賈 磊，孔進(jìn)喜，劉艷紅，吳 越，熊善柏，趙思明

(華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，湖北武漢 430070)

黎豆莢高溫高濕干燥工藝的研究

賈 磊，孔進(jìn)喜，劉艷紅，吳 越，熊善柏，趙思明*

(華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，湖北武漢 430070)

采用高溫高濕干燥技術(shù)生產(chǎn)干制黎豆莢，研究干燥條件對(duì)干制黎豆莢品質(zhì)的影響，確定適宜的干燥條件，為干制黎豆莢的工業(yè)化生產(chǎn)提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。結(jié)果表明，適宜的相對(duì)濕度可以改善干制黎豆莢的色澤、形狀和復(fù)水率。黎豆莢干燥的最佳工藝條件為:采用三段式干燥工藝，前期干燥溫度80℃，相對(duì)濕度55%，干燥時(shí)間30min;中期干燥溫度80℃，相對(duì)濕度35%，干燥時(shí)間30min;后期干燥溫度80℃，相對(duì)濕度25%，干燥時(shí)間155min，用此條件生產(chǎn)的干制黎豆莢產(chǎn)品褐變小，收縮率低(約48%)，最終含水量約為7.4%，復(fù)水后色澤鮮艷，口感脆嫩。

高溫高濕干燥，品質(zhì)，黎豆莢

黎豆(Stizolobiumcochinchinensis)，別名貓豆、狗爪豆，是蝶形花科黎豆屬的一個(gè)栽培種，為一年生纏繞草質(zhì)藤本植物［1］，在我國(guó)西南、華南地區(qū)均有栽培，豆莢和豆粒均可食用［2］。黎豆?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)含量豐富，還具有一定的保健功能［3－4］。黎豆采收期集中，但新鮮豆莢貯藏期很短，而豆莢經(jīng)過干制后，可以明顯提高其貯藏期，不同的干燥工藝條件會(huì)對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)有很大的影響［5－6］。熱風(fēng)干燥是一種常用的干燥方式，但是普通熱風(fēng)干燥多采用60℃以上，相對(duì)濕度30%以下的條件對(duì)物料進(jìn)行干燥，干燥過程中物料會(huì)由于水分梯度過大容易出現(xiàn)龜裂，收縮變形等副作用，采用高溫(T＞60℃)高濕(RH＞30%)干燥工藝［7］，可以降低干燥強(qiáng)度，減小水分梯度［8］，使物料收縮小，降低空氣中氧氣濃度，緩解氧化，減輕物料的褐變，從而保持物料原有色澤;改善殼化現(xiàn)象，提高干燥速率，縮短干燥時(shí)間，減少風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失［9－10］。這種干燥方法已經(jīng)在藕片、果蔬等農(nóng)產(chǎn)品中應(yīng)用。由于不同產(chǎn)品的原料特性不同，干燥條件也有所不同。目前關(guān)于提高黎豆莢干燥速度，改善其干燥工藝方面的研究尚未見報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)采用高溫高濕干燥方法對(duì)黎豆莢進(jìn)行干燥，研究干燥過程中黎豆莢的干燥特性以及干燥條件對(duì)干燥黎豆莢品質(zhì)的影響，以期為黎豆莢的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

黎豆 紫花白色豆種，湖北省農(nóng)科院實(shí)驗(yàn)田采摘。

QYH－1500A型全自動(dòng)熱風(fēng)干燥實(shí)驗(yàn)箱 溫度范圍5～85℃，濕度范圍20%～70%RH，溫濕度控制精度(±0.5℃;±2.5%RH)，溫濕度分布均勻(±2.0℃; ±3.0%RH)，東莞市企亞工業(yè)設(shè)備制造廠生產(chǎn)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 原料處理 挑選生長(zhǎng)期和大小相近，完整無損傷的黎豆，將黎豆逐個(gè)剪下，于沸水中煮制15m in［11］，去豆，之后將黎豆豆莢表面的表皮剝?nèi)ィ瑐溆谩?/p>

1.2.2 干燥方法 將用1.2.1的方法處理黎豆莢(約1kg)置于全自動(dòng)熱風(fēng)干燥實(shí)驗(yàn)箱中，調(diào)整溫度T和相對(duì)濕度RH至設(shè)定條件(風(fēng)速V=2.5m/s)，通過計(jì)算機(jī)采集重量數(shù)據(jù)，定時(shí)記錄重量，干燥至恒重。

1.2.3 含水量的測(cè)定 含水量的測(cè)定采用文獻(xiàn)［12］的方法，水分含量以干基含水量表示。干燥速率以單位時(shí)間(m in)含水量的變化率表示。

1.2.4 復(fù)水率測(cè)定和收縮率的測(cè)定 復(fù)水率的測(cè)定參考文獻(xiàn)［9］的方法，以復(fù)水后的質(zhì)量和復(fù)水前的質(zhì)量比值表示復(fù)水率;收縮率的測(cè)定采用軟尺和游標(biāo)卡尺測(cè)量黎豆莢干燥前后的長(zhǎng)度、寬度、厚度。黎豆莢收縮率計(jì)算公式如下:

0

式中:V0為干燥前黎豆莢的體積(cm3);Vt為干燥后黎豆莢的體積(cm3)。

1.2.5 感官評(píng)定 感官評(píng)價(jià)采用5人小組評(píng)分制，黎豆莢色澤和形狀的評(píng)定采用干燥后的產(chǎn)品，口感的評(píng)定是將干制黎豆莢在100℃水中復(fù)水5m in后，瀝干，進(jìn)行口感評(píng)價(jià)。

感官評(píng)定指標(biāo):a.色澤:色澤鮮艷，無褐變8～10;色澤有輕微褐變5～7;色澤嚴(yán)重褐變0～5。b.收縮:收縮較小，無裂紋8～10;收縮較大，有卷邊現(xiàn)象5～7;卷邊較嚴(yán)重0～5。

1.3 數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用 EXCEL和 SAS軟件處理并分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)［13］。

2 結(jié)果與討論

2.1 黎豆莢的干燥曲線

黎豆莢的干燥曲線如圖1。由圖1可知，干燥溫度60℃，相對(duì)濕度為25%時(shí)，干燥曲線比其它三個(gè)濕度條件下的干燥曲線陡，干燥速率快。當(dāng)干燥溫度為70℃時(shí)，在相對(duì)濕度25%和35%條件下及相對(duì)濕度45%和55%條件下，干燥曲線都很接近，干燥速率比較接近，而在相對(duì)濕度35%和45%之間，干燥曲線陡緩程度出現(xiàn)明顯差異，表明溫度為70℃時(shí)，在相對(duì)濕度35%和45%之間干燥速率相差較大。當(dāng)干燥溫度為80℃時(shí)，濕度條件對(duì)干燥速率影響較大，隨著相對(duì)濕度降低，干燥速率增加。在干燥后期，物料干基水分含量達(dá)到100%～200%時(shí)，干燥速率都出現(xiàn)快速下降的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，這主要是由于此時(shí)干燥進(jìn)入到水分層脫水階段，此時(shí)物料中剩余的水分主要是物理化學(xué)結(jié)合水，比較難以脫除。在同一濕度條件下，隨著溫度的升高，干燥初期干燥速率也隨之增大，這是由于溫度升高，提高了水分在物料內(nèi)部的擴(kuò)散動(dòng)力。對(duì)于不同干燥溫度，在高濕度55%時(shí)，70℃條件下達(dá)到平衡時(shí)間最短，80℃次之，60℃最慢。這是因?yàn)檫m當(dāng)升高溫度可提高干燥速度，但過高溫度會(huì)使豆莢水分蒸發(fā)層內(nèi)移，導(dǎo)致產(chǎn)品殼化，殼化后內(nèi)部水分?jǐn)U散阻力增大，從而降低干燥速度。70℃時(shí)物料達(dá)到平衡時(shí)間比80℃快，但是最終干基含水量卻高于80℃。這是由于在此濕度條件下，溫度降低，水分在物料內(nèi)部的擴(kuò)散力下降。

2.2 干燥條件對(duì)黎豆莢品質(zhì)的影響

干燥條件對(duì)黎豆莢品質(zhì)的影響和鄧肯分析見表1和表2。由表1知，干燥溫度60℃時(shí)，隨著相對(duì)濕度的增加，黎豆莢的色澤、形狀、口感的評(píng)分呈下降趨勢(shì)，而復(fù)水率呈上升趨勢(shì)，相對(duì)濕度35%時(shí)，收縮率最小;干燥溫度70℃時(shí)，隨相對(duì)濕度的增加，干制黎豆莢的色澤、形狀、口感、復(fù)水率均呈下降的趨勢(shì)，相對(duì)濕度35%時(shí)，色澤最好，相對(duì)濕度55%時(shí)，收縮率最低;干燥溫度80℃時(shí)，隨相對(duì)濕度的增加，干制黎豆莢的色澤、形狀的感官評(píng)分呈下降的趨勢(shì)，而相對(duì)濕度35%時(shí)，收縮率最小，相對(duì)濕度45%時(shí)，口感較好。由此可知，相對(duì)濕度越大，達(dá)到平衡所需時(shí)間越長(zhǎng)，越不利于黎豆莢的感官品質(zhì)。由表2知，溫度對(duì)黎豆莢干燥產(chǎn)品的色澤、形狀、口感、復(fù)水率等指標(biāo)影響均不顯著，對(duì)干制品的品質(zhì)沒有顯著的影響。相對(duì)濕度對(duì)黎豆莢產(chǎn)品色澤和形狀影響極顯著，對(duì)產(chǎn)品口感和復(fù)水率影響不顯著，采用較低相對(duì)濕度時(shí)，產(chǎn)品感官品質(zhì)較好。

圖1 黎豆莢干燥曲線Fig.1 Drying curve of velvetbean

2.3 干燥條件的優(yōu)化

干燥前期，由于物料水分含量較高，可適當(dāng)強(qiáng)化干燥條件使物料內(nèi)部水分梯度小，脫去結(jié)合水，既可以縮短干燥時(shí)間，還可以避免在此環(huán)境下物料發(fā)生過多褐變［14－15］。隨著干燥的進(jìn)行，干燥速率降低時(shí)，需弱化干燥條件，避免殼化?；诖耍⒔Y(jié)合恒定干燥條件下感官指標(biāo)的分析，選擇了幾個(gè)干燥方案(圖2和表3)，不同方案干燥曲線見圖2。

由表3可知，采取分段變溫變濕度的干燥方式得到的產(chǎn)品品質(zhì)明顯優(yōu)于單一條件下的干燥產(chǎn)品品質(zhì)。三種方案中，方案一和方案三的色澤、形狀和復(fù)水率差異顯著，口感和收縮率無顯著性差異。其中方案三采取80℃，前期相對(duì)濕度55%干燥30m in，中期相對(duì)濕度35%干燥30min，后期相對(duì)濕度25%干燥至平衡，干燥時(shí)間短，得到的干燥產(chǎn)品收縮率小，形狀規(guī)整，有黎豆特有的淡香味，復(fù)水率高，復(fù)水后口感脆嫩，色澤鮮艷。

表1 干燥條件對(duì)黎豆莢品質(zhì)影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果Table 1 The effect of drying condition on the quality of velvetbean

表2 干燥條件對(duì)黎豆莢感官品質(zhì)影響的鄧肯分析Table 2 The Duncan analysis of the effect of drying conditions on the quality of velvetbean

表3 不同干燥方案對(duì)黎豆莢感官品質(zhì)的影響Table 3 The effect of drying conditions on the sensory of velvetbean

圖2 黎豆莢分段干燥曲線Fig.2 Stage drying curve of velvetbean

3 結(jié)論

恒溫恒濕干燥時(shí)，干燥溫度對(duì)干制黎豆莢的感官品質(zhì)無顯著影響，而對(duì)干燥速率影響較大，采用70℃干燥可明顯縮短干燥時(shí)間;相對(duì)濕度對(duì)黎豆莢的感官品質(zhì)及干燥速率均有顯著影響，采用較低相對(duì)濕度干燥時(shí)，可縮短干燥時(shí)間，提高干制黎豆莢的感官品質(zhì)。

與恒溫恒濕干燥相比，采用變溫或變濕度干燥符合干燥傳熱和傳質(zhì)的特點(diǎn)，能夠較好地提高產(chǎn)品的感官品質(zhì)。其中，采用三段式高溫高濕干燥黎豆莢，可提高干燥速率，保持產(chǎn)品原有色澤，提高產(chǎn)品復(fù)水率，復(fù)水后口感脆嫩。干燥的最佳工藝條件為:前期干燥溫度 80℃，相對(duì)濕度 55%，干燥時(shí)間30m in;中期干燥溫度80℃，相對(duì)濕度35%，干燥時(shí)間30m in;后期干燥溫度80℃，相對(duì)濕度25%，干燥時(shí)間155m in。產(chǎn)品褐變小，收縮率低(約48%)，最終含水量約為7.4%，復(fù)水后色澤鮮艷，口感脆嫩。

［1］杭玲，羅瑞鴻.黎豆的組織培養(yǎng)和快速繁殖［J］.植物生理學(xué)通訊，2001，37(6):528.

［2］黃增瓊，蔣偉哲，巫世紅.貓豆的研究進(jìn)展［J］.中國(guó)藥業(yè)，2008，17(24):15－16.

［3］何翠屏，王慧忠，鄧國(guó)棟.狗爪豆生物堿、左旋多巴及其營(yíng)養(yǎng)成分測(cè)定［J］.山地農(nóng)業(yè)生物學(xué)，2003，22(3):233－236.

［4］林妙正，鄺偉生.廣西貓豆資源左旋多巴含量研究［J］.作物品種資源，1991(3):19－20.

［5］Ching L Hii，a Chung L Law，Michael Cloke，et al.Improving Malaysian cocoa quality throughthe use of dehumidified air undermild drying conditions［J］.Food Agric，2011，91:239－246.

［6］Puziah Hashim，Jinap Selamat，Kharidah Muhammad，et al. Effect of drying time，bean depth andtemperature on free amino acid，peptide－N，sugarand pyrazine concentrations of Malaysian cocoabeans［J］.Food Agric，1999，79:987－994.

［7］趙思明，熊善柏，李雄.藕片的高溫高濕干燥研究［J］.食品科學(xué)，1999，20(4):24－27.

［8］劉友明，趙思明，熊善柏，等.魚面的高溫高濕干燥工藝研究［J］.食品科技，2007(5):221－223.

［9］趙思明，劉友明，熊善柏.高溫高濕干燥對(duì)方便米粉品質(zhì)的影響［J］.糧食與飼料工業(yè)，2003(2):11－12.

［10］熊善柏，趙思明.人造米高溫高濕干燥研究［J］.食品科學(xué)，2000，21(8):31－33.

［11］熊善柏，趙思明，李雄，等.脫水藕片熱風(fēng)干燥模型研究［J］.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，1997(S28):56－58.

［12］曾令彬，趙思明，熊善柏，等.風(fēng)干白鰱的熱風(fēng)干燥模型及內(nèi)部水分?jǐn)U散特性［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2008，24(7): 280－283.

［13］趙思明.食品科學(xué)與工程中的計(jì)算機(jī)應(yīng)用［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2005:22－27.

［14］趙思明，劉友明，熊善柏，等.方便米粉高溫高濕干燥過程水分的擴(kuò)散特性［J］.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，23(3): 285－288.

［15］趙思明，熊善柏.人造米干燥動(dòng)力學(xué)及其仿真研究［J］.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1998，17(6):578－583.

Study on high tem perature and hum idity drying of velvetbean

JIA Lei，KONG Jin－xi，LIU Yan－h(huán)ong，WU Yue，XIONG Shan－bai，ZHAO Si－m ing*
(College of Food Science and Technology，Huazhong Agriculture University，Wuhan 430070，China)

High－tem perature and high－h(huán)um id ity d rying technology was adop ted to study the effec t of d rying conditions on the quality of d ried velvetbean，determ ine the op timal d rying cond itions，which p rovided experiment basis to comm ercialp rocess of d ried velvetbean.The results ind icated that app rop riate hum id ity could im p rove the color，shape and rehyd ration rate of d ried vevetbean.The op timal d rying conditions w ith three－stage d rying were as follows:earlier stage tem perature 80℃，relative hum id ity 55%，d rying time 30m in，med ium stage tem perature 80℃，relative hum id ity 35%，d rying time 30m in，last stage tem perature 80℃，relative hum id ity 25%，d rying time 155m in.The d ried velvetbean p rocessed by this method had low browning and contraction percentage(about 48%).The finalmoisture content of the p roduct was about 7.4%，and the d ried velvetbean had bright color，taste c risp and tender after rehyd ration.

high－tem perature and high－h(huán)um id ity d rying;quality;d ired velvetbean

TS201.1

B

1002－0306(2012)12－0251－04

2011－10－24 *通訊聯(lián)系人

賈磊(1986－)，女，碩士研究生，研究方向:農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏。

廣東省教育部產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目(2009CDA114)。