青葱微波真空干燥特性及工艺优化的研究

论文摘要

葱（Allium fistulosum Linn.）为百合科葱属多年生宿根草本植物，不仅营养丰富，而且具有极高的保健功效。中国是葱属类产品的种植大国，其中干制葱产品作为主要出口葱类制品在国际市场占据相当大的市场份额。本课题采用微波真空干燥技术对青葱进行干制加工，研究青葱的微波真空干燥特性，建立干燥动力学模型，量化各干燥参数与干燥时间及含水率之间的关系；研究微波真空干燥对青葱主要品质的影响及品质变化的关键点，在此基础上研究青葱微波真空干燥的最佳工艺参数，并对比微波真空与传统热风干燥、真空冷冻干燥的能耗效率及青葱干品的主要品质，分析青葱微波真空干燥的可行性。1、采用微波真空干燥技术对青葱进行干制加工，研究微波功率、真空度、物料层厚度、装载量各因素对青葱失水特性的影响。试验结果阐明：青葱微波真空干燥过程具有划分明显的升速、恒速及降速三个干燥阶段；物料层厚度为50mm时，干燥所需时间最短，增大或减小物料层厚度，都会延长干燥时间；增加微波功率，提高真空度或减少装载量，均有助于缩短干燥时间，提高干燥效率；且微波功率对干燥速率的影响最显著，其次是装载量、物料层厚度，最后是真空度。2、青葱微波真空干燥的干燥动力学模型符合page MR=e-nN方程：，其中r=e(-3.2429-0.0029x1+0.0054x2+0.3491x3+0.0043x4N=2.3827-0.0005x1+0.0183x2+0.2148x3+0.0005x4，R2=0.9209且拟合度较好，能准确反应青葱微波真空干燥的水分变化规律，可以用来描述青葱微波真空干燥过程失水特性。3、青葱中蒜氨酸酶活性是衡量青葱内在品质的重要指标，其活性越强则表明青葱干品品质越高。以蒜氨酸酶反应的中间产物丙酮酸盐含量为指标，研究微波功率、真空度、物料层厚度、装载量各干燥参数对青葱干燥过程中物料温度及干燥时间的影响，以分析微波真空干燥过程青葱中蒜氨酸酶活特性的变化规律。结果表明：蒜氨酸酶活性随着微波功率的增大或真空度的降低而下降，随着装载量、物料层厚度的增加呈先增加后下降的趋势；蒜氨酸酶在低温、短时的干燥条件下活性较强，且干燥温度对蒜氨酸酶活性影响程度大于干燥时间。4、青葱叶绿素含量、感官品质、复水比各品质指标随着真空度的升高而增大，随着微波功率的升高或装载量的增加而呈先升高再下降的变化规律，但微波功率对其影响规律不显著。5、以青葱叶绿素含量、丙酮酸盐含量、复水比为评价指标，采用L9（34）正交试验对微波功率、真空度、物料层厚度各工艺参数进行优化分析，确定青葱微波真空干燥的最佳工艺条件为：A2B2C1，即真空度-80kPa，微波功率3kW，物料层厚度25mm。6、以青葱干品微观组织结构、蒜氨酸酶活性、叶绿素保留率、复水比、干品复水前后感官品质及其能耗为评价指标，对比微波真空干燥、热风干燥与真空冷冻干燥三种不同干燥技术对青葱干燥品质及能耗效率的影响。结果表明：MVD干燥时间最短、干燥能耗最低，所得青葱叶绿素含量依次高于FD和AD，而复水比和蒜氨酸酶活力不及FD，但高于AD；MVD样品复水前色泽翠绿，葱香浓郁，葱段扁平规整，质地柔韧，不易脆裂，复水后MVD样品葱香及复水汤汁辛辣味浓郁，但色泽褐绿，采用模糊数学法分别对其感官品质进行综合评定，得：MVD＞FD＞AD，即微波真空干燥青葱感官品质最佳；样品的微观组织结构以AD青葱破坏最严重，组织纤维断裂、塌陷、重叠，而FD和MVD样品组织结构均保持良好：FD青葱保留了疏松多孔的网状结构，结构平整，略有收缩；MVD青葱收缩程度明显高于AD和FD青葱，茎脉凸起，组织结构致密，但仍清晰可见MVD青葱多孔的网状结构。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1 青葱的营养价值和保健功效
• 2 青葱干燥技术的研究现状
• 3 微波真空干燥技术的研究进展
• 3.1 微波真空干燥的原理及特点
• 3.2 影响微波真空干燥效果的重要因素
• 3.2.1 物料的形状、大小和质地
• 3.2.2 真空度
• 3.2.3 微波功率
• 3.2.4 装载量
• 3.3 微波真空干燥技术在国内外的研究进展
• 3.3.1 微波真空干燥设备的研究
• 3.3.2 微波真空干燥特性及其动力学模型的研究
• 3.3.3 微波真空干燥技术的应用现状
• 4 本项目研究的目的与意义
• 第二章 青葱微波真空干燥特性及其动力学模型的研究
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 主要仪器
• 1.3 实验方法
• 1.3.1 材料预处理
• 1.3.2 初始含水量的测定
• 1.3.3 干燥参数的调节
• 1.3.4 干燥特性试验
• 1.3.5 计算公式
• 1.3.6 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 青葱微波真空干燥特性的影响
• 2.1.1 微波功率对青葱微波真空干燥特性的影响
• 2.1.2 装载量对青葱微波真空干燥特性的影响
• 2.1.3 真空度对青葱微波真空干燥特性的影响
• 2.1.4 物料层厚度对青葱微波真空干燥特性的影响
• 2.2 青葱微波真空干燥动力学模型的研究
• 2.3 动力学模型的验证
• 3 小结
• 第三章 微波真空干燥对青葱中蒜氨酸酶活特性的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 材料及试剂
• 1.2 主要仪器
• 1.3 试验方法
• 1.3.1 材料预处理
• 1.3.2 初始含水率的测定
• 1.3.3 青葱干品的制备
• 1.3.4 温度的测量
• 1.3.5 丙酮酸盐含量测定
• 1.3.6 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 微波功率对青葱中蒜氨酸酶活特性的影响
• 2.2 真空度对青葱中蒜氨酸酶活特性的影响
• 2.3 装载量对青葱中蒜氨酸酶活特性的影响
• 2.4 物料层厚度对青葱中蒜氨酸酶活特性的影响
• 3 小结
• 第四章 青葱微波真空干燥工艺优化的研究
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 主要仪器
• 1.3 试验方法
• 1.3.1 叶绿素含量的测定
• 1.3.2 复水比的测定
• 1.3.3 青葱复水前后感官评价标准
• 1.3.4 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 真空度对青葱品质特性的影响
• 2.1.1 不同真空度对青葱中叶绿素含量的影响
• 2.1.2 不同真空度对青葱复水比的影响
• 2.1.3 不同真空度对青葱感官品质的影响
• 2.2 微波功率对青葱品质特性的影响
• 2.2.1 不同微波功率对青葱中叶绿素含量的影响
• 2.2.2 不同微波功率对青葱复水比的影响
• 2.2.3 不同微波功率对青葱感官品质的影响
• 2.3 装载量对青葱品质特性的影响
• 2.3.1 不同装载量对青葱中叶绿素含量的影响
• 2.3.2 不同装载量对青葱复水比的影响
• 2.3.3 不同装载量对青葱感官品质的影响
• 2.4 物料层厚度对青葱品质特性的影响
• 2.4.1 不同物料层厚度对青葱叶绿素及丙酮酸盐含量的影响
• 2.4.2 不同物料层厚度对青葱复水比的影响
• 2.4.3 不同物料层厚度对青葱感官品质的影响
• 2.5 青葱微波真空干燥最优工艺的确定
• 2.5.1 青葱微波真空干燥工艺优化设计
• 2.5.2 青葱微波真空干燥工艺优化分析
• 3 小结
• 第五章 不同干燥技术对青葱品质特性影响的研究
• 1 材料与方法
• 1.1 材料
• 1.2 主要仪器
• 1.3 试验方法
• 1.3.1 热风干燥（AD）
• 1.3.2 冷冻真空干燥（FD）
• 1.3.3 微波真空干燥（WVD）
• 1.3.4 评价指标及测定方法
• 1.3.5 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 不同干燥技术对青葱主要品质特性和干燥能耗效率的对比
• 2.2 不同干燥技术对青葱干品复水前后感官品质影响的比较
• 2.3 不同干燥技术对青葱干品微观组织结构的对比
• 3 小结
• 第六章 结论与展望
• 1 结论
• 2 展望
• 参考文献
• 致谢