超声波在食品药材加工领域应用广泛,超声波能改变物料的组织结构,在物料干燥中促进水分迁移,缩短干燥时间,对提升物料品质具有重要作用。铁皮石斛是名贵的中药材,富含多糖,多酚等多种有效成分,新鲜的铁皮石斛需要干燥处理方便运输和储存。本论文首次研究了超声预处理铁皮石斛的干燥特性,分别探讨了在热风干燥和微波干燥条件下水分迁移和有效成分变化规律,研究了超声预处理对铁皮石斛干燥后的有效成分和感官品质的影响,为超声预处理干燥铁皮石斛的应用提供理论基础。研究结果如下:(1)超声预处理铁皮石斛的热风干燥特性。超声预处理的铁皮石斛内部微小孔道数量增多、孔径变大,有利于水分的扩散,降低了物料的水分比,提高了干燥速率,缩短了干燥时间。在超声功率800 W下预处理10 min后,热风温度为100℃时,超声辅助热风干燥所用时间比热风干燥少1h。超声预处理的水分有效扩散系数为4.5758×10-9 m2/s,而未处理的扩散系数为1.7095×10-9 m2/s,干燥活化能约为76.5429 kJ/mol。超声强化热风干燥铁皮石斛的最佳模型为Boltzmann(100℃),拟 合 方 程 为MR=0.0336+1.0699/(1+exp((t-0.5903)/0.2642))。(2)超声预处理铁皮石斛的微波干燥特性。借助超声辅助热风干燥方式对铁皮石斛进行微波干燥处理,考察其干燥速率和有效扩散系数并建立数学模型。结果显示,在最佳微波功率为600 W时,超声辅助微波干燥速率快于微波干燥,用时可缩短20 min,对应的水分扩散系数分别为2.6230×10-8 m2/s和1.6711×10-8 m2/s。超声强化微波干燥铁皮石斛的最佳模型为Cubic,拟合方程为MR=0.9965-0.0955*t+0.0031*t^2-3.2808*10-5*t^3。(3)超声预处理对铁皮石斛中有效成分溶出的影响。通过测定多糖、多酚和氨基酸含量的变化,探究未经和经过超声强化的热风干燥和微波干燥对有效成分含量的影响。结果显示,在经过超声辅助热风烘干和单一热风烘干处理的铁皮石斛中,多糖、多酚和氨基酸的最大含量分别对应为 28.75%、23.95%,2.15 mg/g、1.73 mg/g 及 83.39 mg/g、75.39 mg/g。在经过超声辅助微波干燥和单一微波干燥的铁皮石斛中,多糖、多酚和氨基酸的最大含量分别为32.38%、29.38%,2.53 mg/g、2.42 mg/g 以及 53.38 mg/g、50.26 mg/g。(4)超声辅助干燥处理对铁皮石斛感官品质的影响。观察石斛在经热风干燥、微波干燥和超声预处理干燥后其感官品质的变化,并计算收缩率和复水率。结果显示,超声辅助热风烘干的铁皮石斛色泽棕黄、气味焦香、质地坚硬,而超声强化微波干燥样品的色泽金黄、气味焦香、质地坚韧。经超声预处理后样品的L*、负a*和b*值会相对较大。未经和经过超声预处理的热风干燥与微波干燥的样品,它们的收缩率均约为60%,复水率依次为243%、255%、262%和278%。经超声预处理干燥的石斛感官品质优于单一干燥。