萵筍熱泵-熱風聯(lián)合干燥工藝的探討

應林火

(浙江省麗水市蓮都區(qū)農業(yè)局，浙江 麗水 323000)

萵苣 (Lactuca sativa var.augustaua Irish)為菊科萵苣屬一年生或二年生草本植物，有葉用萵苣(簡稱萵苣)和莖用萵苣 (又稱萵筍)2 類［1］。萵筍營養(yǎng)價值很高，含礦物質、鈣、磷、鐵較豐富，亦含維生素A、維生素B1、維生素B2、尼克酸、蛋白質、脂肪、糖類及鉀、鎂等礦質元素和食物纖維等。但是萵筍不易貯藏，而進行脫水后可克服這一難題。

傳統(tǒng)的萵筍通常采用熱風干燥，而熱風干燥的能耗較高，干制品的品質也不夠好，急需改進干燥工藝，降低能耗，提高產品的品質。盡管熱泵干燥具有較好的節(jié)能效果，但熱泵干燥在中后期存在干燥速度較慢，能耗比升高的問題。熱泵-熱風聯(lián)合干燥能夠克服后期干燥效率較差的問題，李志遠等［2-3］對胡蘿卜熱泵-熱風聯(lián)合干燥研究取得了較好的效果;葉盛英等［4］提出了熱泵除濕與熱風聯(lián)合干制金針菇的最佳工藝。熱泵-熱風聯(lián)合干燥萵筍的研究鮮見報道。作者以萵筍為原料，進行聯(lián)合干燥試驗，獲得萵筍熱泵-熱風聯(lián)合干燥的最佳工藝，在提高產品品質同時節(jié)約能耗。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

萵筍購買于浙江省麗水市府前菜場。熱泵干燥箱系上海磨思環(huán)保科技有限公司生產。

1.2 方法

1.2.1 處理設計

通過參考文獻確定護色及漂燙工藝，然后進行干燥風速、熱泵干燥階段溫度、分階段干燥的水分轉換點、后期熱風干燥階段溫度的單因素試驗，確定最佳參數的范圍。再以這4個因素的最佳范圍為標準，采用L9(34)正交表進行試驗 (表1)，以葉綠素含量為考察指標，干燥至水分含量為8%結束。

表1 萵筍干燥各處理組合的葉綠素含量

1-3 水平因素A 分別為0.5，1.0 和1.5 m·s-1，B 分別為65，70 和75℃，C 分別為25%，30%和35%，D 分別為70，75 和80℃。

1.2.2 工藝流程

新鮮萵筍→原料預處理→護色液浸泡→燙漂→冷卻、瀝干→干燥。

原料預處理。選取新鮮萵筍，清洗后去皮(纖維部分去除干凈)，去根，去頭，切成0.5 cm厚度的薄片，切分時做到大小均等。

原料的護色處理［5］。16%海藻糖加4%氯化鈉常溫下滲透60 min。

燙漂［5］。95℃下熱燙4 min。

1.3 指標測定

含水率測定。采用常壓烘箱干燥法 (GB 5009.3—2003)。

葉綠素含量測定。采用80% 的丙酮浸提法，用分光光度計測定葉綠素含量。每組平行測定3次，取平均值。

復水比測定。將脫水萵筍置于65℃的溫水中浸泡，每隔一段時間取出，迅速擦凈表面的水，稱量復水后產品質量，直到產品質量無明顯增加為止。每組平行測定3 次，取平均值。

復水比=復水后質量/復水前干品質量。

能耗測定。干燥過程的能耗大小為電能表的前后讀數差值。每組平行測定3 次，取平均值。假設電能表的初始讀數為E0，最終讀數為Ei，則0～i時間段內干燥所消耗的能耗Wi=E0-Ei。單位能耗除濕量 (SMER):

式中，Md為水分蒸發(fā)量 (kg)，Wi為輸入電能(kW·h)。

2 結果與分析

2.1 聯(lián)合干燥各因素優(yōu)化

正交試驗結果 (表1)表明，影響萵筍熱泵-熱風聯(lián)合干燥工藝的因素的主次順序為BDCA，即熱泵溫度＞熱風溫度＞水分轉換點＞風速。萵筍熱泵-熱風聯(lián)合干燥最佳工藝條件為A2B3C2D3，即風速1.0 m·s-1，熱泵溫度75℃，水分轉換點30%，熱風溫度80℃。

2.2 聯(lián)合干燥與單獨熱風干燥比較

從圖1 可以看出，聯(lián)合干燥方式葉綠素含量明顯高于單純熱風干燥，說明熱泵-熱風聯(lián)合干燥能較好地保持產品的色澤。

圖1 萵筍聯(lián)合干燥與熱風干燥的葉綠素含量

從圖2 可以看出，聯(lián)合干燥方式復水比明顯高于單純熱風干燥。另外，從外觀形狀比較，也比單獨熱風干燥要好。

圖2 萵筍聯(lián)合干燥與熱風干燥的復水比

從圖3 可以看出，聯(lián)合干燥方式單位能耗除濕量 (即SEMR)明顯高于單純熱風干燥。聯(lián)合干燥SEMR 為0.615 kg· (kW·h)-1，單獨熱風干燥SEMR 為0.425 kg· (kW·h)-1，聯(lián)合干燥比單獨熱風干燥節(jié)能達到32.26%。

3 小結

以干燥風速、熱泵干燥階段溫度、分階段干燥的水分轉換點、后期熱風干燥階段溫度為影響因素，以葉綠素含量為評價指標，進行的正交優(yōu)化試驗結果，得出萵筍熱泵-熱風聯(lián)合干燥最優(yōu)工藝為:即風速1.0 m·s-1，熱泵溫度75℃，水分轉換點30%，熱風溫度80℃。

在最優(yōu)工藝條件下比較熱泵-熱風聯(lián)合干燥、熱風干燥下的萵筍樣品葉綠素含量、復水比及能耗。得出聯(lián)合干燥得到的萵筍品質高于熱風干燥，而且比單獨熱風降低了干燥能耗32.26%。

［1］陳亦輝，葉興乾，馮宇飛.莖用萵苣生產及干燥加工技術研究進展［J］.浙江農業(yè)科學，2012 (1):92-97.

［2］李志遠，張文明，胡曉靜，等.胡蘿卜薄片熱風與熱泵結合干燥工藝及特性研究［J］.食品與發(fā)酵工業(yè)，1999，26(1):3-6.

［3］徐建國，李華棟，徐剛，等.胡蘿卜片熱泵-熱風聯(lián)合干燥特征與模型化研究［J］.食品工業(yè)科技，2008，29 (11):145-148.

［4］葉盛英，李遠志，羅樹燦.熱泵除濕與熱風聯(lián)合干制金針菇的研究［J］.華南農業(yè)大學學報，1999，20 (3):104-107.

［5］江玲、張慜、孫金才.脫水萵苣片的護色工藝研究［J］.干燥技術與設備，2009，7 (6):266-270.

［6］YIN Yongguang，HAN Yong，LIU Jingbo.A novel protecting method for visual green color in spinach puree treated by high intensity pulsed electric fields ［J］.Journal of Food Engineering，2007 (79):1256-1260.