【摘 要】
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胡萝卜营养丰富且水分含量高,极易腐败变质,不便于长期贮藏、运输和加工利用,因此,开发一种高效干燥技术具有重要意义。传统的干燥技术(如热风干燥)加工时间长且对品质影响大,而真空冷冻干燥虽品质好,但能耗高,且加工时间长。本研究分别尝试将新型射频技术应用于胡萝卜丁的预处理以及最后阶段干燥中。首先研究了射频加热技术作为同步灭酶预脱水方法的可行性,分别采用超声波辅助渗透预脱水及热风辅助射频预脱水两种处理方法
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胡萝卜营养丰富且水分含量高,极易腐败变质,不便于长期贮藏、运输和加工利用,因此,开发一种高效干燥技术具有重要意义。传统的干燥技术(如热风干燥)加工时间长且对品质影响大,而真空冷冻干燥虽品质好,但能耗高,且加工时间长。本研究分别尝试将新型射频技术应用于胡萝卜丁的预处理以及最后阶段干燥中。首先研究了射频加热技术作为同步灭酶预脱水方法的可行性,分别采用超声波辅助渗透预脱水及热风辅助射频预脱水两种处理方法,优化并确定了预脱水最佳工艺;其次研究了热风辅助射频作为后程干燥技术的干燥特性、动力学模型以及水分迁移特性,并将热风辅助射频干燥分别与传统热风干燥及真空冷冻干燥后物料品质进行比较,还研究了热风辅助射频干燥过程中胡萝卜中的维生素C降解动力学。(1)研究热风辅助射频干燥作为同步灭酶预脱水方法的可行性,结果表明在8.3 cm极板间距条件下的热风辅助射频预脱水效果最佳。此外,还优化了传统的渗透脱水工艺,最优工艺为40%蔗糖溶液、10%盐溶液以及1:4固液比,并加以超声波辅助。比较发现超声波辅助渗透脱水的脱水率更高,且护色能力更好,而热风辅助射频预脱水后的样品硬度以及维生素C保留率更高,且该方法的能耗更低,并且可在预脱水的同时使酶失活。(2)在最后阶段干燥中,采用了射频漂烫及超声波辅助渗透脱水作为预处理方法。比较6.0、6.5与7.0 cm极板间距,3.5、4.0与4.5 cm样品厚度,60℃热风温度条件下的热风辅助射频技术的干燥性能,结果发现在6.5cm极板间距,4.0 cm样品厚度条件下干燥效率较高,平均干燥速率为1.24g/kg-1 min-1,水分扩散系数为7.39×10-11 m2/min,且具有较好的加热均匀性(TUI=0.03)。通过常见的七种动力学模型对干燥过程进行拟合发现,Logarithmic模型对于胡萝卜丁的热风辅助射频干燥过程拟合度最高。水分迁移研究结果表明在热风辅助射频干燥过程中,除脱去样品中大量的自由水以外,半结合水与结合水之间也存在迁移,且在干燥过程中胡萝卜丁内外部信号同时逐渐减弱,证明热风辅助射频干燥是一种较为均匀的容积式干燥方法。(3)采用热风辅助射频干燥、传统热风干燥以及真空冷冻干燥将胡萝卜丁含水率减少至10%以下,比较发现真空冷冻干燥具有最好的胡萝卜丁品质,热风干燥后样品品质最差,热风辅助射频干燥具有较好的产品品质,干燥处理后水分活度约0.41,硬度约31.02 N,皱缩率约41%,较好的亮度值与红色度,且维生素C保留率达46%,与真空冷冻干燥后样品品质无显著性差异。热风辅助射频干燥过程中维生素C降解规律符合一级可逆模型,且胡萝卜丁在干燥过程中维生素C损失主要原因为还原型维生素C(AA)在有氧条件下降解为氧化型维生素C(DHAA),胡萝卜中的AA与DHAA降解活化能分别为40.54与35.83 k J/mol,相比较于其他果蔬体系其降解活化能更大,在热加工条件下更为稳定。本研究得到胡萝卜丁的最佳干燥工艺为:首先采用射频干法漂烫达到灭酶标准,然后采用40%蔗糖溶液、10%盐溶液以及1:4固液比的组合进行超声波辅助渗透脱水(50%功率,50℃,30 min),将样品的水分含量降低至40%,随后采用热风辅助射频干燥进行最后阶段干燥,最佳工艺条件为60℃热风,4.0 cm样品厚度与6.5 cm极板间距,最后得到水分含量低于10%的干燥样品。
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