玉米热风与微波联合干燥品质的研究

徐艳阳，蔡森森，吴海成，宋艳翎

（吉林大学生物与农业工程学院，吉林 长春 130022）

对玉米进行干燥是玉米贮藏前的重要环节。目前，国内外有很多关于玉米干燥的研究[1-6]，目的在于尽可能消除玉米在干燥过程中品质下降的问题。联合干燥技术是目前干燥技术的研究热点之一[7]，其中热风与微波联合干燥不仅解决了热风干燥时间长、对物料品质劣变影响大的问题，还解决了微波干燥成本高、物料极易出现过热、品质劣化的问题[8-9]。因此，本文研究分析玉米热风与微波联合干燥的品质，同时与单独热风、单独微波干燥样品的品质进行对比，并对不同的品质指标采用模糊综合评价，从而对玉米干燥品质储藏研究提供一定的参考。

1 材料与方法

1.1 材料

2010年秋季新收获玉米：购于吉林省长春市农贸市场，将其贮存于-18℃冰箱中，其含水率为31.39%，无霉变粒，颜色气味正常。

1.2 仪器与设备

PH070A干燥箱：上海一恒科学仪器有限公司；MM721AAU-PW美的微波炉：美的微波电器制造有限公司；JA3003A电子精密天平：上海精天电子仪器有限公司；T22N紫外可见分光光度计：上海精密科学仪器有限公司；BCD-L45冰箱：合肥荣事达电冰箱有限公司；W4万用电炉：北京科伟永兴仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 3种不同方式干燥的玉米样品

1.3.1.1 热风干燥玉米

称取100.0 g含水率（w.b.）为31.39%的玉米，将其铺成薄层，放入60℃干燥箱中进行热风干燥。每隔20分钟称玉米质量，同时测量玉米表面的温度，间隔时间为10s。直至含水率（w.b.）达到12%～14%时停止干燥。

1.3.1.2 微波干燥玉米

称取100.0 g含水率（w.b.）为31.39%的玉米，将其铺成薄层，放入119 W微波炉中进行微波干燥。每隔10分钟称玉米质量，同时测量玉米表面的温度，直至含水率（w.b.）达到12%～14%时停止干燥。

1.3.1.3 热风和微波联合干燥玉米

称取100.0 g含水率（w.b.）为31.39%的玉米，将其铺成薄层，放入60℃干燥箱中进行热风干燥；直至转换水分点为（20±2）%时，将玉米放入119 W微波炉中进行微波干燥。每隔5分钟称玉米质量，同时测量玉米表面的温度,直至含水率（w.b.）达到12%～14%时停止干燥。

1.3.2 试验指标及方法

1.3.2.1 湿基含水率的测定

参照文献[10]直接干燥法。

1.3.2.2 转换水分点根据质量判定

式中：md表示玉米含水率为 ωd的质量，g；ωd表示转换水分点，%。

1.3.2.3 裂纹率

参照文献[11]的放大镜观测法；裂纹率是评价玉米品质的重要指标，裂纹玉米在储藏中易发生霉变[12]，因此裂纹率越低越利于储存。

1.3.2.4 过氧化物酶（POD）活性

参照文献[13]测定；POD在长时间高温条件下活力下降，使玉米的活性物质受损[14]。

1.3.2.5 丙二醛（MDA）含量

参照文献[13]测定；MDA含量反映细胞膜的膜脂损伤程度，随着MDA增加，膜脂过氧化程度增加，加深细胞膜的破坏程度[14]，因此MDA越低越利于储存。

1.3.2.6 脂肪酸值

参照文献[15]测定；脂肪酸值是玉米储存品质的一项重要判断依据，GB/T 20570-2006《玉米储存品质判定规则》中规定宜存的玉米脂肪酸值≤50.0 mg/100 g[15]，因此脂肪酸值越低越利于储存。

1.3.2.7 色泽

感官评定法，评分标准[15]见表1。

表1 感官评分标准Table 1 Standard of sensory evaluation

由表1知评分范围为0.0分～5.0分，随着分值增加，色泽的可接受性降低。

1.3.3 数据处理

每次试验重复3次，取平均值进行数据分析。对不同的品质指标采用模糊数学进行模糊综合评价。模糊综合评价是由评价对象和各因素的合理权重来建立评价矩阵，运用模糊关系合成的原理给出隶属等级状况，从而进行综合性评价的一种方法，它能对数据资料作出比较严密、客观而科学的综合评价[16-17]。

2 结果与分析

2.1 玉米不同方式干燥的品质指标

根据1.3.1进行玉米的3种不同薄层干燥，实验结果为：单独60℃热风干燥220 min；单独119 W微波干燥70 min；联合干燥中前期热风干燥106 min、后期微波干燥35 min。然后根据1.3.2进行玉米的品质检测，结果见表2。

表2 不同干燥方式的玉米品质指标Table 2 Quality indicators of maize dehydrated by various drying

由表2可知：

1）玉米经联合干燥后，其色泽的测定值明显低于单独119 W微波干燥玉米样品；其裂纹率明显低于单独60℃热风干燥玉米样品、稍低于单独119 W微波干燥玉米样品。可以认为联合干燥样品的外观可接受性高于任一种单独干燥方式的样品。

2）联合干燥样品的POD活性低于单独60℃热风干燥样品，但明显高于单独119 W微波干燥样品。这是由于在联合干燥后期的微波干燥中，温度可上升至80℃～100℃，导致联合干燥样品POD活性下降，故POD活性低于单独60℃热风干燥样品；但由于后期微波干燥时间为35 min，短于单独微波干燥所需的70 min，故POD活性低于单独119 W微波干燥样品。因此认为联合干燥对玉米活性物质变化的影响介于单独60℃热风、单独119 W微波干燥之间。

3）联合干燥样品的脂肪酸值稍高于单独60℃热风干燥样品、以及单独119 W微波干燥样品。尽管由于前期热风干燥的使用，使联合干燥时间较单独119W微波干燥的时间长，而后期微波干燥的温度高于60℃，因此其脂肪酸值增大。

综上分析，经联合干燥后玉米的品质优于经单独60℃热风干燥的玉米，其品质接近单独119 W微波干燥玉米。

2.2 玉米品质的模糊综合评价

采用模糊数学对3种不同干燥方式的玉米品质进行模糊综合评价，评价对象集 Y={Y1，Y2，Y3，Y4}，其中Y1、Y2、Y3、Y4分别指新鲜玉米、单独热风、单独微波、联合干燥玉米的品质综合评价。评价因素集U={色泽，裂纹率，POD，MDA，脂肪酸值}，评价等级集V={1，2，3，4}={好，较好，一般，差}（评价等级指品质的优劣和宜存程度），评价权重集A={0.20，0.20，0.15，0.15，0.30}。根据每种干燥方式的不同品质指标（见表2），得到相应的模糊矩阵 R1、R2、R3、R4。依据模糊变换的原理，做矩阵的合成运算Yj=A·Rj（j=1，2，3，4），得到每种干燥方式的综合评价结果Yj；然后采用对数函数变换进行归一化处理，结果见表3。

表3 模糊综合评价结果Table 3 Results of fuzzy comprehensive evaluation

由表3知，根据最小隶属度原则，得出综合评价结果如下：单独微波干燥>联合干燥>单独热风干燥，但联合干燥玉米的品质接近单独119 W微波干燥，这与2.1的分析结果一致，表明应用模糊综合评价可以较客观、准确地反映玉米品质的优劣。

3 结论

通过对玉米3种不同干燥方式品质指标的检测和对比分析，可知联合干燥玉米的色泽可接受性高于单独微波干燥，其POD活性也明显高于单独微波干燥，其裂纹率、MDA均低于单独热风干燥；该结果表明经联合干燥后玉米的品质优于经单独热风干燥样品，其品质更接近单独微波干燥样品。

根据模糊综合评价结果可知，联合干燥玉米品质优于单独热风干燥样品，其品质接近单独微波干燥样品；同时也表明应用模糊综合评价可以较客观、准确地反映玉米品质的优劣。

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