沙棘鲜果渣真空干燥技术研究

王巨成

(山西省林业科学研究院，山西 太原 030012)

沙棘中含有黄酮、原花青素、多糖、脂肪酸、β-胡萝卜素、氨基酸等多种生物活性成分。沙棘果渣是沙棘果实经过压汁后的剩余产物，主要由果皮、种子和残余果肉等组成。沙棘鲜果渣含水量高，且果胶、果糖、不饱和脂肪酸以及游离氨基酸等可溶性物质较多，易腐烂变质，很难长期保存和利用。沙棘鲜果渣经干燥后，水分含量降低，便于贮藏、运输，是提取沙棘黄酮、原花青素等活性成分的良好原料。

沙棘鲜果渣的传统干燥方法有阴干、晒干、烘干等。目前，关于不同干燥方法对粮食、果蔬等农产品品质影响的研究较多，对沙棘鲜果渣影响的研究较少。而真空干燥方法具有传热均匀、干燥温度低、无氧干燥、水分易于去除等优点，能够较好地保证物料的色、形、味，并能有效防止物料中的有效成分发生变性。

笔者选用了不同的干燥温度、真空度和物料厚度对沙棘鲜果渣进行真空干燥试验，测定不同干燥工艺条件下沙棘果渣的干燥特性，并对干燥后的沙棘果渣进行总黄酮和原花青素含量测定，以期为沙棘鲜果渣干燥工艺的确定提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

材料为从吕梁野山坡食品有限责任公司购买的沙棘鲜果渣。

1.2 试验设计

1.2.1 干燥温度

在真空度为80 kPa，物料厚度为1.0 cm的条件下，干燥温度分别设为：40 ℃，50 ℃，60 ℃，70 ℃，80 ℃，研究不同干燥温度对沙棘鲜果渣干燥特性的影响。

1.2.2 真空度

在干燥温度为60 ℃，物料厚度为1.0 cm的条件下，真空度分别设为：60 kPa，70 kPa，80 kPa，90 kPa，100 kPa，研究不同真空度对沙棘鲜果渣干燥特性的影响。

1.2.3 物料厚度

在干燥温度为60 ℃，真空度为80 kPa的条件下，物料厚度分别设为：0.5 cm，1.0 cm，1.5 cm，2.0 cm，2.5 cm，研究不同物料厚度对沙棘鲜果渣干燥特性的影响。

干燥期间每隔1 h迅速取出称重，记录物料质量和外表品质的变化情况，并计算含水率，直至其干燥终点，即含水率<8%.以上试验，每个处理3次重复，取其平均值。以干燥时间为横坐标，含水率为纵坐标，绘制不同干燥参数下沙棘果渣的干燥曲线。以含水率为横坐标，干燥速率为纵坐标，绘制其干燥速率曲线。

1.3 测定指标与方法

采用超声酶双辅助法测定黄酮含量，采用香草醛-盐酸法测定原花青素含量。

2 结果与分析

2.1 真空干燥特性及其影响因素

2.1.1 干燥温度对干燥特性的影响

在真空度为80 kPa，物料厚度为1.0 cm的条件下，不同干燥温度所得的干燥曲线和干燥速率曲线如图1，图2所示。

由图1可知，随着干燥温度的升高，干燥时间缩短，干燥速率升高。在干燥初期2 h内，由于沙棘果渣中的水分从升温到转化为水蒸汽排出需要一个过程，脱水率并不是很快。在干燥中期，由于真空加热完全用于沙棘果渣水分的汽化，果渣的绝大部分水分在此期间排出，干燥曲线下降很快。在干燥后期，随着水汽不断排出，物料含水率减少到一定程度，干燥曲线下降变慢。由图2可以得出，沙棘果渣真空干燥全过程分为加速干燥、恒速干燥和降速干燥3个阶段，而物料失水过程主要处于恒速干燥阶段。

图1 不同干燥温度下的干燥曲线

图2 不同干燥温度下的干燥速率曲线

试验中，温度为80 ℃时所需干燥时间较短，仅为7 h.但在沙棘果渣干燥制品中发现，部分果渣变褐。沙棘果渣中的主要活性成分为总黄酮、原花青素及维生素C等，温度过高时，维生素C容易被破坏。因此，沙棘鲜果渣的干燥温度应在80 ℃以下。

2.1.2 真空度对干燥特性的影响

在干燥温度为60 ℃，物料厚度为1.0 cm的条件下，不同真空度所得的干燥曲线和干燥速率曲线如图3，第21页图4所示。

图3 不同真空度下的干燥曲线

由图3，图4可知，真空度越大，沙棘果渣含水率从初始的56.66%降到8.00%以下需要的时间越短，干燥速率也越大。真空度为60 kPa时，约需10 h；真空度为100 kPa时，约需6 h.在恒速干燥阶段，沙棘果渣在真空度60 kPa时干燥速率最高达0.14 g/min，真空度100 kPa时干燥速率最高达0.22 g/min.从试验结果分析看出，真空度越大，恒速干燥阶段的干燥速率越大，这与传质规律相符合，真空干燥物料的水分传导主要是依靠压力差。

图4 不同真空度下的干燥速率曲线

2.1.3 物料厚度对干燥特性的影响

在干燥温度为60 ℃,真空度为80 kPa的条件下，不同物料厚度所得的干燥曲线和干燥速率曲线如图5,图6所示。

图5 不同物料厚度下的干燥曲线

图6 不同物料厚度下的干燥速率曲线

由图5,图6可知，随着物料厚度的增加，干燥时间明显变长，干燥速率降低。0.5 cm厚的沙棘果渣6 h即可干燥结束。而2.5 cm厚的沙棘果渣，干燥到同样的含水率却需要13 h.这可能是因为在真空状态下，物料层中的热量传递主要是通过传导，物料层越厚，热传导的阻力越大，传热效率越低，物料中水分扩散阻力也越大，干燥时间也就越长。可能下表层的物料已被烘干，而内层和上表层的物料还未被烘干。下表层的物料因受热时间过长，沙棘果渣的品质下降。因此，在沙棘鲜果渣真空干燥中，物料不宜太厚，以1.0 cm～1.5 cm为宜。

2.2 真空干燥对总黄酮和原花青素含量的影响

干燥温度对沙棘果渣总黄酮和原花青素含量的影响见表1.

表1 干燥温度对沙棘果渣总黄酮和原花青素含量的影响

由表1可以看出，随着干燥温度的升高，沙棘果渣的总黄酮和原花青素含量呈先上升后下降的趋势。当温度为60 ℃ 时，沙棘果渣的总黄酮和原花青素含量最高，分别为4.98 mg/g，35.67 mg/g.温度过高或过低，沙棘果渣总黄酮和原花青素含量均较低。可能是由于温度过低，所需的干燥时间较长，对活性成分破坏较大；而温度过高，导致果渣变褐，活性成分直接被破坏。

真空度对沙棘果渣总黄酮和原花青素含量的影响见表2.

表2 真空度对沙棘果渣总黄酮和原花青素含量的影响

由表2可以看出，不同真空度对沙棘果渣总黄酮和原花青素含量影响差异较大。随着真空度的增大，沙棘果渣总黄酮和原花青素含量亦呈先上升后下降的趋势。当真空度为80 kPa时，沙棘果渣的总黄酮和原花青素含量最高，分别为4.97 mg/g，35.62 mg/g.真空度过高或过低，沙棘果渣总黄酮和原花青素含量均较低。

物料厚度对沙棘果渣总黄酮和原花青素含量的影响见第57页表3.

由表3得知，不同物料厚度对沙棘果渣总黄酮和原花青素含量的影响差异较大。当物料厚度为0.5 cm时，沙棘果渣总黄酮和原花青素含量分别为4.28 mg/g，29.53 mg/g；物料厚度增加到1.0 cm时，沙棘果渣的总黄酮和原花青素含量最高，分别为4.96 mg/g，35.64 mg/g.随着物料厚度的进一步增加，沙棘果渣总黄酮和原花青素含量呈下降趋势。可能是由于物料厚度增加，所需干燥时间变长，导致活性成分被严重破坏。

表3 物料厚度对沙棘果渣总黄酮和原花青素含量的影响

3 结论

1) 干燥温度、真空度和物料厚度是沙棘鲜果渣真空干燥的主要技术参数，直接影响沙棘鲜果渣的干燥时间及干燥后的活性成分含量。其中，干燥时间与干燥温度、真空度呈正相关，随着物料厚度的增加干燥时间有所延长。因此，在水分汽化过程中，适宜的温度、真空度和物料厚度有利于沙棘果渣干燥过程的进行。但过高的温度、真空度或物料厚度容易造成沙棘果渣局部受热不均匀，出现焦化现象，导致活性成分受损。

2) 试验结果表明，适宜的沙棘鲜果渣真空干燥工艺为干燥温度60 ℃，真空度80 kPa，物料厚度1.0 cm.干燥后的沙棘果渣总黄酮含量最高达4.98 mg/g，原花青素含量最高达35.67 mg/g.