干燥设备技术的干燥方法对马铃薯品质的影响
评价一种干燥设备技术的干燥方法是否可取的指标包括脱水果蔬的复原性,果蔬干燥后营养成分的保留情况,脱水前后表面附近组织的变化情况等。复原性有物理性和化学性两类衡量指标,其中物理性指标主要指复水率[1];营养成分的保留情况以维生素C来反映,因为维生素C营养价值高,稳定性差,易溶于水,易被氧化,人体不能本身合成,只能由食物供给[2];不同干燥方法处理的物料形貌的差异也可以较直观地揭示出干燥方法的优劣。因此,本文将新鲜马铃薯与采用吸附式低温干燥、热风干燥、冷冻干燥后马铃薯的复水率、维生素C含量、形貌特征变化进行了对比分析,为马铃薯干燥方法的选择提供基础研究。
  1 实验部分
  1.1 主要材料
  从农贸市场购买外观完好、新鲜度良好的马铃薯,洗净去皮后,切成5mm×5mm×5mm的立方粒子,在煮沸的去离子水中热烫1min[4],用滤纸吸去表面水分,待用。
  1.2 主要仪器
  本研究使用的主要仪器及设备有:BS210S型电子天平,北京塞多利天平有限公司;WHX-1型温湿度巡测仪,江苏省无线电科学研究所;DGF30/7-IA
  型电热鼓风干燥箱,南京实验仪器厂;BC 160A型冷藏箱,中国苏州电冰箱厂;MICRO MODUL
  YO-230型冷冻干燥机,Thermo
  Savant;HH-2型数显恒温水浴锅,常州国华电器有限公司;QUANTA200型扫描电镜SEM,FEI
  ;ZK-82B型真空干燥机,江苏省金坛市环宇科学仪器厂。
  1.3 实验方法
  将预处理好的马铃薯粒放入干燥器中,在一定干燥条件下干至恒重[5]。再在水浴锅中,在90℃恒温浸泡30min,取出,用滤纸吸去表面水分,称重。然后放入真空干燥箱中,干燥。维生素C含量的测定采用GB6195-86水果、蔬菜维生素C含量测定法[6]。
  2结果及分析
  2.1 干燥方法对马铃薯复水率的影响
  经吸附式低温干燥、热风干燥、冷冻干燥的马铃薯粒复水率结果见表1。
  由表1可见,吸附式低温干燥后的马铃薯复水率可达93.78%,明显高于热风干燥,略低于冷冻干燥(99.98%)。这是因为马铃薯是含有较高糖分和可溶性固形物的物料,在热风干燥过程中(尤其是升温阶段),内部水分未能及时转移至物料表面,物料表面温度较高,使表面形成一层干硬的膜层,发生“硬化”、“结壳”,使粗蛋白、果胶等物质严重变性,降低了脱水后的复水性能。采用吸附式低温干燥的物料,由于整个干燥过程中均在较低温度下进行,无表面硬化的现象发生,胶体成分变性也小,有利于复水率的提高。冷冻干燥将水分先冻结成固态然后直接升华,可以较完好的保持物料细胞原有的腔结构,体积没有明显减少,细胞不会因为失去水分而收缩,骨架基本保持,复水时水分可以很快进入干燥后的细胞空腔,使细胞快速恢复饱满。
  2.2 干燥方法对马铃薯维生素C含量的影响
  本研究分别测定了经吸附式低温干燥、热风干燥、冷冻干燥前后马铃薯的维生素C含量,如表2所示。
  由表2可知,吸附式低温干燥对马铃薯的维生素C的破坏较小,损失率仅为14.39%,热风干燥、冷冻干燥的损失率分别为36.67%和35.97%,可能是低温可以减轻维生素C的氧化程度。在本实验过程中,冷冻干燥时,冻干时间较长,维生素C的保存率要比吸附式低温干燥低。
  2.3 干燥方法对马铃薯表面组织的影响
  采用扫描电镜对新鲜、吸附式低温干燥、热风干燥、冷冻干燥后的物料表面附近的组织分别进行扫描观察,图像结果如图1~4所示。
  从图1~4中可以看出,新鲜马铃薯中细胞呈饱满的六边形,干燥后均发生了不同程度的变化,从物料内部表面形貌看,冷冻干燥最大程度的保持了物料原本细胞的腔结构,其次是吸附式低温干燥,也保持了新鲜物料中的一些孔道,热风干燥对表面细胞的破坏最大,因为高温使物料表面的细胞组织快速的脱水干瘪,通道被破坏,内部的水分不能继续高速脱除,加大了干燥后物料的复水难度。因此,冷冻干燥的复水率应高于吸附式低温干燥,更高于热风干燥,这与表1中实际测算的结论一致。
  采用热风干燥的马铃薯,长时间在高温下,细胞组织会发生明显的干缩,并伴有“结壳”、“硬化”的现象。冷冻干燥前期在冷藏箱中冻结物料,使物料内的水分转化为固态,然后在干燥箱使水分直接升华,这样可以保持物料骨架结构。吸附式低温干燥由于物料受热温度低,细胞组织干缩程度也比热风干燥轻。从外观色泽上看,冷冻干燥后的物料色泽较白,基本上无明显变形;热风干燥后的物料部分有轻微褐变和黑心现象,变形较严重;吸附式低温干燥后的物料色泽呈较鲜艳的淡黄色,表面收缩,但较热风干燥表观好。从扫描电镜拍摄的显微结构图可以观察到,热风干燥的物料细胞组织收缩紧密,而冷冻干燥和吸附式低温干燥的物料细胞组织较疏松。
  因此,干燥方法、干燥条件的选择,不能只考虑加快干燥速度,对于生物制品与食品,还特别应兼顾到产品的品质与形貌。
  3 结论
  1)本文实验条件下,吸附式低温干燥后的马铃薯复水率(93.78%)明显高于热风干燥机(70.03%),略低于冷冻干燥(99.98%)。
  2)马铃薯吸附式低温干燥、热风干燥和冷冻干燥后维生素C损失率依次为14.39%、36.67%和35.97%。吸附式低温干燥对维生素C含量保存明显优于热风干燥和冷冻干燥。
  3)用扫描电镜分析表明:冷冻干燥机干燥能够较好保持物料表面形貌及内部细胞腔结构,吸附式低温干燥也保持新鲜物料中的一些孔道,热风干燥对表面细胞的破坏最大。
 
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