基于品質和能耗的杏鮑菇微波真空干燥工藝參數優化

2015-02-25 陳健凱 福建農林大學食品科學學院

  為了提高杏鮑菇干制產品品質,降低干燥能耗,該文應用微波真空技術干燥杏鮑菇。采用三元二次回歸旋轉組合設計方法進行工藝參數優化試驗,考察分析微波強度(X1)、物料厚度(X2)、腔體絕對壓力(X3)因素對品質指標色差(Y1)、復水比(Y2)、氨基酸含量(Y3)和單位能耗(Y4)的影響及因子間交互作用對指標的影響;采用線性加權法,將多目標綜合優化,確定干燥工藝的最優參數組合。結果表明:微波強度、物料厚度、腔體絕對壓力對試驗指標色差、復水比、氨基酸含量、單位能耗影響顯著,物料厚度是影響色差的主要因素,物料厚度小于2 cm 時,產品色澤較差;腔體絕對壓力是影響復水比和氨基酸含量的主要因素,較小的腔體絕對壓力有利于產品復水和減少氨基酸損失;微波強度是影響單位能耗的主要因素,高的微波強度,能耗較高,高的微波強度與較小的腔體絕對壓力組合時,干燥能耗更高;杏鮑菇微波真空干燥高品質低能耗的最優工藝參數組合為微波強度12.5 kW/kg、物料厚度2.4 cm、腔體絕對壓力18 kPa,此條件下干燥的產品品質優良,色澤潔白,色差L 為78,復水性好,復水比為1.58,氨基酸破壞少,其值為473.1 mg/100 g,單位能耗較低,為9.3 kJ/kg。

  引言

  杏鮑菇(Pleurotus eryngii),味道鮮美,營養豐富,蛋白質含量高,是中國食用菌家族中的新寵,近幾年,杏鮑菇產量劇增。由于杏鮑菇濕基含水率達88%~92%,采后保鮮加工成為杏鮑菇產業發展急待解決的問題,而干制是延長其貨架供應期的重要措施之一。熱風干燥是較常規的傳統干制方法,其優點是物料處理量大,設備成本及操作費用低,但由于干燥時間長,干燥溫度高,易造成產品的品質差,能耗高。微波真空干燥技術結合真空干燥和微波干燥的優勢,是在真空條件下對物料進行微波加熱而達到脫水目的,具有高效低溫的特點。國內外一些學者應用該技術對香蕉、蘋果等果蔬的干制進行研究,也有學者應用該技術對雙孢菇、銀耳等食用菌進行研究,研究結果表明微波真空干燥技術能較好地保持產品的色澤和營養品質,有效降低能耗。前人對杏鮑菇微波真空干燥已有初步研究,認為杏鮑菇適合微波真空干燥,其干燥過程符合Page 方程。但有關微波真空干燥時兼顧產品品質和能耗的工藝參數優化研究目前尚未見報道。

  本文采用三元二次回歸旋轉組合設計優化試驗,探討不同水平的微波強度、物料厚度、腔體絕對壓力等微波真空干燥工藝參數對杏鮑菇干燥產品色差、復水比、氨基酸含量和單位能耗的影響,以期獲得高品質、低能耗的杏鮑菇微波真空干燥工藝參數,為杏鮑菇干制提供科學依據和生產指導。

  3、結論

  1)微波強度、物料厚度、腔體絕對壓力對杏鮑菇微波真空干燥產品色差、復水比、氨基酸含量和單位能耗的影響顯著。物料厚度是影響杏鮑菇微波真空干燥產品色差的主要因素,物料厚度小于2 cm 時,產品的色澤較差;腔體絕對壓力是影響杏鮑菇微波真空干燥產品復水比和氨基酸含量的主要因素,較小的腔體絕對壓力有利于杏鮑菇微波真空干燥產品復水和減少氨基酸損失;微波強度是影響杏鮑菇微波真空干燥單位能耗的主要因素,微波強度高,則能耗較高,高的微波強度與較小的腔體絕對壓力組合時,鮑菇微波真空干燥的能耗更高。

  2)高品質、低能耗杏鮑菇微波真空干燥的綜合優化工藝參數為:微波強度12.5 kW/kg、物料厚度2.4 cm、腔體絕對壓力18 kPa,在此工藝參數條件下獲得的杏鮑菇干制品色差(Y1)為78,復水比(Y2)為1.58,氨基酸(Y3)為473.1 mg/100 g,單位能耗(Y4)為9.3 kJ/kg。