香菜熱風干燥的試驗研究

趙　昆，趙士杰，滕竹竹

(內蒙古農業大學 機電工程學院，呼和浩特　010018)

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香菜熱風干燥的試驗研究

趙昆，趙士杰，滕竹竹

(內蒙古農業大學 機電工程學院，呼和浩特010018)

摘要：首先通過試驗分析了漂燙預處理對香菜熱風干燥特性的影響,然后用單因素試驗設計方法探討熱風溫度、熱風速度和鋪料層厚度對香菜熱風干燥特性的影響,之后又對香菜干制品進行復水試驗,得出了香菜干制品在不同干燥條件下的復水特性。結果表明:熱風溫度越高，熱風速度越大，鋪料層厚度越小，干燥速率越大，干燥過程所需時間越短；但是，過高的熱風溫度、熱風速度和過小的鋪料層厚度都會降低香菜干制品的復水性能。

關鍵詞：香菜；熱風干燥；復水性

0引言

香菜是芫荽的俗稱，屬傘形科植物，學名為Coriadrum Sativum L.，英文名為Coriander。香菜在我國各地均有栽培，以華北最多。香菜是人類歷史上應用最早的芳香蔬菜之一，因其碧綠芳香，在美味佳肴中是不可缺少的重要調味料。[1]香菜富含鐵、蛋白質、脂肪、胡蘿卜素B1、尼克酸、維生素C、膳食纖維、硫胺素、維生素B1及維生素E等營養物質；性溫，味辛，內有健胃和刺激的作用，主要用于治療消化不良、感冒風寒、發熱頭痛及痢疾下血等，外用有鎮痛效果[2]。

市場上對香菜的需求量很大，賓館、飯店中更是不可缺少，但由于香菜含的水分較多，質地柔軟,極易腐敗變質而不易貯藏；并且四季中，香菜產量并不均衡，淡旺季明顯，且市售價相差很大。因此，可以在旺季時將香菜干制保存，這樣可大大緩解供需矛盾。目前，國內外學者研究香菜干制，大部分用的是真空冷凍干燥和微波干燥技術，而最傳統的熱風干燥技術因其成本低、投資少、操作簡單及設備維護方便等優點，仍然被作為果蔬干燥的首選方法。

本文以香菜為原料，首先進行香菜漂燙預處理對照試驗，然后進行香菜熱風干燥動力學試驗，主要研究不同因素(熱風溫度、熱風速度和鋪料層厚度)對香菜干燥特性和干燥速率的影響。最后，針對不同干燥條件下的香菜干制品進行復水試驗，考察不同干燥條件下制得香菜干品的復水特性。

1試驗的材料和方法

1.1試驗材料

香菜，選擇當地市場上顏色青綠、香味濃厚、株高整齊的新鮮樣品，一般含水率在89%～92%之間。

1.2儀器設備

1)DL104型電熱鼓風干燥箱：天津市實驗儀器廠生產，可調溫度0～300℃。

2)BT223S型電子天平：賽多利斯精密儀器有限公司生產，量程0～220g。

3)GZ-1型干燥實驗裝置：華南理工大學科技實業總廠生產，可調最大風速2.1m/s，可調溫度0～300℃。

4)電熱恒溫水浴鍋：上?？坪銓崢I發展有限公司生產，控溫范圍0～100℃。

5)其它工具有刀具、溫度計、吸水紙、燒杯、鑷子、直尺和盤子等。

2試驗方法

2.1初始含水率測定[3-4]

用清水將香菜清洗干凈，除去根部及其殘葉等不可食用部分，將水分瀝干后，切成約20～30mm的段狀。將切好的香菜樣品均勻鋪在網狀吊盤內，在天平上稱取其質量。打開DL104型電熱鼓風干燥箱，調節其溫度至95℃；當干燥箱內溫度達到調定值時，將試驗樣品放在干燥箱內的網狀層板上開始干燥，持續烘干2h后稱其質量，之后每隔0.5h稱量1次；當相鄰兩次的稱重變化量小于0.002g時，停止試驗。香菜的初始濕基含水率[5]為

式中W—試樣濕基含水率(%)；

M1—試樣干燥前的質量(g)；

M2—試樣干燥后的質量(g)。

最后，得出香菜的初始濕基含水率為92%。

2.2漂燙預處理試驗

綠色蔬菜進行高溫處理時，其體內葉綠素的流失導致其脫色，不僅影響了外觀，而且降低了其原有的營養價值[6]。漂燙預處理能夠部分減弱果蔬中氧化酶的活性，避免果蔬發生褐變,并且可以提高其干燥速度和復水能力。

本試驗采用的是85℃熱水漂燙2min。將香菜試驗樣品放入盛有85℃熱水的燒杯中，用電熱恒溫水浴鍋保持其恒定的溫度，2min后撈出，瀝干其表面水分，進行熱風干燥動力學試驗。

2.3熱風干燥試驗方法

單因素試驗安排表如表1所示。

表1　單因素試驗安排表

啟動電源，調節溫度控制儀的旋鈕和風速閥門使熱風溫度和熱風速度達到調定值。將香菜試驗樣品平鋪在網狀吊籃內，懸掛于上置天平的干燥箱中，迅速稱取其質量并開始計時，剛開始每隔15min記錄1次，2h后每隔0.5h記錄1次，直到將物料干燥到國家蔬菜入庫貯藏標準(香菜干基含水率為9% )[7]。

2.4干制品復水試驗方法[8]

稱取適量的香菜干制品，放入450mL燒杯中，置于電熱恒溫水浴鍋中，水溫控制在80℃左右；復水5min后撈出香菜樣品，置于網狀吊籃中，瀝干其表面水分后稱重。

3試驗評價指標的計算

本試驗選用的評價指標為平均干燥速率和復水率。

1)平均干燥速率[4]為

式中N—試樣平均干燥速率(%/min)；

W1—試樣干燥前的濕基含水率(%)；

W2—試樣干燥后的濕基含水率(%)；

Δt—W1干燥至W2所用的時間(min)。

2)復水率[7]為

式中Gf—干制品復水后瀝干質量(g)；

Gg—干制品試樣質量(g)。

4試驗結果與分析

4.1漂燙預處理對熱風干燥特性的影響

圖1和圖2分別繪出了溫度為50℃、風速為1.6m/s、鋪料層厚度為10mm的條件下，香菜經過漂燙預處理與不經過漂燙預處理的干燥曲線和干燥速率曲線。

從圖1可以看出：經過漂燙預處理的香菜樣品，其干燥時間明顯縮短了；在干燥的開始階段，兩種樣品沒有表現出明顯的差異，但在干燥的中后期階段，漂燙過的樣品，其濕基含水率下降速度明顯加快。

從圖2可以看出：兩種樣品的干燥速率都是先升高再降低。漂燙過的樣品，其干燥速率增加的比較快，最大值也比未經過漂燙處理樣品的大；在整個干燥時期內，漂燙過的樣品有著較長時間的高速率干燥階段。

圖1　漂燙預處理對含水率的影響

圖2　漂燙預處理對干燥速率的影響

4.2熱風溫度對熱風干燥特性的影響

按照表1做第1組試驗，根據結果分別繪出了在熱風速度為1.6m/s、鋪料層厚度為10mm、不同熱風溫度(40℃、50℃、60℃和70℃)下的香菜干燥曲線和干燥速率曲線，如圖3和圖4所示；圖5反映了在不同熱風溫度下香菜干制品的復水特性。

圖3　溫度對含水率的影響

圖4　溫度對干燥速率的影響

圖5　溫度對復水性的影響

由圖3可以看出：所有干燥曲線都呈逐漸下降趨勢，即香菜的含水率隨干燥時間的延長而降低，且后期下降速度較前期的更快。從不同曲線的比較中可以看出：溫度越高，達到香菜干品的安全含水率所需的時間越短；同理，在相同的干燥時間點，溫度越高，香菜濕基含水率越低。可見，溫度是影響香菜熱風干燥特性的主要因素之一。

由圖4可以看出：所有干燥速率曲線都是先升高后降低，且在中后期達到頂點，即速率最大值。整個干燥過程可分成兩個階段，即升速干燥階段和降速干燥階段，溫度越低，升速干燥階段越長；溫度越高，干燥速率能越快地達到最大值，且高速率干燥階段越長。此外，溫度越高熱風干燥速率所能達到的最高值越大。

由圖5可以看出：香菜干品復水后，隨著熱風溫度的升高，復水率是先升高后降低，且在50℃時達到最大值，在70℃時達到最小值；即在50℃時干制品復水性最好，在70℃時干制品復水性最差。這是由于低的熱風干燥溫度導致干燥時間較長，復水性相對較差；過高的熱風干燥溫度導致干燥速率過大,香菜干制品的細胞組織受到嚴重破壞而導致其復原能力下降,復水性也最差 。

4.3熱風速度對熱風干燥特性的影響

根據表1做第2組試驗，根據試驗結果分別繪出了在熱風溫度為60℃、鋪料層厚度為10mm、不同熱風速度(0.6、1.1、1.6、2.1m/s)下的香菜干燥曲線和干燥速率曲線，如圖6和圖7所示；圖8反映了在不同熱風速度下香菜干制品的復水特性。

從圖6中可以看出：所有干燥曲線也都是呈逐漸下降趨勢，即香菜的含水率隨干燥時間的延長而降低，且后期下降速度較前期的更快。從不同曲線的比較中可以看出：熱風速度越大，達到香菜干品的安全含水率所需的時間越短；同理，在同一干燥時間點，熱風速度越大，香菜濕基含水率越低?？梢姡瑹犸L速度也是影響香菜熱風干燥特性的主要因素之一。

從圖7中可以看出：所有干燥速率曲線也都是先升高后降低，且在后期達到頂點，即干燥速率最大值。整個干燥過程可分成兩個階段，即升速干燥階段和降速干燥階段，樣品水分的散失基本上發生在升速干燥階段，溫度越高，干燥速率能越快地達到最大值，且高速率干燥階段越長。同理，在同一干燥時間點，速度越大，熱風干燥速率越大，說明香菜樣品失水越快。

圖6　熱風速度對含水率的影響

圖7　熱風速度對干燥速率的影響

由圖8可以看出：香菜干制品復水后，隨著熱風速度的升高，復水率是先升高后降低，在1.1m/s時達到最大值，在2.1m/s時達到最小值；即在熱風速度為1.1m/s時干制的香菜樣品復水性最好，在熱風速度為2.1m/s時干制的香菜樣品復水性最差。這是由于過高的熱風干燥速度導致干燥速率過大,香菜干制品的細胞組織受到嚴重破壞而導致其復原能力下降,即復水性變差 。

圖8　熱風速度對復水性的影響

4.4鋪料層厚度對熱風干燥特性的影響

依照表1做第3組試驗，根據試驗結果分別繪出了在熱風溫度為60℃、干燥速率為1.6m/s、不同鋪料層厚度(5、10、15、20mm)下的香菜干燥曲線和干燥速率曲線，如圖9和圖10所示；圖11反映了在不同鋪料層厚度下香菜干制品的復水特性。

圖9　鋪料層厚度對含水率的影響

圖10　鋪料層厚度對干燥速率的影響

從圖9中可以看出：所有干燥曲線也都是呈逐漸下降趨勢。從不同曲線的比較中可以看出：鋪料層厚度越小，樣品含水率下降得越快，即達到香菜干品的安全含水率所需的時間越短；而鋪料層厚度為15mm和20mm的干燥曲線基本重合，說明兩種樣品含水率下降的速率基本一致。

從圖10中可以看出：所有干燥速率曲線也都是先升高后降低，且在中后期達到頂點，即干燥速率最大值。整個干燥過程可分成3個階段，即升速干燥階段、恒速干燥階段和降速干燥階段，鋪料層厚度越大，恒速干燥階段越長；5mm厚時上升得最快，下降得也最快，且最高干燥速率也是最大的。

圖11　鋪料層厚度對復水性的影響

由圖11可以看出：香菜干制品復水后，隨著鋪料層厚度的升高，復水率是先升高后降低，在15mm厚度時達到最大值，在5mm厚度時達到最小值，即在鋪料層厚度為15mm時干制的香菜樣品復水性最好，在鋪料層厚度為5mm時干制的香菜樣品復水性最差。

5結論

試驗結果表明：漂燙預處理能夠提高物料的干燥速率；熱風溫度、熱風速度和鋪料層厚度都是影響香菜熱風干燥的主要因素。溫度越高，風速越大，鋪料層厚度越小，香菜干燥速度越快；但是，隨著溫度的升高、風速的增大、鋪料層厚度的增加，香菜干制品的復水率都是先升高后降低。

參考文獻：

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Experimental Study on Hot Air Drying of Coriander

Zhao Kun, Zhao Shijie, Teng Zhuzhu

(College of Mechanical and Electrical Engineering， Inner Mongolia Agricultural University，Hohhot 010018，China)

Abstract：In this paper, the effect of blanching pretreatment on drying characteristics of coriander was investigated through the experiment. The impacts of hot air temperature, hot air velocity and thickness of materials on the hot air drying characteristics of coriander were investigated by single factor experiment design, and the rehydration test further obtained the rehydration characteristics of dried materials under different drying conditions.The results show that higher hot air temperature, faster hot air velocity and smaller thickness of the material will cause greater drying rate and shorten the whole drying time. However, too high hot air temperature, hot air velocity and too small thickness of the material layer can reduce the rehydration capacity of the dried coriander.

Key words：coriander; hot air drying; rehydration capacity

文章編號：1003-188X(2016)05-0250-05

中圖分類號：S375

文獻標識碼：A

作者簡介：趙昆(1988-),男，河南新鄉人，碩士研究生，(E-mail) 18048321928@163.com。通訊作者：趙士杰(1956-)，男，內蒙古固陽人，教授，碩士生導師，(E-mail)nmzsj@126.com。

基金項目：國家自然科學基金項目(31260409)

收稿日期：2015-06-08