莴笋热泵-热风联合干燥工艺的探讨

应林火

(浙江省丽水市莲都区农业局，浙江 丽水 323000)

莴苣 (Lactuca sativa var.augustaua Irish)为菊科莴苣属一年生或二年生草本植物，有叶用莴苣(简称莴苣)和茎用莴苣 (又称莴笋)2 类［1］。莴笋营养价值很高，含矿物质、钙、磷、铁较丰富，亦含维生素A、维生素B1、维生素B2、尼克酸、蛋白质、脂肪、糖类及钾、镁等矿质元素和食物纤维等。但是莴笋不易贮藏，而进行脱水后可克服这一难题。

传统的莴笋通常采用热风干燥，而热风干燥的能耗较高，干制品的品质也不够好，急需改进干燥工艺，降低能耗，提高产品的品质。尽管热泵干燥具有较好的节能效果，但热泵干燥在中后期存在干燥速度较慢，能耗比升高的问题。热泵-热风联合干燥能够克服后期干燥效率较差的问题，李志远等［2-3］对胡萝卜热泵-热风联合干燥研究取得了较好的效果;叶盛英等［4］提出了热泵除湿与热风联合干制金针菇的最佳工艺。热泵-热风联合干燥莴笋的研究鲜见报道。作者以莴笋为原料，进行联合干燥试验，获得莴笋热泵-热风联合干燥的最佳工艺，在提高产品品质同时节约能耗。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

莴笋购买于浙江省丽水市府前菜场。热泵干燥箱系上海磨思环保科技有限公司生产。

1.2 方法

1.2.1 处理设计

通过参考文献确定护色及漂烫工艺，然后进行干燥风速、热泵干燥阶段温度、分阶段干燥的水分转换点、后期热风干燥阶段温度的单因素试验，确定最佳参数的范围。再以这4个因素的最佳范围为标准，采用L9(34)正交表进行试验 (表1)，以叶绿素含量为考察指标，干燥至水分含量为8%结束。

表1 莴笋干燥各处理组合的叶绿素含量

1-3 水平因素A 分别为0.5，1.0 和1.5 m·s-1，B 分别为65，70 和75℃，C 分别为25%，30%和35%，D 分别为70，75 和80℃。

1.2.2 工艺流程

新鲜莴笋→原料预处理→护色液浸泡→烫漂→冷却、沥干→干燥。

原料预处理。选取新鲜莴笋，清洗后去皮(纤维部分去除干净)，去根，去头，切成0.5 cm厚度的薄片，切分时做到大小均等。

原料的护色处理［5］。16%海藻糖加4%氯化钠常温下渗透60 min。

烫漂［5］。95℃下热烫4 min。

1.3 指标测定

含水率测定。采用常压烘箱干燥法 (GB 5009.3—2003)。

叶绿素含量测定。采用80% 的丙酮浸提法，用分光光度计测定叶绿素含量。每组平行测定3次，取平均值。

复水比测定。将脱水莴笋置于65℃的温水中浸泡，每隔一段时间取出，迅速擦净表面的水，称量复水后产品质量，直到产品质量无明显增加为止。每组平行测定3 次，取平均值。

复水比=复水后质量/复水前干品质量。

能耗测定。干燥过程的能耗大小为电能表的前后读数差值。每组平行测定3 次，取平均值。假设电能表的初始读数为E0，最终读数为Ei，则0～i时间段内干燥所消耗的能耗Wi=E0-Ei。单位能耗除湿量 (SMER):

式中，Md为水分蒸发量 (kg)，Wi为输入电能(kW·h)。

2 结果与分析

2.1 联合干燥各因素优化

正交试验结果 (表1)表明，影响莴笋热泵-热风联合干燥工艺的因素的主次顺序为BDCA，即热泵温度＞热风温度＞水分转换点＞风速。莴笋热泵-热风联合干燥最佳工艺条件为A2B3C2D3，即风速1.0 m·s-1，热泵温度75℃，水分转换点30%，热风温度80℃。

2.2 联合干燥与单独热风干燥比较

从图1 可以看出，联合干燥方式叶绿素含量明显高于单纯热风干燥，说明热泵-热风联合干燥能较好地保持产品的色泽。

图1 莴笋联合干燥与热风干燥的叶绿素含量

从图2 可以看出，联合干燥方式复水比明显高于单纯热风干燥。另外，从外观形状比较，也比单独热风干燥要好。

图2 莴笋联合干燥与热风干燥的复水比

从图3 可以看出，联合干燥方式单位能耗除湿量 (即SEMR)明显高于单纯热风干燥。联合干燥SEMR 为0.615 kg· (kW·h)-1，单独热风干燥SEMR 为0.425 kg· (kW·h)-1，联合干燥比单独热风干燥节能达到32.26%。

3 小结

以干燥风速、热泵干燥阶段温度、分阶段干燥的水分转换点、后期热风干燥阶段温度为影响因素，以叶绿素含量为评价指标，进行的正交优化试验结果，得出莴笋热泵-热风联合干燥最优工艺为:即风速1.0 m·s-1，热泵温度75℃，水分转换点30%，热风温度80℃。

在最优工艺条件下比较热泵-热风联合干燥、热风干燥下的莴笋样品叶绿素含量、复水比及能耗。得出联合干燥得到的莴笋品质高于热风干燥，而且比单独热风降低了干燥能耗32.26%。

［1］陈亦辉，叶兴乾，冯宇飞.茎用莴苣生产及干燥加工技术研究进展［J］.浙江农业科学，2012 (1):92-97.

［2］李志远，张文明，胡晓静，等.胡萝卜薄片热风与热泵结合干燥工艺及特性研究［J］.食品与发酵工业，1999，26(1):3-6.

［3］徐建国，李华栋，徐刚，等.胡萝卜片热泵-热风联合干燥特征与模型化研究［J］.食品工业科技，2008，29 (11):145-148.

［4］叶盛英，李远志，罗树灿.热泵除湿与热风联合干制金针菇的研究［J］.华南农业大学学报，1999，20 (3):104-107.

［5］江玲、张慜、孙金才.脱水莴苣片的护色工艺研究［J］.干燥技术与设备，2009，7 (6):266-270.

［6］YIN Yongguang，HAN Yong，LIU Jingbo.A novel protecting method for visual green color in spinach puree treated by high intensity pulsed electric fields ［J］.Journal of Food Engineering，2007 (79):1256-1260.