虎杖冷凍、微波及冷凍微波聯(lián)合干燥工藝研究

周　礽,李臻峰,2,*,李　靜,2

(1.江南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,江蘇無(wú)錫 214122; 2.江蘇省食品先進(jìn)制造裝備技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇無(wú)錫 214122)

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虎杖冷凍、微波及冷凍微波聯(lián)合干燥工藝研究

周礽1,李臻峰1,2,*,李靜1,2

(1.江南大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,江蘇無(wú)錫 214122; 2.江蘇省食品先進(jìn)制造裝備技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇無(wú)錫 214122)

實(shí)驗(yàn)以虎杖為試材,分別對(duì)冷凍干燥、微波干燥及冷凍微波聯(lián)合干燥進(jìn)行實(shí)驗(yàn),研究不同干燥工藝參數(shù)對(duì)干燥速率及干燥后產(chǎn)品品質(zhì)的影響,并從微觀結(jié)構(gòu)角度研究并驗(yàn)證了虎杖干燥的轉(zhuǎn)換點(diǎn)。結(jié)果表明:冷凍干燥的最佳工藝參數(shù)為:虎杖片厚度5 mm、真空度40 Pa、加熱盤溫度40 ℃;微波干燥的最佳溫度為60 ℃;虎杖片冷凍微波聯(lián)合干燥的最佳轉(zhuǎn)換點(diǎn)為含水率25%,冷凍干燥至轉(zhuǎn)換點(diǎn)再進(jìn)行微波干燥至終點(diǎn),所獲得的虎杖片藥效成分(虎杖苷、大黃素、白藜蘆醇、大黃素甲醚)、體積保留率、復(fù)水比、色差與冷凍干燥產(chǎn)品接近;冷凍微波聯(lián)合干燥工藝比冷凍干燥時(shí)間可縮短一半。

冷凍干燥,微波干燥,轉(zhuǎn)換點(diǎn),虎杖

虎杖(Polygonum cuspidatum)是一種重要的中藥材原料,干燥后的虎杖產(chǎn)品具有消炎、抗癌、抗病毒、抗菌和抗真菌的功效[1]。新鮮虎杖貯藏保鮮難度很大,在低溫冷藏環(huán)境下,也只能保鮮兩周左右[2]。目前虎杖的主要干燥方式是曬干,這種干燥方式干燥時(shí)間長(zhǎng),外形、顏色退化嚴(yán)重,營(yíng)養(yǎng)成分損失大[3]。真空冷凍干燥能獲得最佳的干燥品質(zhì)和外形,但能耗極大,投資大,產(chǎn)量也有限,使得凍干產(chǎn)品成本較高[4]。近年來(lái),冷凍微波聯(lián)合干燥因?yàn)槠涓稍锓秶鷱V、靈活度高、效果好,成為眾多學(xué)者的研究對(duì)象,具有良好的發(fā)展前景。黃略略[5]等研究發(fā)現(xiàn),冷凍微波聯(lián)合干燥大大降低單純凍干的無(wú)效能耗。錢革蘭[6]等對(duì)胡蘿卜進(jìn)行冷凍微波聯(lián)合干燥,結(jié)果表明,先微波后冷凍和先冷凍后微波均能減少一半的干燥時(shí)間。于華寧等[7]研究了黑加侖的真空冷凍與微波干燥工藝,表明冷凍微波聯(lián)合干燥可以找到干燥后產(chǎn)品品質(zhì)接近真空冷凍干燥產(chǎn)品的聯(lián)合干燥工藝參數(shù)。Zapotoczny[8]等研究了冷凍和多級(jí)微波聯(lián)合干燥技術(shù),表明聯(lián)合干燥可以有效提高產(chǎn)品質(zhì)量并且降低能源消耗[9]。國(guó)內(nèi)外相關(guān)論文大多集中在對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)和能耗方面的討論,對(duì)于轉(zhuǎn)換點(diǎn)的選擇需要進(jìn)一步研究。本文分別研究冷凍干燥工藝、微波干燥工藝以及不同轉(zhuǎn)換點(diǎn)對(duì)虎杖品質(zhì)及干燥時(shí)間的影響;采用色差、藥效成分、復(fù)水比和體積保留率來(lái)對(duì)虎杖品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià);采用掃描電鏡對(duì)轉(zhuǎn)換點(diǎn)處的虎杖的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,以期對(duì)虎杖產(chǎn)品的冷凍微波聯(lián)合干燥提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

新鮮虎杖產(chǎn)自江西九江,直徑在15～20 mm之間,清洗后置于1 ℃冰箱儲(chǔ)存?zhèn)溆肹2]。

真空冷凍干燥機(jī)Freezone6美國(guó)Labconco公司;微波干燥設(shè)備實(shí)驗(yàn)室自制;電子秤康市艾瑞貿(mào)易有限公司;高效液相色譜儀Agilent 1100美國(guó)安捷倫科技公司;色差儀3nh深圳市三恩馳科技有限公司;掃描電鏡su510日本日立株式會(huì)社;數(shù)顯恒溫水浴鍋HH-1智博瑞儀器制造有限公司；實(shí)驗(yàn)室自制微波干燥設(shè)備如圖1所示,將光纖測(cè)溫儀的探頭插入虎杖片中間來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)虎杖內(nèi)部溫度。通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡將電壓信號(hào)傳到計(jì)算機(jī),并通過(guò)Lab VIEW軟件轉(zhuǎn)換成溫度值與設(shè)定值進(jìn)行比較:當(dāng)溫度高于設(shè)定值時(shí),程序?qū)?huì)關(guān)閉微波爐暫停干燥;當(dāng)溫度低于設(shè)定值時(shí),程序?qū)?huì)開啟微波爐進(jìn)行干燥;如此反復(fù)直至物料干燥結(jié)束。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,通過(guò)RS232接口將電子秤物料的質(zhì)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)輸入到計(jì)算機(jī)程序中,當(dāng)質(zhì)量數(shù)值達(dá)到設(shè)定值,程序自動(dòng)關(guān)閉微波爐結(jié)束干燥,從而有效避免了在干燥過(guò)程中取出物料進(jìn)行稱重產(chǎn)生的人為誤差。本設(shè)備與傳統(tǒng)的控制微波功率的干燥方式相比,可有效防止干燥過(guò)程中物料內(nèi)部溫度過(guò)高而造成的品質(zhì)下降。

圖1　微波干燥系統(tǒng)原理圖Fig.1　Microwave drying system

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1真空冷凍干燥

1.2.1.1真空冷凍干燥工藝的確定將虎杖洗凈、用濾紙擦干表面,放入真空冷凍干燥機(jī),控制加熱盤溫度分別為30、35、40 ℃(設(shè)定真空度20 Pa,厚度5 mm),控制真空度分別為20、40、60 Pa(設(shè)定加熱盤溫度40 ℃,厚度5 mm),控制物料厚度分別為3、5、7 mm(設(shè)定加熱盤溫度40 ℃、真空度20 Pa)進(jìn)行冷凍干燥實(shí)驗(yàn),每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次。

1.2.1.2真空冷凍干燥水分轉(zhuǎn)換點(diǎn)的研究分析不同冷凍干燥工藝的干燥速率曲線,確定解析和升華階段的含水率區(qū)間,分別取3組冷凍干燥至轉(zhuǎn)換點(diǎn)區(qū)間內(nèi)不同含水率的樣品,通過(guò)電鏡掃描樣品橫切面,分析樣品自由水的去除程度,每組樣品重復(fù)三次。

1.2.2微波干燥

1.2.2.1微波溫度對(duì)虎杖干燥時(shí)間的影響取切片厚度為5 mm的新鮮虎杖,將虎杖洗凈、用濾紙擦干表面,放入自制的微波干燥設(shè)備,控制物料溫度分別為50、60、70 ℃。電子秤在線稱重計(jì)算虎杖的濕基含水率,當(dāng)其≤5%時(shí),停止干燥。繪制干燥速率曲線。每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)三次。

1.2.2.2微波溫度對(duì)虎杖藥效成分的影響分別取不同微波溫度下干燥的虎杖產(chǎn)品,采用HPLC同時(shí)測(cè)定虎杖中虎杖苷、大黃素、大黃素甲醚和白藜蘆醇的含量[10]。每組虎杖產(chǎn)品重復(fù)測(cè)定三次。

1.2.3冷凍微波聯(lián)合干燥將虎杖洗凈、用濾紙擦干表面,先冷凍干燥至水分轉(zhuǎn)換點(diǎn)(35%、25%、15%),再用微波干燥至濕基含水率≤5%?？刂茰囟葹?0 ℃干燥至結(jié)束。

1.3干燥曲線計(jì)算方法

樣品干燥過(guò)程的干燥曲線采用水分比(moisture ratio,MR)隨干燥時(shí)間的變化曲線[11]，如下式所示：

式(1)

式中,Mo為樣品的初始干基含水率(%);Me為樣品干燥到平衡時(shí)的干基含水率(%);Mt為樣品t時(shí)刻干基含水率(%)。

干燥速率(drying rate,DR)的計(jì)算公式如下:

式(2)

式中,DR為樣品的干燥速率(%·min-1);Mt1、Mt2為樣品t2、t1時(shí)的干基含水率(%)。

1.4指標(biāo)測(cè)定方法

1.4.1含水率測(cè)定采用國(guó)標(biāo)GB 5009.3-2010測(cè)定[12]?；⒄瘸跏己视?jì)算公式如下:

式(3)

式中,X為物料干基含水率(%);Mt為t時(shí)刻物料的質(zhì)量(g);Md為物料中干物質(zhì)的質(zhì)量(g)。

1.4.2色差測(cè)定取干燥后的虎杖片中心部位,采用色差儀進(jìn)行測(cè)定,顏色通過(guò)L*(亮度-暗度)、a*(紅色-綠色)、b*(黃色-藍(lán)色)表示,每組樣品重復(fù)3次。

1.4.3復(fù)水比測(cè)定取干燥后的虎杖,在60 ℃恒溫水浴鍋復(fù)水,復(fù)水時(shí)間為20 min,取出后用濾紙吸干表面水分,稱重,每組樣品重復(fù)3次,結(jié)果取平均值?；⒄葟?fù)水比計(jì)算公式:

式(4)

式中,R為復(fù)水比;M1為虎杖復(fù)水前質(zhì)量(g);M2為虎杖復(fù)水后質(zhì)量(g)。

1.4.4體積保留率測(cè)定采用置換法測(cè)體積[4],每組實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次,結(jié)果取平均值。虎杖體積保留率計(jì)算公式:

式(5)

式中,S為體積保留率(%);V1為虎杖干燥后體積(cm3);V2為虎杖干燥前體積(cm3)。

1.4.5微觀結(jié)構(gòu)測(cè)定在掃描電鏡下放大600～1000倍進(jìn)行觀察并分析圖譜。

1.5數(shù)據(jù)處理方法

使用Excel軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理。

2　結(jié)果與討論

2.1虎杖冷凍干燥特性的研究

2.1.1虎杖冷凍干燥工藝參數(shù)的確定

2.1.1.1不同物料厚度對(duì)干燥時(shí)間的影響虎杖在切片厚度為3、5、7 mm時(shí)的干燥曲線如圖2所示。

圖2　不同物料厚度干燥曲線Fig.2　Freeze drying curve of different thickness

由圖2可看到,隨著干燥時(shí)間的延長(zhǎng),物料的含水率不斷下降;不同厚度,含水率下降快慢不同,厚度越大,含水率下降的越慢,干燥所用時(shí)間越長(zhǎng),3 mm干燥時(shí)間最短,7 mm時(shí),干燥時(shí)間最長(zhǎng),兩者相差260 min。由此可見,減小物料厚度,可縮短干燥時(shí)間。但物料厚度太小會(huì)降低干燥能力[13],因此,在本實(shí)驗(yàn)條件下,選取合適的虎杖切片厚度為5 mm。

2.1.1.2不同加熱盤溫度對(duì)干燥時(shí)間的影響圖3為加熱盤溫度分別為30、35、40 ℃時(shí)的干燥曲線。

圖3　不同加熱盤溫度干燥曲線Fig.3　Freeze drying curve of different temperature

由圖3可知,30 ℃時(shí)干燥時(shí)間最長(zhǎng),40 ℃時(shí)干燥時(shí)間最短,兩者相差60 min,可見加熱盤溫度越高,含水率下降速度越快。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),當(dāng)加熱盤溫度超過(guò)45 ℃時(shí),干燥后物料出現(xiàn)碎裂現(xiàn)象,故不能采取過(guò)高的加熱盤溫度,選擇加熱板溫度為40 ℃。

2.1.1.3不同真空度對(duì)干燥時(shí)間的影響圖4為真空度分別為20、40、60Pa時(shí)的干燥曲線。

圖4　不同真空度干燥曲線Fig.4　Freeze drying curve of different vacuum

由圖4可知,在冷凍干燥允許的真空度下,不同真空度對(duì)物料干燥時(shí)間影響不大,但隨著真空度的不斷增加,升華干燥時(shí)間先緩慢下降,然后又緩慢上升;這是因?yàn)樵龃髩簭?qiáng)有利于傳熱但不利于傳質(zhì),降低壓強(qiáng)有利于傳質(zhì)但不利于傳熱。當(dāng)干燥室壓力升高時(shí),使界面?zhèn)髻|(zhì)阻力增加,而導(dǎo)致水蒸氣不易從升華界面逸出,增大了物料干燥時(shí)間。但當(dāng)干燥室壓力過(guò)低時(shí),會(huì)減小凍干層的熱導(dǎo)率,干燥時(shí)間同樣也是上升的。因此應(yīng)根據(jù)不同物料選擇適當(dāng)?shù)恼婵斩?不應(yīng)過(guò)高或過(guò)低,本實(shí)驗(yàn)選擇的真空度為40 Pa。

綜上,選擇切片厚度為5 mm、加熱盤溫度為40 ℃、干燥室真空度為40 Pa作為虎杖冷凍干燥階段的工藝參數(shù)。

2.1.2虎杖冷凍干燥解析和升華階段水分轉(zhuǎn)換點(diǎn)的研究在干燥過(guò)程中,物料內(nèi)的水分主要分為三種:結(jié)合水、半結(jié)合水和自由水。在升華干燥階段,物料內(nèi)部自由水分含量大,加熱使樣品內(nèi)自由水快速溢出,干燥速率較高;干燥后期進(jìn)入解析干燥階段,此階段主要去除物料內(nèi)部殘余的自由水和半結(jié)合水,干燥速率快速下降[5]。圖5～圖7分別為不同物料厚度、加熱盤溫度、真空度的干燥速率曲線?？梢钥闯?虎杖冷凍干燥過(guò)程分為三個(gè)階段:AB上升階段、BC緩慢降速階段和CD快速降速階段,在AB和BC階段,物料內(nèi)部自由水分含量高,自由水升華,快速溢出,干燥速率較高。干燥后期進(jìn)入CD階段,此階段主要去除物料內(nèi)部殘余的結(jié)合水和半結(jié)合水,失水速率快速下降。分析可知,虎杖冷凍干燥過(guò)程中自由水和結(jié)合水的轉(zhuǎn)換點(diǎn)在含水率25%～35%之間。

圖5　物料厚度對(duì)冷凍干燥速率曲線的影響Fig.5　Freeze drying rate curve of different thickness

圖6　加熱盤溫度對(duì)冷凍干燥速率曲線的影響Fig.6　Freeze drying rate curve of different temperature

圖7　真空度對(duì)冷凍干燥速率曲線的影響Fig.7　Freeze drying rate curve of different vacuum

2.1.3虎杖冷凍干燥階段微觀結(jié)構(gòu)研究冷凍干燥至一定階段時(shí)將樣品取出,如果自由水尚未完全去除,物料內(nèi)部的自由水冰晶融化,使物料發(fā)生皺縮,影響孔道結(jié)構(gòu);如果自由水已經(jīng)完全去除,則物料能保持良好的結(jié)構(gòu)。通過(guò)電鏡掃描樣品橫切面,可直觀得到樣品微觀結(jié)構(gòu),從而分析樣品自由水的去除程度。圖8為冷凍干燥至不同階段時(shí)虎杖的微觀結(jié)構(gòu)。

圖8　冷凍干燥至不同含水率時(shí)虎杖的孔道微觀結(jié)構(gòu)(橫切面)Fig.8　Electron micrographs(transverse section)of Polygonum cuspidatum注:A、B、C分別是虎杖冷凍干燥至含水率35%、30%、25%時(shí)的電鏡圖(600×)。

由圖8(A)可知,樣品幾乎喪失了原先的孔道結(jié)構(gòu),發(fā)生了明顯的變化,失去了原來(lái)飽滿而立體的狀態(tài),皺縮嚴(yán)重。

由圖8(B)可知,此時(shí)虎杖具有良好的孔道結(jié)構(gòu),但有少量皺縮,這表明有自由水冰晶融化,對(duì)原先保持的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。

由圖8(C)可知,此時(shí)虎杖片具有明顯的孔道結(jié)構(gòu),幾乎沒(méi)有皺縮,虎杖的骨架結(jié)構(gòu)完整,形成了多孔的細(xì)胞結(jié)構(gòu),自由水已經(jīng)完全去除,保持了新鮮虎杖的孔道結(jié)構(gòu)。

綜上,虎杖解析干燥和升華干燥的水分轉(zhuǎn)換點(diǎn)為含水率25%。

2.2虎杖微波干燥特性的研究

2.2.1微波溫度對(duì)虎杖干燥速率的影響干燥曲線如圖9所示。

圖9　不同微波溫度干燥曲線Fig.9　Microwave drying curve of different temperature

由圖9可以得出,隨著干燥時(shí)間的延長(zhǎng),虎杖的含水率逐漸下降,物料溫度越高,干燥時(shí)間越短,干燥速率越快?；⒄群蕪?6%干燥至4%,由圖可知,溫度在50 ℃時(shí),干燥緩慢,需要75 min;60 ℃時(shí),干燥速率明顯提高,只需要33 min,干燥時(shí)間節(jié)約了56%;70 ℃時(shí),干燥時(shí)間為28 min,比60 ℃時(shí)節(jié)約18%,速率提升變慢。

2.2.2微波溫度對(duì)虎杖藥效成分的影響表1為不同微波溫度干燥后,虎杖的4種主要藥效成分含量。分析可知,隨著干燥溫度的升高,樣品中虎杖苷、白藜蘆醇、大黃素、大黃素甲醚含量均有減少,60 ℃與50 ℃相比分別減少了8.4%、16.5%、8.4%、3.8%,70 ℃與60 ℃相比分別減少5.1%、51.7%、6.9%、0%,其中,白藜蘆醇受到溫度的影響最明顯,70 ℃時(shí)僅有1.2 mg·g-1?？梢姼稍餃囟冗^(guò)高,會(huì)使虎杖片藥效成分下降。在保證藥效成分的前提下,獲得較快的干燥速率,故選擇60 ℃作為虎杖微波干燥的溫度。

2.3虎杖冷凍微波聯(lián)合干燥工藝研究

2.3.1虎杖冷凍微波聯(lián)合干燥曲線研究干燥曲線如圖10所示?？梢钥闯?進(jìn)行微波干燥前虎杖含水率越高,總干燥時(shí)間越短,比較聯(lián)合干燥和冷凍干燥可直觀的看出,冷凍干燥需要3～4 h,而冷凍微波聯(lián)合干燥只需要1.5～2 h,相比單純冷凍干燥節(jié)約了50%干燥時(shí)間。

表1　不同微波溫度對(duì)虎杖藥效成分的影響

注:同列字母不同表示差異顯著(p<0.05)。表2同。

圖10　冷凍-微波聯(lián)合干燥曲線Fig.10　Drying curves of combination

2.3.2冷凍微波聯(lián)合干燥對(duì)虎杖干制品品質(zhì)的影響

2.3.2.1色澤、體積保留率和復(fù)水比干燥產(chǎn)品的色澤是產(chǎn)品品質(zhì)重要的因素之一,其色澤越接近新鮮虎杖,越容易被消費(fèi)者接受。新鮮虎杖的L*值比較高,a*值比較低,表明虎杖樣品L*值越高、a*值越低,其干燥后的色澤品質(zhì)越高。如表2所示,不同干燥工藝對(duì)虎杖的色差有影響。冷凍干燥的樣品色差與鮮樣差異不顯著,色澤較好。其次是冷凍微波聯(lián)合干燥樣品,其色澤接近冷凍干燥,結(jié)果最差的是微波干燥樣品,出現(xiàn)了焦黃、糊化的現(xiàn)象?？梢娢⒉ǜ稍飳?duì)虎杖色澤破壞嚴(yán)重。

表2　虎杖色澤、體積保留率和復(fù)水比比較表

表3　不同干燥方式對(duì)虎杖藥效成分的影響

從表2可以看出,冷凍干燥虎杖樣品外形最平整,體積保留率為81.82%;微波干燥樣品收縮比冷凍干燥大,其體積保留率為44.84%,但外表有明顯的皺縮;冷凍微波聯(lián)合干燥的干燥樣品體積保留率為76.59%,沒(méi)有產(chǎn)生明顯的變形,具有良好的外形,表觀質(zhì)量與冷凍干燥的虎杖樣品表觀質(zhì)量接近。3種方法得到的產(chǎn)品的復(fù)水比接近,但聯(lián)合干燥要優(yōu)于微波干燥。

2.3.2.2藥效成分由表3可知,虎杖4種主要藥效成分的含量在不同干燥方案中,均有變化。冷凍干燥在所有干燥方案中藥效成分含量最高,其虎杖苷、白藜蘆醇含量遠(yuǎn)高于微波干燥,分別為31.72 mg·g-1和6.98 mg·g-1,大黃素、大黃素甲醚含量與微波干燥相比也具有一定優(yōu)勢(shì)。采用冷凍微波聯(lián)合干燥的虎杖產(chǎn)品藥效成分均高于微波干燥,接近冷凍干燥產(chǎn)品。對(duì)比冷凍微波聯(lián)合干燥三組樣品可知,轉(zhuǎn)換點(diǎn)含水率控制在25%和15%的樣品,其白藜蘆醇含量要優(yōu)于轉(zhuǎn)換點(diǎn)含水率35%的樣品,主要原因可能是樣品中存在自由水時(shí)進(jìn)行微波干燥,易對(duì)白藜蘆醇造成破壞,具體原因有待進(jìn)一步研究。兼顧干燥時(shí)間和藥效成分保留,可發(fā)現(xiàn)冷凍微波聯(lián)合干燥(25%)最優(yōu),更利于實(shí)際應(yīng)用。

2.4虎杖聯(lián)合干燥微觀結(jié)構(gòu)的研究

從圖11中可以看出,冷凍干燥的虎杖具有明顯的纖維結(jié)構(gòu),且有顆粒分散在周圍,這表明冷凍干燥可以很好的保持虎杖的纖維結(jié)構(gòu),而從外觀上看,冷凍干燥虎杖產(chǎn)品的外形保持的非常完好,幾乎沒(méi)有皺縮,表明了凍干可保持虎杖結(jié)構(gòu)完整性;對(duì)于冷凍微波聯(lián)合干燥(25%)的樣品,其纖維結(jié)構(gòu)也得到了很好的保持,說(shuō)明在聯(lián)合干燥過(guò)程中,后續(xù)的微波干燥沒(méi)有破壞冷凍干燥階段所保持的纖維結(jié)構(gòu),使其接近冷凍干燥產(chǎn)品;而微波干燥樣品纖維被嚴(yán)重破壞,產(chǎn)生了較多的碎片。

圖11　冷凍干燥、微波干燥及冷凍微波聯(lián)合干燥虎杖產(chǎn)品的微觀纖維結(jié)構(gòu)(縱切面)Fig.11　Electron micrographs(longitudinal section)of Polygonum cuspidatum

3　結(jié)論

不同的冷凍干燥工藝參數(shù)對(duì)虎杖干燥時(shí)間有直接影響。合適的厚度可以保證干燥能力的同時(shí)減少干燥時(shí)間,合適的加熱板溫度可以獲得良好的外形并減少干燥時(shí)間;合適的真空度可減少干燥時(shí)間?；⒄壤鋬龈稍锏淖顑?yōu)工藝參數(shù)為厚度5 mm、加熱盤溫度40 ℃、真空度40 Pa。

微波干燥溫度越高,干燥速率越快,虎杖苷、白藜蘆醇、大黃素、大黃素甲醚含量越少,從保護(hù)藥效成分考慮,合適的微波溫度為60 ℃。

虎杖的微觀結(jié)構(gòu)主要形成于冷凍干燥的升華干燥階段,虎杖干燥至含水率25%時(shí),自由水可完全去除,再進(jìn)行微波干燥,干燥虎杖產(chǎn)品的色澤、體積保留率、藥效成分、復(fù)水比相接近冷凍干燥產(chǎn)品,干燥時(shí)間可縮短一半,適合實(shí)際應(yīng)用。

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Study on parameters of freezing combined with microwave drying characteristics of polygonum cuspidatum

ZHOU Reng1,LI Zhen-feng1,2,*,LI Jing1,2

(1.School of Mechanical Engineering,Jiangnan University,Wuxi 214122,China; 2.Jiangsu Key Laboratory of Advanced Food Manufacturing Equipment and Technology,Wuxi 214122,China)

Polygonum cuspidatum slices were freezing dried transferred to microwave dried. The transfer point of the two drying methods were studied and validated based on the microstructure. In addition,drying rate and quality of samples with different parameters was studied. Sample quality was compared in terms of medicinal ingredients(polydatin,emodin,physcion,resveratrol),color,volume retention rate,rehydrated ratio. The result showed that quality of samples for 5 mm dried with 40 Pa,heating plate for 40 ℃ and transferred at the moisture content of 25% to microwave at 60 ℃ would be closed to samples dried with freezing drying. In addition,it costs half of drying time as freezing drying.

freeze drying;microwave drying;transfer point;polygonum cuspidatum

2015-12-29

周礽(1991-),男,碩士研究生,研究方向:過(guò)程裝備與控制工程,E-mail:929186909@qq.com。

李臻峰(1968-),男,教授,研究方向:食品無(wú)損檢測(cè),食品干燥,E-mail:Fhzm2009@outlook.com。

國(guó)家自然基金(21206051);江蘇省產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合創(chuàng)新資金(BY20130155-22);江蘇省普通高校研究生科研創(chuàng)新計(jì)劃項(xiàng)目(KYLX_1158)。

TS255.3

A

1002-0306(2016)10-0273-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.10.047