青舒婷，楊 豐,2，張海侖，李宇龍，許 軍，岳 進(jìn),2,3,4,

（1.上海交通大學(xué)食品科學(xué)與工程系，上海 200240；2.上海交通大學(xué)陸伯勛食品安全研究中心，上海 200240；3.上海交通大學(xué)四川研究院，四川成都 610000；4.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部都市農(nóng)業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200240；5.上海前衛(wèi)旅游發(fā)展有限公司，上海 201913）

玫瑰是一種薔薇科薔薇屬植物，富含維生素C、多糖等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，具有抗氧化、抑菌、降血脂等功效，因此具有極高的食用價(jià)值[1-2]。即便在低溫下鮮花貯藏期也較短，食用玫瑰花作為食品原料，往往采用人工晾曬、熱風(fēng)脫水等方法進(jìn)行干燥處理后保存[3-4]。隨著人們對(duì)生活品質(zhì)和生態(tài)壞境的要求逐漸提升，鮮花干燥產(chǎn)業(yè)也亟需升級(jí)換代，干燥技術(shù)朝著提高產(chǎn)品品質(zhì)、有效利用能源、減少環(huán)境影響、運(yùn)用計(jì)算機(jī)提高自控水平、操作簡(jiǎn)單等方向發(fā)展[5-6]。

熱泵（Heat Pump，HP）干燥利用逆卡諾循環(huán)原理從低溫?zé)嵩次諢崃浚⑺盏臒崃吭谳^高溫度下作為有效熱能加以利用[7]。因其熱回收的獨(dú)特性能，在一定程度上可提高能源效率，同時(shí)可精準(zhǔn)控制干燥過(guò)程中的溫度、濕度和氣流速率等參數(shù)[8]。通常以單位能耗除濕量（SMER）來(lái)評(píng)價(jià)熱泵干燥性能[9]。但是熱泵干燥耗時(shí)較長(zhǎng)且存在物料加熱不均勻的問(wèn)題，故常采用組合干燥方式實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。遠(yuǎn)紅外干燥（Far Infrared drying, FIR）利用物質(zhì)對(duì)輻射的吸收和發(fā)射都在同一波長(zhǎng)上而達(dá)到干燥效果。已有研究證實(shí)：采用遠(yuǎn)紅外干燥可以將干燥時(shí)間縮短至蒸汽或熱風(fēng)干燥的10%～20%[10-11]，且遠(yuǎn)紅外穿透能力強(qiáng)，可以使被干燥物料表面和內(nèi)部同時(shí)吸收遠(yuǎn)紅外輻射能，充分改善物料加熱均勻性，從而提高產(chǎn)品品質(zhì)[12]。遠(yuǎn)紅外與熱泵聯(lián)合使用，一方面熱泵干燥在濕空氣除濕方面有良好的效果，可配合改善遠(yuǎn)紅外使物料內(nèi)部存在大量水蒸汽難排出的問(wèn)題；另一方面遠(yuǎn)紅外技術(shù)也能改善熱泵干燥物料加熱不均勻的問(wèn)題。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)遠(yuǎn)紅外輔助熱泵干燥技術(shù)的研究主要集中果蔬和水產(chǎn)品：如鐵棍山藥片[13-14]、龍眼[15]、香蕉片[16]、魷魚(yú)片[17]等，而在食用花卉的研究報(bào)道相對(duì)較少。羅磊等[18]通過(guò)遠(yuǎn)紅外輔助熱泵干燥金銀花，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與單一熱泵干燥相比，熱泵與遠(yuǎn)紅外聯(lián)合干燥時(shí)間縮短52.1%，干燥能耗減少59.8%。

本研究將遠(yuǎn)紅外與熱泵技術(shù)相結(jié)合，形成新型組合干燥方法，并定制開(kāi)發(fā)遠(yuǎn)紅外輔助熱泵干燥設(shè)備，進(jìn)行食用玫瑰花瓣的干燥。研究不同熱泵溫度、遠(yuǎn)紅外輔助方式下的干燥特性，以及產(chǎn)品品質(zhì)，并以單一熱泵干燥、傳統(tǒng)熱風(fēng)干燥作為對(duì)照，以期為食用花卉的干燥加工領(lǐng)域提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮食用玫瑰花瓣 為法國(guó)墨紅品種，種植于上海市崇明區(qū)長(zhǎng)興鎮(zhèn)前衛(wèi)農(nóng)場(chǎng)，試驗(yàn)當(dāng)天采摘挑選后立即進(jìn)行干燥試驗(yàn)；鹽酸、正丁醇、硫酸鐵銨、磷酸、偏磷酸、磷酸三鈉、甲醇、L-半胱氨酸、磷酸二氫鉀、硫酸、無(wú)水乙醇、苯酚等試劑 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；抗壞血酸標(biāo)準(zhǔn)品 上海安譜實(shí)驗(yàn)科技股份有限公司。

HGOE-6型遠(yuǎn)紅外輔助熱泵干燥設(shè)備 杭州歐易電器有限公司；Multiskan GO-1510型酶標(biāo)儀 賽默飛世爾科技（中國(guó)）有限公司；LabScan XE型色度分析儀 HunterLab；GZX-9240 MBE型電熱鼓風(fēng)干燥箱 海博迅實(shí)業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠；UV-1800 240V型紫外分光光度計(jì) SHIMADZU；高效液相色譜儀 Waters。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 遠(yuǎn)紅外輔助熱泵干燥設(shè)備 圖1為遠(yuǎn)紅外輔助熱泵干燥設(shè)備的示意圖，主要由熱泵系統(tǒng)、遠(yuǎn)紅外裝置、干燥房、導(dǎo)風(fēng)板等部分構(gòu)成，每次試驗(yàn)干燥室內(nèi)放置2個(gè)物料車，每車12層，每層可裝兩盤物料，分別裝24盤，每盤約300±10 g玫瑰花瓣。烘干運(yùn)行過(guò)程如下：

圖1 遠(yuǎn)紅外輔助熱泵干燥設(shè)備示意圖Fig.1 Schematic diagram of far infrared auxiliary heat pump drying equipment

機(jī)組制熱除濕烘干運(yùn)行過(guò)程：壓縮機(jī)制熱（11），冷媒流向（8）冷凝器，散熱后冷媒流向（9）除濕蒸發(fā)器，完成機(jī)組制熱除濕烘干過(guò)程。

機(jī)組制冷除濕烘干運(yùn)行過(guò)程：壓縮機(jī)制冷（11），冷媒流向（7）外冷凝器，散熱后冷媒流向（9）除濕蒸發(fā)器，完成機(jī)組制冷除濕烘干過(guò)程。

烘干送風(fēng)機(jī)、循環(huán)風(fēng)機(jī)、遠(yuǎn)紅外加熱管循環(huán)過(guò)程：送風(fēng)機(jī)（5）通過(guò)送風(fēng)口送風(fēng)到循環(huán)風(fēng)機(jī)（4），循環(huán)風(fēng)機(jī)加大送風(fēng)風(fēng)量，經(jīng)過(guò)導(dǎo)風(fēng)板（3）均勻送風(fēng)到物料車（1）；遠(yuǎn)紅外燈管（2）對(duì)物料車（1）上物料進(jìn)行輻射加熱，送風(fēng)到回風(fēng)口進(jìn)入熱交換器（10），熱交換后進(jìn)入除濕蒸發(fā)器（9），再次進(jìn)入熱交換器（10），熱交換后進(jìn)入冷凝器（8）后，送風(fēng)機(jī)（5）完成循環(huán)過(guò)程。

1.2.2 干燥工藝 將采摘后的新鮮玫瑰花瓣平鋪于干燥平板上，放入遠(yuǎn)紅外輔助熱泵干燥室內(nèi)，每隔固定時(shí)間后對(duì)樣品稱量，直至濕基含水率低于12%。設(shè)置遠(yuǎn)紅外功率為4 kW，熱泵溫度為40、50、60 ℃，遠(yuǎn)紅外輔助方式為遠(yuǎn)紅外全程、前程、后程輔助熱泵分別進(jìn)行試驗(yàn)。

根據(jù)《DB 34/T 3274-2018中藥材加工技術(shù)規(guī)程玫瑰花》規(guī)定干燥鮮花的濕基含水率不應(yīng)高于12%，因此將濕基含水率12%作為玫瑰花瓣的干燥終點(diǎn)。

位于郝關(guān)與同口之間，口門長(zhǎng)500m。閘基高程2～8.5m主要為第②層壤土、第②2層砂壤土。壤土具有中等壓縮性，微弱透水性，強(qiáng)度較高，構(gòu)成地基主要持力層；高程2m以下為第③壤土，含大量腐殖質(zhì)和貝殼、螺殼碎屑，局部呈淤泥質(zhì)，工程性質(zhì)相對(duì)較差。

1.2.3 指標(biāo)測(cè)定

1.2.3.1 玫瑰花瓣初始含水量、干基含水量和干燥速率 玫瑰花瓣的初始含水量參考《GB 5009.3-2016食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中水分的測(cè)定》中直接干燥法測(cè)試；玫瑰花瓣干燥過(guò)程中的干基含水量根據(jù)式（1）計(jì)算：

式中：Wt為玫瑰花瓣在干燥任意t時(shí)刻的干基含水量，g/g；mt、m0分別為干燥任意t時(shí)刻和絕干物料的質(zhì)量，g。

干燥速率為單位時(shí)間內(nèi)含水量的變化量，根據(jù)式（2）計(jì)算：

式中：Dr為干燥速率，g/（g干基·min）；Wt、Wt+Δt分別為玫瑰花瓣在t和t+Δt時(shí)刻的干基含水量，g/g干基；Δt為取樣間隔時(shí)間，min。

1.2.3.2 干燥曲線擬合 建立水分比（MR）隨干燥時(shí)間（t）變化的干燥模型，以預(yù)測(cè)玫瑰花瓣在遠(yuǎn)紅外輔助熱泵干燥過(guò)程中的水分含量變化。水分比根據(jù)式（3）計(jì)算：

式中：MR為水分比；We為干燥平衡時(shí)玫瑰花瓣干基含水量，可近似用玫瑰花瓣的最終干基含水量表示，g/g干基；W0為玫瑰花瓣初始含水量，g/g干基。

表1 常用的薄層干燥數(shù)學(xué)模型Table 1 Commonly used mathematical models of thin-layer drying

1.2.3.3 色澤測(cè)定 利用色度分析儀測(cè)試，讀取L*值（亮→暗：100→0）、a*值（綠→紅）、b*值（藍(lán)→黃）表示，重復(fù)測(cè)試7次。色差（ΔE）、色彩角（h°）和彩度（C*）根據(jù)測(cè)定值按如下公式（4）、（5）、（6）計(jì)算：

色彩角代表色調(diào)，0°、90°、180°和270°分別代表醬紅色調(diào)、黃色調(diào)、藍(lán)綠色調(diào)和藍(lán)色調(diào)。彩度反映顏色的飽和度[22-23]。

1.2.3.4 生物活性物質(zhì)測(cè)定 原花青素含量參考《DB12/T 885-2019 植物提取物中原花青素的測(cè)定紫外/可見(jiàn)分光光度法》測(cè)試；維生素C含量參考《GB 5009.86-2016 食品中抗壞血酸的測(cè)定 高效液相色譜法》測(cè)試；多糖含量參考《SN/T 4260-2015 出口植物源食品中粗多糖的測(cè)定 苯酚-硫酸法》測(cè)試。

1.2.3.5 DPPH自由基清除率測(cè)定 參照Qiu等[24]的方法測(cè)試。稱取干玫瑰花瓣0.5 g，加入80 g蒸餾水，于沸水中水浴30 min后取出冷卻（取出后需將溶液補(bǔ)至80.5 g）；將冷卻后的玫瑰花提取液離心12000 r/min，10 min后取上清液，以蒸餾水將上清液稀釋20倍備用；取稀釋液50 μL，加入0.1 mmol/L DPPH-乙醇（95%）溶液950 μL，于酶標(biāo)儀517 nm處測(cè)試吸光度，記為As，其中以50 μL蒸餾水中加入0.1 mmol/L DPPH-乙醇（95%）溶液950 μL為空白，記為Ac。計(jì)算公式如下：

式中：E為DPPH自由基清除率，%；As為所測(cè)樣品吸光度；Ac為空白樣品吸光度。

1.2.3.6 總能耗和單位能耗除濕量測(cè)定 總能耗：直接觀測(cè)遠(yuǎn)紅外輔助熱泵干燥設(shè)備的專用電表讀數(shù)而得。

單位能耗除濕量（SMER）可評(píng)價(jià)熱泵干燥過(guò)程中的熱效率，根據(jù)式（8）計(jì)算：

式中：SMER為單位能耗除濕量，g/（kW·h）；Md為水分蒸發(fā)量，g；Pt為輸入的電能，kW·h。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)均以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（mean±S.D.）表示，試驗(yàn)結(jié)果采用SPSS 24.0進(jìn)行單因素方差分析（ANOVA），采用Duncan法進(jìn)行多重比較，顯著性水平設(shè)為0.05；運(yùn)用Origin 2018繪圖及數(shù)學(xué)模型擬合。

2 結(jié)果與分析

2.1 熱泵溫度對(duì)干燥特性和玫瑰花瓣品質(zhì)的影響

2.1.1 熱泵溫度對(duì)玫瑰花瓣干燥特性的影響 40～60 ℃是熱泵工作的適宜溫度范圍[25]，本研究選取40、50和60 ℃三個(gè)溫度，研究不同熱泵溫度對(duì)新鮮玫瑰花瓣的干燥特性的影響。由圖2a可知，熱泵溫度對(duì)食用玫瑰花瓣的水分含量具有明顯影響，40、50和60 ℃的熱泵溫度條件下的玫瑰花瓣干基含水量隨著干燥時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸下降，三個(gè)不同熱泵溫度分別在干燥330、270和210 min時(shí)到達(dá)干燥終點(diǎn)。其中60 ℃的熱泵溫度條件下的干燥效率最高，在干燥210 min時(shí)玫瑰花瓣的干基含水量已趨于0 g/g，比50和40 ℃的干燥時(shí)間分別減少22%和36%。圖2b為熱泵溫度干燥速率曲線，50和60 ℃的干燥速率曲線明顯呈加速、恒速干燥、降速干燥三個(gè)階段。在60 ℃條件下，受玫瑰花瓣中水分的表面汽化和擴(kuò)散雙重作用，干燥速率最快。而40 ℃的干燥曲線無(wú)恒速干燥階段，出現(xiàn)了兩階段的降速干燥過(guò)程，可能是由于溫度較低，干燥速率主要由玫瑰花瓣的水分?jǐn)U散速率決定[26]?？偟膩?lái)說(shuō)，60 ℃的玫瑰花瓣熱泵干燥特性優(yōu)于40和50 ℃，這一結(jié)果與姬長(zhǎng)英等[27]研究不同熱泵溫度對(duì)辣椒的干燥特性的影響的結(jié)果一致，若溫度太低可能使得物料內(nèi)擴(kuò)散作用大于外擴(kuò)散作用，造成物料內(nèi)部水汽不易散出，甚至充氣膨脹，對(duì)產(chǎn)品綜合品質(zhì)造成破壞。

圖2 熱泵溫度對(duì)食用玫瑰花瓣干燥特性的影響Fig.2 Effect of heat pump temperature on the drying characteristics of heat pump drying rose petals

2.1.2 不同熱泵溫度對(duì)干玫瑰花瓣品質(zhì)的影響40、50和60 ℃的L*值、ΔE（表2）呈顯著性變化（P＜0.05），a*、b*、C*和h°等特征值均無(wú)顯著差異；60 ℃下L*值最大，ΔE最小，表明該條件下熱泵干燥后的玫瑰花瓣色澤更接近于新鮮玫瑰花瓣，效果較好。原花青素、維生素C和多糖是玫瑰花中的主要功能物質(zhì)，其中原花青素是玫瑰花酚類化合物的典型代表，被譽(yù)為天然抗氧化劑，其清除自由基的能力是維生素C的20倍[28]，由表2可知，三個(gè)熱泵溫度干燥后的玫瑰花瓣的原花青素、維生素C和多糖含量均呈顯著性變化（P＜0.05），其中60 ℃下玫瑰花瓣中的幾種生物活性組分損失最少，因此表現(xiàn)出最強(qiáng)的DPPH自由基清除能力。這是由于60 ℃下干燥速率較高，水分含量下降較快，不易發(fā)生美拉德反應(yīng)和生物活性物質(zhì)的分解，玫瑰花中的酚類物質(zhì)相比較40、50 ℃而言，供氫能力更強(qiáng)，因此清除DPPH自由基能力也更強(qiáng)[29]。綜合評(píng)價(jià)，熱泵溫度為60 ℃干燥玫瑰花瓣的干燥效率最高，營(yíng)養(yǎng)成分、生物活性組分和色澤保留較好。因此后續(xù)實(shí)驗(yàn)選取熱泵溫度為60 ℃。

表2 不同熱泵溫度下干燥食用玫瑰花瓣品質(zhì)的影響Table 2 Effects of different heat pump temperatures on the quality of dried edible rose petals

2.2 遠(yuǎn)紅外輔助方式對(duì)干玫瑰花瓣品質(zhì)的影響

2.2.1 60 ℃熱泵干燥玫瑰花瓣過(guò)程中的單位能耗除濕量（SMER） 由圖3可知，在干燥過(guò)程中SMER呈先上升后下降趨勢(shì)，在干燥45 min時(shí)，SMER達(dá)到最高，為2.73 g/（kW·h），而后緩慢下降。干燥前期玫瑰花瓣水分含量較高，水分快速蒸發(fā)，SMER快速上升，此階段熱效率更高；隨著熱泵干燥過(guò)程的進(jìn)行，玫瑰花瓣中的自由水逐漸減少，剩余的結(jié)合水因其活化能較高，因此去除結(jié)合水需要更高的溫度或者更長(zhǎng)時(shí)間[30]，因此僅依靠單一熱泵技術(shù)不易去除，進(jìn)而玫瑰花瓣在熱泵干燥中后期的水分蒸發(fā)量逐漸減少，在干燥45 min后，SMER值呈緩慢下降趨勢(shì)[31]。為了提高干燥效率，尤其在熱泵干燥45 min后出現(xiàn)熱效率逐漸降低的情況下，加以遠(yuǎn)紅外技術(shù)輔助干燥。因此，干燥45 min時(shí)作為遠(yuǎn)紅外輔助加入的干燥時(shí)間分界點(diǎn)。

圖3 60 ℃熱泵干燥玫瑰花瓣過(guò)程中的單位能耗除濕量Fig.3 Influence of heat pump (60 ℃) drying rose petals on unit energy consumption and dehumidification

2.2.2 遠(yuǎn)紅外輔助方式對(duì)熱泵干燥玫瑰花瓣干燥特性的影響 60 ℃熱泵干燥中，SMER在45 min時(shí)出現(xiàn)拐點(diǎn)（圖3），因此以干燥45 min作為分界點(diǎn)，將玫瑰花瓣干燥過(guò)程分為前程和后程，分別進(jìn)行前程遠(yuǎn)紅外輔助、后程遠(yuǎn)紅外輔助和全程遠(yuǎn)紅外輔助三組試驗(yàn)，并以傳統(tǒng)熱風(fēng)（70 ℃）干燥和單一熱泵（60 ℃）干燥為對(duì)照組。由圖4a可知，隨著干燥時(shí)間的延長(zhǎng)，不同干燥方法玫瑰花瓣的干基含水量總體均呈下降趨勢(shì)，其中全程和后程遠(yuǎn)紅外輔助干燥方式的玫瑰花瓣含水量隨干燥時(shí)間的變化趨勢(shì)基本一致，后程遠(yuǎn)紅外輔助干燥時(shí)間最短，干燥120 min可使玫瑰花瓣水分含量低于12%，比傳統(tǒng)熱風(fēng)和單一熱泵干燥耗時(shí)縮短了33.33%，比前程遠(yuǎn)紅外輔助熱泵干燥耗時(shí)縮短了11.11%。從圖4b也明顯發(fā)現(xiàn)全程和后程遠(yuǎn)紅外輔助方式的干燥速率最快，干燥過(guò)程主要分為加速階段和降速干燥階段。這一結(jié)果與段續(xù)等[32]研究玫瑰花瓣紅外噴動(dòng)床干燥速率的結(jié)果一致。一方面證明前程遠(yuǎn)紅外輔助方式對(duì)提高玫瑰花瓣干燥效率來(lái)說(shuō)貢獻(xiàn)不大，另一方面說(shuō)明在后期干燥階段中，后程遠(yuǎn)紅外輔助可以更容易去除玫瑰花瓣中的結(jié)合水，顯著提高玫瑰花瓣干燥效率。在干燥前期，前程遠(yuǎn)紅外輔助熱泵干燥的含水量下降較快，45 min后由于關(guān)閉遠(yuǎn)紅外裝置，干燥效率逐漸下降；熱風(fēng)干燥的溫度選取70 ℃，參考上海崇明區(qū)長(zhǎng)興鄉(xiāng)前衛(wèi)農(nóng)場(chǎng)玫瑰花干燥的經(jīng)驗(yàn)溫度，在干燥過(guò)程中熱風(fēng)干燥總體優(yōu)于60 ℃單一熱泵干燥，這也反映干燥溫度對(duì)玫瑰花瓣的干燥特性起到關(guān)鍵作用。綜合玫瑰花瓣干燥特性來(lái)看，后程遠(yuǎn)紅外輔助熱泵干燥速率在干基含水量為2.28 g/g時(shí)達(dá)到最高，干燥速率最快可達(dá)到為0.09 g/（g·min），且總能耗也最低，僅為22.86 kW·h，相比單一熱泵干燥降低了36.18%，相比全程遠(yuǎn)紅外輔助方式降低了9.64%，因此后程遠(yuǎn)紅外輔助熱泵干燥的效率更高。

圖4 遠(yuǎn)紅外輔助方式對(duì)熱泵干燥玫瑰花瓣干燥特性的影響Fig.4 Influence of far-infrared assisted method on the drying characteristics of heat pump drying rose petals

2.2.3 遠(yuǎn)紅外輔助方式對(duì)熱泵干燥玫瑰花瓣品質(zhì)的影響 由表3可知，與新鮮玫瑰花相比，后程和前程遠(yuǎn)紅外輔助方式的干玫瑰花瓣色澤色差ΔE更小，飽和度C*值也更高，顏色更鮮艷。干燥時(shí)間更長(zhǎng)的熱風(fēng)和單一熱泵干燥組的色差ΔE最大，色彩角也顯示其色澤更趨于黃色調(diào)，這可能是干燥時(shí)間長(zhǎng)導(dǎo)致發(fā)生各類化學(xué)反應(yīng)的機(jī)率增大，反應(yīng)也會(huì)更劇烈[33]。這一結(jié)果與郭玲玲等[34]研究紅外干燥后的香菇色澤變化的結(jié)果相似。后程遠(yuǎn)紅外輔助熱泵干燥的DPPH自由基清除率最高，這也進(jìn)一步證實(shí)干燥效率會(huì)影響玫瑰花瓣的水分含量，進(jìn)而影響酚類物質(zhì)氧化速度[23]。后程遠(yuǎn)紅外輔助方式的原花青素和多糖含量顯著高于全程和前程遠(yuǎn)紅外輔助方式（P＜0.05）?？傮w來(lái)看，后程遠(yuǎn)紅外輔助熱泵干燥玫瑰花瓣能較好保持營(yíng)養(yǎng)成分的損失和固有色澤，且干燥耗時(shí)更短，總能耗更低。

表3 遠(yuǎn)紅外輔助方式對(duì)熱泵干燥玫瑰花瓣品質(zhì)的影響Table 3 Influence of far-infrared auxiliary method on the quality of heat pump dried rose petals

2.3 數(shù)學(xué)模型的干燥過(guò)程擬合

利用6種常見(jiàn)的薄層干燥數(shù)學(xué)模型對(duì)后程遠(yuǎn)紅外輔助熱泵（60 ℃）干燥試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算所得的（MR,t）值進(jìn)行擬合處理，擬合程度由決定系數(shù)（R2）、卡方值（χ2）和均方根（RMSE）決定，R2值越接近于1，χ2和RMSE越小，表明擬合程度越好。表4為數(shù)學(xué)模型擬合結(jié)果。由表4可知，玫瑰花瓣后程遠(yuǎn)紅外輔助熱泵干燥過(guò)程用tian model方程擬合的R2最大，χ2和RMSE最小，因此該過(guò)程可用tian model方程模型描述，其表達(dá)式為MR=exp（-2.63672×10-4t2+0.00114t-0.01836）。

表4 玫瑰花瓣后程遠(yuǎn)紅外輔助熱泵干燥擬合結(jié)果Table 4 Fitting results of far-infrared auxiliary heat pump drying of rose petals

在tian model方程擬合基礎(chǔ)之上，利用熱泵溫度60 ℃，遠(yuǎn)紅外功率4 kW，遠(yuǎn)紅外后程輔助方式進(jìn)行遠(yuǎn)紅外輔助熱泵干燥玫瑰花瓣驗(yàn)證試驗(yàn)，并比較水分比（MR）的實(shí)際值與tian model方程擬合值，如圖5所示，實(shí)際值與擬合值較一致，擬合效果較好，tian model方程符合遠(yuǎn)紅外輔助熱泵干燥玫瑰花瓣的干燥特性，能較好反映新鮮食用玫瑰花瓣遠(yuǎn)紅外后程輔助熱泵干燥中水分比的變化規(guī)律。對(duì)于行業(yè)內(nèi)的玫瑰花瓣干燥過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化提供理論和技術(shù)依據(jù)。

3 結(jié)論

新鮮食用玫瑰花瓣采用遠(yuǎn)紅外輔助熱泵干燥可得到綜合品質(zhì)較好的干玫瑰花瓣，其最佳工藝條件為：熱泵溫度60 ℃，遠(yuǎn)紅外功率4 kW，遠(yuǎn)紅外后程輔助方式。遠(yuǎn)紅外后程輔助熱泵干燥玫瑰花瓣的干燥曲線和干燥速率曲線呈現(xiàn)相同的變化趨勢(shì)，主要為加速階段和降速階段，無(wú)明顯的恒速階段，干燥120 min時(shí)可使玫瑰花瓣水分含量低于安全終點(diǎn)12%，且總能耗最低。遠(yuǎn)紅外后程輔助熱泵干燥玫瑰花瓣的色澤總體較好，與傳統(tǒng)熱風(fēng)、單一熱泵以及全程輔助方式相比，更接近新鮮玫瑰花的色澤，DPPH自由基清除率更高，能較好保持玫瑰花中的原花青素、維生素C和多糖等成分。通過(guò)tian model方程可較好擬合遠(yuǎn)紅外后程輔助熱泵干燥玫瑰花瓣過(guò)程中的水分含量變化。遠(yuǎn)紅外輔助熱泵技術(shù)干燥食用玫瑰花瓣安全、高效，能耗較低，產(chǎn)品品質(zhì)高，該技術(shù)可在行業(yè)內(nèi)試行推廣。