【摘 要】
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我国是世界上第二大玉米生产国,玉米营养价值丰富,但新鲜玉米果穗含水率较高,易发霉变质产生黄曲霉毒素等,需采后进行干燥处理。自然干燥是我国玉米果穗最常见的干燥方式,但存在干燥周期长、占用场地大、易发霉变质、干燥品质低等缺点。目前,用于玉米果穗干燥的机械较少,大都以燃煤为主要热源,难以实现工业化干燥。而我国太阳能储量丰富,太阳能与热泵结合的干燥方式不仅提高干燥效率、保证干燥后产品的品质,也符合当今低碳
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我国是世界上第二大玉米生产国,玉米营养价值丰富,但新鲜玉米果穗含水率较高,易发霉变质产生黄曲霉毒素等,需采后进行干燥处理。自然干燥是我国玉米果穗最常见的干燥方式,但存在干燥周期长、占用场地大、易发霉变质、干燥品质低等缺点。目前,用于玉米果穗干燥的机械较少,大都以燃煤为主要热源,难以实现工业化干燥。而我国太阳能储量丰富,太阳能与热泵结合的干燥方式不仅提高干燥效率、保证干燥后产品的品质,也符合当今低碳降污、绿色环保的趋势。本研究以新鲜玉米果穗为原料,优化了玉米果穗太阳能-热泵联合干燥工艺;并建立了玉米果穗太阳能-热泵联合干燥数学模型;探讨了四种不同干燥方式籽粒品质差异;并对比了太阳能干燥正常籽粒与霉变籽粒品质差异。以期为玉米果穗太阳能-热泵联合干燥工艺研究和实现工业化干燥提供理论基础和技术指导。结果如下:1确定了玉米果穗太阳能-热泵联合干燥工艺参数。研究了不同干燥条件（温度、风速、载重）对玉米果穗太阳能-热泵联合干燥的干燥特性,确定了玉米果穗适宜的干燥参数范围:温度（30～50）℃,风速（5～9）m/s,载重（4～6）kg,同时通过响应面试验对玉米果穗适宜的干燥参数进行优化,以干燥时间和脂肪酸值为响应值,优化了太阳能-热泵联合干燥玉米果穗工艺（温度40℃,风速7 m/s,载重 4.96 kg）。2建立了玉米果穗太阳能-热泵联合干燥数学模型。根据玉米果穗在干燥过程中水分比随时间的变化规律,通过对选取的6种数学模型进行拟合,确定了太阳能-热泵联合干燥玉米果穗的数学模型;研究了不同干燥参数条件下的有效水分扩散系数和温度条件参数下的活化能。结果表明:Two-term模型是最适宜描述玉米果穗太阳能-热泵干燥过程中水分比变化的数学模型;在适宜范围内,有效水分扩散系数在1.051 60×10-9和3.538 96×10-9m2/s之间变化,且其随温度增加、风速增加而增加,随装载量增加而降低;玉米果穗太阳能-热泵联合干燥的活化能值为32.28 KJ/mol。3探讨了四种不同干燥方式（太阳能-热泵、热风、微波、自然）籽粒品质的差异。比较了四种不同干燥方式干燥时间、能耗及干燥后籽粒的微观结构、毒素含量（黄曲霉毒素B1（AFB1）、呕吐毒素（DON）、玉米赤霉烯酮（ZEN））、氨基酸含量、抗氧化活性（DPPH自由基清除能力、ABTS自由基清除能力及总还原力）、体外消化特性（淀粉、蛋白质体外消化率）的差异。结果表明:太阳能-热泵联合干燥的干燥时间显著低于微波干燥、热风干燥及自然干燥,而能耗显著低于微波干燥、热风干燥（P＜0.05）;太阳能-热泵联合干燥及微波干燥籽粒胚乳部位淀粉颗粒形状保持较好;太阳能-热泵联合干燥、微波干燥及热风干燥籽粒毒素含量无显著性差异（P＜0.05）;太阳能-热泵联合干燥籽粒总氨基酸含量显著高于微波干燥、热风干燥、自然干燥（P＜0.05）;微波干燥籽粒抗氧化活性显著高于太阳能-热泵联合干燥、热风干燥及自然干燥（P＜0.05）;太阳能-热泵联合干燥籽粒淀粉体外消化率低于热风干燥、自然干燥及微波干燥,而蛋白质体外消化率高于热风干燥、自然干燥及微波干燥。综合考虑,太阳能-热泵干燥是适宜玉米果穗干燥,且符合实际情况,可以实现工业化干燥的干燥方式。4对比了太阳能干燥正常籽粒与霉变籽粒品质差异。比较了两种籽粒的微观结构、毒素含量（黄曲霉毒素B1（AFB1）、呕吐毒素（DON）、玉米赤霉烯酮（ZEN））、总氨基酸含量、抗氧化活性（DPPH自由基清除能力、ABTS自由基清除能力及总还原力）的差异。结果表明:霉变籽粒淀粉结构发生改变,其毒素含量显著高于正常籽粒,总氨基酸含量及抗氧化活性均低于正常籽粒（P＜0.05）。
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