山藥片熱風(fēng)干燥的片層厚度與質(zhì)量相關(guān)性探究

駱 航 劉金鳳

（永州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南永州 425100）

山藥為薯蕷科植物薯蕷的塊根，在我國即是一種食材，又是一味傳統(tǒng)藥材。中醫(yī)學(xué)認(rèn)為山藥具有補(bǔ)脾養(yǎng)胃、補(bǔ)肺益腎的功效，具有較高的營養(yǎng)和藥用價(jià)值。由于山藥水分含量較高，處理不當(dāng)容易腐爛變質(zhì)。因此在山藥各主要產(chǎn)區(qū)，通常會對山藥進(jìn)行切片干燥。其中熱風(fēng)干燥技術(shù)具有操作簡單、能耗小、成本低的特點(diǎn)，是食品加工中最常用的一種干燥方式。本研究通過烘箱模擬熱風(fēng)干燥山藥片的過程，研究山藥片干燥時(shí)最適堆疊厚度，為傳統(tǒng)的山藥片干燥方法提供相關(guān)依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 儀器及材料

1.1.1 主要儀器

BT125D 電子分析天平，德國Sartorius 公司；101 型電熱鼓風(fēng)干燥箱，東莞市豪邦設(shè)備公司；溫度探頭傳感器，上海祥樹實(shí)業(yè)公司；X-rite Color I5色差計(jì)，美國愛色麗公司；SNB-2 黏度計(jì)，北京滿倉科技公司。

1.1.2 試驗(yàn)材料

懷山藥，購于本地市場，選擇粗細(xì)均勻，大小適中，無病蟲害、霉變、機(jī)械損傷的柱形新鮮懷山藥。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 山藥片含水率測定方法

初始含水率參照GB 5009.3—2016 中方法測定。濕基含水率（Mw）和干基含水率（Md）按以下公式計(jì)算：

式中：mt——t 時(shí)刻山藥的質(zhì)量，g；

md——干燥后干物質(zhì)的質(zhì)量，g。

1.2.2 干燥層厚度試驗(yàn)

將新鮮山藥削皮后，45 ℃角斜切成0.5 cm 厚的山藥片，將未經(jīng)護(hù)色處理的山藥片堆疊分成1、3、5、7、9 層分別放入烘箱，設(shè)定烘烤溫度為50℃進(jìn)行干燥試驗(yàn)，以濕基含水率小于10%為干燥終點(diǎn)。同一時(shí)間啟動溫、濕度訊號傳送器與記錄器，每10 min 記錄大氣與烘箱內(nèi)溫濕度變化情況。每小時(shí)迅速取出樣本秤重，各樣本組于同條件下重復(fù)3 次試驗(yàn)。

1.2.3 褐變程度測定

將干燥好的山藥片充分粉碎后，以色差計(jì)測定干燥樣本的L、a、b 值，并由L、a、b 值計(jì)算白度，作為干燥制品褐變程度的指標(biāo)。白度（WI）計(jì)算公式如下：

式中：L——亮度價(jià)，100 時(shí)為全白，0 時(shí)為全黑；

a——紅綠值，大表示趨向紅色，小表示趨向綠色；

b——黃藍(lán)值，大表示趨向黃色，小表示趨向藍(lán)色。

1.2.4 體積變化

采用排液法測定山藥片體積，體積變化以體積指標(biāo)V（%）表示，其公式為:

式中：Vt——干燥后體積，mL；

V0——干燥前體積，mL。

1.2.5 復(fù)水試驗(yàn)

將干燥后的山藥片于室溫下在清水中浸泡4 h，按以下公式計(jì)算重量復(fù)水率和體積復(fù)水率。

式中：Rf——重量復(fù)水率，%；

m1——復(fù)水瀝干后的重量，g；

m1——干燥前的重量，g；

Fv——體積復(fù)水率，%；

V1——復(fù)水后的體積，mL；

V2——干燥后的體積，mL。

1.2.6 黏度測定

取一定質(zhì)量干燥后的山藥片，加入4 倍質(zhì)量的蒸餾水，用攪拌機(jī)絞碎1 min，再利用黏度計(jì)測量，選擇適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)速，連續(xù)檢測5 min，將所測數(shù)據(jù)換算成實(shí)際黏度值。

2 結(jié)果與討論

2.1 不同層數(shù)干燥試驗(yàn)結(jié)果

國家醫(yī)藥管理局（82）藥儲字第17 號文件規(guī)定，作為中藥的山藥其安全儲存水分范圍為12%～17%。結(jié)合實(shí)際情況，本試驗(yàn)將貯藏濕基含水率小于10%設(shè)定為干燥終點(diǎn)。不同層數(shù)干燥試驗(yàn)結(jié)果如表1 所示。

表1 山藥片不同層數(shù)干燥試驗(yàn)結(jié)果

由表1 可知，濕基平均干減率和干基平均干減率皆顯示干燥層厚度愈小，其平均干減率越大，而相鄰干燥層之濕、干基平均干減率差值亦呈非線性縮小趨勢，兩者分別為1.66%/h、0.98%/h、0.72%/h及-0.02%/h 與6.03%/h、3.46%/h、2.82%/h、-0.3%/h，這表示干減率變化在1、3、5、7 層之間有極大的差異，而7 層與9 層則差異不顯著。

2.2 不同堆疊厚度山藥片的干燥特性

干燥溫度為50 ℃時(shí)，不同層數(shù)山藥片濕基和干基含水率變化分別見下頁圖1、圖2。圖1 與圖2顯示干燥時(shí)堆疊層數(shù)愈少，含水率下降速率愈快，即干燥速率愈快，所需干燥時(shí)間愈短，彼此間濕基含水率之差隨干燥時(shí)間增加而增大，在第12 h 時(shí)彼此間差距達(dá)最大，此時(shí)1 層與9 層干燥樣本的濕基含水率差值達(dá)49.88%，而干基含水率也有相同的變化情形，但其差距在第9 h 達(dá)最大，此時(shí)1 層與9層干燥樣本的干基含水率差值達(dá)148.13%。

表1 中亦顯示1 層干燥時(shí)間比3 層干燥時(shí)間快7 h，而且1 層干燥的濕基和干基平均干減率也比3層干燥的濕基和干基平均干減率大，分別為1.66%/h 與6.03%/h。

圖1 不同層數(shù)山藥片濕基含水率變化

圖2 不同層數(shù)山藥片干基含水率變化

2.3 干燥后外觀分析

1、3 層樣本外觀相近，無明顯褐變情況；5、7、9 層的樣本，山藥片中心部分均出現(xiàn)較嚴(yán)重的黃褐色，在外觀上已無法達(dá)到質(zhì)量的要求，其厚度不適合實(shí)際生產(chǎn)。出現(xiàn)此種現(xiàn)象，可能是因?yàn)樯剿幈旧砭哂叙ひ海谥亓ψ饔孟聦訑?shù)愈多使得片與片之間的吸附過于緊密，導(dǎo)致熱風(fēng)無法進(jìn)入其中，未能有效將山藥片的水分蒸發(fā)，造成山藥片外緣已干燥，但其中心部分水分含量較高，而隨著干燥時(shí)間的延長，發(fā)生了較嚴(yán)重的褐變反應(yīng)而導(dǎo)致明顯變色。

2.4 質(zhì)量相關(guān)指標(biāo)分析

對1、3 層干燥后樣本進(jìn)行質(zhì)量分析，結(jié)果如表2 所示。

表2 不同層數(shù)的山藥片干燥試驗(yàn)質(zhì)量分析判定結(jié)果

由表2 可知，不管是在色澤方面、體積指標(biāo)還是黏度方面，1 層的樣本的指標(biāo)均優(yōu)于3 層，但以上項(xiàng)目在變異數(shù)分析下并無顯著差異。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)選擇5 mm 厚度的山藥片進(jìn)行層數(shù)試驗(yàn)是因?yàn)榍衅穸容^大時(shí)，容易而引起物料開裂；切片厚度較小時(shí)，物料表面也會因收縮過快而導(dǎo)焦化、結(jié)殼。山藥干制品的品質(zhì)主要從色澤、復(fù)水性、黏度等方面來評價(jià)，特別是色澤可直觀反應(yīng)干制品褐變程度，隨著干燥時(shí)間的延長酶促及非酶促褐變產(chǎn)生的褐色素積累越多，將導(dǎo)致風(fēng)味、營養(yǎng)成分的變化，使產(chǎn)品質(zhì)量下降。所以一般干燥前，都會先對山藥片進(jìn)行護(hù)色處理，護(hù)色后山藥片與干燥層數(shù)的品質(zhì)相關(guān)性有待進(jìn)一步探討。

本試驗(yàn)中3 層干燥與1 層干燥處理后樣本質(zhì)量之間并無顯著差異，而從生產(chǎn)效率來看，將山藥片鋪疊3 層進(jìn)行熱風(fēng)干燥作業(yè)即能最大程度保證干品質(zhì)量，又能使產(chǎn)率最大化，可在實(shí)際生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。