隨著經濟的發展和居民生活水平的提高，人們(men) 對食品的要求也越來越高，對新鮮和有營養(yang) 的食品需求也越來越大。然而，人們(men) 有時會(hui) 遇到食物因為(wei) 保存不當而導致浪費的情況，這不僅(jin) 浪費了食物，而且還增加了環境汙染。而冷凍幹燥技術的出現，為(wei) 解決(jue) 這一問題提供了可行性技術。
食品凍幹機作為(wei) 重要的幹燥設備之一，被廣泛應用於(yu) 食品工業(ye) 、藥品工業(ye) 、化妝品工業(ye) 及生物技術工業(ye) 。它可以通過減少水分含量延長食品的保存期限，並保持物質的形態、結構和營養(yang) 素，從(cong) 而使食品保持原有的品質和營養(yang) 。
隨著現代工業(ye) 的發展及產(chan) 業(ye) 升級的加快，幹燥技術也有了較大的發展進步，並逐漸在產(chan) 品質量和成品形成的速率等方麵發揮關(guan) 鍵作用。未來食品的幹燥方式是向能耗汙染較低、資源循環利用的方向發展。
目前保質幹燥技術如熱泵幹燥、冷凍幹燥等，有的幹燥效率低，投資成本較高，有的能耗較高，工業(ye) 化應用不夠普及。而熱風幹燥具有操作流程簡便、投資成本低等優(you) 點，且過熱蒸汽幹燥作為(wei) 一個(ge) 節能環保可回收的幹燥方式，在食品領域中已經有越來越多的應用，獲得了市場的認可。
目前過熱蒸汽-熱風聯合幹燥技術應用於(yu) 食品領域的研究較少、聯合幹燥的發展是大勢所趨。
01、過熱蒸汽和熱風幹燥機理
一、過熱蒸汽幹燥機理
過熱蒸汽幹燥是指把過熱蒸汽作為(wei) 傳(chuan) 熱介質，利用其攜帶的大量潛在熱量而去除水分的一種幹燥技術[2］。其中過熱蒸汽(SHS) 指的是 100 ～ 400 ℃的高溫蒸汽，這是一種在沸點時從(cong) 產(chan) 品內(nei) 部蒸發水分而沒有擴散阻力的幹燥方法[3］。
過熱蒸汽幹燥是指讓物料在過熱蒸汽中進行幹燥，使得物料內(nei) 部的水分比較容易被蒸發。過熱蒸汽主要指在一定的壓力下，過熱蒸汽的溫度要求遠遠高於(yu) 同一壓力下的飽和蒸汽溫度，吸收一定量的蒸餾水後轉化為(wei) 飽和蒸汽。所以過熱蒸汽可被當作是一種能夠吸水的氣體(ti) ，也可被當作幹燥介質來對濕的物料進行熱、質傳(chuan) 遞[4］。
當用過熱蒸汽幹燥時，同一加熱壓力下的物料溫度與(yu) 沸點的溫度相同，氣流和表麵的溫差就是運輸熱量的主要驅動力，熱氣流中僅(jin) 僅(jin) 包含了水蒸氣和空氣，因此水分的運動主要取決(jue) 於(yu) 壓差產(chan) 生的體(ti) 積 流，而不是依賴於(yu) 蒸汽分壓差來產(chan) 生的遷移[5］。
過熱蒸汽幹燥係統示意圖如圖 1 所示。
圖 1 過熱蒸汽幹燥係統示意圖
過熱蒸汽經過熱蒸汽發生器產(chan) 生後，於(yu) 幹燥室中幹燥物料，其壓縮加熱後，可產(chan) 生循環蒸汽進行循環利用。230 ～ 250 ℃ 的尾氣經回收係統可回收利用，其熱能可直接用於(yu) 加熱等過程。過熱蒸汽經冷凝後產(chan) 生冷凝液，可從(cong) 其中提取有價(jia) 物質。
過熱蒸汽幹燥的傳(chuan) 質與(yu) 傳(chuan) 熱過程：
過熱蒸汽幹燥的傳(chuan) 質、傳(chuan) 熱過程如圖 2 及圖 3所示[6］。
圖 2 過熱蒸汽幹燥傳(chuan) 質圖
圖 3 過熱蒸汽幹燥傳(chuan) 熱圖
如圖 2 所示，P0 為(wei) 主流區的壓力，P1 為(wei) 層流內(nei) 層氣化水分的蒸汽壓，P2 為(wei) 緩衝(chong) 層中的蒸汽壓力，P3為(wei) 析出水蒸氣的壓力。過熱蒸汽經過層流內(nei) 層向空氣中擴散時，阻力是最大的，再經過緩衝(chong) 過渡層，最終達到空氣的湍流主體(ti) ，阻力逐漸減小。所以 P1 和 P0間的壓差最大，P3 和 P0 之間的壓差最小，P2 處於(yu) P1與(yu) P3 之間。
如圖 3 所示，過熱蒸汽處理物料時，熱量Q 從(cong) 外向內(nei) 傳(chuan) 遞，與(yu) 物料表麵的水分子形成飽和氣膜，氣化水分和內(nei) 部水分子向外擴散。
幹燥中的傳(chuan) 質是由於(yu) 溫度梯度引起的熱能擴散。在幹燥過程中，能量傳(chuan) 遞貫穿於(yu) 物料的換熱過程，隨著質量的傳(chuan) 遞，物料中的焓值也會(hui) 被帶走，所以傳(chuan) 熱傳(chuan) 質並不是相對獨立的。
質量的傳(chuan) 輸和微觀粒子的運動與(yu) 轉移有關(guan) ，比如物質分子、原子等。過熱蒸汽主要用於(yu) 破壞結合水，克服水和蒸汽流動的摩擦阻力，通過對流將熱量傳(chuan) 遞給物料，提高物料內(nei) 外水分子的動能[7］。
過熱蒸汽由於(yu) 能吸水，水分在幹燥時由物料內(nei) 部向外部轉移，水分剛擴散出來就會(hui) 被過熱蒸汽及時地吸收，傳(chuan) 質是幾乎沒有阻力的。
二、熱風幹燥機理
熱風幹燥( HD) 是以熱風為(wei) 傳(chuan) 熱的介質，進行水的傳(chuan) 質和物料間的傳(chuan) 熱，使物料內(nei) 部的水分慢慢蒸發出來的過程[8］。此幹燥方法是通過熱風與(yu) 食品接觸後，將熱量傳(chuan) 遞到食品表麵，再由食品表麵緩慢向內(nei) 部擴散的一種幹燥方法[9］。
熱風幹燥是利用介質傳(chuan) 熱將能源轉化為(wei) 熱媒，其形成的熱空氣與(yu) 物料接觸將熱量傳(chuan) 給物料。物料內(nei) 部水分轉移到外部，當物料達到一定的含水量時，水分遷移的過程就會(hui) 趨於(yu) 停止。
同時，受熱物料表麵溫度高於(yu) 物料中心，形成溫度梯度，阻礙水分從(cong) 中心往表麵轉移[10］，從(cong) 而導致熱風的幹燥速率較慢，物料的表皮易硬化。
熱風到達幹燥室後，通過溫度控製係統將物料中的水分蒸發使其變成幹製品。熱風幹燥係統的原理如圖 4 所示。
圖 4 熱風幹燥係統原理圖
熱風幹燥的傳(chuan) 質與(yu) 傳(chuan) 熱過程：
在物料進行熱風幹燥的過程中，傳(chuan) 質過程由內(nei) 向外，水分從(cong) 物料的內(nei) 部蒸發出來，熱量跟隨熱風從(cong) 外向內(nei) 傳(chuan) 遞。熱風幹燥傳(chuan) 熱傳(chuan) 質過程如圖 5 所示。
圖 5 熱風幹燥傳(chuan) 熱傳(chuan) 質示意圖
研究傳(chuan) 熱一方麵是在幹燥過程中提高傳(chuan) 熱效率，為(wei) 減小設備尺寸、節省費用提供新的思路；一方麵是為(wei) 了提高保溫效果、減少能量損失。熱風幹燥在傳(chuan) 熱傳(chuan) 質的過程中，熱量從(cong) 外部向內(nei) 部傳(chuan) 遞，水分從(cong) 內(nei) 部向外部蒸發。當水分還未全部轉移出來，物料的外殼就已經風幹硬化，阻礙了內(nei) 部水分的擴散。
02、幹燥技術的應用
一、單一幹燥工藝技術的應用
（一）過熱蒸汽幹燥的應用
過熱蒸汽幹燥技術已被應用於(yu) 木材、紙張、汙泥幹燥等方麵，並取得了一定的研究成果。隨著幹燥技術的不斷改進創新，過熱蒸汽幹燥作為(wei) 一種節能環保安全的幹燥技術在食品領域中的應用也愈加廣泛( 表 1) 。
在過熱蒸汽幹燥過程中，物料中的水分由內(nei) 向外擴散至表麵時，及時被過熱蒸汽吸收，傳(chuan) 質幾乎沒有阻力。其適合需要滅菌和鈍化其酶活性的物料，如穀物類食品、果蔬肉製品等的幹燥，但由於(yu) 其幹燥溫度較高，不適合熱敏性物料。
表 1 過熱蒸汽幹燥在不同食品種類中的應用
過熱蒸汽技術在食品幹製品品質、幹燥特性等方麵均有較大優(you) 勢，使用過熱蒸汽幹燥食品，特別是低壓過熱蒸汽在保證成品質量的同時，可降低酶的活性和氧化損失，與(yu) 其他的幹燥工藝相比更具優(you) 勢[16］。
（二）熱風幹燥的應用
在食品加工領域，90% 的果蔬幹製品都是由熱風幹燥獲得。除了傳(chuan) 統的糧油作物、果蔬類等食品的幹燥，熱風幹燥在其他食品中的應用範圍也越來越廣( 表2) ，如食用牡丹、猴頭菇、八角等。但由於(yu) 受熱不均勻等不足可能引發物料褐變、葉綠素降解等質量問題，再加上能耗較大，幹燥速率低等不足之處，傳(chuan) 統熱風幹燥已不能滿足現代高質量食品的發展需求。
表 2 熱風幹燥在不同食品種類中的應用
盡管熱風幹燥在食品的營養(yang) 、外觀、幹燥速率等方麵存在著應用缺陷，但作為(wei) 傳(chuan) 統且應用範圍較廣的一項幹燥技術，其存在和發展也有一定的積極意義(yi) 。如設備投資少、適用性強、操作、控製簡單，在一定程度上能解放勞動力，避免農(nong) 作物的收獲率受到天氣的影響等。
二、過熱蒸汽和熱風在聯合幹燥中的應用
單一的幹燥方式不能滿足未來食品幹燥的發展需求，如未來食品的形態、個(ge) 性化以及綠色高效優(you) 質等要求，而聯合幹燥方式更適合未來食品幹燥技術的創新和發展。用單一的熱風幹燥方式幹燥複雜物料，很難達到質量要求。
若把熱風幹燥技術與(yu) 其他幹燥技術結合起來進行優(you) 勢互補，在不同幹燥階段采用不同的幹燥方式，不僅(jin) 能達到節能高效的目的，而且有助於(yu) 控製整個(ge) 幹燥進程，獲得高品質的成品。
（一）過熱蒸汽在聯合幹燥中的應用
過熱蒸汽幹燥在肉類、果蔬類等不同物料中的應用，表明過熱蒸汽幹燥在食品幹燥領域中具備良好的發展潛力，特別是過熱蒸汽幹燥在逆轉點溫度以上比熱風幹燥速率快，幹燥品質高。
過熱蒸汽幹燥進行劇烈，並且蒸汽溫度較高，故幹燥後期會(hui) 對物料品質產(chan) 生一定的影響，因此可進行過熱蒸汽幹燥與(yu) 其他低溫幹燥方式相結合的聯合幹燥技術的研究[22］。目前已經有很多幹燥技術與(yu) 過熱蒸汽進行聯合，形成了諸多新的聯合幹燥技術( 表 3) 。
表 3 過熱蒸汽在聯合幹燥中的應用
過熱蒸汽以自身優(you) 勢與(yu) 其他幹燥方式進行聯合，形成了一項新的幹燥技術，在一定程度上中和了雙方技術的優(you) 勢及不足之處，如過熱蒸汽與(yu) 真空聯合幹燥兼具了過熱蒸汽幹燥速率高和真空幹燥品質高的特點，改善了成品的品質，提高了幹製效率，是幹燥技術的又一次革新，為(wei) 未來聯合幹燥技術的廣泛使用提供了更多的理論和實踐經驗。
（二）熱風在聯合幹燥中的應用
熱風幹燥目前的應用不局限於(yu) 果蔬，而是在食品其他領域有著較多的應用，正逐步發揮著它更大的作用。若想使熱風幹燥在發展的過程中不被淘汰，就意味著技術的成熟與(yu) 進步，如今已經有越來越多的技術和熱風幹燥進行聯合，從(cong) 而形成新的幹燥技術( 表 4) 。
表 4 熱風在聯合幹燥中的應用
由於(yu) 單一幹燥方式難以滿足食品的高品質要求，可根據物料的不同特性，不同狀態的水分遷移難易狀況等，將物料脫水分階段進行聯合幹燥處理。
熱風幹燥通過與(yu) 其他的幹燥方式進行結合，在幹燥成品的幹燥速率、品質能耗等方麵都得到了改善，如射頻幹燥能彌補熱風幹燥不均勻的不足，真空冷凍-熱風聯合幹燥兼具了熱風幹燥低成本和冷凍幹燥品質高的特點。
聯合幹燥即將多種單元化操作按照優(you) 勢互補的原則結合在一起，雖然增加了工序，但在一定程度上克服了單一幹燥所引起的問題，為(wei) 熱風幹燥在未來食品中的應用發展提供了思路，其將會(hui) 有更廣闊的應用空間。
三、過熱蒸汽與(yu) 熱風的對比以及聯合幹燥
過熱蒸汽幹燥技術具有一些熱風幹燥所不具備的優(you) 點: 幹燥速率快、淨能耗低、排放物少，特別適合高水分物料幹燥，但並未真正推廣為(wei) 工農(nong) 業(ye) 所用。在傳(chuan) 統的幹燥技術中，以熱風幹燥為(wei) 代表，具有操作步驟簡便、生產(chan) 成本低、使用範圍廣等特點，在農(nong) 產(chan) 品幹燥生產(chan) 實踐作為(wei) 最主要的幹燥方式之一[34］。
（一）過熱蒸汽和熱風幹燥的對比幹燥
由於(yu) 過熱蒸汽在幹燥過程和熱風幹燥相似，這 2種幹燥方式各有優(you) 缺點，通過對其應用的對比( 表5) ，分析兩(liang) 者的優(you) 缺點，可將其優(you) 缺點結合起來，取長補短。
熱風幹燥的傳(chuan) 質是通過水分的擴散作用將水分從(cong) 濕物料的表麵傳(chuan) 到熱風中，而過熱蒸汽幹燥則是通過濕物料表麵和過熱蒸汽之間的蒸汽分壓差產(chan) 生的體(ti) 積流達到傳(chuan) 質目的，此傳(chuan) 質過程幾乎無阻力，所以後者的傳(chuan) 質速度更快，幹燥時間更短。在縮短幹燥時間、節省能源使用、保證操作安全的同時，食品的幹燥品質也達到較好的狀態。
表 5 過熱蒸汽和熱風幹燥應用對比
針對過熱蒸汽和熱風幹燥在農(nong) 產(chan) 品、肉製品、奶製品等不同種類食品的應用，將其品質速率、幹燥成本等進行對比。
品質速率: 經過熱蒸汽處理過的食品，外觀品質較好，收縮率較低，結構更完整。由於(yu) 過熱蒸汽的溫度較高，物料中大部分的微生物因不耐高溫而被滅活或被抑製了活性。過熱蒸汽處理過的雜糧，其黴菌毒素的化學結構被破壞、數量減少[42］。
學者通過對酒精糟研究發現: 由於(yu) 過熱蒸汽幹燥過程無傳(chuan) 質阻力，可大幅提高幹燥效率，對於(yu) 對流傳(chuan) 熱係數，熱風幹燥比過熱蒸汽幹燥低[43］。
上述結果表明，過熱蒸汽幹燥產(chan) 品質量優(you) 越，可彌補熱風幹燥品質不一的不足。過熱蒸汽幹燥一定程度上節約了能源，較大程度提高了幹燥機的熱效率。
幹燥成本:
設備生產(chan) 投資大、結構較為(wei) 複雜。鑒於(yu) 過熱蒸汽對設備的腐蝕，生產(chan) 中對設備的材料要求較高[44］。幹燥設備為(wei) 閉路循環係統，要求在喂料和卸料時密封性能要好[4］。有學者依據使用過熱蒸汽幹燥 1 kg 水的熱量淨消耗量，分析了立式振動輸送幹燥機的能量消耗，其熱能和電能的消耗分別降低了大約 74% 和 20%[5］。又有學者用過熱蒸汽蒸發 1 kg水消耗了 815.4 kJ 的能量，其能量比熱風幹燥低[45］。
上述結果表明，過熱蒸汽幹燥機器成本較高而幹燥過程消耗成本較低，熱風幹燥可在一定程度上降低生產(chan) 成本。
通過過熱蒸汽和熱風幹燥的應用對比可得，2 種幹燥方式各有優(you) 缺點。在一定的物料範圍內(nei) ，過熱蒸汽幹燥成品在營養(yang) 品質、幹燥速率等方麵都優(you) 於(yu) 熱風幹燥。
過熱蒸汽幹燥技術在食品幹燥領域的工業(ye) 化生產(chan) 中還有較大的發展空間，由於(yu) 其溫度過高，在食品領域的應用還有一定的限製，工廠化生產(chan) 有待發展。
熱風幹燥的範圍較廣，是目前的主流工業(ye) 化生產(chan) 的方式，但需要革新。兩(liang) 者對比，如何進行優(you) 勢互補，協同共進才是幹燥技術發展需要考慮的問題。
（二）過熱蒸汽和熱風幹燥的聯合幹燥
研究表明，聯合幹燥可以縮短幹燥時間，提高能量效率和物料品質。
聯合幹燥方式可將各種幹燥技術的優(you) 點結合起來，根據物料的特性而形成多樣化的節能環保快速的新型幹燥技術，使幹燥速率更快、幹燥成品的品質更高，更適應現代工業(ye) 化的生產(chan) 需求。
過熱蒸汽和熱風聯合幹燥既推動了傳(chuan) 統熱風幹燥的改進創新，又擴大了過熱蒸汽的應用範圍( 表 6) 。
過熱蒸汽和熱風幹燥可通過優(you) 勢互補進行聯用，結合過熱蒸汽和熱風幹燥的原理，通過過熱蒸汽-熱風幹燥一體(ti) 化裝備可實現將過熱蒸汽幹燥過程中產(chan) 生的尾氣回收，通過進行溫濕度調節形成熱風，直接用於(yu) 熱風幹燥中。
此過程可將過熱蒸汽幹燥中產(chan) 生的廢棄熱量回收利用，避免了熱風產(chan) 生過程的熱量消耗。此時的熱風幹燥可變為(wei) 無氧熱風幹燥，在提高操作安全性和幹燥速率的同時，也避免物料在幹燥過程中與(yu) 氧氣接觸發生氧化褐變。
表 6 過熱蒸汽-熱風聯合幹燥的應用
03、總結與(yu) 展望
針對不同幹燥特性的物料可進行不同的組合方式，如何以最優(you) 的組合條件進行聯合幹燥還需要進一步的優(you) 化研究。可將不同的幹燥技術進行對比，得出其優(you) 勢互補之處進行聯合使用，既加快了幹燥效率，又提升了幹燥品質，在一定程度上節省了能源，降低了加工成本，更適應了未來食品的發展需求。
過熱蒸汽和熱風幹燥可在一定程度上取長補短，並落地應用，表明了過熱蒸汽和熱風幹燥具有很大的發展潛力，可廣泛應用於(yu) 食品幹燥領域乃至其他領域。未來研究方向:
( 1) 構建幹燥模型模擬幹燥行為(wei) 。通過建立幹燥模型來模擬過熱蒸汽-熱風幹燥聯合幹燥的幹燥行為(wei) ，從(cong) 而驗證此幹燥技術和一體(ti) 化裝備的可行性。
( 2) 明確不同物料的物性及工藝特點。可根據所需幹燥物料的幹燥特性、加工需求、工業(ye) 化發展等方麵特性獲得物料幹燥的最佳聯合幹燥方式。
( 3) 推進工廠化生產(chan) 落地應用。研究過熱蒸汽熱風幹燥一體(ti) 化裝備，將過熱蒸汽和熱風 2 種幹燥技術裝備進行集成，共用一個(ge) 幹燥倉(cang) 體(ti) ，過熱蒸汽處理後，切斷蒸汽通道，接通熱風管道實施熱風幹燥處理。同時，可設置過熱蒸汽回收裝置用來強化熱風幹燥過程。
大棗幹燥數據對比：
棗果特點
l 色、香、味、營養(yang) 物質
l 季節性強
l 不易儲(chu) 運
l 種植麵積大，產(chan) 量高，加工需求顯現
2. 試驗方法
l FD:冷阱溫度-55 oC，壓強15 Pa，麵板加熱溫度為(wei) 25 oC，冷凍幹製時間為(wei) 48 h；
l AD:50 oC、60 oC、70 oC，風速0.75 m/s；
l SD:常溫下晾曬；
l MD: 45 W、65 W、95 W、135 W，物料質量450 g；
l 聯合幹燥優(you) 化：不同水分轉換點選擇。
表3-1 熱風幹燥中不同薄層幹燥模型的擬合結果
|
No. |
T(ºC) |
Constants |
R2 |
χ2 |
RMSE |
|||
|
1 |
50 |
k=0.02357 |
|
|
|
0.9937 |
4.4×10-4 |
0.0207 |
|
60 |
k=0.04557 |
|
|
|
0.9949 |
3.8×10-4 |
0.0190 |
|
|
70 |
k=0.07492 |
|
|
|
0.9923 |
6.3×10-4 |
0.0241 |
|
|
2 |
50 |
k=0.01439 |
n=1.13249 |
|
|
0.9996 |
3.0×10-5 |
0.0053 |
|
60 |
k=0.03131 |
n=1.12192 |
|
|
0.9997 |
3.0×10-5 |
0.0052 |
|
|
70 |
k=0.05025 |
n=1.15611 |
|
|
0.9992 |
7.0×10-5 |
0.0077 |
|
|
3 |
50 |
k=0.65137 |
n=0.03619 |
|
|
0.9937 |
4.5×10-4 |
0.0207 |
|
60 |
k=0.957 |
n=0.04761 |
|
|
0.9949 |
4.0×10-4 |
0.0191 |
|
|
70 |
k=1.16126 |
n=0.06451 |
|
|
0.9923 |
6.8×10-4 |
0.0240 |
|
|
4 |
50 |
k=0.02461 |
a=1.03715 |
|
|
0.9963 |
2.7×10-4 |
0.0160 |
|
60 |
k=0.04725 |
a=1.0317 |
|
|
0.9968 |
2.5×10-4 |
0.0151 |
|
|
70 |
k=0.07767 |
a=1.03123 |
|
|
0.9943 |
5.0×10-4 |
0.0206 |
|
|
5 |
50 |
k=0.01971 |
a=1.13091 |
c=-0.11693 |
|
0.9989 |
8.0×10-5 |
0.0086 |
|
60 |
k=0.03847 |
a=1.11857 |
c=-0.10711 |
|
0.9992 |
7.0×10-5 |
0.0078 |
|
|
70 |
k=0.05731 |
a=1.18251 |
c=-0.17505 |
|
0.9988 |
1.2×10-4 |
0.0096 |
|
|
6 |
50 |
k0=0.02461 |
k1=0.02461 |
a=0.51859 |
b=0.51859 |
0.9963 |
2.8×10-4 |
0.0159 |
|
60 |
k0=0.04725 |
k1=0.04725 |
a=0.51583 |
b=0.51583 |
0.9968 |
2.8×10-4 |
0.0151 |
|
|
70 |
k0=0.07767 |
k1=0.07767 |
a=0.51561 |
b=0.51561 |
0.9968 |
2.8×10-4 |
0.0139 |
|
|
7 |
50 |
k=0.03112 |
a=1.651 |
|
|
0.9998 |
2.0×10-5 |
0.0044 |
|
60 |
k=0.05933 |
a=1.63196 |
|
|
0.9998 |
2.0×10-5 |
0.0043 |
|
|
70 |
k=0.10107 |
a=1.68409 |
|
|
0.9995 |
5.0×10-5 |
0.0065 |
|
|
8 |
50 |
a=-0.01951 |
b=0.00011 |
|
|
0.9999 |
6.1×10-6 |
0.0024 |
|
60 |
a=-0.03768 |
b=0.00041 |
|
|
1.0000 |
3.1×10-6 |
0.0017 |
|
|
70 |
a=0.06133 |
b=0.00106 |
|
|
0.9998 |
2.0×10-5 |
0.0041 |
|
|
9 |
50 |
a=1.0372 |
c=0.05726 |
L=1.52531 |
|
0.9963 |
2.7×10-4 |
0.0158 |
|
60 |
a=1.0317 |
c=0.14772 |
L=1.76809 |
|
0.9968 |
2.6×10-4 |
0.0150 |
|
|
70 |
a=1.03128 |
c=0.13831 |
L=1.33431 |
|
0.9943 |
5.5×10-4 |
0.0206 |
|
|
10 |
50 |
c=1.13947 |
L=6.88594 |
n=1.13268 |
|
0.9996 |
3.0×10-5 |
0.0053 |
|
60 |
c=1.89469 |
L=6.22436 |
n=1.12208 |
|
0.9997 |
3.0×10-5 |
0.0051 |
|
|
70 |
c=1.80915 |
L=4.71044 |
n=1.15644 |
|
0.9992 |
8.0×10-5 |
0.0078 |
|
表3-2 微波幹燥中不同薄層幹燥模型的擬合結果
|
Model No. |
P(W) |
Model constants |
R2 |
χ2 |
RMSE |
|||
|
1 |
45 |
k=0.03627 |
|
|
|
0.97682 |
1.82×10-3 |
0.04176 |
|
65 |
k=0.04957 |
|
|
|
0.98566 |
1.14×10-3 |
0.03286 |
|
|
90 |
k=0.09718 |
|
|
|
0.96752 |
3.09×10-3 |
0.05241 |
|
|
135 |
k=0.14392 |
|
|
|
0.96294 |
3.96×10-3 |
0.05745 |
|
|
2 |
45 |
k=0.01382 |
n=1.29872 |
|
|
0.99954 |
4.0×10-5 |
0.00606 |
|
65 |
k=0.02594 |
n=1.21912 |
|
|
0.99881 |
1.0×10-4 |
0.00946 |
|
|
90 |
k=0.03984 |
n=1.39998 |
|
|
0.99925 |
8.0×10-5 |
0.00789 |
|
|
135 |
k=0.06173 |
n=1.46601 |
|
|
0.99948 |
7.0×10-5 |
0.00683 |
|
|
3 |
45 |
k=0.06022 |
n=0.60224 |
|
|
0.97682 |
1.9×10-3 |
0.04173 |
|
65 |
k=0.0704 |
n=0.70401 |
|
|
0.98566 |
1.21×10-3 |
0.03290 |
|
|
90 |
k=0.09858 |
n=0.98581 |
|
|
0.96752 |
3.53×10-3 |
0.05240 |
|
|
135 |
k=0.11996 |
n=1.1996 |
|
|
0.96294 |
4.94×10-3 |
0.05739 |
|
|
4 |
45 |
k=0.03948 |
a=1.07267 |
|
|
0.98688 |
1.07×10-3 |
0.03132 |
|
65 |
k=0.05286 |
a=1.05607 |
|
|
0.99161 |
7.1×10-4 |
0.02520 |
|
|
90 |
k=0.10473 |
a=1.06444 |
|
|
0.97663 |
2.54×10-3 |
0.04444 |
|
|
135 |
k=0.15301 |
a=1.05239 |
|
|
0.96988 |
4.02×10-3 |
0.05177 |
|
|
5 |
45 |
k=0.02329 |
a=1.39127 |
c=-0.36058 |
|
0.99717 |
2.4×10-4 |
0.01449 |
|
65 |
k=0.03931 |
a=1.201 |
c=-0.17122 |
|
0.99606 |
3.5×10-4 |
0.01717 |
|
|
90 |
k=0.04651 |
a=1.71385 |
c=-0.68966 |
|
0.99492 |
6.4×10-4 |
0.02066 |
|
|
135 |
k=0.04268 |
a=2.50766 |
c=-1.49348 |
|
0.99674 |
5.8×10-4 |
0.01703 |
|
|
6 |
45 |
k0=0.03948 |
k1=0.03948 |
a=0.53635 |
b=0.53635 |
0.98688 |
1.18×10-3 |
0.03136 |
|
65 |
k0=0.05285 |
k1=0.05285 |
a=0.52801 |
b=0.52801 |
0.99161 |
8.0×10-4 |
0.02513 |
|
|
90 |
k0=0.10472 |
k1=0.10472 |
a=0.53221 |
b=0.53221 |
0.97663 |
3.56×10-3 |
0.00198 |
|
|
135 |
k0=0.15301 |
k1=0.15301 |
a=0.52619 |
b=0.52619 |
0.96988 |
8.04×10-3 |
0.05177 |
|
|
7 |
45 |
k=0.05474 |
a=1.84829 |
|
|
0.99949 |
4.0×10-5 |
0.00606 |
|
65 |
k=0.07094 |
a=1.77405 |
|
|
0.99898 |
9.0×10-5 |
0.00897 |
|
|
90 |
k=0.15459 |
a=1.92932 |
|
|
0.99875 |
1.4×10-4 |
0.01043 |
|
|
135 |
k=0.23583 |
a=1.97083 |
|
|
0.99816 |
2.5×10-4 |
0.01291 |
|
|
8 |
45 |
a=-0.02829 |
b=0.0002 |
|
|
0.9971 |
2.4×10-4 |
0.01483 |
|
65 |
a=-0.04048 |
b=0.00046 |
|
|
0.99746 |
2.1×10-4 |
0.01371 |
|
|
90 |
a=-0.07243 |
b=0.00112 |
|
|
0.99463 |
5.8×10-4 |
0.02124 |
|
|
135 |
a=-0.10134 |
b=0.00157 |
|
|
0.99649 |
4.7×10-4 |
0.01770 |
|
|
9 |
45 |
a=1.07274 |
c=162.6151 |
L=64.17423 |
|
0.98688 |
1.13×10-3 |
0.03144 |
|
65 |
a=1.05608 |
c=17.52285 |
L=18.20675 |
|
0.99161 |
7.5×10-4 |
0.02413 |
|
|
90 |
a=1.06451 |
c=2.04603 |
L=4.41963 |
|
0.97663 |
2.97×10-3 |
0.04450 |
|
|
135 |
a=1.05247 |
c=1.0317 |
L=2.59635 |
|
0.96988 |
5.36×10-3 |
0.05177 |
|
|
10 |
45 |
c=0.0589 |
L=1.74752 |
n=1.2988 |
|
0.99954 |
4.0×10-5 |
0.00592 |
|
65 |
c=0.11022 |
L=1.8097 |
n=1.21934 |
|
0.99891 |
9.0×10-5 |
0.00871 |
|
|
90 |
c=0.10925 |
L=1.43366 |
n=1.39997 |
|
0.99925 |
7.0×10-5 |
0.00683 |
|
|
135 |
c=0.07379 |
L=1.06264 |
n=1.46588 |
|
0.99948 |
6.0×10-5 |
0.00548 |
|
表3-3 不同幹製方法對棗果Ps、TFs、Vc和抗氧化特性的影響
|
幹製處理 |
TPs (mg GA/g DW) |
TFs (mg Rutin/g DW) |
Vc (mg/ g DW) |
FRAP (mg Vc/g DW) |
DPPH (mg Trolox/g DW) |
ABTS (mg Trolox/g DW) |
|
Fresh FD AD50 AD60 AD70 SD MD |
13.85 ± 0.58b 20.98 ± 1.77a 11.24 ± 0.43c 12.90 ± 0.80b 12.80 ± 1.07b 9.66 ± 0.51d 13.64 ± 1.20b |
9.83 ± 0.34b 11.61 ± 0.14a 8.86 ± 0.44b 7.20 ± 0.37c 8.41 ± 0.25bc 7.20 ± 0.31c 10.50± 1.16ab |
10.02 ± 0.2 7.91 ± 0.10b 0.41 ± 0.01f 0.72 ± 0.02e 1.27 ± 0.01c ND 0.66 ± 0.09d |
15.17 ± 0.53 a 15.50 ± 0.24 a 7.99 ± 0.40c 6.02 ± 0.16d 7.97 ± 0.40c 5.52 ± 0.11e 14.52 ± 0.13b |
26.27 ± 0.41a 8.51 ± 0.13b 5.17 ± 0.17d 5.60 ± 0.07c 5.53 ± 0.10c 4.49 ± 0.05e 4.96 ± 0.11d |
72.10 ± 0.66a 33.65 ± 0.37b 13.87 ± 0.34c 13.75 ± 0.49c 14.42 ± 0.25c 12.64 ± 0.15d 28.00 ± 0.24e |
表3-2 不同幹製方法對棗果酚類物質含量影響
|
幹製處理 |
兒(er) 茶素 (mg/100 g DW) |
香草酸 (mg/100 g DW) |
咖啡酸 (mg/100 g DW) |
丁香酸 (mg/100 g DW) |
表兒(er) 茶素 (mg/100 g DW) |
蘆丁 (mg/100 g DW) |
|
Fresh FD AD50 AD60 AD70 SD MD |
15.40 ± 0.70cd 33.69 ± 2.30a 14.16 ± 0.25e 14.38 ± 0.52d 16.82 ± 0.77bc 12.61 ± 0.50f 17.68 ± 0.22b |
7.97 ± 0.56a 8.80 ± 0.33a 5.53 ± 0.16c 5.38 ± 0.14c 6.73 ± 0.80b 4.92 ± 0.12d 4.80 ± 0.19d |
1.56 ± 0.06a 0.51 ± 0.01b ND ND ND ND ND |
5.14 ± 0.24a 5.36 ± 0.11a 3.78 ± 0.08c 3.87 ± 0.13bc 4.03 ± 0.11b 3.01 ± 0.03e 3.36 ± 0.04d |
2.84 ± 0.32b 6.22 ± 0.64a ND 0.50 ± 0.09d 0.17 ± 0.01e ND 4.44 ± 0.17c |
8.54 ± 0.13a 8.32 ± 0.1b 7.80 ± 0.38b 8.75 ± 0.69a 8.30 ± 0.29ab 6.49 ± 0.22c 8.95 ±0.36a |
表3-5不同幹製方法的棗果中WSP的色譜峰RT及其Mp
|
幹製 |
WSP |
||
|
處理 |
RT (min) |
Mp (kDa) |
|
|
Fresh
AD50 AD60
AD70
SD
MD |
11.434 ± 0.018 15.490 ± 0.013 12.155 ± 0.014 12.172 ± 0.010 13.420 ± 0.028 12.184 ± 0.022 14.064 ± 0.011 12.168 ± 0.011 14.314 ± 0.007 12.352 ± 0.007 14.305 ± 0.011 |
737.43 ± 9.08a 48.67 ± 0.44g 454.89 ± 4.31b 449.58 ± 3.19b 194.90 ± 3.69d 446.15 ± 6.77b 126.58 ± 0.96e 451.09 ± 3.21b 107.02 ± 0.56f 398.58 ± 1.81c 107.71 ± 0.81f |
|
表3-6不同幹製方法的棗果中CSP的色譜峰RT及其Mp
|
幹製 |
CSP |
|
|
處理 |
RT (min) |
Mp (kDa) |
|
Fresh AD50 AD60
AD70
SD MD |
11.860 ± 0.008 12.130 ± 0.010 12.158 ± 0.011 13.562 ± 0.008 12.198 ± 0.010 13.844 ± 0.012 12.155 ± 0.011 11.880 ± 0.010 16.604 ± 0.012 |
568.59 ± 4.318a 462.56 ± 3.07c 453.97 ± 3.44d 177.20 ± 1.01f 442.11 ± 3.14e 146.67 ± 0.69g 454.88 ± 4.31cd 546.92 ± 3.63b 23.09 ± 0.18h |
表3-7 不同幹製方法的棗果中SSP的色譜峰RT及其Mp
|
幹製 |
SSP |
|||
|
處理 |
RT (min) |
Mp (kDa) |
||
|
Fresh
AD50
AD60
AD70
SD
MD |
11.996 ± 0.011 15.146 ± 0.005 12.008 ± 0.011 15.146 ± 0.014 12.001 ± 0.022 15.368 ± 0.024 12.003 ± 0.023 15.460 ± 0.014 12.007 ± 0.012 17.075 ± 0.007 12.005 ± 0.014 15.726 ± 0.007 |
506.02 ± 3.83a 61.29 ± 0.38b 502.14 ± 3.57a 61.31± 0.58b 503.67 ± 7.6 52.86 ± 0.88c 503.67 ± 7.1 49.67 ± 0.47d 502.48 ± 4.40a 16.83 ± 0.08e 502.98 ± 4.76a 41.56 ± 0.20e |
||
主要結論
提高AD溫度或MD功率大大縮短時間，棗果AD過程是一個(ge) 沒有明顯拐點的降速幹燥階段；棗果MD分提速階段、快速幹燥階段、降速幹燥階段；
有效擴散係數Deff一方麵隨功率或溫度的升高而逐漸增大；另一方麵，Deff隨著水分含量的降低而升高；
幹製處理均導致山梨醇含量的降低；FD能夠很好的保持棗果中的果糖和葡萄糖；但蔗糖含量顯著上升(p<0.05)，而其它幹製處理均導致棗果中蔗糖含量的顯著下降(p<0.05)；
50%wb-45W的熱風微波幹燥組合是較為(wei) 理想的大棗熱風-微波聯合幹燥方式。
幹製處理導致棗果CWM、WSP和SSP含量顯著下降(p<0.05)而其CSP含量顯著增加(p<0.05)；高溫或低溫處理均導致棗果中CWM、WSP和SSP含量的更嚴(yan) 重的降低。
主要結論
FD處理很好的保留棗果中的cAMP和cGMP，而其餘(yu) 幹製處理均導致cAMP和cGMP含量的顯著下降(p<0.05)；除FD處理外，AD50處理其cAMP和cGMP保留率同時達到zui高，高溫或者低溫均導致cAMP和cGMP含量更為(wei) 嚴(yan) 重的下降。
綜合以上分析不難得出，去除水分同時保證栆類各營養(yang) 成份的幹燥方式就是真空冷凍幹燥。經過多年發展真空冷凍幹燥同其它幹燥方式相比成本高的弱點已經基本消除。
真空冷凍幹燥食品即將跨越式進入食品市場，以其*的形象展現給消費者。
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