陽春長山藥熱泵干燥工藝初步研究

盧素珊 ，龔麗 ，* ，劉軍 ，龍成樹 ，鐘宏 ，周椿濤

（1.廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備研究所，廣東廣州510630；2.華南農(nóng)業(yè)大學，廣東廣州510642）

山藥（Dioscorea Opposita Thunb.），是百合目（Liliales）一年或多年生藤本植物，又名淮山藥、懷山藥等[1-3]。山藥塊莖營養(yǎng)豐富、直鏈淀粉和蛋白質(zhì)含量高、脂肪含量低，屬于藥食兩用之品[4-5]。山藥藥性平和，不寒不熱，既能補氣又可滋陰，而且能補益脾肺腎三臟，特別適合于體質(zhì)虛弱的中老年人食用[6-10]。山藥干片方便食用，是常見的山藥藥品和食物基料形態(tài)，但目前常采用的熱風干燥或自然晾曬加工方式，存在能耗高、品質(zhì)不穩(wěn)定和硫含量超標等問題[11-12]。熱泵干燥技術(shù)具有高效節(jié)能、干燥品質(zhì)好和不受天氣條件的影響等特點，在我國優(yōu)質(zhì)水產(chǎn)品和肉制品干燥加工行業(yè)應用較為廣泛[13-20]。

本文以廣州市面上常見的山藥品種之一陽春長山藥為研究對象，采用熱泵干燥技術(shù)進行干燥試驗研究，擬初步優(yōu)化干燥工藝參數(shù)，為生產(chǎn)應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

陽春長山藥（見圖1），市售。

圖1 陽春長山藥Fig.1 Yangchun long yam

1.2 儀器與設(shè)備

熱泵干燥實驗裝置（平流干燥，頻率為50Hz，物料鋪放密度為200 g/m2～500 g/m2）：廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備研究所自制；FA/JA系列上皿天平：上海天平儀器廠；MA150C-000230V1水分測定儀：德國賽多利斯集團；DC-P3型全自動測色色差計：北京市興光測色一起公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

原料→清洗→去皮→切片→浸清水→（熱燙）→瀝水→放入篩網(wǎng)盤（單層）→干燥（每隔半小時稱重一次）→成品（含水量在8%以下）

1.3.2 熱燙處理對陽春長山藥干燥效果的影響

按1.3.1工藝流程，切片厚度為6 mm的山藥片經(jīng)熱燙處理后（沸水20、60 s、空白），熱泵60℃干燥。

1.3.3 干燥溫度對陽春長山藥干燥效果的影響

按1.3.1工藝流程，切片厚度為6 mm山藥片（不進行熱燙處理），分別用熱泵40、50、60℃干燥。

1.3.4 物料厚度對陽春長山藥干燥效果的影響

按1.3.1工藝流程，切片厚度分別為3、6、9 mm的山藥片（不進行熱燙處理），用熱泵60℃干燥。

1.3.5 感官評定

感官評分表見表1。

表1 感官評分表Table 1 Sensory score sheet

1.3.6 色差值測定

將成品磨成粉狀，用色差計測定 L、a、b、Yi，并計算出ΔL、ΔE及黃度指數(shù)dYi。其中，ΔL數(shù)值越大，表示物質(zhì)明亮度越大；ΔE數(shù)值越大，被測物顏色與標準白板色差越大；黃度指數(shù)dYi用以表示被測物表面接近黃色的程度，其數(shù)值越大，表面顏色與黃色越接近。其計算公式如下：

式中：L樣為標準準白板明度，L樣為樣品明度；Δa、Δb為色度差；Yi樣為標準白板黃度，Yi標為樣品黃度。

2 結(jié)果與分析

2.1 熱燙處理對陽春長山藥干燥效果的影響

2.1.1 熱燙處理對陽春長山藥干燥速度及速率的影響

熱燙處理對陽春長山藥干燥速度及速率的影響見圖2、圖3。

圖2 熱燙處理對陽春長山藥干燥速度的影響Fig.2 The effect of blanching treatment on the drying speed of Yangchun long yam

圖3 熱燙處理對陽春長山藥干燥速率的影響Fig.3 The effect of blanching treatment on the drying rate of Yangchun long yam

圖2表明：隨著干燥時間延長，山藥水分含量迅速下降，未經(jīng)熱燙處理的空白組干燥速度最快。圖3表明：在升速干燥階段干燥速率曲線重合，干燥速率均在60 min～90 min期間達到峰值，其中，未經(jīng)熱燙處理組干燥速率峰值最大，熱燙60 s峰值最小。說明熱燙時間越長，山藥干燥速率越小，干燥所需要的時間越長。

2.1.2 熱燙處理對陽春長山藥感官的影響

熱燙處理對陽春長山藥感官的影響見圖4、表2。

圖4 不同熱燙處理的陽春長山藥照片F(xiàn)ig.4 Photos of Yangchun long yam after drying at different blanching treatment

表2 不同熱燙處理的陽春長山藥感官評價值Table 2 Sensory evaluation value of Yangchun long yam with different blanching treatment

由圖4和表2可知，山藥經(jīng)過熱燙處理后干燥，顏色明顯變黃；熱燙20 s組黑斑較多，未熱燙組也略有黑斑；經(jīng)熱燙處理的山藥干燥后卷邊情況嚴重。由表2可知，未熱燙處理的山藥干燥后綜合得分最高，因此，后續(xù)試驗不采取熱燙處理。

2.2 干燥溫度對陽春長山藥干燥效果的影響

2.2.1 不同干燥溫度干燥曲線對比

不同干燥溫度干燥曲線對比見圖5、圖6。

圖5 不同干燥溫度陽春長山藥干燥曲線Fig.5 The heat pump drying curve of Yangchun long yam under different temperature

圖6 不同干燥溫度陽春長山藥干燥速率曲線Fig.6 The heat pump drying rate curve of Yangchun long yam under different temperature

由圖5可知：干燥溫度對山藥干燥速度影響較大，其中60℃干燥最快只需3 h，而40℃和50℃干燥需5 h以上。由圖6可知：3種干燥溫度干燥速率曲線圖趨勢相同，60℃峰值較大，40℃和50℃峰值較小；60℃干燥恒速階段較短，40℃和50℃干燥恒速階段相對較長。綜合考慮生產(chǎn)成本和節(jié)能等因素，陽春長山藥熱泵干燥應采用60℃溫度進行。

2.2.2 干燥溫度對陽春長山藥感官的影響

干燥溫度對陽春長山藥感官的影響見圖7、表3。

圖7 不同溫度干燥的陽春長山藥照片F(xiàn)ig.7 Photos of Yangchun long yam after drying at different dry temperatures

表3 不同溫度干燥的陽春長山藥感官評價值Table 3 Sensory evaluation value of Yangchun long yam with different dry temperatures

從圖7知陽春長山藥干燥后，表面有明顯顆粒凹凸感，較粗糙；40℃干燥表面變黃，60℃干燥總體外觀品質(zhì)好，最接近原本濕物料的外觀。從表3也可看出，60℃干燥感官評分最高，40℃和50℃次之。

2.2.3 不同干燥溫度對陽春長山藥色差的影響

不同干燥溫度對陽春長山藥色差的影響見表4。

表4 不同溫度干燥的陽春長山藥色差值Table 4 The color-difference of Yangchun long yam with different dry temperatures

由表4知，40℃組的ΔL值最小，亮度最低；60℃和50℃組ΔE值相差很小，結(jié)合黃度值dYi，發(fā)現(xiàn)該兩組均比40℃干燥組褐變程度小。

綜上，干燥溫度選擇60℃較好。

2.3 切片厚度對陽春長山藥干燥效果的影響

2.3.1 不同切片厚度干燥曲線對比

不同切片厚度干燥曲線對比見圖8、圖9。

圖8 不同厚度陽春長山藥干燥曲線Fig.8 The heat pump drying curve of Yangchun long yam under different thickness

圖9 不同厚度陽春長山藥干燥速率曲線Fig.9 The heat pump drying rate curve of Yangchun long yam under different thickness

從圖8和圖9可知厚度對干燥速度影響顯著，厚度越薄干燥越快。3 mm組干燥快恒速階段不明顯，9 mm較6 mm組恒速階段長。從生產(chǎn)成本考慮，應選取6 mm以下厚度。

2.3.2 不同切片厚度對陽春長山藥感官的影響

不同切片厚度對陽春長山藥感官的影響見圖10、表5。

圖10 不同厚度的陽春長山藥照片F(xiàn)ig.10 Photos of Yangchun yam after drying at different thickness

表5 不同切片厚度陽春長山藥感官評價值Table 5 Sensory evaluation value of Yangchun long yam with different slice thickness

從照片以及感官評分表來分析，3 mm和6 mm組表面顏色相差不大，9 mm組褐變較明顯且出現(xiàn)明顯顆粒凹凸感（粗糙）。3 mm組較脆易碎且卷邊較嚴重，9 mm組較硬不易掰斷，6 mm組則硬度、脆度適中，呈現(xiàn)天然白色（稍偏淡黃），形狀完整，品質(zhì)外觀較好。

2.3.3 不同厚度對陽春長山藥色差的影響

不同厚度對陽春長山藥色差的影響見表6。

表6 不同切片厚度陽春長山藥色差值Table 6 The color-difference of Yangchun long yam with different slice thickness

表6中數(shù)據(jù)表明，9 mm組ΔL值最小，說明其亮度最小，褐變程度最大；3 mm和6 mm組ΔE值相差不大，且其黃度值dYi表明褐變程度均比9 mm組小。

綜上，切片厚度選擇6 mm最佳。

3 結(jié)論與建議

試驗結(jié)果表明，使用熱泵干燥技術(shù)干燥陽春長山藥，結(jié)合生產(chǎn)成本和成品外觀品質(zhì)等因素，最優(yōu)工藝條件為：新鮮原料不用進行熱燙處理直接切片，切片厚度6 mm，干燥溫度60℃的條件下干燥3 h～4 h，可獲得品質(zhì)較好的干制品。

[1]中科院植物所.中國高等植物圖鑒(第5冊)[M].北京:科學出版社,1983:567

[2]中國科學院中國植物志編輯委員會.中國植物志(第十六卷)[M].北京:科學出版社,1985:54-121

[3]中國農(nóng)業(yè)百科全書編輯部編.中國農(nóng)業(yè)百科全書 (蔬菜卷)[M].北京:農(nóng)業(yè)出版社,1990:184-185

[4]盧訓.山藥之營養(yǎng)價值及其加工用途介紹[J].食品資訊,2001,186:68-71

[5]呂政義,蔡秀玲.山藥塊根及種子淀粉理化性質(zhì)之探討[J].食品科學,1985,12(3/4):201-212

[6]王邈,李德遠,李瑋.山藥的藥理作用分析及其開發(fā)利用[J].中國食物與營養(yǎng),2010(4):72-74

[7]李紅濤,袁書林.山藥產(chǎn)品的功能價值及開發(fā)利用探討[J].中國食物與營養(yǎng),2009(10):15-18

[8]國家藥典委員會.中華人民共和國藥典[M].北京:中國醫(yī)藥科技出版社,2010:267

[9]陳佳希,李多偉.山藥的功能及有效成分研究進展[J].西北藥學雜志,2010,25(5):398-400

[10]袁書林.山藥的化學成分和生物活性作用研究進展[J].食品研究與開發(fā),2008,3(29):156

[11]Hsu C L,Chen W,Weng Y M,et al.Chemical composition,physical properties,and antioxidant activities of yam flours as affected by different dry-ing methods[J].Food Chemistry,2003,83(1):85-92

[12]Lin Y P,Lee T Y,Tsen J H,et al.Dehydration of yam slices using FIR-assisted freeze drying[J].Journal of Food Engineering,2007,79(4):1295-1301

[13]朱保利.熱泵干燥及其在食品工業(yè)中的應用[J].農(nóng)機化研究,2006(10):193-196

[14]劉清化,吳耀森.淺談熱泵干燥技術(shù)[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備,2013(5):56-59

[15]張緒坤,胡文偉,張進疆.國內(nèi)外熱泵干燥的現(xiàn)狀與展望[J].江西科學,2009,8:629-633

[16]吳耀森,陳永春,龔麗.低鹽魷魚干的熱泵干燥工藝研究[J].干燥技術(shù)與設(shè)備,2009,7(1):29-32

[17]張進疆,吳耀森,劉清化,等.廣式臘腸熱泵除濕干燥生產(chǎn)性應用研究[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備,2013(2):39-42,58

[18]李滿峰,張坤.熱泵干燥裝置的節(jié)能研究[J].節(jié)能,2008(9):19-21

[19]李陽春,王劍鋒,陳光明,等.熱泵干燥系統(tǒng)幾種循環(huán)的對比分析與研究[J].農(nóng)業(yè)機械學報,2003,34(6):84-86

[20]潘永康.現(xiàn)代干燥技術(shù)[M].第2版北京:化學工業(yè)出版社,2007:660-662