不同干燥條件對全價(jià)顆粒飼料原料甘蔗尾梢理化性質(zhì)的影響

■ 辛 明 何全光 黃梅華 黃振勇 陽仁桂 覃仁源 張娥珍 黃茂康

(1.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣西南寧530007；2.廣西作物遺傳改良重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，廣西南寧530007)

甘蔗被認(rèn)為是世界上最好的能源和糖料作物之一，但也由此帶來大量甘蔗尾梢廢棄物[1]。我國甘蔗種植面積約90萬公頃，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國2014年甘蔗產(chǎn)量約為12 225萬噸。按甘蔗尾梢約占甘蔗產(chǎn)量的20%估算，根據(jù)2014年甘蔗產(chǎn)量測算，甘蔗尾梢總產(chǎn)量理論值為2 445萬噸。據(jù)研究表明，甘蔗尾梢中含結(jié)果表明鮮甘蔗梢含干物質(zhì)（DM）22.6%，干物質(zhì)中粗蛋白（CP）、粗脂肪（EE）、粗纖維（CF）、無氮浸出物（NFE）的含量分別為5.1%、2.0%、41.5%、47.8%[2]，是作為畜牧業(yè)飼料的好材料。目前，世界各國特別是能源短缺的國家正加大對甘蔗尾梢等等糖料蔗副產(chǎn)物能源利用的研究，利用糖料蔗廢料開發(fā)生產(chǎn)全價(jià)顆粒飼料以發(fā)展畜牧業(yè)更是未來發(fā)展的趨勢。課題組在前期研究中，已初步開發(fā)出以甘蔗尾梢為主要成分的牛羊顆粒全價(jià)飼料，甘蔗尾梢全價(jià)顆粒飼料的研發(fā)面世，作為可再生能源的一條重要利用途徑，既保護(hù)了環(huán)境，又實(shí)現(xiàn)了能源的可持續(xù)發(fā)展。制備全價(jià)顆粒飼料需要采取合適的干燥方式干燥甘蔗葉，以最大程度的保留其色澤、特有的清香味和營養(yǎng)成分，目前甘蔗尾梢的研究主要集中在多糖[3-4]、黃酮[5]、多酚[6]等有效成分的提取分離及藥效學(xué)研究[7-8]，在不同干燥條件下甘蔗尾梢水分含量、VC及色澤的變化鮮有報(bào)道，這對實(shí)際生產(chǎn)全價(jià)顆粒飼料帶來了困難。本文旨在通過研究不同干燥條件下甘蔗尾梢的水分含量、VC及色澤等理化性質(zhì)的變化，為甘蔗尾梢全價(jià)顆粒飼料的研發(fā)提供科學(xué)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，指導(dǎo)生產(chǎn)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

甘蔗尾梢：取自南寧產(chǎn)區(qū)。甘蔗尾梢分為甘蔗葉和甘蔗桿部分，實(shí)驗(yàn)分別對這兩部分進(jìn)行。

試驗(yàn)試劑：草酸、抗壞血酸、2，6-二氯靛酚、均為國產(chǎn)分析純。水為蒸餾水。

儀器：漢譜HP200型色差計(jì)（上海漢譜光電科技有限公司）、JA2003型電子天平(上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司)、101-2AB型電熱鼓風(fēng)干燥箱（天津市泰斯特儀器有限公司），中離子PTP-IV-30型實(shí)驗(yàn)室超純水機(jī)（廣州品業(yè)儀器設(shè)備有限公司）。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

樣品制備：將新鮮甘蔗梢按甘蔗葉及甘蔗桿分開，剪成1～2 cm小段，分成若干份，每份重量50 g，分別在100、120、150℃條件下干燥，干燥過程中按設(shè)計(jì)時(shí)間將樣品取出稱重，部分測定色差，水分，另一部分留待測定VC含量。

水分：采用GB5009.3-2010食品中水分的測定方法[9]進(jìn)行。

VC含量：按GB/T5009.86-2003蔬菜、水果及其制品中總抗壞血酸的測定方法[10]進(jìn)行

色澤：分別取不同干燥條件下所得的甘蔗尾梢樣品若干，用保鮮膜包好，采用漢譜HP200型色差計(jì)測定其L、a、b值，每個(gè)樣品選取三個(gè)位點(diǎn)測量，取平均值。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同干燥條件對甘蔗尾梢水分含量的影響

本試驗(yàn)中將甘蔗葉及甘蔗桿分別在100、120、150℃3個(gè)條件下干燥，不同的干燥時(shí)間下測定所得樣品的水分含量變化如圖1、圖2所示。

從圖1、圖2可以看出，在100、120、150 ℃ 3個(gè)不同的干燥溫度條件下，甘蔗葉及甘蔗稍的含水量都隨時(shí)間的增加而降低。但是甘蔗葉的含水量下降速率較大，尤其在前10 min內(nèi)降幅較大，在10～30 min水分含量趨于平緩；而甘蔗桿的含水量隨時(shí)間的增加下降速率緩慢，100、120℃兩條干燥曲線趨勢基本一致，150℃的干燥曲線在第5 min后下降稍快。這是由于甘蔗葉比甘蔗桿薄，在高溫下干燥效果更為明顯?？傮w而言，甘蔗葉和甘蔗桿150℃條件下干燥，其干燥速率較快，干燥所需時(shí)間較短。

圖1 不同干燥時(shí)間對甘蔗葉水分含量的影響

圖2 不同干燥時(shí)間對甘蔗稍水分含量的影響

2.2 不同干燥條件對甘蔗尾梢VC含量的影響

本試驗(yàn)中將甘蔗葉及甘蔗桿分別進(jìn)在100、120、150℃3個(gè)條件下干燥，不同的干燥時(shí)間下測定所得樣品的VC含量如圖3、圖4所示。

圖3 不同干燥時(shí)間對甘蔗葉VC含量的影響

圖4 不同干燥時(shí)間對甘蔗桿VC含量的影響

從圖3、圖4可以看出，不同干燥時(shí)間對甘蔗葉及甘蔗桿的影響規(guī)律基本一致。干燥前15 min在150℃干燥條件下，VC的含量均高于100、120℃，而在15 min后，150℃干燥條件下的VC的含量開始降低，100、120℃干燥條件下的VC的含量開始上升。100℃干燥條件下在25 min時(shí)VC的含量出現(xiàn)最大值，甘蔗葉為123.22 mg/100 g DW、甘蔗桿為124.08 mg/100 g DW；120℃干燥條件下在20 min時(shí)Vc的含量出現(xiàn)最大值，甘蔗葉為150.02 mg/100 g DW、甘蔗桿為151.86 mg/100 g DW；150℃干燥條件下在5 min時(shí)VC的含量出現(xiàn)最大值，甘蔗葉為151.91 mg/100 g DW、甘蔗桿為163.00 mg/100 g DW。以上數(shù)據(jù)證實(shí)了，在高溫條件下，甘蔗尾梢的VC含量有一個(gè)與溫度相關(guān)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，在時(shí)間節(jié)點(diǎn)后，干燥時(shí)間越長，對VC成分的破壞越大，保留率越低。這將為以后進(jìn)行大規(guī)模干燥生產(chǎn)時(shí)控制最優(yōu)溫度與時(shí)間參數(shù)提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持。

2.3 不同干燥條件對甘蔗葉色澤的影響

不同干燥時(shí)間對甘蔗尾葉色澤的影響規(guī)律如圖5所示。

圖5 不同干燥時(shí)間對甘蔗葉色澤的影響

L值稱為明度指數(shù)，反映白度和亮度的綜合值，該值越大表明被測物越白亮。從圖5a來看，3個(gè)不個(gè)干燥溫度的亮度值較干燥前10 min有不同程度的增加；在10～20 min時(shí)間短內(nèi)L值有所減小，其亮度減??；在20～30 min時(shí)間短內(nèi)L值回升，其亮度增加。而150度干燥條件下，L值波動(dòng)較大；100度干燥條件下一直比120度的低，色素稍暗。由于+a值越大，顏色越接近純紅色；a=0時(shí)為灰色；-a的絕對值越大，顏色越接近純綠色；從圖5b中可以看到，100℃時(shí)的干燥曲線a值最小，150℃時(shí)的干燥曲線a值最大，即表示100℃干燥的甘蔗葉色澤更綠。由于+b值越大，顏色越接近純黃色，b=0時(shí)為灰色，-b的絕對值越大，顏色越接近純藍(lán)色；從圖5c中可以看出，100、120、150℃條件下，b值均隨時(shí)間的增大而增加，而100℃時(shí)的干燥曲線b值最小，150℃時(shí)的干燥曲線b值最大，即表示從100℃到150℃甘蔗葉的顏色越來越黃。綜合考慮，前10 min內(nèi)甘蔗葉的干燥的色澤理想。

3 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，甘蔗尾梢（含甘蔗葉及甘蔗桿部分）在150℃條件下，干燥速率較快，干燥時(shí)間較短；甘蔗葉在前5 min內(nèi)，水分含量下降幅度較大，甘蔗桿水分含量下降較為平緩。甘蔗葉及甘蔗桿在干燥前15 min，150℃干燥條件下的VC含量均比100、120℃高，100℃干燥條件下在25 min時(shí)VC的含量出現(xiàn)最大值，120℃干燥條件下在20 min時(shí)VC的含量出現(xiàn)最大值，150℃干燥條件下在5 min時(shí)VC的含量出現(xiàn)最大值。甘蔗葉的色澤隨時(shí)間變化較大，干燥時(shí)間越長，樣品的鮮亮度越低，色澤越黃，因此不宜在高溫下干燥過長時(shí)間，綜合考慮10 min為宜。