【摘要】：懷山藥又稱薯蕷(Dioscorea opposita Thunb),是一種極佳的食療品,它對人體心腦血管疾病有特殊的預防作用,食用還可保護人體胃部。新鮮懷山藥不易貯藏,因此,對其進行干燥顯得非常有必要。熱風干燥(Hot-air drying,AD)經濟適用性高,但產品營養(yǎng)物質的嚴重損失使得產品往往達不到預期的要求。冷凍干燥(Freeze drying,FD)減低了產品的營養(yǎng)流失,可獲得最高質量的產品,但同時也被認為是最昂貴的干燥方法。為了降低成本,可在真空下利用微波加熱預凍好的物料,這就是微波真空冷凍干燥(Microwave vacuum freeze drying,MFD)。與FD相比,MFD干燥速度快,產品質量較好,具有替代FD的潛力。因此,本文采用微波冷凍干燥對懷山藥進行干燥,研究其干燥過程中的水分遷移、孔道形態(tài)和干燥品質的變化,為懷山藥微波冷凍干燥過程的品質調控提供理論基礎。主要結論如下:1.對懷山藥微波真空冷凍干燥過程的水分擴散特性的研究發(fā)現(xiàn),懷山藥干燥過程中存在升速干燥和降速干燥,恒速過程不明顯。在MFD干燥過程中,自由度高的水分向自由度低的水分轉化,結合水的含量總體呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢,且干燥終了結合水的含量比干燥開始時要明顯增大。不同微波功率密度下懷山藥干燥過程的有效水分擴散系數(shù)變化范圍在1.129×10~(-9)~5.439×10~(-9) m~2/s之間。隨著干燥的進行,懷山藥的有效水分擴散系數(shù)D_(eff)值逐步降低。2.對懷山藥微波真空冷凍干燥過程的孔道結構演變的研究發(fā)現(xiàn),干燥過程中閉孔孔隙首先產生,閉孔孔隙增多的同時轉變?yōu)殚_孔孔隙,開孔孔隙率逐漸增加。一般來說,切片厚度較小、微波功率密度較高時可獲得較高的孔隙率,但微波功率密度較大、切片較薄時,容易出現(xiàn)焦化、表面崩裂的現(xiàn)象,微波功率密度較低、切片較厚時,不易達到干燥終點,因此需選擇合適的微波功率密度和切片厚度進行干燥。懷山藥的總孔隙率、孔隙體積和閉孔孔隙受體積收縮影響較大,在干0~60 min略有下降,60 min后重新上升;開孔孔隙率呈現(xiàn)一直上升的趨勢,微波功率密度越高開孔孔隙率越高。整個干燥過程中懷山藥的孔隙孔徑基本在10~10~6 nm范圍內,中值孔徑先增大-再減小-再增大。3.基于孔隙率變化行為的懷山藥干燥品質的研究表明,懷山藥的脆性隨干燥時間的延長而增大,硬度隨干燥時間的延長而增大,到達最大值后基本保持不變。干燥結束時,0.125、0.225和0.370 W/g的感官評分模糊矩陣的峰值分別為0.3,0.375和0.333,這意味著合適的微波功率密度可以產生更好的產品質量,過高的微波功率密度可能會降低消費者對產品的接受度。懷山藥的脆性與水分含量有關,硬度主要取決于孔隙率和水分含量。建立的脆性模型為y=A_1+(A_2-A_1)/(1+10~(((logx0-x)p))),R~20.99;硬度回歸模型的擬合程度較好,可以較好的描述懷山藥的質構品質變化。4.預處理能夠較為有效的縮短干燥周期,并獲得較高的開孔孔隙率,但同時也會增強對物料細胞結構的損傷。滲透預處理、漂燙預處理、超聲預處理的開孔孔隙率分別約為未處理樣品組的1.23、1.98、1.92倍。超聲預處理可獲得最理想的孔隙網絡結構,物料內部孔隙網絡結構呈現(xiàn)均勻的海綿狀,漂燙預處理的孔隙網絡結構疏松度次之,滲透預處理樣品組的孔隙網絡結構疏松度最小,孔隙輪廓相對不清晰,大孔隙和閉孔孔隙較多,孔隙表現(xiàn)為不規(guī)則的蜂窩狀。
【學位授予單位】：河南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TS218

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