香葱联合干燥工艺及对干制品品质影响的研究

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香葱(Allium ascalonicum)在工业生产中主要采用热风干燥脱水干制,但干燥效率低、产品品质差;在实验研究中主要为真空冷冻干燥,但真空冷冻干燥成本高难以大范围商用。联合干燥作为研究热点,可利用不同干燥技术的优势,达到降低干燥能耗、提高产品品质的目的。本课题以香葱为原料,分别研究干燥技术对香葱叶和叶柄干燥特性及产品品质的影响,优化获得香葱叶微波联合热风最佳干燥工艺,建立其干燥动力学模型;基于香葱叶柄超声预处理最优工艺,探讨超声预处理对热风干燥过程中叶柄水分状态和介电特性影响;采用SPME-GC-MS研究干燥方式对香葱叶和叶柄挥发性成分的影响,研究结果为生产高品质香葱干制品提供理论依据和技术支撑。主要研究结果如下:1.采用热风干燥、微波干燥、微波联合热风干燥及超声协同以上三种干燥方式分别对香葱叶和叶柄进行干燥,研究其干燥特性及干制品品质。结果表明:微波联合热风干燥叶复水比、叶绿素和蒜氨酸保留率分别为4.20、84.56%和69.88%,显著高于其他干燥方式;超声辅助热风干燥叶柄复水比为4.65,显著高于其他干燥方式,色泽变化显著小于其他干燥方式,硫代亚磺酸酯和蒜氨酸保留率显著高于未超声处理叶柄。(p<0.05)2.采用响应面法优化香葱叶微波联合热风干燥工艺,最优工艺参数为微波功率3000 W,转换点含水率40%,热风温度75℃。联合干燥前期微波干燥动力学模型为Page模型,回归方程为MR=exp(-0.03126t1.79815),后期热风干燥为Midilli模型,回归方程为 MR=0.30427exp(-0.13891t)-0.000175419t,R2 分别为 0.998 和 0.999,表明模型能够良好预测香葱叶微波联合热风连续干燥过程。3.采用响应面法得到香葱叶柄超声处理的最优工艺参数为超声功率700 W,超声频率45 kHz,超声时间6 min。叶柄经超声处理后进行热风干燥,其干燥速率、复水比、L值、硫代亚磺酸酯和蒜氨酸保留率与热风干燥叶柄相比分别提高1.31、1.20、1.07、1.36 和 1.12 倍。该过程叶柄蒜氨酸含量可以采用方程y=171.953+2.273x-0.061x2+5.916×10-4x3-7.012×10-7x4 来判断。与未处理叶柄相比,超声处理后叶柄横向弛豫谱线发生了右移,水分自由度增高,表明超声处理能够提高叶柄干燥速率。超声处理能够改变叶柄的水分状态从而对介电特性产生影响。热风干燥叶柄在915 MHz下介电常数与含水率和温度分别为极显著显著相关和显著相关;超声辅助热风干燥叶柄在2450 MHz下极显著相关,以上变化可指导给定含水率和温度范围内香葱干燥过程中介电常数的预测和干燥过程参数的设定。4.采用SPME-GC-MS对香葱鲜样,微波干燥、微波联合热风干燥叶及热风干燥、超声辅助热风干燥叶柄的挥发性成分进行分析,结果表明含硫化合物是香葱鲜样中主要风味物质,干燥后香葱叶和叶柄中含硫化合物相对含量降低,烷烃增多。微波干燥和微波联合热风干燥后叶含硫化合物相对含量分别为13.93%和15.46%,烷烃相对含量分别为47.15%和43.18%,因而微波联合热风干燥叶品质较高。热风干燥和超声辅助热风干燥后叶柄含硫化合物相对含量为49.26%和48.64%,烷烃相对含量为17.61%和10.46%;而超声辅助热风干燥过程中产生较多醛类和呋喃类物质,更利于香葱保持其风味。以上结果表明优化的香葱叶和叶柄联合干燥方法能够获得风味品质较好的香葱干制品。
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