薛宏坤，李慶妍，韓玲玉，孫宇，鄭先哲

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院，哈爾濱150030）

微波萃取藍(lán)莓中花青素體系內(nèi)溫度與壓力變化規(guī)律

薛宏坤，李慶妍，韓玲玉，孫宇，鄭先哲

（東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院，哈爾濱150030）

為提高微波在萃取體系內(nèi)利用率，解析萃取體系溫度和壓力變化規(guī)律，文章以藍(lán)莓為原料，采用二次正交旋轉(zhuǎn)中心組合設(shè)計(jì)試驗(yàn)，研究微波強(qiáng)度、萃取時(shí)間、乙醇濃度和料液比對(duì)藍(lán)莓萃取體系內(nèi)介電特性影響，分析介電特性變化原因，建立藍(lán)莓萃取體系介電特性指標(biāo)與微波萃取條件間回歸模型和藍(lán)莓萃取體系微波能吸收模型。依據(jù)萃取體系內(nèi)介電特性變化規(guī)律，解析萃取體系內(nèi)微波能吸收和溫度、壓力變化規(guī)律。結(jié)果表明，各工藝參數(shù)對(duì)介電常數(shù)和介電損耗因子變化影響顯著；介電常數(shù)和介電損耗因子與微波能吸收及萃取體系內(nèi)溫度、壓力正相關(guān)。為優(yōu)化微波萃取工藝條件提供理論依據(jù)。

藍(lán)莓；微波輔助萃??；介電特性；花青素；溫度；壓力

薛宏坤,李慶妍,韓玲玉,等.微波萃取藍(lán)莓中花青素體系內(nèi)溫度與壓力變化規(guī)律[J].東北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2017,48(4):69-78.

Xue Hongkun,LiQingyan,Han Lingyu,e t al.Changes of tem pera tu re and pressu re in the extraction of anthocyanins from blueberry by m ic rowave[J].Journal of Northeast Agricultu ral University,2017,48(4):69-78.(in Chinese w ith Eng lish abstrac t)

藍(lán)莓富含花青素和維生素等多種活性成分[1]?；ㄇ嗨貙儆跓崦粜远喾游镔|(zhì)，可清除人體自由基[2]，具有抗氧化、防衰老、保護(hù)心腦血管和緩解視疲勞等功效[3-4]，對(duì)熱、光和氧氣等敏感[5]。由于微波加熱具有選擇性，引起萃取體系溫度分布不均，局部高溫引起花青素降解，花青素萃取率下降。萃取體系內(nèi)介電特性、尺寸及電場(chǎng)強(qiáng)度等因素影響微波能吸收及溫度分布，其中介電特性是影響微波萃取過(guò)程中微波能吸收和溫度變化主要因素。因此物料介電特性受到關(guān)注。

介電特性反映處于電磁場(chǎng)中介電材料儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)化電場(chǎng)能量能力，分別用介電常數(shù)和介質(zhì)損耗因子表示[6-7]。影響物料介電特性因素很多，如物質(zhì)成分、含鹽量[8]、水分含量[9]、可溶性固形物含量[10]和脂肪含量[11]等均對(duì)介電特性有一定影響。根據(jù)介電特性指標(biāo)變化規(guī)律，可分析物料成分、組織、狀態(tài)等[12]。朱新華等研究果蔬[13-15]、谷物[16]、蛋類、奶制品和肉類[17]等介電特性指標(biāo)，以提高物料微波加工適應(yīng)性。

在微波萃取過(guò)程中，存在萃取體系內(nèi)微波能吸收和轉(zhuǎn)化機(jī)理不清、溫度分布不均熱，局部高溫改變活性成分等問(wèn)題，制約微波萃取工藝推廣和獲取。研究微波萃取體系介電特性指標(biāo)變化規(guī)律，可分析和解決微波萃取過(guò)程中微波能利用問(wèn)題。

本文以藍(lán)莓為研究對(duì)象，研究微波萃取過(guò)程中微波強(qiáng)度、萃取時(shí)間、乙醇濃度和料液比4個(gè)參數(shù)對(duì)萃取液介電特性影響，建立萃取體系介電特性指標(biāo)模型；解析萃取體系微波能吸收規(guī)律；分析微波萃取藍(lán)莓中花青素體系內(nèi)溫度與壓力變化規(guī)律。為提高藍(lán)莓微波萃取工藝萃取率、降低有效成分降解率提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

藍(lán)莓購(gòu)自東北農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院，挑選顏色鮮艷、成熟度均一新鮮藍(lán)莓，除雜清洗后，置于冰箱中冷藏備用。

1.2 樣品制備

制作流程見(jiàn)圖1。

圖1 原料前處理流程Fig.1 Flow of brforehand treated

1.3 方法

1.3.1 介電常數(shù)和介電損耗因子測(cè)定

準(zhǔn)確稱?。?.0000±0.0005）g藍(lán)莓粉末置于微波萃取器中，加入試驗(yàn)設(shè)定體積和濃度乙醇溶液，藍(lán)莓粉末在乙醇溶液中溶解均勻后將微波萃取器置于微波工作站中（加拿大，F(xiàn)IOS公司）。在試驗(yàn)設(shè)定微波萃取時(shí)間和功率條件下萃取，并用光纖傳感器（加拿大，F(xiàn)IOS公司）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)萃取體系中溫度、壓力變化。在萃取結(jié)束后立即取出微波萃取器，將萃取液放在射頻網(wǎng)絡(luò)分析儀上（美國(guó)，安捷倫公司）測(cè)定萃取液介電特性。然后用紫外分光光度計(jì)（LAMBDA35，美國(guó)Perkin Elmer公司）測(cè)定萃取液OD值，并計(jì)算花青素萃取率和降解率。

介電特性利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀及85070E末端開(kāi)放式同軸探頭（美國(guó)，安捷倫公司）、測(cè)試軟件和計(jì)算機(jī)組成同軸探頭測(cè)試系統(tǒng)。測(cè)量前，首先機(jī)器開(kāi)機(jī)預(yù)熱1 h，依照標(biāo)準(zhǔn)程序校正儀器，分別使用空氣、短路塊、25℃去離子水（電導(dǎo)率＜1ms·cm-1）校正測(cè)試探頭，測(cè)量去離子水在25℃下ε'和ε"是否接近標(biāo)準(zhǔn)值，若差異較大則重新校準(zhǔn)。為防止干擾，校準(zhǔn)后，探針和線纜應(yīng)保持固定。測(cè)量時(shí)，待微波輔助萃取結(jié)束后，快速?gòu)奈⒉üぷ髡局腥〕鑫⒉ㄈ萜?，將盛有萃取液微波萃取容器置于矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀探頭下，充分浸入萃取液，保證探頭端面無(wú)氣泡時(shí)測(cè)試數(shù)據(jù)，在電腦中記錄所測(cè)介電常數(shù)和介電損耗因子，試驗(yàn)期間環(huán)境溫度保持22～25℃。

1.3.2 花青素萃取率測(cè)定

采用低濃度香草醛-鹽酸法[18]測(cè)定萃取液中花青素量。方法如下：準(zhǔn)確移取1.0 mL萃取液置于10mL比色管中，向比色管中加入5mL顯色液（A液為1%香草醛溶液，B液為8%鹽酸溶液，A：B= 1：1，顯色液現(xiàn)用現(xiàn)配），混勻后置于30℃恒溫水浴鍋中，保溫30min（避光）。待反應(yīng)結(jié)束后使用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)定反應(yīng)液在500 nm處吸光值，利用標(biāo)準(zhǔn)曲線擬合出標(biāo)準(zhǔn)方程y=1.612x-0.0485[19]（決定系數(shù)R2=0.9989）計(jì)算萃取液中花青素含量。該方法可快速測(cè)定萃取液中原花青素總量，顯色穩(wěn)定，結(jié)果精度高。

1.3.3 花青素降解率測(cè)定

為得到微波輔助萃取藍(lán)莓花青素降解率數(shù)據(jù)，測(cè)定試驗(yàn)殘?jiān)谢ㄇ嗨貧埩袈?。收集萃取后全部果渣，置?0mL錐形瓶中，加入一定量體積乙醇溶液，置于25℃、50 r·min-1水浴振蕩器中繼續(xù)萃取，3 h后取出溶液，室溫下抽濾，得到第1次萃取液，回收第1次抽濾后果渣，加入一定量乙醇溶液，重復(fù)上述操作多次萃取，直至果渣呈白色，不含花青素為止，將多次萃取后濾液合并，分光光度計(jì)測(cè)定果渣中花青素含量，即為花青素殘留率，根據(jù)公式（1），計(jì)算得到微波輔助萃取過(guò)程中花青素降解率。

1.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

在預(yù)備試驗(yàn)和前人研究基礎(chǔ)上[20]，選擇微波輔助萃取主要工藝參數(shù)：微波強(qiáng)度x1、萃取時(shí)間x2、乙醇濃度x3、料液比x4為試驗(yàn)因素，以介電常數(shù)y1、介電損耗因子y2、花青素得率、花青素降解量、萃取體系溫度和壓力作為響應(yīng)指標(biāo)，采用四因素五水平二次正交旋轉(zhuǎn)中心組合優(yōu)化試驗(yàn)方法。試驗(yàn)因素水平編碼見(jiàn)表1。

表1 試驗(yàn)因素水平編碼表Table 1 Coded and actual value of factorsand levels

1.5 數(shù)據(jù)處理

本試驗(yàn)采用Design Expert6.0（SAT-EASE,Inc., Last September,UK）軟件處理介電參數(shù)，origin 8.0（DA,Inc.,Massachusetts,US）軟件處理萃取過(guò)程中時(shí)間與溫度、壓力數(shù)據(jù)。每組試驗(yàn)均重復(fù)取樣3次，取平均值。

2 結(jié)果與分析

以介電常數(shù)、介電損耗因子、花青素得率、花青素降解量、萃取體系溫度和壓力為響應(yīng)指標(biāo)，中心組合試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

2.1 回歸模型建立與顯著性分析

利用Design Expert6.0軟件對(duì)介電常數(shù)和介電損耗因子試驗(yàn)值作回歸分析（剔除模型中不顯著項(xiàng)），得到回歸方程為：

式中：y1為介電常數(shù)；y2為介電損耗因子；x1為微波強(qiáng)度（W·g-1）；x2為萃取時(shí)間（s）；x3為乙醇濃度（%）；x4為料液比（g·mL-1）。

表2 中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)果Table 2 Center combination experimen tal design and resu lts

用P檢驗(yàn)法檢驗(yàn)回歸方程，介電常數(shù)和介電損耗因子回歸模型失擬項(xiàng)（P＞0.05），失擬項(xiàng)不顯著。介電常數(shù)和介電損耗因子回歸模型極顯著（P＜0.01）。說(shuō)明試驗(yàn)獲得數(shù)學(xué)回歸模型與試驗(yàn)結(jié)果擬合良好，自變量與響應(yīng)值之間關(guān)系顯著。

2.2 微波強(qiáng)度和乙醇濃度對(duì)藍(lán)莓萃取液介電常數(shù)影響

在料液比1：30和萃取時(shí)間50 s水平下，分析微波強(qiáng)度和乙醇濃度交互作用對(duì)藍(lán)莓萃取液介電常數(shù)影響。

由圖2可知，當(dāng)乙醇濃度一定時(shí)，隨著微波強(qiáng)度增加，萃取液溫度快速升高，萃取液熱運(yùn)動(dòng)加快，阻力減小，極化作用增強(qiáng)，花青素萃取越充分?；ㄇ嗨貙兕慄S酮化合物，基本結(jié)構(gòu)中包含大量極性羥基[21]，花青素帶有電荷極性分子，極性分子溶于萃取劑中，萃取液極性增強(qiáng)，萃取液介電常數(shù)增大。微波強(qiáng)度一定時(shí)，隨乙醇濃度增加，萃取劑中蒸餾水含量減小，由于水比熱高于乙醇，乙醇濃度越高，萃取液吸收微波能越少，花青素?cái)U(kuò)散阻力大，偶極子極化較弱，萃取液中極性分子含量降低。因此隨乙醇濃度增加，萃取液介電常數(shù)降低。

圖2 微波強(qiáng)度和乙醇濃度交互作用對(duì)介電常數(shù)影響Fig.2 Effectsof the interaction betweenm icrowave intensity and ethanol concentration on the dielectric constant

2.3 微波強(qiáng)度和料液比對(duì)藍(lán)莓萃取液介電常數(shù)影響

在乙醇濃度為50%和料液比為1：30水平條件下，分析微波強(qiáng)度和料液比交互作用對(duì)藍(lán)莓萃取液介電常數(shù)影響。

由圖3可知，料液比較低時(shí)，隨著微波強(qiáng)度增加，花青素萃取量增加，萃取體系極性分子多，極性增強(qiáng)，介電常數(shù)增加。在料液比較高時(shí)，隨微波強(qiáng)度增加，介電常數(shù)變化不明顯。當(dāng)微波強(qiáng)度處于低水平時(shí)，隨著料液比增加，萃取液體積增加，吸收微波能能力增加，萃取液中花青素含量增加，介電常數(shù)增大。當(dāng)微波強(qiáng)度較高時(shí)，隨料液比增加，萃取液溫度迅速升高，高溫導(dǎo)致花青素大量降解，萃取液極性分子減少，因此介電常數(shù)隨料液比增加而降低。

圖3 微波強(qiáng)度和料液比交互作用對(duì)介電常數(shù)影響Fig.3 E ffectsof the in teraction betw een them icrowave intensity and the ratio of the solid to liquid on the dielectric constant

2.4 萃取時(shí)間和乙醇濃度對(duì)藍(lán)莓萃取液介電常數(shù)影響

在微波強(qiáng)度為150W·g-1和料液比為1：30水平條件下，分析萃取時(shí)間和乙醇濃度交互作用對(duì)藍(lán)莓萃取液介電常數(shù)影響，結(jié)果見(jiàn)圖4～6。

由圖4～6可知，當(dāng)乙醇濃度一定時(shí)，隨著萃取時(shí)間增加，萃取液溫度和壓力逐漸增加，微波誘導(dǎo)產(chǎn)生壓力水平取決于溶劑產(chǎn)生蒸氣壓。在一定溫度下，蒸氣壓與產(chǎn)生壓力正相關(guān)。

克勞修斯-克拉貝龍方程可以表征萃取體系處于穩(wěn)定條件下內(nèi)部壓力與溫度關(guān)系，如方程（4）所示[22]：

由式（4）可知，溫度與壓力正相關(guān)，因此藍(lán)莓顆粒內(nèi)部溫度升高，壓力增大。當(dāng)壓力超過(guò)細(xì)胞壁承受能力時(shí)，細(xì)胞壁破裂，存在溫度和壓力耦合作用，共同促進(jìn)藍(lán)莓顆粒內(nèi)部花青素從細(xì)胞中擴(kuò)散，使萃取液中花青素含量增加[23]，極性分子增多，吸收微波能能力增強(qiáng)，介電常數(shù)增大。當(dāng)萃取時(shí)間一定時(shí)，隨著乙醇濃度增加，萃取劑中蒸餾水含量減小，因水比熱比乙醇大，乙醇濃度越高，萃取液吸收微波能越少，萃取液溫度越低，極性分子含量越低。因此隨乙醇濃度增加，萃取液介電常數(shù)降低。

圖4 萃取時(shí)間和乙醇濃度交互作用對(duì)介電常數(shù)影響Fig.4 Effectsof the interaction between extraction time and ethanol concentration on the dielectric constant

圖5 乙醇濃度和萃取時(shí)間對(duì)萃取液溫度影響Fig.5 Effectsof ethanolconcentration and extraction timeon theextraction tem perature

圖6 乙醇濃度和萃取時(shí)間對(duì)萃取液內(nèi)部壓力影響Fig.6 Efectsof ethanol concentration and extraction time on the internalpressureofextract

2.5 萃取時(shí)間和微波強(qiáng)度對(duì)藍(lán)莓萃取液介電損耗因子影響

在乙醇濃度為50%和料液比為1：30條件下，分析萃取時(shí)間和微波強(qiáng)度交互作用對(duì)藍(lán)莓萃取液介電損耗因子影響。

由圖7～9可知，當(dāng)萃取初期，隨著微波強(qiáng)度增加，萃取液溫度升高，壓力增大，萃取液黏度下降，極性分子運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，導(dǎo)致微波下萃取液電導(dǎo)率增加，將微波能轉(zhuǎn)化成熱能能力增強(qiáng)。因此，介電損耗因子逐漸增加。當(dāng)萃取時(shí)間處于高水平時(shí)，隨著微波強(qiáng)度增加，微波輻射作用導(dǎo)致熱量積累，溫度升高。

根據(jù)阿倫尼烏斯方程，微波萃取條件下花青素降解量與萃取體系溫度關(guān)系方程[24]，如方程（5）所示：

由式（5）可知，萃取溫度越高，時(shí)間越長(zhǎng)，花青素降解量越大，萃取體系花青素含量降低，吸收和轉(zhuǎn)化微波能能力降低，介電損耗因子降低。當(dāng)微波強(qiáng)度處于低水平時(shí)，介電損耗因子隨著萃取時(shí)間延長(zhǎng)而緩慢增加，由于微波強(qiáng)度處于低水平，隨著萃取時(shí)間增加，萃取液溫度逐漸升高，介電損耗因子增加。當(dāng)微波強(qiáng)度處于高水平時(shí)，萃取液溫度升高，介電損耗因子降低，對(duì)微波能吸收和轉(zhuǎn)化能力降低。

圖7 萃取時(shí)間和微波強(qiáng)度交互作用對(duì)介電損耗因子影響Fig.7 Effectsof interaction between extraction timeand m icrowave intensity on dielectric loss factor

圖8 微波強(qiáng)度和萃取時(shí)間對(duì)萃取液溫度影響Fig.8 Effectsofm icrowave intensity and extraction timeon theextraction

圖9 微波強(qiáng)度和萃取時(shí)間對(duì)萃取液壓力影響Fig.9 Effectsofm icrowave intensity and extraction timeon theextraction pressure

圖10 萃取時(shí)間和料液比交互作用對(duì)介電損耗因子影響Fig.10 Effectsof interaction between extraction timeand the solid to liquid ratio on dielectric loss factor

圖11 料液比和萃取時(shí)間對(duì)萃取液溫度影響Fig.11 Effectsof the solid to liquid ratio and extraction timeon extraction tem perature

圖12 料液比和萃取時(shí)間對(duì)萃取液壓力影響Fig.12 E ffectsof the solid to liquid ratio and extraction timeon theextraction pressure

2.6 萃取時(shí)間和料液比對(duì)藍(lán)莓萃取液介電損耗因子影響

在微波強(qiáng)度為150W·g-1和乙醇濃度50%條件下，分析萃取時(shí)間和料液比交互作用對(duì)藍(lán)莓萃取液介電損耗因子影響。

由圖10～12可知，當(dāng)料液比較低時(shí)，隨著萃取時(shí)間增加，介電損耗因子變化不顯著，當(dāng)料液比較高時(shí)，隨萃取時(shí)間增加，萃取液溫度緩慢升高，壓力逐漸增加，溫度影響萃取液中花青素內(nèi)部結(jié)構(gòu)和分子運(yùn)動(dòng)同時(shí)影響極化強(qiáng)度和極化時(shí)間，緩慢升溫使偶極子熱運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，極化程度增大，損耗較小。因此，介電損耗因子逐漸降低。當(dāng)萃取時(shí)間一定時(shí)，隨著料液比增加，擴(kuò)散面濃度梯度、花青素萃取量增加，萃取體系極性分子、吸收和轉(zhuǎn)化微波能能力增強(qiáng)，因此介電損耗因子逐漸增加。

3 萃取體系微波能吸收模型

本試驗(yàn)在微波工作站中進(jìn)行微波輔助萃取，根據(jù)能量守恒定律，萃取過(guò)程中物料吸收微波能主要用于萃取體系溫度上升和向外熱傳遞所需能量，而不考慮溶劑水分蒸發(fā)所需能量。

設(shè)萃取體系溫度上升為Q1，如式（6）所示[25]：

對(duì)方程（14）用SigmaPlot12.5軟件作數(shù)據(jù)分析，結(jié)果如圖13所示。

在微波輸出功率與體積熱之間存在一定差異，即以某功率輸出微波能否完全被萃取體系吸收，若輸出功率N倍被萃取體系全部吸收，則體積熱可以有式（9）計(jì)算：

式中，Q—體積熱（W · m-3）；N—微波吸收系數(shù)；P—微波額定功率（W）。

萃取體系吸收微波能值與藍(lán)莓在萃取過(guò)程中介電常數(shù)和介電損耗因子顯著相關(guān)，為反應(yīng)微波能整體利用率，定義N 為微波吸收系數(shù)，等于物質(zhì)吸收微波能與入射微波能比值，其表達(dá)式（10）所示：

其中：

ε'=46.15+0.74x1-9.39x3-0.58x22-0.9432-0.66x42+ 0.84x1x3-0.78x1x4+0.86x2x3

ε"=12.29-1.65x1-2.61x2+0.41x4-0.53x32+0.61x42-0.67x1x2-0.47x2x4

x1—微波強(qiáng)度（W·g-1）；x2—萃取時(shí)間（s）；x3—乙醇濃度（%）；x4—料液比（g·mL-1）。

由式（11）可計(jì)算出不同萃取條件下，萃取體系吸收微波能，而微波能在萃取體系內(nèi)沿著傳遞方向x衰減，由式（12）可計(jì)算出萃取體系內(nèi)微波能布量Q3[26]。

由試驗(yàn)條件下測(cè)得介電常數(shù)、介電損耗因子與通過(guò)式（11）計(jì)算體積熱Q數(shù)據(jù)擬合，得到方程如（14）所示：

圖13 介電常數(shù)和介電損耗因子對(duì)萃取體系微波能吸收影響Fig.13 Effectsof dielectric constantand dielectric loss factor onm icrowaveenergy absorption theextracts

由圖13可知，介電常數(shù)和介電損耗因子顯著影響微波萃取過(guò)程產(chǎn)生體積熱，介電常數(shù)和損耗因子與體積熱正相關(guān)，原因是萃取體系介電常數(shù)越大，萃取體系極性分子越多，而極性分子正、負(fù)電荷中心不重合，在外加電場(chǎng)作用下，每個(gè)分子均受力矩作用，使偶極子轉(zhuǎn)動(dòng)并取向外電場(chǎng)方向，在電磁場(chǎng)頻率高達(dá)108數(shù)量級(jí)，極性分子反復(fù)被極化，極化作用越強(qiáng)，極性分子儲(chǔ)存能量越多。由于分子熱運(yùn)動(dòng)、相鄰分子之間相互作用和極性分子變極效應(yīng)，產(chǎn)生摩擦作用，使極性分子獲得能量，以熱能形式表現(xiàn)，單位體積極性分子吸收微波能能力為PV=2πfε0εr′′||E2，因此極性分子越多，介電損耗因子越大，吸收微波能力越大[27-28]。由試驗(yàn)條件下測(cè)得介電常數(shù)、介電損耗因子與萃取體系內(nèi)溫度數(shù)據(jù)擬合，得到方程如（15）所示：

對(duì)方程（15）用SigmaPlot12.5軟件作數(shù)據(jù)分析，

圖14 介電常數(shù)和介電損耗因子對(duì)萃取體系溫度影響Fig.14 Effectsof d ielectric constant and dielectric loss factor on the tem peratureof extraction system

由圖14可知，介電常數(shù)和介電損耗因子與萃取體系溫度正相關(guān)。介電常數(shù)越大，萃取體系極性分子越多，吸收微波能越大。介電損耗因子越大，將吸收微波能轉(zhuǎn)化成熱能能力越強(qiáng)，萃取體系內(nèi)溫度越高。高溫促進(jìn)藍(lán)莓顆粒內(nèi)溶劑蒸發(fā)，產(chǎn)生壓力，溫度越高，壓力繼續(xù)增大。壓力和溫度作為傳質(zhì)推動(dòng)力，共同促進(jìn)花青素有內(nèi)向外擴(kuò)散。由克勞修斯-克拉貝龍方程：lgp=-B，驗(yàn)證表征萃取體系處于穩(wěn)定條件下內(nèi)部壓力與溫度呈正相關(guān)關(guān)系。因此，介電常數(shù)與損耗因子與萃取體系壓力正相關(guān)。

4 結(jié)論

微波強(qiáng)度、萃取時(shí)間、乙醇濃度、料液比對(duì)藍(lán)莓萃取液介電常數(shù)和損耗因子影響顯著；介電常數(shù)越大，萃取體系吸收微波能越多，損耗因子越大，將微波能轉(zhuǎn)化為熱能能力越強(qiáng)，萃取體系溫度越高，藍(lán)莓顆粒內(nèi)溶劑蒸發(fā)，產(chǎn)生壓力越大。通過(guò)改變萃取體系介電特性，控制微波能吸收量，避免萃取體系溫度分布不均，可降低因萃取體系局部高溫引起的花青素降解問(wèn)題。

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Changes of tem perature and p ressure in the extraction of anthocya?nins from blueberry by m icrowave/

XUE Hongkun,LIQingyan,HAN Lingyu,SUN Yu, ZHENG Xianzhe
(Schoolof Engineering,NortheastAgriculturalUniversity,Harbin 150030,China)

The aim of this study was to improve the utilization ofm icrowave extraction system and analyze the changes of tem perature and pressure in the extraction system.Blueberry powderwas used as raw materialand the two orthogonal rotation center combination design was used in this study,the effect of m icrowave intensity,extraction time,ethanolconcentration and solid-liquid ratio on the dielectric properties of the blueberry extraction system was studied.The changes of dielectric properties were analyzed,and the regression model between the dielectric properties and the m icrowave extraction conditions were established.Changes of temperature and pressure and absorption ofm icrowave energy in extraction system were analyzed based on the changes of dielectric properties.The results showed that the m icrowave intensity,extraction time,ethanol concentration and solid-liquid ratio had significant effects on the change of dielectric constant and dielectric loss factor.The dielectric constant and dielectric loss factor are positively correlated w ith the absorption ofm icrowave energy and the temperature,pressure in the extraction system. This study provided the valuable guidance for the optim ization of m icrowave extraction technology ofanthocyanin from blueberry.

blueberry;m icrowave-assisted extraction;dielectric property;anthocyanin;temperature; pressure

TQ914；O658.2

A

1005-9369（2017）04-0069-10

時(shí)間2017-4-24 6:20:13[URL]http://kns.cnki.net/kcms/detail/23.1391.S.20170424.0620.018.html

2016-10-16

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31571848，31271911）

薛宏坤（1988-），男，博士研究生，研究方向農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏。E-mail:1657956529@qq.com

*通訊作者：鄭先哲，教授，博士生導(dǎo)師，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏。E-mail:zhengxz@neau.edu.cn