果蔬干燥的特性研究

摘要：文章對果蔬的干燥特性進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：果蔬；干燥；特性

中圖分類號：S-3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-0432（2012）-12-0076-1

1 我國果蔬的生產(chǎn)及利用情況

蔬菜和水果中含有豐富的碳水化合物、有機(jī)酸、維生素及無機(jī)鹽，是人類重要的營養(yǎng)來源，也是人類生活中必不可少的食物。我國是目前世界上水果和蔬菜產(chǎn)量最大的國家，2011年我國水果總產(chǎn)量超過1.3億噸，蔬菜總產(chǎn)量超過7億噸。

季節(jié)性生產(chǎn)和周年性供應(yīng)是水果和蔬菜的重要特征，也是造成市場供求矛盾的成因。每年收獲季節(jié)大量水果和蔬菜上市，許多地方市場供大于求，菜賤傷農(nóng)情況時有發(fā)生。新鮮水果和蔬菜含水量高（大部分果蔬含水量在90%以上）、產(chǎn)后呼吸代謝旺盛、極易腐爛的特質(zhì)，給農(nóng)產(chǎn)品的貯藏、運輸、流通等產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)帶來相當(dāng)?shù)睦щy。據(jù)調(diào)查，我國水果產(chǎn)后平均損失率15%～20%，蔬菜產(chǎn)后平均損失率25%～30%左右，每年水果和蔬菜的損失量超過1.6億噸，產(chǎn)后巨大的損失在一定程度上抵消了我們?yōu)樵霎a(chǎn)增收所付出的努力。

為了減少果蔬產(chǎn)后巨大的損失，除了廣泛采用預(yù)冷、保鮮等方法外，果蔬干制也是調(diào)節(jié)供求、消化季節(jié)性剩余、減少產(chǎn)后腐爛損失的一個有效途徑，是新鮮蔬菜的有效補(bǔ)充；同時，果蔬干制能有效提高產(chǎn)品的附加值，成為提高農(nóng)民收入、推動當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的有效途徑之一。而且，有相當(dāng)部分的水果、蔬菜必須經(jīng)過干制之后才能上市銷售，如紅棗、木耳、黃花菜等。在美國，洋蔥、大蒜、葡萄的干燥量分別占其收獲量的20%、80%、25%；其農(nóng)產(chǎn)品加工前后的平均產(chǎn)值比可達(dá)到1：3.8，農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)后損失僅為1.7%～5%。而在我國，脫水蔬菜的加工量僅占總產(chǎn)量的10%左右，果品的干制比例就更低；農(nóng)產(chǎn)品加工前后的平均產(chǎn)值比僅為1：1.8。果蔬干制發(fā)展空間和增值潛力巨大。

2 果蔬干制的基本原理

在果蔬的干制加工中常見技術(shù)主要有2種：一是熱風(fēng)干燥技術(shù)；二是真空冷凍干燥技術(shù)。微波干燥技術(shù)與遠(yuǎn)紅外干燥技術(shù)也有應(yīng)用的實例，但無法普及，熱風(fēng)干燥技術(shù)仍然是目前果蔬干制中應(yīng)用最廣泛的技術(shù)，普及率約占90%。

果蔬熱風(fēng)干制機(jī)理：熱風(fēng)干制過程，實質(zhì)上是干燥介質(zhì)與干燥對象之間的熱質(zhì)交換過程（熱風(fēng)干燥的介質(zhì)即是熱空氣），即：當(dāng)濕物料與干燥空氣接觸時，熱空氣將熱能傳到物料表面，再由表面?zhèn)鞯轿锪蟽?nèi)部；水分從物料內(nèi)部以液態(tài)或氣態(tài)透過物料傳遞到表面，然后通過物料表面的氣膜擴(kuò)散到空氣中。

干燥空氣與濕物料間存在的溫度梯度和濕度梯度，是物料水分?jǐn)U散并實現(xiàn)干燥的主要動力。由于介質(zhì)與物料之間存在溫度梯度，才導(dǎo)致物料的溫度升高，最終使內(nèi)部水分汽化而向外遷移。由于物料表面與介質(zhì)之間濕度梯度、物料表面與內(nèi)部之間的濕度梯度的存在，才使水分不斷由內(nèi)及外、由外向介質(zhì)遷移，最終實現(xiàn)干燥的目的。

物料中水分?jǐn)U散分為水分外擴(kuò)散階段和水分內(nèi)擴(kuò)散階段。水分外擴(kuò)散（表面汽化）階段是指在干燥初期，物料表面的水分吸收能量開始蒸發(fā)，水分從物料表面蒸發(fā)到空氣中，形成水分外擴(kuò)散。在這個階段，水分外擴(kuò)散效果與物料的表面積、空氣流速、空氣相對濕度和溫度呈正相關(guān)。水分內(nèi)擴(kuò)散階段是指當(dāng)水分外擴(kuò)散至一定程度，物料表面水分少于內(nèi)部水分造成物料內(nèi)部與表面之間的水分壓差，這時內(nèi)部水分就會向表面轉(zhuǎn)移，形成水分內(nèi)擴(kuò)散。在這個階段，水分內(nèi)擴(kuò)散效果與物料內(nèi)的濕度梯度呈正相關(guān)。

在干燥過程中，水分內(nèi)擴(kuò)散與外擴(kuò)散之間相互協(xié)調(diào)平衡十分關(guān)鍵。如果物料表面水分蒸發(fā)太快，外擴(kuò)散速度過多地超過內(nèi)擴(kuò)散速度，易使某些物料表面形成硬殼，從而延緩干燥速率；同時，由于內(nèi)部水分含量高、蒸汽壓大，易使某些物料發(fā)生變形、開裂，從而降低其干燥品質(zhì)。如果物料表面水分蒸發(fā)太慢，物料內(nèi)部水分難以向外擴(kuò)散，易導(dǎo)致物料干燥速率過低，甚至發(fā)生物料熟化、霉變。

3 影響果蔬干燥的主要因素

3.1 干燥介質(zhì)溫度

在一定濕度下干燥介質(zhì)溫度越高、干燥速度越快。但介質(zhì)溫度應(yīng)適宜，而不宜過高，否則會產(chǎn)生如下不良現(xiàn)象：①水分含量高的果蔬在高溫下表皮容易破裂；②高溫下果蔬中糖分和其他有機(jī)物容易分解、焦化或變質(zhì)；③高溫、低濕條件下，果蔬原料表面容易產(chǎn)生結(jié)殼現(xiàn)象。這三種現(xiàn)象都會損害果蔬干制后的外觀和風(fēng)味。因此在干燥過程中，要控制干燥介質(zhì)的溫度稍低于果蔬變質(zhì)的溫度，尤其對富含糖分和芳香物質(zhì)的原料，應(yīng)特別注意。

3.2 干燥介質(zhì)濕度

在一定溫度下相對濕度越小，熱空氣吸收水蒸氣的能力就越強(qiáng)，果蔬干燥速度越快。否則，則越慢；熱空氣吸收水蒸汽達(dá)到飽和后，則喪失了干燥能力。例如，紅棗在干制后期，在同一溫度（60℃）、不同濕度的兩個烘房中，烘房濕度為65%時，干制品含水量是47.2%；烘房濕度為56%時，干制品含水量則為34.1%。

3.3 干燥介質(zhì)流動速度

在一定的溫、濕度條件下，干燥空氣流動速度越大，果蔬表面水分蒸發(fā)也越快；反之，則越慢。但干燥空氣流動速度不宜過大，否則易使物料從干燥盤、干燥機(jī)散落或吹出。

3.4 物料種類、狀態(tài)

果蔬的種類不同，內(nèi)部化學(xué)成分及組織結(jié)構(gòu)也有差異，因而相同條件下的不同種物料的干燥速度也不相同。

3.5 原料干制前預(yù)處理程度

原料的切分與否，以及切塊的厚薄、大小都影響干燥的速度。原料被切分，且切塊越薄、表面積越大，則其干燥速度就越快。

3.6 原料裝載量

單位面積的烘盤上原料裝載量越多，厚度越大，則越不利于熱風(fēng)流通，進(jìn)而影響原料水分的蒸發(fā)而帶走。反之，烘盤上原料過少，又會引起熱空氣短路，導(dǎo)致效率下降。