不同干燥方式对白萝卜干制品品质的影响

王鑫，车刚，万霖，刁显琪，李海龙，王敬轩

（黑龙江八一农垦大学工程学院，大庆 163319）

不同干燥方式对白萝卜干制品品质的影响

王鑫，车刚，万霖，刁显琪，李海龙，王敬轩

（黑龙江八一农垦大学工程学院，大庆 163319）

为了解不同干燥方式对白萝卜干制品品质和微观结构的影响及变化情况，以新鲜白萝卜为原料，采用振动远红外干燥方式和传统远红外干燥方式对白萝卜进行干燥，研究其对营养成分、复水比、干燥时间、脱水速率、感官品质以及微观结构的影响。结果表明：振动远红外干燥方式干制的白萝卜样品中蛋白质、维生素C、芥子油苷、总糖、脂肪和复水比明显高于传统远红外干燥方式制得的样品；相比于传统远红外干燥方式，干燥时间缩短了0.67 h，脱水速率提高了40.58%；干制品感官品质和微观结构均优于传统远红外干燥方式。研究为远红外干燥方式在白萝卜方面的应用提供理论依据与技术参考。

白萝卜；远红外；干燥；品质

白萝卜又叫莱菔、芦菔、土人参等，是根菜类蔬菜的主要品种之一。从古代至今已有千年历史，在食品和中医药方面都有广泛应用。白萝卜中含有蛋白质、脂肪、多糖、膳食纤维、芥子油苷、胡萝卜素、维生素C、维生素E、钙、铁、锌等，具有丰富的营养价值和防病保健功能[1-2]。中医理论认为，该品味辛甘，性凉，入肺胃经，可以治疗或辅助治疗多种疾病，本草纲目称之为“蔬中最有利者”[3]。近几年来，脱水白萝卜已成为蔬菜产业的重要组成部分，市场前景广阔，需求量大。

已有很多研究者对脱水白萝卜的干燥工艺和生产方法进行了报道。崔永汉等[4]对萝卜丝烘干试验及其干燥性能做出了研究，结果表明，萝卜丝干燥符合典型物料的干燥特性，温度对干燥效果的影响最明显。郑钰等[5]采用旋转式干燥机对白萝卜条干燥工艺参数进行了优化，确定了不同物料厚度下的最优干燥时间。陶婧等[6]研究了云南加工型萝卜生产现状并给出了发展建议，建立加工型萝卜标准化生产体系，提高商品品质是目前亟需解决的问题。目前对白萝卜的研究主要集中在干燥方法和工艺方面，而不同干燥方式对白萝卜干后品质和微观结构影响及变化情况的相关研究较少。因此，在大量研究和试验的基础上，采用先进的远红外辐射加热方式对白萝卜进行干燥，研究了两种不同远红外辐射干燥方式对白萝卜营养成分、复水比、干燥时间、脱水速率、感官品质以及微观结构等的影响，从而为远红外干燥技术在食品工业中的应用和发展提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

白萝卜由韩国驻凤城白萝卜实验基地提供，品种为韩国进口品种“白如玉”，选取当年新收获、长势良好、无虫害的样本。

自行设计往复式振动远红外干燥机，如图1所示。干燥机外形尺寸1 300 mm×900 mm×1 100 mm，远红外加热板尺寸1 220 mm×354 mm，板温调节范围（室温～120）℃，往复振动式物料盘尺寸1 000 mm× 500 mm，装机总功率2 kw。MB45专业型水分测定仪，美国奥豪斯公司；PRACTUM224-1CN电子天平，德国赛多利斯公司；CM-5型分光测色仪，柯尼卡美能达投资有限公司；果蔬切片机，旭朗机械设备有限公司；QUANTA FEG 450环境扫描电镜（ESEM），美国FEI公司。

图1 往复式振动远红外干燥机结构简图Fig.1 Diagram of reciprocating of vibration-far-infrared dryer

1.2 试验方法

鲜白萝卜采收后，经初始含水率（湿基）测定3次，计算结果取平均值。

工艺流程：新鲜白萝卜→挑选→洗净→去皮→分切→晾晒（表面没有水）→远红外干燥→包装→成品→测量

传统远红外干燥：根据试验要求，将挑选好的白萝卜洗净、去皮、分切成不同厚度的长条状，长度约为60 mm。将切好的白萝卜晾晒至表面没有自由水平摊在物料盘上，加热温度设定为70℃，物料厚度为7 mm。每隔30 min取出物料称重，并记录数据，当含水率（湿基）不大于8%时干燥结束，每次试验重复3次，取平均值。

振动远红外干燥：操作方法同上，将挑选好的白萝卜平摊在往复振动式筛网上，接通往复式振动远红外干燥机电源，设置作业参数，加热温度为70℃，振动频率为0.5 Hz，物料厚度为7 mm，开始远红外加热干燥并同时计时。每隔30 min取出物料称重，并记录数据，当含水率（湿基）不大于8%时干燥结束，待产品冷却后进行真空包装。每次试验重复3次，取平均值。

热风干燥（对照组）：降分切好的白萝卜平铺在热风干燥机的物料盘上，设置作业参数，热风温度为70℃。每隔30 min取出物料称重，并记录数据，当含水率（湿基）不大于8%时干燥结束，每次试验重复3次，取平均值。

1.3 测量方法

1.3.1 湿基含水率测定

参照国标[7]中的标准烘箱法进行测量。白萝卜干燥产品合格含水率参照国际果蔬贮藏标准，即不大于干制品自体水量8%。公式为：

式中，MS—萝卜的湿基含水率，%；W—萝卜中水的质量，g；Gg—萝卜干物质质量，g。

1.3.2 脱水速率测定

脱水速率的计算公式：

式中，RA—脱水速率，%/h；W0—物料的初始含水率，%；Wt—干燥t时刻物料的含水率，%；T—干燥过程总时间，h。

1.3.3 复水比的测定

对干燥产品进行复水，将干后的白萝卜放入60～80℃的水中，每隔10 min取出沥干、称质量[8]。复水比计算公式：

式中，Rf—复水比；Gf—干制品复水后沥干质量，g；Gg—干制品复水前质量，g。

1.3.4 VC含量的测定

其中VC含量测定采用国家标准二氯靛酚法[9]。VC含量计算公式：

式中，ω—VC含量，mg/g；T—2，6-二氯靛酚溶液的滴定度，g·mL-1；V—滴定样品溶液所消耗2，6-二氯靛酚标准溶液的体积，mL；V0—滴定空白溶液所消耗2，6-二氯靛酚溶液标准的体积，mL；m—称样量，g。

1.3.5 蛋白质含量的测定

蛋白质含量的测定。根据国家标准采用凯氏定氮法测定[10]。

1.3.6 芥子油苷含量的测定

芥子油苷含量的测定，根据参考文献[11-12]，参照Peterson等和Chen等的方法进行测定。

1.3.7 总糖含量的测定

总糖的测定，根据国家标准采用苯酚硫酸法[13]。

1.3.8 脂肪含量的测定

食品中脂肪的测定，根据国家标准采用索氏抽提法[14]。

1.3.9 色度的测定

干燥后的白萝卜干制品磨粉，采用SMY-2000SF型色差仪测定样品的a*值（白色度），范围是-60（纯黑色）～+60（纯白色），b*值（黄色度），范围是-60（纯蓝色）～+60（纯黄色）L*值（明度），范围是-60（纯黑色）～+60（纯白色）[15]。

1.3.10 感官评价

选取十位专业人员组成感官评价小组，对干燥完成白萝卜样品的色、香、味、形进行全面的感官评分，即最满意为10分，最不满意为1分，评分标准如表1所示。

表1 评分标准Table 1 Marking standard

1.3.11 微观结构的测定

将两种方式干燥后的白萝卜干制品，经过粘台离子溅射镀金后，使用美国 FEI公司生产的QUANTA 450环境扫描电镜（ESEM）观察并照相。

1.4 统计分析

试验所得数据为3次重复的平均值，用DPS软件进行数据分析，采用Origin 8.5软件进行绘图。

2 结果与分析

2.1 不同干燥方式对白萝卜干燥时间和脱水速率的影响

振动远红外干燥和传统远红外干燥对白萝卜干燥时间和脱水速率的变化影响如图2，3所示。如图2、图3，可见白萝卜振动远红外干燥和传统远红外干燥都符合典型物料的干燥特性，0～20 min为干燥预热期，20～60 min为快速干燥期，此时振动远红外干燥的脱水速率达到64.33%·h-1，60 min到干燥结束为减速干燥期，其中振动远红外干燥时间较短，相比传统远红外干燥方式干燥时间减少了40 min。这是由于振动远红外干燥方式采用了往复振动式物料盘，物料在干燥的过程中可以接受到不同距离和角度的多重辐射，同时运动的过程中也加快了水分的快速迁移，水分迁移方向总是由水分较多的内部向水分含量较小的外部进行湿扩散，这与热扩散的方向是一致的，从而也就加速了水分内扩散的过程，既加快了脱水速率，干燥时间也随之缩短[16]。

图2 两种干燥方式干燥时间对比分析Fig.2 Comparison of drying time of two drying methods

图3 两种干燥方式脱水速率对比分析Fig.3 Comparison of dehydration rate of two drying methods

2.2 不同干燥方式对白萝卜主要营养成分的影响

表2显示了振动远红外干燥和传统远红外干燥前后白萝卜干制品中主要营养成分的变化情况。结果表明：振动远红外干燥后白萝卜干制品的蛋白质含量、Vc含量、芥子油苷含量、总糖含量和脂肪含量均明显高于传统远红外干燥制得的白萝卜。这是由于振动远红外干燥方式的脱水速率快，干燥时间短，干制品内部组织结构受高温破坏的程度低，这样就影响了白萝卜干制品中营养成分的含量[17]。显著性分析结果也表明，振动远红外干燥方式和传统远红外干燥方式的白萝卜干制品其主要营养成分有显著性差异（P＜0.05）。

表2 两种干燥方式对白萝卜主要营养成分的影响Table 2 Effects of main nutritional components of two drying methods on turnip

2.3 不同干燥方式对白萝卜色度的影响

通过振动远红外干燥方式和传统远红外干燥方式得到白萝卜干制品的色度值如表3所示。从表3中可知，不同干燥方式干燥白萝卜的L*值（明度）和a*值（白色度）的最大值均是用振动远红外干燥获得，分别为36.35和44.43，b*值（黄色度）的最大值是用传统远红外干燥获得，为29.68，这种颜色变化可能与白萝卜干燥过程中褐变以及类胡萝卜素的降解有关[18]。通过统计分析可知，振动远红外干燥和传统远红外干燥的白萝卜L*值、a*值、b*值均不存在显著性差异（P＞0.05），且通过这两种方式干燥的白萝卜与鲜白萝卜相比较也不存在显著性差异（P＞0.05）。

表3 两种干燥方式的白萝卜色度Table 3 Turnip color of two drying methods

2.4 不同干燥方式对白萝卜微观结构的影响

将两种干燥方式干燥后的白萝卜干制品，经过粘台离子溅射镀金后，使用美国FEI公司生产的QUANTA 450环境扫描电镜（ESEM）观察。观察结果如图4所示：

图4 白萝卜干制品显微图像Fig.4 Micro-photographs of dried turnip

如图4白萝卜干制品显微图像显示，在干燥过程中，细胞中的水分快速气化膨胀，导致蒸汽压力增强导致细胞壁扩张，随着水分的脱离，如果细胞出现卷曲、皱缩或微小的断裂变形[19]。图4（a）是传统远红外干燥方式的白萝卜干燥视图，细胞变形较严重，大部分出现坍塌，破损等情况。图4（b）是振动远红外干燥方式的白萝卜干燥视图，细胞组织保存比较完整，细胞破损和变形较少，微形态结构保持良好，相比于传统远红外干燥方式，能够比较真实地反映样品的组织结构原貌。

2.5 不同干燥方式对白萝卜复水比的影响

产品复水性能主要取决于物料细胞和结构的破坏程度[20]，对比图4中两种干燥方式制得的白萝卜干制品显微图像，其中振动远红外干燥白萝卜干制品图像的表面和内部都有大量孔隙，细胞组织结构相对保存比较完好，为干制品复水时水分的渗入提供了良好途径[21]，复水性能优于传统远红外干燥。两种干燥方式对白萝卜干制品复水比的影响如图5所示，振动远红外干燥方式制得白萝卜干制品的复水比优于传统远红外干燥，这与白萝卜干制品微观组织结构破坏程度对复水性能的影响相吻合，结果得到验证。

图5 不同干燥方式对白萝卜复水比的影响Fig.5 Effects of drying methods on rehydration rate of turnip

2.6 不同干燥方式对白萝卜感官品质的影响

选取十位专业人员组成感官评价小组，对干燥完成白萝卜样品的口感、香、味、形进行全面的感官评分，即最满意为10分，最不满意为1分，评价结果见表4。

表4 两种方式干燥结果感官评价Table 4 Sensory evaluation of two drying methods

如表4所示，经对比发现，采用振动远红外干燥方式制得的白萝卜干制品，口感、香、味、型等方面的感官评分均高于传统远红外干燥，这是由于振动远红外干燥方式采用了往复振动式的物料盘对白萝卜进行干燥，干燥时间短，热效率高，对白萝卜的色泽、营养成分、微观结构、感官品质的影响小，白萝卜干制品的感官品质得到了保证。

3 结论

不同干燥方式对白萝卜干制品品质的影响较大，其中振动远红外干燥方式和传统远红外干燥方式干制的白萝卜干制品在干燥时间和脱水速率上有明显差异，相比于传统远红外干燥方式干燥时间缩短了0.67 h，脱水速率提高了40.58%；蛋白质含量、Vc含量、芥子油苷含量、总糖含量和脂肪含量均明显高于传统远红外干燥制得的白萝卜；此外，两种干燥方式制得的白萝卜干制品在微观结构、复水比和感官品质上也有一定差异，振动远红外干燥后的白萝卜干制品，细胞组织保存比较完整，细胞破损和变形较少，复水性能相对较好，口感、香、味、形等方面得到提升，各项指标均明显优于传统远红外干燥，干制品品质得到保证。研究为远红外干燥方式在白萝卜方面的应用提供理论依据与技术参考。

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Influences of Different Drying Methods on Product Quality of White dried Turnip

Wang Xin，Che Gang，Wan Lin，Diao Xianqi，Li Hailong，Wang Jingxuan
（College of Engineering，Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319）

In order to investigate the influences and changes of two different drying methods on product quality and microstructure of turnip，fresh turnip was adopted as raw material.Under the same experimental conditions，vibration far-infrared drying method and traditional far-infrared drying method were used to dry turnip.The influences of two different methods on nutrition，rehydration ratio，drying time，dehydration rate，sensory quality and microstructure were studied.The results were as follow：protein content，vitamin C content，glucosinolates，polysaccharides，fats and rehydration ratio of turnip obtained by vibration far-infrared drying method were significantly higher than that obtained by traditional far-infrared drying method.Compared to the traditional far-infrared drying methods，the drying time was shortened by 0.67 h and the dehydration rate was improved 40.58%by the vibration far-infrared drying method.The sensory quality and microstructure of drying products were better than that obtained by traditional far-infrared drying methods.This study could provide a theoretical basis and technical reference for the application areas of far-infrared drying turnip.

turnip；far-infrared；drying；quality

S375

A

1002-2090（2017）02-0058-06

10.3969/j.issn.1002-2090.2017.02.012

2016-03-07

国家科技支撑计划项目（2014BAD06B00）；黑龙江省应用技术研究与开发计划重大项目（GA15B402）；黑龙江省新世纪优秀人才培养计划项目（1155-NCET-012）；黑龙江八一农垦大学研究生创新科研项目（YJSCX2015-T16）。

王鑫（1990-），男，初级实验师，黑龙江八一农垦大学毕业，现主要从事农产品加工工程方面的研究。

万霖，女，教授，硕士研究生导师，E-mail：381995603@126.com。