不同干燥方式對(duì)甘薯葉片水分遷移、微觀結(jié)構(gòu)、色澤及復(fù)水性能影響的比較

季蕾蕾，木泰華*，孫紅男

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品加工綜合性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193）

甘薯（Ipomoea batatas (L.) Lam）為旋花科（Convolvulaceae）一年或多年蔓生草本植物，原名番薯，又名紅芋、紅薯等，16世紀(jì)末傳入中國[1]。作為一種重要的糧食作物和淀粉資源，甘薯目前為我國第5大糧食作物，產(chǎn)量僅次于水稻、玉米、小麥和馬鈴薯，種植面積占世界種植總面積的36.65%，占亞洲種植總面積的84.90%，產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的63.84%，占亞洲總產(chǎn)量的90.49%，居世界首位[2]。其葉片是甘薯的地上蔓生部分，一年可多次采收，與地下部分的甘薯塊根產(chǎn)量相當(dāng)，遠(yuǎn)高于其他種類的綠葉蔬菜，具有抗旱、抗臺(tái)風(fēng)和洪水、抗病蟲侵害等特點(diǎn)，能在惡劣條件下生長[3]。大量的研究表明甘薯葉片富含營養(yǎng)及功能成分，如蛋白質(zhì)、糖類物質(zhì)（膳食纖維、可溶性多糖、還原糖）、維生素和礦物質(zhì)、黃酮類化合物、綠原酸、類胡蘿卜素、激活劑和抑制劑、揮發(fā)性化學(xué)成分（棕櫚油、亞麻酸等）[4-6]。美國已將甘薯葉片列為極具開發(fā)前景的保健蔬菜之一，德國稱之為“蔬菜皇后”，日本稱之為“長壽食品”[7-8]。

目前，我國也加大了對(duì)甘薯葉片的研究和利用，如Liu Jiang等利用響應(yīng)面法優(yōu)化了甘薯葉片中黃酮化合物的提取工藝[9]；呂巧枝等通過單因素和正交試驗(yàn)優(yōu)化了甘薯葉片中可溶性蛋白的提取工藝[10]；Sun Hongnan等研究了甘薯葉多酚的抗氧化活性及不同pH值、溫度、光照處理對(duì)其影響[11]；Xi Lisha等采用超聲波輔助乙醇溶劑提取結(jié)合AB-8大孔吸附樹脂純化法得到甘薯莖葉多酚，并采用反相高效液相色譜法明確了甘薯莖葉多酚的組成及各組分含量[12]；李衛(wèi)林等利用正交試驗(yàn)法確定了紫薯葉蘆薈葉復(fù)合保健醋的最佳發(fā)酵工藝[13]。上述研究主要集中在甘薯葉片營養(yǎng)成分的測定、功能成分的提取與分析、功能產(chǎn)品開發(fā)等方面。然而，除了極少部分作為新鮮蔬菜在農(nóng)貿(mào)市場、超市流通外，大部分甘薯莖葉都被用作飼料或被直接丟棄，造成了嚴(yán)重的資源浪費(fèi)。隨著近年來人們對(duì)于甘薯葉片的重新認(rèn)知，甘薯葉片的開發(fā)利用勢(shì)必會(huì)受到重視，而季節(jié)性較強(qiáng)的甘薯葉片在加工、貯藏、運(yùn)輸過程中均受到一定的限制。將甘薯葉片干燥加工成復(fù)水蔬菜、原料粉、固體飲料等成品或半成品，可有效提高甘薯葉片的加工特性、延長貯藏時(shí)間、降低運(yùn)輸成本，具有較好的市場前景。

本研究采用低場核磁共振技術(shù)，解析4 種常用的干燥方式（熱風(fēng)干燥（hot-air drying，HAD）、真空冷凍干燥（vacuum freeze drying，VFD）、微波真空干燥（microwave vacuum drying，MVD）、遠(yuǎn)紅外干燥（far-infrared drying，F(xiàn)ID））干燥甘薯葉片的傳質(zhì)傳熱過程，比較分析4 種不同干燥方式的優(yōu)劣，以期為甘薯葉片干燥工藝的優(yōu)化和物料干燥數(shù)學(xué)模型的建立提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮甘薯葉片（‘薯綠1號(hào)’） 北京農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站；戊二醇（分析純） 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

FD5-3真空冷凍干燥儀 美國SIM公司；CR-400色彩色差計(jì) 日本柯尼卡美能達(dá)株式會(huì)社；C21-WK2102電磁爐 廣東美的生活電器制造有限公司；MJ33快速水分測定儀 瑞士梅特勒-托利多公司；BGP-9240A精密熱風(fēng)干燥箱 上海一恒科學(xué)儀器有限公司；ZNJZW-R001微波真空干燥設(shè)備、ZNJYHW-R001遠(yuǎn)紅外干燥設(shè)備 北京中農(nóng)加科技發(fā)展有限公司；MesoMR23-060H-I型核磁共振分析系統(tǒng) 上海紐邁電子科技有限公司；S-3400掃描電子顯微鏡 日本株式會(huì)社日立制作所。

1.3 方法

1.3.1 原料處理

用清水將甘薯葉片表面泥沙沖洗干凈后用吸水紙吸取表面多余水分，備用。

1.3.2 干燥方法

HAD：通過預(yù)實(shí)驗(yàn)考察了總干燥時(shí)間、干燥后葉片色澤和水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)，確定甘薯葉片干燥參數(shù)，將葉片平鋪于干燥網(wǎng)格框中，彼此不重疊，設(shè)置干燥溫度為50 ℃，干燥2.5 h。

VFD：將甘薯葉片擺放干燥盤中于-40 ℃冰箱中預(yù)凍24 h，將冷肼溫度降至-50 ℃后放入預(yù)凍好的干燥盤，打開真空泵使真空度迅速下降到100 mTorr。干燥期間的冷肼溫度為-57 ℃，真空度為3 mTorr，干燥18 h。

MVD：通過預(yù)實(shí)驗(yàn)考察了總干燥時(shí)間、干燥后葉片色澤和水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)，確定甘薯葉片的干燥參數(shù)，設(shè)置微波功率350 W，真空度-0.98 MPa，干燥溫度上、下限分別為45 ℃和50 ℃，將甘薯葉片平鋪于干燥網(wǎng)格框內(nèi)，彼此不重疊，干燥1.25 h。

FID：通過預(yù)實(shí)驗(yàn)考察了總干燥時(shí)間、干燥后葉片色澤和水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)，確定甘薯葉片的干燥參數(shù)，將葉片平鋪于干燥網(wǎng)格框中，彼此不重疊，設(shè)置干燥溫度為50 ℃，干燥1.25 h。

1.3.3 干燥曲線繪制

通過前期預(yù)實(shí)驗(yàn)確定了甘薯葉片不同干燥過程中取樣時(shí)間，分別為：HAD每30 min取樣一次；VFD每3 h取樣一次；MVD每15 min取樣一次；FID每15 min取樣一次。每次取樣后迅速測定所取樣葉片的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)，當(dāng)取樣葉片水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)在3%～7%之間時(shí)適時(shí)選為干燥終止點(diǎn)。以取樣時(shí)間為橫坐標(biāo)，以取樣時(shí)葉片的水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為縱坐標(biāo)，得到干燥曲線圖。

1.3.4 水分分布、組成及遷移分析

使用MesoMR23-060H-I核磁共振分析及成像系統(tǒng)測定，結(jié)合李俠[14]和Wang Lin[15]等的方法適當(dāng)修改，取樣時(shí)間依照1.3.3節(jié)，設(shè)備設(shè)置參數(shù)如下：共振頻率為21.3 MHz，磁體強(qiáng)度0.55 T，線圈直徑60 mm，磁體溫度32 ℃。采用核磁共振分析軟件中的CPMG（Carr-Purcell-Meiboom-Gill）脈沖序列測定樣品中的橫向弛豫時(shí)間T2。將準(zhǔn)確稱量5 g未經(jīng)干燥的鮮葉以及1.3.3節(jié)中經(jīng)不同方式干燥不同時(shí)間的甘薯葉片放入永磁場中心位置的射頻線圈中心，進(jìn)行T2采集，然后將得到的信號(hào)通過核磁共振T2反演軟件進(jìn)行反演，得到T2反演譜。CPMG脈沖序列參數(shù)為：質(zhì)子共振頻率SF為23 MHz，接收機(jī)帶寬SW為250 kHz，采樣起始點(diǎn)控制參數(shù)RFD為0.005 ms，偏移頻率O1為290.697 18 kHz，90°脈沖寬度P1為17 μs，180°脈沖寬度P2為38 μs，采樣點(diǎn)數(shù)TD為312 524，重復(fù)時(shí)間TW為3 000 ms，累加次數(shù)NS為4 次，回波個(gè)數(shù)NECH為5 000。

1.3.5 掃描電子顯微鏡觀察

將固定液（戊二醇）移入1.5 mL尖頭離心管中，固定液與樣品體積比需大于20∶1，確保固定液充分有效，在輕柔沖洗干凈的新鮮甘薯葉片上避開主葉脈取3 mm×7 mm左右的葉片，迅速放入事先準(zhǔn)備好的固定液中，平行取樣6～8 片，室溫避光固定48 h以上，移入4 ℃冰箱中保存?zhèn)溆?；干燥后的甘薯葉片避開主葉脈直接取3 mm×7 mm左右的葉片，取樣過程需輕柔，避免所取葉片碎裂，平行取樣6～8 片備用。取固定好的新鮮甘薯葉片以及不同干燥方式干燥后的甘薯葉片各6 片，分別以三正面三背面方式依次固定于顯微鏡觀測臺(tái)上，噴金厚度15 nm，于10 kV加速電壓下觀測。

1.3.6 色澤的測定

分別取不同干燥方式處理過程中的甘薯葉片（HAD：分別在0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 h從熱風(fēng)干燥箱中取出甘薯葉片；VFD：分別在3、6、9、12、15、18 h從真空冷凍干燥機(jī)取出甘薯葉片；MVD：分別在0.25、0.50、0.75、1.00、1.25 h從微波真空干燥設(shè)備中取出甘薯葉片；FID：分別在0.25、0.50、0.75、1.00、1.25 h從遠(yuǎn)紅外干燥設(shè)備中取出甘薯葉片），參照鞠棟[16]的方法，并稍作修改，用校準(zhǔn)后的CR-400色差計(jì)測定，L*值表示亮度，黑色為0，白色為100。坐標(biāo)原點(diǎn)的顏色為無色（a*＝0，b*＝0）。在水平軸方向，a*值為正表示顏色為紅色，a*值為負(fù)表示顏色為綠色，在縱軸方向，b*值為正表示顏色為黃色，b*值為負(fù)表示顏色為藍(lán)色，白板校正值為L*值94.89、a*值-0.43、b*值3.73。

1.3.7 復(fù)水率的測定

參照楊薇等[17]的方法，并稍作修改，取適量干燥完成后的甘薯葉片（HAD：干燥2.5 h取樣；VFD：干燥18 h取樣；MVD：干燥1.25 h取樣；FID：干燥1.25 h取樣），稱質(zhì)量，然后在沸水中煮5 min，移出，用吸水紙輕柔吸除表面水分，再次稱質(zhì)量；復(fù)水率以樣品復(fù)水后質(zhì)量和干燥后質(zhì)量的比值表示，按下式計(jì)算。

式中：mr為復(fù)水后質(zhì)量/g；md為干燥后取樣質(zhì)量/g。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

所有實(shí)驗(yàn)均重復(fù)測定3 次，實(shí)驗(yàn)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。利用SAS 9.4軟件對(duì)結(jié)果進(jìn)行方差分析，P＜0.05時(shí)認(rèn)為差異顯著，利用Excel 2010及OriginPro 8.5軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 干燥特性及傳質(zhì)傳熱過程

新鮮甘薯葉片不同干燥方式的干燥曲線如圖1所示，4 種不同干燥方式的特點(diǎn)和干燥速率各有不同，干燥曲線上任一點(diǎn)的切線斜率即為該點(diǎn)的干燥速率，典型的干燥曲線包括恒速階段以及降速階段，兩個(gè)階段之間存在十分明顯的臨界點(diǎn)[18]，從圖1的4 條干燥曲線中均可以看到明顯的臨界點(diǎn)，在臨界點(diǎn)之前甘薯葉片內(nèi)部的濕度遠(yuǎn)高于環(huán)境濕度，干燥速率較快，在臨界點(diǎn)之后由于甘薯葉片內(nèi)部濕度接近環(huán)境濕度，干燥速率降低，水分質(zhì)量分?jǐn)?shù)趨于穩(wěn)定。

VFD是將含水物料凍結(jié)后，在真空環(huán)境下受熱升華從而進(jìn)行干燥[19]，VFD的干燥速率隨干燥倉內(nèi)外溫差的增大而加快，傳質(zhì)（排除蒸汽）速率隨蒸汽壓差增大而加快[20]。因本實(shí)驗(yàn)冷凍干燥過程中甘薯葉片的受熱僅靠室溫和干燥設(shè)備之間的溫度差來傳熱，傳熱方向由外到內(nèi)，甘薯葉片與冷肼之間的蒸汽壓力差為傳質(zhì)的驅(qū)動(dòng)力，傳質(zhì)方向由內(nèi)到外，即傳熱與傳質(zhì)方向相反，又因形成足夠大的蒸汽壓力差需要一定時(shí)間，故VFD的干燥速率明顯低于其他3 種，干燥時(shí)間明顯長于其他3 種（圖1）。HAD由干燥設(shè)備提供熱量來源，風(fēng)機(jī)將熱量吹送至設(shè)備內(nèi)各處，熱量循環(huán)在甘薯葉片周圍，由甘薯葉片表面逐漸向甘薯葉片內(nèi)部擴(kuò)散完成傳熱，干燥終止前甘薯葉片內(nèi)部的濕度高于外部，此濕度的梯度差即為干燥傳質(zhì)的驅(qū)動(dòng)力，導(dǎo)致水分由內(nèi)向葉表面擴(kuò)散直至蒸發(fā)，雖然HAD的傳熱方向與傳質(zhì)方向相反，但HAD預(yù)熱時(shí)間短，可以忽略不計(jì)，且甘薯葉片為多纖維物料，干燥阻力較小，故干燥速率較快，干燥時(shí)間較短。FID利用輻射元件發(fā)射遠(yuǎn)紅外輻射能量，具有穿透性，物料在吸收能量后從內(nèi)部產(chǎn)生熱能[21]，因此采用FID干燥甘薯葉片時(shí)，熱量由甘薯葉片內(nèi)部產(chǎn)生向甘薯葉片表面擴(kuò)散，即傳熱方向由內(nèi)向外，甘薯葉片內(nèi)外濕度梯度差導(dǎo)致傳質(zhì)方向由內(nèi)向外，故FID的傳質(zhì)傳熱方向一致，干燥速率高于HAD，干燥時(shí)間比HAD短。MVD是磁控管產(chǎn)生的微波傳輸?shù)礁稍镌O(shè)備的負(fù)壓腔體內(nèi)[22]，從不同方向?qū)Ω适砣~片輻射引起表面產(chǎn)生熱量進(jìn)行干燥，且微波穿過甘薯葉片內(nèi)部引起內(nèi)部產(chǎn)生大量熱量，使甘薯葉片水分經(jīng)葉表面蒸發(fā)而出[23]。即MVD干燥甘薯葉片的傳熱方向由甘薯葉片內(nèi)部及表面向干燥設(shè)備腔體擴(kuò)散，傳質(zhì)方向因濕度梯度由甘薯葉片內(nèi)部向干燥設(shè)備腔體擴(kuò)散，傳熱傳質(zhì)方向一致，又因MVD加熱特點(diǎn)是甘薯葉片內(nèi)部和表面同時(shí)升溫，且伴隨干燥腔體真空度升高水的沸點(diǎn)降低，故MVD的干燥速率要快于FID。

圖1 不同干燥方式甘薯葉片的干燥曲線Fig. 1 Drying curves of sweet potato leaves during different drying processes

2.2 水分分布、組成及遷移分析結(jié)果

為了研究甘薯葉片干燥過程中的水分狀態(tài)，利用CPMG脈沖序列測定甘薯葉片干燥過程中弛豫特性，得到弛豫時(shí)間T2及其相應(yīng)的質(zhì)子密度，T2的大小代表了水分流動(dòng)性的強(qiáng)弱，可以反映物料中水分的自由度，T2越小，代表水分與非水組分結(jié)合得越緊密，越不容易排出；T2越大，代表水分的自由度大，越容易排出[24]。如圖2所示，T2與信號(hào)強(qiáng)度的關(guān)系曲線可以間接反映出甘薯葉片中水分的含量、狀態(tài)和移動(dòng)方式，弛豫時(shí)間與其對(duì)應(yīng)的質(zhì)子密度代表的含義是一致的，在核磁共振技術(shù)中，弛豫時(shí)間與其相對(duì)應(yīng)的質(zhì)子密度的變化趨勢(shì)是一致的，T2弛豫譜呈現(xiàn)出多組分特征，利用甘薯葉片的弛豫特性對(duì)不同水分進(jìn)行區(qū)分，宋朝鵬等[25]對(duì)烘烤過程中煙葉進(jìn)行T2弛豫譜分析，煙葉包括結(jié)合水、半結(jié)合水及自由水，煙葉主脈包括半結(jié)合水和自由水；張緒坤等[26]對(duì)胡蘿卜片干燥過程進(jìn)行T2弛豫譜分析，胡蘿卜片包括結(jié)合水、半結(jié)合水、自由水；要世瑾等[27]對(duì)小麥植株進(jìn)行T2弛豫譜分析，小麥包括結(jié)合水、自由水。本研究將T2弛豫時(shí)間13.67 ms作為分界點(diǎn)，可分為結(jié)合水T21（0.06～13.67 ms）、自由水T22（13.67～580.52 ms），水分分布狀態(tài)因樣品不同而存在一定差異，具體可以根據(jù)T2曲線特征進(jìn)行區(qū)分。如表1所示，結(jié)合水峰面積A21與自由水峰面積A22可反映甘薯葉片內(nèi)水分的組成情況，A21越大代表結(jié)合水比例越高，A22越大代表自由水比例越高，在4 種干燥方式干燥過程中，隨干燥時(shí)間延長，4 種干燥方式的A21從（12.20±0.25）%逐漸增大至100%后穩(wěn)定，A22皆從（87.80±0.02）%逐漸降低至0%，即在甘薯葉片內(nèi)，隨干燥時(shí)間延長自由水逐漸被除去，導(dǎo)致結(jié)合水比例逐漸升高，其中MVD和FID的A22下降速率最快，在干燥時(shí)長達(dá)1 h時(shí)A22消失。隨干燥時(shí)間延長，4 種干燥方式的T21、T22均逐漸降低，結(jié)合A21、A22的變化和圖2可知，結(jié)合水部分被排除的同時(shí)其曲線峰有向左移動(dòng)趨勢(shì)，這是由于結(jié)合水與甘薯葉片組織間的結(jié)合更為緊密；自由水大部分被排除的同時(shí)其曲線峰同樣有向左移動(dòng)的趨勢(shì)，代表有少部分自由水向結(jié)合水遷移。

圖2 干燥方式對(duì)甘薯葉片干燥過程中橫向弛豫時(shí)間T2的影響Fig. 2 Effect of drying methods on transverse relaxation time T2 of sweet potato leaves during drying process

表1 甘薯葉片的水分分布在不同干燥方式下隨干燥時(shí)間的變化Table 1 Changes of water distribution in sweet potato leaves during different drying processes

2.3 掃描電子顯微鏡觀察結(jié)果

甘薯葉片的上下表皮均有密度不一的氣孔分布，由圖3可以看出，甘薯葉片氣孔由兩個(gè)腎形的保衛(wèi)細(xì)胞組成，可以張開或者關(guān)閉，是植物蒸騰失水的“門戶”，也是氣體交換的“窗口”，保衛(wèi)細(xì)胞控制氣孔開閉，甘薯葉片正面的氣孔數(shù)目明顯少于背面，這是適應(yīng)干旱的陸地環(huán)境的一種生理特征[28-29]。如圖3所示，新鮮甘薯葉片在離開植株后，氣孔全部呈現(xiàn)出關(guān)閉狀態(tài)，以降低自身的水分散失，正、反面氣孔保衛(wèi)細(xì)胞表面光滑無褶皺；HAD過程中導(dǎo)致甘薯葉片正面?zhèn)€別氣孔呈微張狀態(tài)，開口大小5～10 μm，反面氣孔全部張開，開口大小45 μm左右，正反面氣孔保衛(wèi)細(xì)胞表面均呈褶皺狀；VFD過程中甘薯葉片正面氣孔無明顯變化，反面氣孔全部張開，開口大小10～20 μm不等，正反面氣孔保衛(wèi)細(xì)胞表面均光滑無褶皺；MVD過程中導(dǎo)致甘薯葉片正反面氣孔部分呈張開狀態(tài)，開口大小5～12 μm不等，氣孔保衛(wèi)細(xì)胞表面均呈微褶皺狀，褶皺程度低于HAD；FID過程中甘薯葉片正面氣孔呈閉合狀態(tài)，有輕微糊化現(xiàn)象，反面氣孔均呈張開狀態(tài)，開口大小10～50 μm不等，正面氣孔保衛(wèi)細(xì)胞表面均呈微褶皺狀，褶皺程度低于HAD，反面保衛(wèi)細(xì)胞表面均呈褶皺狀，褶皺程度高于其他干燥方式得到的甘薯葉片；綜上，結(jié)合圖1干燥曲線可以看出在最大可能保持甘薯葉片原狀情況下，MVD速率最快。

圖3 不同方法干燥后的甘薯葉片微觀結(jié)構(gòu)Fig. 3 Microstructure of sweet potato leaves dried by different drying methods

2.4 干燥過程中甘薯葉片顏色變化

新鮮甘薯葉片的色澤，以及經(jīng)不同干燥方式處理過程中的甘薯葉片的色澤變化如表2所示。與新鮮甘薯葉片L*值（39.86±0.44）相比，除了VFD開始階段L*值無明顯差異外，其余干燥方式的各干燥階段L*值均有不同程度增加；HAD甘薯葉片隨干燥時(shí)間的延長L*值總體先增后減，VFD、MVD、FID甘薯葉片隨干燥時(shí)間延長L*值逐漸增加，其中MVD 1.25 h組甘薯葉片L*值最高（45.25±0.32），這點(diǎn)從圖4中可以很直觀地看出。

表2中a*值均為負(fù)值，表明所有樣品均偏綠色，對(duì)比4 種干燥方式中a*值的變化規(guī)律，只有MVD的甘薯葉片a*值隨干燥時(shí)間的延長其絕對(duì)值逐漸增加，其余干燥方式的a*值絕對(duì)值總體均呈下降趨勢(shì)，結(jié)合圖4可知，經(jīng)MVD干燥最終得到的甘薯葉片具有最綠的顏色（a*＝-15.27±0.51）；表1中b*值均為正值，代表所有樣品顏色偏暖色，與新鮮甘薯葉片b*值（15.35±0.27）相比，不論何種干燥方式均不同程度地使甘薯葉片b*值增加，即甘薯葉片顏色黃色增加，這可能是由于隨干燥時(shí)間延長甘薯葉片水分含量逐漸降低，F(xiàn)ID最終得到的甘薯葉片相較于其他干燥方法b*值（21.96±0.41）最大，顏色最偏黃，并且在圖4中可以很清晰地看到經(jīng)FID干燥得到的甘薯葉片體積縮小程度最大，呈明顯枯萎狀，這是由于FID過程的輻射能量產(chǎn)熱快，且熱量在甘薯葉片上聚集，不能及時(shí)擴(kuò)散，葉片局部溫度過高導(dǎo)致葉綠素分解。

表2 甘薯葉片色澤在不同干燥方式下隨干燥時(shí)間的變化Table 2 Color changes of sweet potato leaves with drying time using different drying methods

甘薯葉片在4 種干燥方式中表現(xiàn)出不同的色澤變化，很大程度上是由于4 種干燥方法的原理不同，MVD過程是在真空和無光的密閉環(huán)境內(nèi)進(jìn)行，HAD和FID過程是在有光和氧的環(huán)境中進(jìn)行，且本實(shí)驗(yàn)使用的VFD設(shè)備倉是透明的，雖然整個(gè)過程在真空環(huán)境中但整個(gè)VFD過程也是在有光的環(huán)境中進(jìn)行，而光和氧氣皆會(huì)導(dǎo)致離開活體的葉綠素分解引起色澤的變化[30]。

圖4 不同方法干燥前后的甘薯葉片外觀Fig. 4 Appearance of sweet potato leaves before and after drying by different drying methods

2.5 干燥后甘薯葉片復(fù)水率

在干燥終止時(shí)，不同干燥方得到的甘薯葉片的復(fù)水率如表3所示。VFD得到的甘薯葉片復(fù)水率（6.81±0.81）最高，代表復(fù)水能力最強(qiáng)；FID得到的甘薯葉片復(fù)水率（4.92±0.73）最低，說明該方式干燥甘薯葉片復(fù)水能力最差，導(dǎo)致此結(jié)果的原因是由于FID過程中甘薯葉片表面局部溫度過高，甘薯葉片氣孔褶皺程度大，且閉合的氣孔表面及開口的氣孔內(nèi)部均有糊化現(xiàn)象出現(xiàn)（圖3），降低了氣孔的復(fù)水能力；HAD、VFD、MVD得到的甘薯葉片復(fù)水率沒有顯著性差異（P＞0.05），代表此3 種干燥方法得到的甘薯葉片復(fù)水能力相似。

表3 不同干燥方式處理后甘薯葉片的復(fù)水率Table 3 Rehydration capacity of sweet potato leaves dried by different drying processes

3 結(jié) 論

綜上所述，干燥過程中可將甘薯葉片內(nèi)部水分為兩部分，結(jié)合水T21（0.06～13.67 ms）和自由水T22（13.67～580.52 ms），在整個(gè)干燥過程中，自由水隨干燥時(shí)間的延長大部分被排出，部分向結(jié)合水遷移，致使甘薯葉片內(nèi)結(jié)合水的比例逐漸增加，直至穩(wěn)定，與甘薯葉片組織之間結(jié)合得更為緊密。MVD干燥甘薯葉片的傳質(zhì)傳熱方向一致，甘薯葉片內(nèi)部及表面同時(shí)升溫，且整個(gè)干燥過程都處于一定真空環(huán)境中，致使MVD干燥速率最高。對(duì)比其他3 種方式干燥后的甘薯葉片氣孔結(jié)構(gòu)、色澤、復(fù)水性，MVD得到的甘薯葉片能較好地保持原始狀態(tài)，干燥過程中甘薯葉片正反面氣孔均呈現(xiàn)張開狀態(tài)，利于干燥的完成，并且干燥終止時(shí)葉片呈現(xiàn)出最好的亮綠色，無明顯變黃現(xiàn)象，復(fù)水能力與HAD得到的甘薯葉片并列最佳。綜上所述，MVD可作為干燥甘薯葉片的首選方法。