椰纖果熱風干燥工藝優化研究

龍映均 劉四新 余敏華 陳 桃 李從發

（海南大學食品學院，海南 ?？?570228）

椰纖果熱風干燥工藝優化研究

龍映均 劉四新 余敏華 陳 桃 李從發

（海南大學食品學院，海南 ?？?570228）

對椰纖果的熱風干燥工藝條件和利用滲透法對椰纖果的結構修飾進行研究，通過單因素及正交試驗探討不同熱風及結構修飾條件對椰纖果的復水性、復水后的質構等的影響。結果表明，熱風干燥椰纖果的最佳工藝條件為干燥溫度60℃、浸泡處理1.0%卡拉膠浸泡、浸漬固液比1∶2（m∶V）、浸漬時間為20h。

椰纖果；熱風干燥；復水比；質構

椰纖果是一種以椰子汁為主要原料，經微生物培養發酵產生由葡萄糖以β－1，4－糖苷鍵連接而成的高分子凝膠狀纖維膜。椰纖果具有低熱量、高纖維、口感滑爽、咀嚼性好、風味獨特等特性，因此具有減肥、防便秘、清腸胃、排毒、降低膽固醇的功效，是一種理想的保健食品［1］。

椰纖果有良好的持水能力，水分含量高達99.28%。目前市面上均以含水的椰纖果形式應用于食品、化妝品及其他產品中，給貯存運輸帶來不便，并且在很大程度上限制了椰纖果的應用范圍。然而，干燥后結晶化的增加會導致椰纖果復水能力的降低。研究［2］表明，干燥的椰纖果不溶于100℃熱水，復水性差，并且復水比不會隨復水時間的延長而增加。要保持椰纖果產品長期的生命力，提高產品的附加值，就必須進一步拓展其應用空間，而不能僅限于其目前在食品中的應用方式和應用范圍。所以尋找一種合適的干燥方法和探索一種預處理工藝使干燥后的椰纖果能夠較好的復水，對擴大椰纖果的應用范圍及開發新型產品具有重大意義［3］。

目前對椰纖果的改性研究［1，2］主要集中在椰纖果的發酵生產過程中，對解決椰纖果干燥復水難題的結構修飾研究甚少，而對椰纖果干燥復水后的性質分析更未見報道。本試驗對椰纖果進行產后結構修飾，選用卡拉膠作為椰纖果內部結構填充劑，通過滲透處理后經熱風干燥得到產品。本試驗以椰纖果的復水比及復水后的硬度和彈性作為指標，通過試驗優化熱風干燥椰纖果的工藝條件，旨為其工業化生產提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 試驗原料

椰纖果粒：壓縮椰纖果粒（5mm×5mm），海南億德食品有限公司。

1.1.2 試驗試劑

氫氧化鈉：分析純，廣州化學試劑廠。

卡拉膠：食品級，青島德惠海洋生物科技有限公司。

1.1.3 主要儀器與設備

電熱恒溫鼓風干燥箱：DHG－923A型，寧波江南儀器廠；

三合一攪拌機：HR2864型，飛利浦家庭電器有限公司；

質構儀：CT3型，美國Brookfield公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 加工工藝

原料→預處理→浸漬（滲透處理）→熱風干燥→成品

1.2.2 操作要點

（1）預處理方法：將壓縮椰纖果粒開包用自來水水洗3～5次，脫酸至中性，瀝干后用0.5M的NaOH浸泡3h去雜質至透明，水洗脫堿至中性，瀝干待用。

（2）卡拉膠制備：制備卡拉膠時用三合一攪拌機一檔打碎1min，便于卡拉膠充分均勻溶解。

（3）滲透處理：將一定量經預處理過的椰纖果按照一定的固液比放入盛有一定濃度卡拉膠溶液的燒杯中，煮沸30min，在室溫下進行滲透處理。

（4）熱風干燥：稱取200g滲透處理后瀝干的椰纖果，放入直徑為15cm的培養皿中，均勻鋪平，在適宜溫度下進行熱風干燥，干燥至水分含量低于7%即達到終點。

1.2.3 單因素試驗設計 影響椰纖果粒干燥復水的因素主要有干燥溫度、卡拉膠濃度、浸漬固液比、浸漬時間等，因此選擇這些因素進行單因素試驗。

（1）干燥溫度：干燥溫度分別選擇50，55，60，65，70℃。在卡拉膠濃度0.8%、固液比1∶2（m∶V）和浸漬時間18h條件下，研究干燥溫度對復水比的影響。

（2）卡拉膠濃度：卡拉膠濃度分別選擇0.4%，0.6%，0.8%，1.0%，1.2%，在干燥溫度60℃、浸漬固液比1∶2（m∶V）和浸漬時間18h條件下，研究卡拉膠濃度對復水比的影響。

（3）浸漬固液比：固液比分別選擇1∶1，1∶2，1∶3，1∶4（m∶V），在干燥溫度60℃、卡拉膠濃度1.0%和浸漬時間18h條件下，研究固液比對復水比的影響。

（4）浸漬時間：浸漬時間分別選擇14，16，18，20，22，24，26，37h，在干燥溫度60℃、卡拉膠濃度1.0%和浸漬固液比1∶2（m∶V）條件下，研究浸漬時間對復水比的影響。

1.3 分析檢測方法

1.3.1 復水性 將干燥后的椰纖果浸泡在200倍質量的沸水中，100℃恒溫水浴10min，瀝干表面的水分后稱重，用復水比Rf來判斷復水性的優劣［4］。復水比按式（1）計算：

式中：

Rf—— 復水比；

mf—— 復水后的物料質量，g；

mg—— 復水前的物料質量，g。

1.3.2 TPA測定法 質構剖面分析法（texture profile analysis，TPA）是模擬人類牙齒咀嚼食物，對物料進行二次壓縮的機械過程，該過程能夠測定探頭對試樣的壓力以及其他相關質地參數［5］。

硬度：第一次壓縮時的峰值。

彈性：第二次壓縮的樣品的高度與第一次壓縮的樣品的高度的比值［6］。

測量方法及參數：隨即挑取經復水后的椰果粒進行TPA測試，測試參數為樣品尺寸3mm，寬度3mm，深度3mm，目標值2.0mm，測試速度1.0mm/s，循環次數2次，運行測試參數1g，夾具TA－RT－KIT，探頭類型TA39。每個樣品進行3次平行試驗。

2 結果與分析

2.1 單因素試驗結果

2.1.1 干燥溫度的影響 由圖1可知，椰纖果的復水比隨干燥溫度的升高先增加后降低，在干燥溫度為60℃下得到最大復水比。這可能是因為當熱風干燥溫度過高時，物料內部細胞和毛細管萎縮變形較大，其恢復到原來狀態的能力就越小，因此復水性能受到影響。溫度過低時，干燥時間過長，且不易干燥完全。熱風干燥過程中復水比越大越好，干燥溫度為55，60，65℃時復水比較大。

圖1 干燥溫度對復水比的影響Figure 1 Impact of temperatur of the oven on rehydration

2.1.2 卡拉膠濃度的影響 由圖2可知，椰纖果的復水比隨著卡拉膠的濃度先上升后下降，并且在卡拉膠濃度為1.0% 時達到最大值。這可能是因為隨著卡拉膠濃度的增加，吸附在椰纖果內部的卡拉膠也就越多，從而致使復水比增加，但是隨著卡拉膠濃度的不斷增加，卡拉膠稠度也不斷增加，從而阻止了卡拉膠的進一步吸附，所以復水比降低。浸漬過程中復水比越大越好，卡拉膠濃度為0.8%，1.0%，1.2% 時復水比較大。

圖2 卡拉膠儂度對復水比的影響Figure 2 Impact of the concentration of carrageenan on rehydration

2.1.3 浸漬固液比的影響 由圖3可知，椰纖果的復水比隨著固液比的增加先上升后下降，并且在固液比為1∶2（m∶V）時達到最大值。這可能是因為隨著固液比的增加，椰纖果吸附卡拉膠的量也不斷增加，當吸附達到飽和時，由于內外濃度差異，椰纖果開始解析，外界濃度越小，解析速度越快。浸漬過程中復水比越大越好，固液比為1∶1，1∶2，1∶3（m∶V）時復水比比較大。

圖3 固液比對復水比的影響Figure 3 Impact of solid－fluid ratio on rehydration

2.1.4 浸漬時間的影響 由圖4可知，椰纖果的復水比隨著浸漬時間的增加而增加，并且增加速度由快變慢。這可能是因為隨著浸漬時間的增加，椰纖果吸附卡拉膠的量就越多，但是當浸泡時間達到20h左右時，椰纖果吸附量幾乎達到飽和，所以隨著時間的增加，復水比增加很少。浸漬過程中復水比越大越好，但考慮到時間因素，浸泡時間選擇18，20，22h較優。

圖4 浸漬時間對復水比的影響Figure 4 Impact of immersion time on rehydration

2.2 正交試驗

根據單因素試驗結果進行正交試驗，正交試驗因素水平見表1。

表1 熱風干燥因素水平表Table 1 Factor and levels of hot－air drying test

在單因素試驗的基礎上，對熱風干燥椰纖果的工藝條件進行L9（34）正交試驗，試驗結果及極差見表2。

表2 正交試驗結果及極差分析Table 2 Orthogonal test results and pole difference analysis

由于3個指標單獨分析出來的最優條件并不一致，必須根據各因素對指標影響的主次順序綜合考慮來確定最佳工藝條件，結果如下：

（1）因素A（干燥溫度）對復水比的影響排在第3位，為次要因素，最優水平為A2，對硬度的影響排在第2位為次主要因素，最優水平為A2，對彈性的影響排在第1位，為主要因素，最有水平為A2。綜合考慮單因素試驗結果和正交試驗感官指標，選擇A2為最優條件。

（2）因素B（卡拉膠濃度）對復水比的影響排在第1位，為主要因素，最優水平為B2，對硬度的影響排在第2位，為次主要因素，最優水平為B3，對彈性的影響排在第3位，為次要因素，最優水平為B2。綜合考慮單因素試驗結果和正交試驗感官指標，選擇B2為最優條件。

（3）因素C（浸漬固液比）對復水比的影響排在第4位，為次要因素，最優水平為C2，對硬度的影響排在第4位，為次要因素，最有水平為C2，對彈性的影響排在第4位。為次要因素，最優水平為C2。綜合考慮單因素試驗結果和正交試驗感官指標，選擇C2為最優條件。

（4）因素D（浸漬時間）對復水比的影響排在第2位，為次主要因素，最優水平為D2，對硬度的影響排在第1位，為主要因素，最優水平為D2，對彈性的影響排在第2位，為次主要因素，最優水平為D2。綜合考慮單因素試驗結果和正交試驗感官指標，選擇D2為最優條件。

綜上所述，本次試驗的最優條件為A2B2C2D2，即干燥溫度為60℃、卡拉膠濃度為1.0%、浸漬固液比為1∶2（m∶V）、浸漬時間為20h。在A2B2C2D2的條件下進行3組平行試驗（結果取其平均值），椰纖果的復水比、硬度和彈性分別為：19.45，8.47g，4.82mm，對最佳干燥工藝參數組合進行實驗驗證，驗證結果穩定，優化結果可信。

3 結論

（1）在椰纖果的熱風干燥工藝中，對復水性的影響因素排序為卡拉膠濃度＞浸漬時間＞干燥溫度＞浸漬固液比；對復水后椰纖果的硬度影響因素排序為浸漬時間＞干燥溫度＞浸漬固液比＞卡拉膠濃度；對復水后椰纖果彈性的影響因素排序為干燥溫度＞ 浸漬時間＞卡拉膠濃度＞浸漬固液比。

（2）椰纖果熱風干燥的較優工藝參數為干燥溫度60℃、卡拉膠濃度1.0%、浸漬固液比1∶2（m∶V）、浸漬時間20h。

1 潘穎.細菌纖維素的制備及改性研究［D］.青島：青島大學，2007.

2 Shih－bin Lin，Chieh－pin Hsu，Li－chen Chen，et al.Adding enzymatically modified gelatin to enhance the rehydration abilities and mechanical properties of bacterial cellulose［J］.Food Hydrocolloids，2009（23）：2 195～2 203.

3 Owen M Astley，Elisabeth Chanliaud，Athene M Donald，et al.Structure of acetobacter cellulose composites in the hydrated state［J］.Biological Macromolecules，2001（29）：193～202.

4 竹文禮.海蘆筍干燥工藝研究［D］.無錫：江南大學，2008.

5 楊玉娥，李法德，孫玉利，等.加熱方式對豬里脊肉質構特性的影響［J］.農業機械學報，2007，38（11）：60～64.

6 李卓瓦.質構儀在面條品質測定中的應用［J］.農產品加工·學刊，2008（7）：188～192.

Optimization of the hot－air drying processing condition of nata

LONG Ying－jun LIU Si－xin YU Min－hua CHEN TaoLI Cong－fa

（The College of Food Engineering，Hainan University，Haikou，Hainan570228，China）

The condition hot－air drying and modified Nata by means of osmosis have been studied.The influences of different hot－air drying condition to rehydrated ratio of Nata，and hygroscopicity were discussed through single factor and orthogonal experiments and the optimal processing were：60℃ drying wind，dipping in 1.0%carrageenan，solid to liquid ratio 1∶2（m∶V），time of incubation in carragenan solution 20h.

nata；hot－air drying；hygroscopicity；texture

10.3969 /j.issn.1003－5788.2011.04.043

公益性行業（農業）科研專項（編號：200903026－6）

龍映均（1985－），男，海南大學在讀碩士研究生。E－mail：dragon8585＠163.com

李從發

2011－03－25