玉米熱風(fēng)與微波聯(lián)合干燥品質(zhì)的研究

徐艷陽，蔡森森，吳海成，宋艷翎

（吉林大學(xué)生物與農(nóng)業(yè)工程學(xué)院，吉林 長春 130022）

對玉米進(jìn)行干燥是玉米貯藏前的重要環(huán)節(jié)。目前，國內(nèi)外有很多關(guān)于玉米干燥的研究[1-6]，目的在于盡可能消除玉米在干燥過程中品質(zhì)下降的問題。聯(lián)合干燥技術(shù)是目前干燥技術(shù)的研究熱點(diǎn)之一[7]，其中熱風(fēng)與微波聯(lián)合干燥不僅解決了熱風(fēng)干燥時(shí)間長、對物料品質(zhì)劣變影響大的問題，還解決了微波干燥成本高、物料極易出現(xiàn)過熱、品質(zhì)劣化的問題[8-9]。因此，本文研究分析玉米熱風(fēng)與微波聯(lián)合干燥的品質(zhì)，同時(shí)與單獨(dú)熱風(fēng)、單獨(dú)微波干燥樣品的品質(zhì)進(jìn)行對比，并對不同的品質(zhì)指標(biāo)采用模糊綜合評價(jià)，從而對玉米干燥品質(zhì)儲藏研究提供一定的參考。

1 材料與方法

1.1 材料

2010年秋季新收獲玉米：購于吉林省長春市農(nóng)貿(mào)市場，將其貯存于-18℃冰箱中，其含水率為31.39%，無霉變粒，顏色氣味正常。

1.2 儀器與設(shè)備

PH070A干燥箱：上海一恒科學(xué)儀器有限公司；MM721AAU-PW美的微波爐：美的微波電器制造有限公司；JA3003A電子精密天平：上海精天電子儀器有限公司；T22N紫外可見分光光度計(jì)：上海精密科學(xué)儀器有限公司；BCD-L45冰箱：合肥榮事達(dá)電冰箱有限公司；W4萬用電爐：北京科偉永興儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 3種不同方式干燥的玉米樣品

1.3.1.1 熱風(fēng)干燥玉米

稱取100.0 g含水率（w.b.）為31.39%的玉米，將其鋪成薄層，放入60℃干燥箱中進(jìn)行熱風(fēng)干燥。每隔20分鐘稱玉米質(zhì)量，同時(shí)測量玉米表面的溫度，間隔時(shí)間為10s。直至含水率（w.b.）達(dá)到12%～14%時(shí)停止干燥。

1.3.1.2 微波干燥玉米

稱取100.0 g含水率（w.b.）為31.39%的玉米，將其鋪成薄層，放入119 W微波爐中進(jìn)行微波干燥。每隔10分鐘稱玉米質(zhì)量，同時(shí)測量玉米表面的溫度，直至含水率（w.b.）達(dá)到12%～14%時(shí)停止干燥。

1.3.1.3 熱風(fēng)和微波聯(lián)合干燥玉米

稱取100.0 g含水率（w.b.）為31.39%的玉米，將其鋪成薄層，放入60℃干燥箱中進(jìn)行熱風(fēng)干燥；直至轉(zhuǎn)換水分點(diǎn)為（20±2）%時(shí)，將玉米放入119 W微波爐中進(jìn)行微波干燥。每隔5分鐘稱玉米質(zhì)量，同時(shí)測量玉米表面的溫度,直至含水率（w.b.）達(dá)到12%～14%時(shí)停止干燥。

1.3.2 試驗(yàn)指標(biāo)及方法

1.3.2.1 濕基含水率的測定

參照文獻(xiàn)[10]直接干燥法。

1.3.2.2 轉(zhuǎn)換水分點(diǎn)根據(jù)質(zhì)量判定

式中：md表示玉米含水率為 ωd的質(zhì)量，g；ωd表示轉(zhuǎn)換水分點(diǎn)，%。

1.3.2.3 裂紋率

參照文獻(xiàn)[11]的放大鏡觀測法；裂紋率是評價(jià)玉米品質(zhì)的重要指標(biāo)，裂紋玉米在儲藏中易發(fā)生霉變[12]，因此裂紋率越低越利于儲存。

1.3.2.4 過氧化物酶（POD）活性

參照文獻(xiàn)[13]測定；POD在長時(shí)間高溫條件下活力下降，使玉米的活性物質(zhì)受損[14]。

1.3.2.5 丙二醛（MDA）含量

參照文獻(xiàn)[13]測定；MDA含量反映細(xì)胞膜的膜脂損傷程度，隨著MDA增加，膜脂過氧化程度增加，加深細(xì)胞膜的破壞程度[14]，因此MDA越低越利于儲存。

1.3.2.6 脂肪酸值

參照文獻(xiàn)[15]測定；脂肪酸值是玉米儲存品質(zhì)的一項(xiàng)重要判斷依據(jù)，GB/T 20570-2006《玉米儲存品質(zhì)判定規(guī)則》中規(guī)定宜存的玉米脂肪酸值≤50.0 mg/100 g[15]，因此脂肪酸值越低越利于儲存。

1.3.2.7 色澤

感官評定法，評分標(biāo)準(zhǔn)[15]見表1。

表1 感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Standard of sensory evaluation

由表1知評分范圍為0.0分～5.0分，隨著分值增加，色澤的可接受性降低。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理

每次試驗(yàn)重復(fù)3次，取平均值進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。對不同的品質(zhì)指標(biāo)采用模糊數(shù)學(xué)進(jìn)行模糊綜合評價(jià)。模糊綜合評價(jià)是由評價(jià)對象和各因素的合理權(quán)重來建立評價(jià)矩陣，運(yùn)用模糊關(guān)系合成的原理給出隸屬等級狀況，從而進(jìn)行綜合性評價(jià)的一種方法，它能對數(shù)據(jù)資料作出比較嚴(yán)密、客觀而科學(xué)的綜合評價(jià)[16-17]。

2 結(jié)果與分析

2.1 玉米不同方式干燥的品質(zhì)指標(biāo)

根據(jù)1.3.1進(jìn)行玉米的3種不同薄層干燥，實(shí)驗(yàn)結(jié)果為：單獨(dú)60℃熱風(fēng)干燥220 min；單獨(dú)119 W微波干燥70 min；聯(lián)合干燥中前期熱風(fēng)干燥106 min、后期微波干燥35 min。然后根據(jù)1.3.2進(jìn)行玉米的品質(zhì)檢測，結(jié)果見表2。

表2 不同干燥方式的玉米品質(zhì)指標(biāo)Table 2 Quality indicators of maize dehydrated by various drying

由表2可知：

1）玉米經(jīng)聯(lián)合干燥后，其色澤的測定值明顯低于單獨(dú)119 W微波干燥玉米樣品；其裂紋率明顯低于單獨(dú)60℃熱風(fēng)干燥玉米樣品、稍低于單獨(dú)119 W微波干燥玉米樣品。可以認(rèn)為聯(lián)合干燥樣品的外觀可接受性高于任一種單獨(dú)干燥方式的樣品。

2）聯(lián)合干燥樣品的POD活性低于單獨(dú)60℃熱風(fēng)干燥樣品，但明顯高于單獨(dú)119 W微波干燥樣品。這是由于在聯(lián)合干燥后期的微波干燥中，溫度可上升至80℃～100℃，導(dǎo)致聯(lián)合干燥樣品POD活性下降，故POD活性低于單獨(dú)60℃熱風(fēng)干燥樣品；但由于后期微波干燥時(shí)間為35 min，短于單獨(dú)微波干燥所需的70 min，故POD活性低于單獨(dú)119 W微波干燥樣品。因此認(rèn)為聯(lián)合干燥對玉米活性物質(zhì)變化的影響介于單獨(dú)60℃熱風(fēng)、單獨(dú)119 W微波干燥之間。

3）聯(lián)合干燥樣品的脂肪酸值稍高于單獨(dú)60℃熱風(fēng)干燥樣品、以及單獨(dú)119 W微波干燥樣品。盡管由于前期熱風(fēng)干燥的使用，使聯(lián)合干燥時(shí)間較單獨(dú)119W微波干燥的時(shí)間長，而后期微波干燥的溫度高于60℃，因此其脂肪酸值增大。

綜上分析，經(jīng)聯(lián)合干燥后玉米的品質(zhì)優(yōu)于經(jīng)單獨(dú)60℃熱風(fēng)干燥的玉米，其品質(zhì)接近單獨(dú)119 W微波干燥玉米。

2.2 玉米品質(zhì)的模糊綜合評價(jià)

采用模糊數(shù)學(xué)對3種不同干燥方式的玉米品質(zhì)進(jìn)行模糊綜合評價(jià)，評價(jià)對象集 Y={Y1，Y2，Y3，Y4}，其中Y1、Y2、Y3、Y4分別指新鮮玉米、單獨(dú)熱風(fēng)、單獨(dú)微波、聯(lián)合干燥玉米的品質(zhì)綜合評價(jià)。評價(jià)因素集U={色澤，裂紋率，POD，MDA，脂肪酸值}，評價(jià)等級集V={1，2，3，4}={好，較好，一般，差}（評價(jià)等級指品質(zhì)的優(yōu)劣和宜存程度），評價(jià)權(quán)重集A={0.20，0.20，0.15，0.15，0.30}。根據(jù)每種干燥方式的不同品質(zhì)指標(biāo)（見表2），得到相應(yīng)的模糊矩陣 R1、R2、R3、R4。依據(jù)模糊變換的原理，做矩陣的合成運(yùn)算Yj=A·Rj（j=1，2，3，4），得到每種干燥方式的綜合評價(jià)結(jié)果Yj；然后采用對數(shù)函數(shù)變換進(jìn)行歸一化處理，結(jié)果見表3。

表3 模糊綜合評價(jià)結(jié)果Table 3 Results of fuzzy comprehensive evaluation

由表3知，根據(jù)最小隸屬度原則，得出綜合評價(jià)結(jié)果如下：單獨(dú)微波干燥>聯(lián)合干燥>單獨(dú)熱風(fēng)干燥，但聯(lián)合干燥玉米的品質(zhì)接近單獨(dú)119 W微波干燥，這與2.1的分析結(jié)果一致，表明應(yīng)用模糊綜合評價(jià)可以較客觀、準(zhǔn)確地反映玉米品質(zhì)的優(yōu)劣。

3 結(jié)論

通過對玉米3種不同干燥方式品質(zhì)指標(biāo)的檢測和對比分析，可知聯(lián)合干燥玉米的色澤可接受性高于單獨(dú)微波干燥，其POD活性也明顯高于單獨(dú)微波干燥，其裂紋率、MDA均低于單獨(dú)熱風(fēng)干燥；該結(jié)果表明經(jīng)聯(lián)合干燥后玉米的品質(zhì)優(yōu)于經(jīng)單獨(dú)熱風(fēng)干燥樣品，其品質(zhì)更接近單獨(dú)微波干燥樣品。

根據(jù)模糊綜合評價(jià)結(jié)果可知，聯(lián)合干燥玉米品質(zhì)優(yōu)于單獨(dú)熱風(fēng)干燥樣品，其品質(zhì)接近單獨(dú)微波干燥樣品；同時(shí)也表明應(yīng)用模糊綜合評價(jià)可以較客觀、準(zhǔn)確地反映玉米品質(zhì)的優(yōu)劣。

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