风机电机转数，为了获得品质最佳的果蔬干要对这三个因素进行控制。当苹果干的烘干溫度为90℃，箱门开门角度为2º，电机转数为2500 r/min时，苹果干烘干速率可提升50%，口感和色泽达到最佳水平。

参考文献：

[1]王浩，张明，王兆升.干制技术对果蔬干制品品质的影响研究进展[J].果蔬加工，2018（11）：15-20.

[2]韩旭，董京磊，宫俊杰，郑振佳.果蔬干燥技术的研究进展[J].中国食物与营养，2020（9）：37-40.

[3]沈静，王敏，冀晓龙.果蔬干制技术的应用与研究进展[J].陕西农业科学，2019 （03）：95-97.

[4]谢静，高振江.基于温湿度控制的热风干燥技术对果蔬物料干燥适应性研究[J].农业工程，2019（1）：37-48.

[5]王勇，陈晨，李阿敏，姜欣，阮华平.蒸烤箱炸制速率提升及品质改善研究[J].家电科技，2021（4）：94-97.

[6]荆雪松.果蔬蒸汽烫漂与组合干燥一体化加工技术及设备的研究[D].陕西科技大学，2019.