不同干燥方式對(duì)白蘿卜干制品品質(zhì)的影響

王鑫，車剛，萬(wàn)霖，刁顯琪，李海龍，王敬軒

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)工程學(xué)院，大慶 163319）

不同干燥方式對(duì)白蘿卜干制品品質(zhì)的影響

王鑫，車剛，萬(wàn)霖，刁顯琪，李海龍，王敬軒

（黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)工程學(xué)院，大慶 163319）

為了解不同干燥方式對(duì)白蘿卜干制品品質(zhì)和微觀結(jié)構(gòu)的影響及變化情況，以新鮮白蘿卜為原料，采用振動(dòng)遠(yuǎn)紅外干燥方式和傳統(tǒng)遠(yuǎn)紅外干燥方式對(duì)白蘿卜進(jìn)行干燥，研究其對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分、復(fù)水比、干燥時(shí)間、脫水速率、感官品質(zhì)以及微觀結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明：振動(dòng)遠(yuǎn)紅外干燥方式干制的白蘿卜樣品中蛋白質(zhì)、維生素C、芥子油苷、總糖、脂肪和復(fù)水比明顯高于傳統(tǒng)遠(yuǎn)紅外干燥方式制得的樣品；相比于傳統(tǒng)遠(yuǎn)紅外干燥方式，干燥時(shí)間縮短了0.67 h，脫水速率提高了40.58%；干制品感官品質(zhì)和微觀結(jié)構(gòu)均優(yōu)于傳統(tǒng)遠(yuǎn)紅外干燥方式。研究為遠(yuǎn)紅外干燥方式在白蘿卜方面的應(yīng)用提供理論依據(jù)與技術(shù)參考。

白蘿卜；遠(yuǎn)紅外；干燥；品質(zhì)

白蘿卜又叫萊菔、蘆菔、土人參等，是根菜類蔬菜的主要品種之一。從古代至今已有千年歷史，在食品和中醫(yī)藥方面都有廣泛應(yīng)用。白蘿卜中含有蛋白質(zhì)、脂肪、多糖、膳食纖維、芥子油苷、胡蘿卜素、維生素C、維生素E、鈣、鐵、鋅等，具有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和防病保健功能[1-2]。中醫(yī)理論認(rèn)為，該品味辛甘，性涼，入肺胃經(jīng)，可以治療或輔助治療多種疾病，本草綱目稱之為“蔬中最有利者”[3]。近幾年來(lái)，脫水白蘿卜已成為蔬菜產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，市場(chǎng)前景廣闊，需求量大。

已有很多研究者對(duì)脫水白蘿卜的干燥工藝和生產(chǎn)方法進(jìn)行了報(bào)道。崔永漢等[4]對(duì)蘿卜絲烘干試驗(yàn)及其干燥性能做出了研究，結(jié)果表明，蘿卜絲干燥符合典型物料的干燥特性，溫度對(duì)干燥效果的影響最明顯。鄭鈺等[5]采用旋轉(zhuǎn)式干燥機(jī)對(duì)白蘿卜條干燥工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，確定了不同物料厚度下的最優(yōu)干燥時(shí)間。陶婧等[6]研究了云南加工型蘿卜生產(chǎn)現(xiàn)狀并給出了發(fā)展建議，建立加工型蘿卜標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)體系，提高商品品質(zhì)是目前亟需解決的問(wèn)題。目前對(duì)白蘿卜的研究主要集中在干燥方法和工藝方面，而不同干燥方式對(duì)白蘿卜干后品質(zhì)和微觀結(jié)構(gòu)影響及變化情況的相關(guān)研究較少。因此，在大量研究和試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，采用先進(jìn)的遠(yuǎn)紅外輻射加熱方式對(duì)白蘿卜進(jìn)行干燥，研究了兩種不同遠(yuǎn)紅外輻射干燥方式對(duì)白蘿卜營(yíng)養(yǎng)成分、復(fù)水比、干燥時(shí)間、脫水速率、感官品質(zhì)以及微觀結(jié)構(gòu)等的影響，從而為遠(yuǎn)紅外干燥技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用和發(fā)展提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

白蘿卜由韓國(guó)駐鳳城白蘿卜實(shí)驗(yàn)基地提供，品種為韓國(guó)進(jìn)口品種“白如玉”，選取當(dāng)年新收獲、長(zhǎng)勢(shì)良好、無(wú)蟲(chóng)害的樣本。

自行設(shè)計(jì)往復(fù)式振動(dòng)遠(yuǎn)紅外干燥機(jī)，如圖1所示。干燥機(jī)外形尺寸1 300 mm×900 mm×1 100 mm，遠(yuǎn)紅外加熱板尺寸1 220 mm×354 mm，板溫調(diào)節(jié)范圍（室溫～120）℃，往復(fù)振動(dòng)式物料盤尺寸1 000 mm× 500 mm，裝機(jī)總功率2 kw。MB45專業(yè)型水分測(cè)定儀，美國(guó)奧豪斯公司；PRACTUM224-1CN電子天平，德國(guó)賽多利斯公司；CM-5型分光測(cè)色儀，柯尼卡美能達(dá)投資有限公司；果蔬切片機(jī)，旭朗機(jī)械設(shè)備有限公司；QUANTA FEG 450環(huán)境掃描電鏡（ESEM），美國(guó)FEI公司。

圖1 往復(fù)式振動(dòng)遠(yuǎn)紅外干燥機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖Fig.1 Diagram of reciprocating of vibration-far-infrared dryer

1.2 試驗(yàn)方法

鮮白蘿卜采收后，經(jīng)初始含水率（濕基）測(cè)定3次，計(jì)算結(jié)果取平均值。

工藝流程：新鮮白蘿卜→挑選→洗凈→去皮→分切→晾曬（表面沒(méi)有水）→遠(yuǎn)紅外干燥→包裝→成品→測(cè)量

傳統(tǒng)遠(yuǎn)紅外干燥：根據(jù)試驗(yàn)要求，將挑選好的白蘿卜洗凈、去皮、分切成不同厚度的長(zhǎng)條狀，長(zhǎng)度約為60 mm。將切好的白蘿卜晾曬至表面沒(méi)有自由水平攤在物料盤上，加熱溫度設(shè)定為70℃，物料厚度為7 mm。每隔30 min取出物料稱重，并記錄數(shù)據(jù)，當(dāng)含水率（濕基）不大于8%時(shí)干燥結(jié)束，每次試驗(yàn)重復(fù)3次，取平均值。

振動(dòng)遠(yuǎn)紅外干燥：操作方法同上，將挑選好的白蘿卜平攤在往復(fù)振動(dòng)式篩網(wǎng)上，接通往復(fù)式振動(dòng)遠(yuǎn)紅外干燥機(jī)電源，設(shè)置作業(yè)參數(shù)，加熱溫度為70℃，振動(dòng)頻率為0.5 Hz，物料厚度為7 mm，開(kāi)始遠(yuǎn)紅外加熱干燥并同時(shí)計(jì)時(shí)。每隔30 min取出物料稱重，并記錄數(shù)據(jù)，當(dāng)含水率（濕基）不大于8%時(shí)干燥結(jié)束，待產(chǎn)品冷卻后進(jìn)行真空包裝。每次試驗(yàn)重復(fù)3次，取平均值。

熱風(fēng)干燥（對(duì)照組）：降分切好的白蘿卜平鋪在熱風(fēng)干燥機(jī)的物料盤上，設(shè)置作業(yè)參數(shù)，熱風(fēng)溫度為70℃。每隔30 min取出物料稱重，并記錄數(shù)據(jù)，當(dāng)含水率（濕基）不大于8%時(shí)干燥結(jié)束，每次試驗(yàn)重復(fù)3次，取平均值。

1.3 測(cè)量方法

1.3.1 濕基含水率測(cè)定

參照國(guó)標(biāo)[7]中的標(biāo)準(zhǔn)烘箱法進(jìn)行測(cè)量。白蘿卜干燥產(chǎn)品合格含水率參照國(guó)際果蔬貯藏標(biāo)準(zhǔn)，即不大于干制品自體水量8%。公式為：

式中，MS—蘿卜的濕基含水率，%；W—蘿卜中水的質(zhì)量，g；Gg—蘿卜干物質(zhì)質(zhì)量，g。

1.3.2 脫水速率測(cè)定

脫水速率的計(jì)算公式：

式中，RA—脫水速率，%/h；W0—物料的初始含水率，%；Wt—干燥t時(shí)刻物料的含水率，%；T—干燥過(guò)程總時(shí)間，h。

1.3.3 復(fù)水比的測(cè)定

對(duì)干燥產(chǎn)品進(jìn)行復(fù)水，將干后的白蘿卜放入60～80℃的水中，每隔10 min取出瀝干、稱質(zhì)量[8]。復(fù)水比計(jì)算公式：

式中，Rf—復(fù)水比；Gf—干制品復(fù)水后瀝干質(zhì)量，g；Gg—干制品復(fù)水前質(zhì)量，g。

1.3.4 VC含量的測(cè)定

其中VC含量測(cè)定采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)二氯靛酚法[9]。VC含量計(jì)算公式：

式中，ω—VC含量，mg/g；T—2，6-二氯靛酚溶液的滴定度，g·mL-1；V—滴定樣品溶液所消耗2，6-二氯靛酚標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，mL；V0—滴定空白溶液所消耗2，6-二氯靛酚溶液標(biāo)準(zhǔn)的體積，mL；m—稱樣量，g。

1.3.5 蛋白質(zhì)含量的測(cè)定

蛋白質(zhì)含量的測(cè)定。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)采用凱氏定氮法測(cè)定[10]。

1.3.6 芥子油苷含量的測(cè)定

芥子油苷含量的測(cè)定，根據(jù)參考文獻(xiàn)[11-12]，參照Peterson等和Chen等的方法進(jìn)行測(cè)定。

1.3.7 總糖含量的測(cè)定

總糖的測(cè)定，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)采用苯酚硫酸法[13]。

1.3.8 脂肪含量的測(cè)定

食品中脂肪的測(cè)定，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)采用索氏抽提法[14]。

1.3.9 色度的測(cè)定

干燥后的白蘿卜干制品磨粉，采用SMY-2000SF型色差儀測(cè)定樣品的a*值（白色度），范圍是-60（純黑色）～+60（純白色），b*值（黃色度），范圍是-60（純藍(lán)色）～+60（純黃色）L*值（明度），范圍是-60（純黑色）～+60（純白色）[15]。

1.3.10 感官評(píng)價(jià)

選取十位專業(yè)人員組成感官評(píng)價(jià)小組，對(duì)干燥完成白蘿卜樣品的色、香、味、形進(jìn)行全面的感官評(píng)分，即最滿意為10分，最不滿意為1分，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

表1 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Marking standard

1.3.11 微觀結(jié)構(gòu)的測(cè)定

將兩種方式干燥后的白蘿卜干制品，經(jīng)過(guò)粘臺(tái)離子濺射鍍金后，使用美國(guó) FEI公司生產(chǎn)的QUANTA 450環(huán)境掃描電鏡（ESEM）觀察并照相。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)為3次重復(fù)的平均值，用DPS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，采用Origin 8.5軟件進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同干燥方式對(duì)白蘿卜干燥時(shí)間和脫水速率的影響

振動(dòng)遠(yuǎn)紅外干燥和傳統(tǒng)遠(yuǎn)紅外干燥對(duì)白蘿卜干燥時(shí)間和脫水速率的變化影響如圖2，3所示。如圖2、圖3，可見(jiàn)白蘿卜振動(dòng)遠(yuǎn)紅外干燥和傳統(tǒng)遠(yuǎn)紅外干燥都符合典型物料的干燥特性，0～20 min為干燥預(yù)熱期，20～60 min為快速干燥期，此時(shí)振動(dòng)遠(yuǎn)紅外干燥的脫水速率達(dá)到64.33%·h-1，60 min到干燥結(jié)束為減速干燥期，其中振動(dòng)遠(yuǎn)紅外干燥時(shí)間較短，相比傳統(tǒng)遠(yuǎn)紅外干燥方式干燥時(shí)間減少了40 min。這是由于振動(dòng)遠(yuǎn)紅外干燥方式采用了往復(fù)振動(dòng)式物料盤，物料在干燥的過(guò)程中可以接受到不同距離和角度的多重輻射，同時(shí)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中也加快了水分的快速遷移，水分遷移方向總是由水分較多的內(nèi)部向水分含量較小的外部進(jìn)行濕擴(kuò)散，這與熱擴(kuò)散的方向是一致的，從而也就加速了水分內(nèi)擴(kuò)散的過(guò)程，既加快了脫水速率，干燥時(shí)間也隨之縮短[16]。

圖2 兩種干燥方式干燥時(shí)間對(duì)比分析Fig.2 Comparison of drying time of two drying methods

圖3 兩種干燥方式脫水速率對(duì)比分析Fig.3 Comparison of dehydration rate of two drying methods

2.2 不同干燥方式對(duì)白蘿卜主要營(yíng)養(yǎng)成分的影響

表2顯示了振動(dòng)遠(yuǎn)紅外干燥和傳統(tǒng)遠(yuǎn)紅外干燥前后白蘿卜干制品中主要營(yíng)養(yǎng)成分的變化情況。結(jié)果表明：振動(dòng)遠(yuǎn)紅外干燥后白蘿卜干制品的蛋白質(zhì)含量、Vc含量、芥子油苷含量、總糖含量和脂肪含量均明顯高于傳統(tǒng)遠(yuǎn)紅外干燥制得的白蘿卜。這是由于振動(dòng)遠(yuǎn)紅外干燥方式的脫水速率快，干燥時(shí)間短，干制品內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)受高溫破壞的程度低，這樣就影響了白蘿卜干制品中營(yíng)養(yǎng)成分的含量[17]。顯著性分析結(jié)果也表明，振動(dòng)遠(yuǎn)紅外干燥方式和傳統(tǒng)遠(yuǎn)紅外干燥方式的白蘿卜干制品其主要營(yíng)養(yǎng)成分有顯著性差異（P＜0.05）。

表2 兩種干燥方式對(duì)白蘿卜主要營(yíng)養(yǎng)成分的影響Table 2 Effects of main nutritional components of two drying methods on turnip

2.3 不同干燥方式對(duì)白蘿卜色度的影響

通過(guò)振動(dòng)遠(yuǎn)紅外干燥方式和傳統(tǒng)遠(yuǎn)紅外干燥方式得到白蘿卜干制品的色度值如表3所示。從表3中可知，不同干燥方式干燥白蘿卜的L*值（明度）和a*值（白色度）的最大值均是用振動(dòng)遠(yuǎn)紅外干燥獲得，分別為36.35和44.43，b*值（黃色度）的最大值是用傳統(tǒng)遠(yuǎn)紅外干燥獲得，為29.68，這種顏色變化可能與白蘿卜干燥過(guò)程中褐變以及類胡蘿卜素的降解有關(guān)[18]。通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析可知，振動(dòng)遠(yuǎn)紅外干燥和傳統(tǒng)遠(yuǎn)紅外干燥的白蘿卜L*值、a*值、b*值均不存在顯著性差異（P＞0.05），且通過(guò)這兩種方式干燥的白蘿卜與鮮白蘿卜相比較也不存在顯著性差異（P＞0.05）。

表3 兩種干燥方式的白蘿卜色度Table 3 Turnip color of two drying methods

2.4 不同干燥方式對(duì)白蘿卜微觀結(jié)構(gòu)的影響

將兩種干燥方式干燥后的白蘿卜干制品，經(jīng)過(guò)粘臺(tái)離子濺射鍍金后，使用美國(guó)FEI公司生產(chǎn)的QUANTA 450環(huán)境掃描電鏡（ESEM）觀察。觀察結(jié)果如圖4所示：

圖4 白蘿卜干制品顯微圖像Fig.4 Micro-photographs of dried turnip

如圖4白蘿卜干制品顯微圖像顯示，在干燥過(guò)程中，細(xì)胞中的水分快速氣化膨脹，導(dǎo)致蒸汽壓力增強(qiáng)導(dǎo)致細(xì)胞壁擴(kuò)張，隨著水分的脫離，如果細(xì)胞出現(xiàn)卷曲、皺縮或微小的斷裂變形[19]。圖4（a）是傳統(tǒng)遠(yuǎn)紅外干燥方式的白蘿卜干燥視圖，細(xì)胞變形較嚴(yán)重，大部分出現(xiàn)坍塌，破損等情況。圖4（b）是振動(dòng)遠(yuǎn)紅外干燥方式的白蘿卜干燥視圖，細(xì)胞組織保存比較完整，細(xì)胞破損和變形較少，微形態(tài)結(jié)構(gòu)保持良好，相比于傳統(tǒng)遠(yuǎn)紅外干燥方式，能夠比較真實(shí)地反映樣品的組織結(jié)構(gòu)原貌。

2.5 不同干燥方式對(duì)白蘿卜復(fù)水比的影響

產(chǎn)品復(fù)水性能主要取決于物料細(xì)胞和結(jié)構(gòu)的破壞程度[20]，對(duì)比圖4中兩種干燥方式制得的白蘿卜干制品顯微圖像，其中振動(dòng)遠(yuǎn)紅外干燥白蘿卜干制品圖像的表面和內(nèi)部都有大量孔隙，細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)相對(duì)保存比較完好，為干制品復(fù)水時(shí)水分的滲入提供了良好途徑[21]，復(fù)水性能優(yōu)于傳統(tǒng)遠(yuǎn)紅外干燥。兩種干燥方式對(duì)白蘿卜干制品復(fù)水比的影響如圖5所示，振動(dòng)遠(yuǎn)紅外干燥方式制得白蘿卜干制品的復(fù)水比優(yōu)于傳統(tǒng)遠(yuǎn)紅外干燥，這與白蘿卜干制品微觀組織結(jié)構(gòu)破壞程度對(duì)復(fù)水性能的影響相吻合，結(jié)果得到驗(yàn)證。

圖5 不同干燥方式對(duì)白蘿卜復(fù)水比的影響Fig.5 Effects of drying methods on rehydration rate of turnip

2.6 不同干燥方式對(duì)白蘿卜感官品質(zhì)的影響

選取十位專業(yè)人員組成感官評(píng)價(jià)小組，對(duì)干燥完成白蘿卜樣品的口感、香、味、形進(jìn)行全面的感官評(píng)分，即最滿意為10分，最不滿意為1分，評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 兩種方式干燥結(jié)果感官評(píng)價(jià)Table 4 Sensory evaluation of two drying methods

如表4所示，經(jīng)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，采用振動(dòng)遠(yuǎn)紅外干燥方式制得的白蘿卜干制品，口感、香、味、型等方面的感官評(píng)分均高于傳統(tǒng)遠(yuǎn)紅外干燥，這是由于振動(dòng)遠(yuǎn)紅外干燥方式采用了往復(fù)振動(dòng)式的物料盤對(duì)白蘿卜進(jìn)行干燥，干燥時(shí)間短，熱效率高，對(duì)白蘿卜的色澤、營(yíng)養(yǎng)成分、微觀結(jié)構(gòu)、感官品質(zhì)的影響小，白蘿卜干制品的感官品質(zhì)得到了保證。

3 結(jié)論

不同干燥方式對(duì)白蘿卜干制品品質(zhì)的影響較大，其中振動(dòng)遠(yuǎn)紅外干燥方式和傳統(tǒng)遠(yuǎn)紅外干燥方式干制的白蘿卜干制品在干燥時(shí)間和脫水速率上有明顯差異，相比于傳統(tǒng)遠(yuǎn)紅外干燥方式干燥時(shí)間縮短了0.67 h，脫水速率提高了40.58%；蛋白質(zhì)含量、Vc含量、芥子油苷含量、總糖含量和脂肪含量均明顯高于傳統(tǒng)遠(yuǎn)紅外干燥制得的白蘿卜；此外，兩種干燥方式制得的白蘿卜干制品在微觀結(jié)構(gòu)、復(fù)水比和感官品質(zhì)上也有一定差異，振動(dòng)遠(yuǎn)紅外干燥后的白蘿卜干制品，細(xì)胞組織保存比較完整，細(xì)胞破損和變形較少，復(fù)水性能相對(duì)較好，口感、香、味、形等方面得到提升，各項(xiàng)指標(biāo)均明顯優(yōu)于傳統(tǒng)遠(yuǎn)紅外干燥，干制品品質(zhì)得到保證。研究為遠(yuǎn)紅外干燥方式在白蘿卜方面的應(yīng)用提供理論依據(jù)與技術(shù)參考。

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Influences of Different Drying Methods on Product Quality of White dried Turnip

Wang Xin，Che Gang，Wan Lin，Diao Xianqi，Li Hailong，Wang Jingxuan
（College of Engineering，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319）

In order to investigate the influences and changes of two different drying methods on product quality and microstructure of turnip，fresh turnip was adopted as raw material.Under the same experimental conditions，vibration far-infrared drying method and traditional far-infrared drying method were used to dry turnip.The influences of two different methods on nutrition，rehydration ratio，drying time，dehydration rate，sensory quality and microstructure were studied.The results were as follow：protein content，vitamin C content，glucosinolates，polysaccharides，fats and rehydration ratio of turnip obtained by vibration far-infrared drying method were significantly higher than that obtained by traditional far-infrared drying method.Compared to the traditional far-infrared drying methods，the drying time was shortened by 0.67 h and the dehydration rate was improved 40.58%by the vibration far-infrared drying method.The sensory quality and microstructure of drying products were better than that obtained by traditional far-infrared drying methods.This study could provide a theoretical basis and technical reference for the application areas of far-infrared drying turnip.

turnip；far-infrared；drying；quality

S375

A

1002-2090（2017）02-0058-06

10.3969/j.issn.1002-2090.2017.02.012

2016-03-07

國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2014BAD06B00）；黑龍江省應(yīng)用技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)計(jì)劃重大項(xiàng)目（GA15B402）；黑龍江省新世紀(jì)優(yōu)秀人才培養(yǎng)計(jì)劃項(xiàng)目（1155-NCET-012）；黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)研究生創(chuàng)新科研項(xiàng)目（YJSCX2015-T16）。

王鑫（1990-），男，初級(jí)實(shí)驗(yàn)師，黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)畢業(yè)，現(xiàn)主要從事農(nóng)產(chǎn)品加工工程方面的研究。

萬(wàn)霖，女，教授，碩士研究生導(dǎo)師，E-mail：381995603@126.com。