木合塔爾·米吉提，吾爾泥沙·吐尼牙孜，瑪依努爾·托乎提

(阿克蘇職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電工程系，新疆 阿克蘇 843000)

0 引言

據(jù)史料記載，紅棗的營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值在遠(yuǎn)古時(shí)期就被人們發(fā)現(xiàn)并利用。《詩(shī)經(jīng)》已有“八月剝棗”的記載了?！抖Y記》上有“棗栗飴蜜以甘之”，并用于菜肴制作。紅棗又名大棗，性溫味甘，含有蛋白質(zhì)、脂肪、糖及豐富的維生素，還含有多種礦物質(zhì)等，營(yíng)養(yǎng)成分十分豐富，民間有“天天吃紅棗，一生不顯老”之說(shuō)。紅棗不僅是人們喜愛(ài)的水果，而且還是一味滋補(bǔ)、養(yǎng)血、安神的良藥[1-3]。紅棗鮮果因含水量高、不易儲(chǔ)存和運(yùn)輸，造成了極大的浪費(fèi)，故紅棗的深加工很有必要，采用熱風(fēng)干燥方法加工是目前使用最廣泛的方法之一。采用熱風(fēng)干燥紅棗的研究有許多，李煥榮等[4]使用兩種不同的干燥方式進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)干燥時(shí)干燥溫度對(duì)紅棗品質(zhì)的影響最大。香氣也是紅棗品質(zhì)區(qū)分的標(biāo)準(zhǔn)之一，不同的干燥溫度對(duì)香氣的影響也存在著差異[5-8]。根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)確定干燥溫度，不同的升溫方法也會(huì)影響紅棗的品質(zhì)[9-17]，熱風(fēng)干燥工藝已經(jīng)成熟[18-20]。

本試驗(yàn)采用熱風(fēng)干燥的方式加工紅棗干制品，分析紅棗干燥的影響因素，并對(duì)影響因素進(jìn)行試驗(yàn)分析，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果找出各個(gè)影響因素對(duì)干燥速率的影響，并通過(guò)分析研究各個(gè)影響因素對(duì)紅棗的品質(zhì)和香氣的影響，比較出各個(gè)因素對(duì)紅棗干燥的影響大小，為紅棗干制品的生產(chǎn)加工提供參考。

1 試驗(yàn)分析設(shè)計(jì)

1.1 分析原理

在熱風(fēng)干燥過(guò)程中，主要影響因素有溫度、風(fēng)速及紅棗排密。本文采用試驗(yàn)數(shù)據(jù)溫度為30、40、50℃，風(fēng)速為0.4、0.8、1.2m/s，紅棗排密為10、12、14kg/m2，分別進(jìn)行單因素試驗(yàn)，分析單因素的干燥特性。試驗(yàn)設(shè)計(jì)如表1所示，通過(guò)3組試驗(yàn)進(jìn)行。

表1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

本試驗(yàn)使用的設(shè)備主要有紅棗薄層連續(xù)干燥試驗(yàn)臺(tái)、電熱鼓風(fēng)干燥箱(WL861-2型)、電子天平、毛發(fā)溫濕度表KTH-1和TES-1341熱線(xiàn)式風(fēng)速計(jì)等。

試驗(yàn)時(shí)，溫度、濕度和風(fēng)速通過(guò)紅棗薄層連續(xù)干燥試驗(yàn)臺(tái)、電熱鼓風(fēng)干燥箱(WL861-2型)控制調(diào)節(jié)，毛發(fā)溫濕度表KTH-1測(cè)量濕度，TES-1341熱線(xiàn)式風(fēng)速計(jì)測(cè)量風(fēng)速，采用電子天平測(cè)量紅棗的質(zhì)量后進(jìn)行干燥可以控制紅棗干燥排密。

2 試驗(yàn)方法

2.1 試驗(yàn)原料

試驗(yàn)采用新疆樓蘭紅棗，未經(jīng)加工的鮮果產(chǎn)地為新疆巴音郭楞蒙古自治州若羌縣境內(nèi)。紅棗鮮果含水率為78%±3%，挑選無(wú)破損、蟲(chóng)蛀、霉?fàn)€，個(gè)頭飽滿(mǎn)的紅棗進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)紅棗不采用清水清洗，采用75%的酒精擦拭，在試驗(yàn)前用保鮮袋存放，并放在冰箱保鮮層中。

2.2 試驗(yàn)參數(shù)

紅棗干燥特性分析以含水率來(lái)表示，紅棗干燥特性曲線(xiàn)以時(shí)間為橫坐標(biāo)，含水率為縱坐標(biāo)。不同干燥時(shí)間紅棗的干基含水率P為

(1)

式中D—干燥速率；

MT—在干燥時(shí)間T時(shí)的質(zhì)量(g)；

M0—紅棗的初始質(zhì)量(g)。

(2)

式中D—干燥速率；

T2、T1—時(shí)間；

P2、P1—時(shí)間在T2、T1時(shí)的含水率(%)。

2.3 試驗(yàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)

紅棗的干燥特性的單因素分析中，紅棗的含水率為控制指標(biāo)之一。香氣的控制也是紅棗干制品的重要分級(jí)指標(biāo)，干燥效果好的紅棗香氣不被大量破壞，成品有著清新的棗香味。

紅棗的色澤是人們購(gòu)買(mǎi)紅棗的直接影響因素，在紅棗干燥過(guò)程中應(yīng)考慮到。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5835-2009 《干制紅棗》的要求，應(yīng)保證紅棗干制品的棗皮呈玫紅色、有光澤；紅棗的外形完整，果實(shí)飽滿(mǎn)，大小均勻，無(wú)硬皮，無(wú)霉?fàn)€，干燥均勻，口感無(wú)焦味，棗肉甜潤(rùn)，肉質(zhì)緊密、肥厚。

3 試驗(yàn)與結(jié)果

3.1 溫度單因素試驗(yàn)

根據(jù)參考文獻(xiàn)及試驗(yàn)確定風(fēng)速為0.4m/s，排密12kg/m2，溫度為30、40、50℃。在上述基礎(chǔ)上開(kāi)始溫度單因素分析試驗(yàn)，3個(gè)不同溫度下的干燥曲線(xiàn)如圖1所示。由圖1可以看出：隨著干燥時(shí)間的增加，試驗(yàn)品紅棗的含水率逐漸降低。

圖1 不同溫度干燥曲線(xiàn)

不同溫度干燥速率如表2所示。由表2可以看出：紅棗干燥溫度越高，速率越高；在紅棗干燥初期，干燥溫度設(shè)置高的試驗(yàn)組，紅棗干燥速率高。速率在紅棗干燥后期沒(méi)有明顯的增加，是因?yàn)樵诟稍锖笃诩t棗中自由水減少，剩余的結(jié)合水難以析出，故干燥速率不再增加。

表2 不同溫度干燥速率

Table 2 Different temperature drying rate %/h

30℃干燥速率40℃干燥速率50℃干燥速率122124235324445565666667778888888

經(jīng)觀(guān)察，干燥后的紅棗呈玫紅色至深紅色，有棗香味。在干燥溫度高的條件下，紅棗的顏色更深，紅棗中的維生素C在加熱時(shí)氧化分解，與氨基酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使紅棗顏色加深，紅棗的糖分焦糖化，也會(huì)導(dǎo)致紅棗的顏色加深。3種不同的溫度干燥下，觀(guān)察色澤發(fā)現(xiàn)：50℃干燥溫度的紅棗顏色最深，30℃、40℃的紅棗顏色較淺，色澤光亮度比較好。因?yàn)榧t棗的含糖和維生素C很重要，為不影響紅棗的品質(zhì)，干燥時(shí)選擇干燥溫度不宜太高。

3.2 風(fēng)速單因素試驗(yàn)

根據(jù)前期試驗(yàn)及參考文獻(xiàn)確定溫度為40℃，排密12kg/m2，風(fēng)速試驗(yàn)數(shù)據(jù)為0.4、0.8、1.2m/s。在上述基礎(chǔ)上開(kāi)始風(fēng)速的單因素分析試驗(yàn)，3種不同風(fēng)速下的干燥曲線(xiàn)如圖2所示。由圖2可知：隨著干燥時(shí)間的增加，紅棗的含水率逐漸降低，風(fēng)速低條件下干燥時(shí)間需要更多，但3種不同風(fēng)速下的紅棗含水率差別不大。

圖2 不同風(fēng)速干燥曲線(xiàn)

不同風(fēng)速干燥速率如表3所示。由表3可知：3組試驗(yàn)數(shù)據(jù)相差不大，紅棗含水率對(duì)比國(guó)家表GB/T 5835-2009 《干制紅棗》的要求都可以達(dá)標(biāo)。試驗(yàn)后觀(guān)察紅棗感官性狀，紅棗的色澤呈深紅色，紅棗外觀(guān)飽滿(mǎn)，大小均勻，口嘗棗肉清甜，無(wú)異味。3組試驗(yàn)的棗香味存在差異，風(fēng)速高時(shí)干燥的紅棗的棗香味比較淡，風(fēng)速低時(shí)干燥的紅棗香味比較濃。為保持紅棗的較高品質(zhì)，干燥時(shí)風(fēng)速不宜過(guò)大，否則會(huì)帶走紅棗的香氣，造成紅棗品質(zhì)的下降。

表3 不同風(fēng)速干燥速率

Table 3 Different wind speed drying rate %/h

0.4m/s干燥速率0.8m/s干燥速率1.2m/s干燥速率213323444455

續(xù)表3

3.3 排密單因素試驗(yàn)

根據(jù)前期試驗(yàn)及參考文獻(xiàn)，確定溫度為40℃，風(fēng)速為0.4m/s，排密試驗(yàn)數(shù)據(jù)為10、12、14kg/m2。在上述基礎(chǔ)上開(kāi)始排密的單因素分析試驗(yàn)，對(duì)3種不同排密下的干燥曲線(xiàn)進(jìn)行排密因素的分析，如圖3所示。

圖3 不同排密干燥曲線(xiàn)

由圖3可知：隨著干燥時(shí)間的增加，紅棗的含水率逐漸降低，不同排密對(duì)紅棗干燥有著比較大的影響，排密少的紅棗干燥效果更佳。紅棗排密過(guò)大會(huì)影響紅棗中水分的蒸發(fā)，紅棗占據(jù)空間，減少空隙，無(wú)法使熱風(fēng)對(duì)流帶走水汽，對(duì)干燥產(chǎn)生不良影響；過(guò)稀會(huì)造成紅棗干燥成本的增加。因此，應(yīng)用合適的干燥密度不會(huì)造成成本的浪費(fèi)，且能達(dá)到最佳的干燥效果。

不同排密干燥速度率如表4所示。由表4可知：3組試驗(yàn)數(shù)據(jù)紅棗含水率的要求達(dá)標(biāo)。根據(jù)試驗(yàn)前期數(shù)據(jù)，紅棗干燥密度小，前期干燥速率大，干燥空間的空隙大，紅棗中水分蒸發(fā)快，紅棗干燥見(jiàn)效快；另外，紅棗干燥時(shí)，接觸到其它物質(zhì)時(shí)，會(huì)影響紅棗接觸面的色澤。因此，選擇合適的干燥排密可以提高干紅棗的品質(zhì)。

紅棗的干燥程序分為兩個(gè)階段：一是紅棗內(nèi)的自由水向表面轉(zhuǎn)移的過(guò)程；二是紅棗中轉(zhuǎn)移到表面的水分受熱蒸發(fā)轉(zhuǎn)移到空氣中成為水蒸氣的過(guò)程。溫度的影響主要在第1階段，溫度的升高有利于紅棗內(nèi)部水分的轉(zhuǎn)移，風(fēng)速有利于轉(zhuǎn)移紅棗表面的水分。根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析可知：溫度對(duì)紅棗干燥的影響最大，風(fēng)速次之，最后是排密。

表4 不同排密干燥速率

Table 4 Different sorting drying rate %/h

10干燥速率12干燥速率14干燥速率3213324435445556557668669779889109

4 結(jié)論

1)溫度、風(fēng)速和排密都能影響紅棗干燥速率，但影響程度有所差異。其中，溫度對(duì)紅棗干燥需要的時(shí)間、速率影響較大，而風(fēng)速的影響比較偏重在香氣方面，排密可以比較好的保存紅棗的外觀(guān)。

2)本試驗(yàn)對(duì)于紅棗深加工工藝中的干燥工藝、干燥采用的設(shè)備及干燥程序的控制提供了參考數(shù)據(jù)，有利于更好地控制加工過(guò)程，確定最佳的干燥工藝參數(shù)，減少紅棗鮮果的浪費(fèi)，獲得更高品質(zhì)的紅棗干制品，提高紅棗的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，實(shí)現(xiàn)紅棗加工的優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉潤(rùn)平.紅棗的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及其保健作用[J].中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng),2009(12):50-52.

[2] 楊永祥,陳錦屏,吳曼.紅棗營(yíng)養(yǎng)保健價(jià)值及其加工利用的研究進(jìn)展[J].農(nóng)產(chǎn)品加工,2009(1):52-53,56.

[3] 王軍,張寶善,陳錦屏.紅棗營(yíng)養(yǎng)成分及其功能的研究[J]. 食品研究與開(kāi)發(fā),2003(2):68-72.

[4] 李煥榮，徐曉偉，許淼干制方式對(duì)紅棗部分營(yíng)養(yǎng)成分和香氣成分的影響[J].食品科學(xué)，2008，29(10)：330-333.

[5] Maia Jose Guilherme S，Andrade Eloisa Helenada Silva Milton Helio L．Aroma volatiles of pequi fruit(Caryocarbrasiliense Camb．)bq[J]．Journal of Food Composition and Analysis，2008，2l(7)：574-576．

[6] Kim J S，Chung H Y．GC-MS Analysis of the volatilecomponents in dried boxthom(Lycium chinensis)fruit[J]．Jouranl of the Korean Society for Applied Biological Chmistry，2009，52(5)：516-524．

[7] Moshonas M G，Shaw P E．Quantitation of volatileconstituents in mandarin juices and its use for comparison with orange juices by multivariate analysis[J]．Journal of Agriculture and Food Chemistry，1997，45(10)：3968-3972．

[8] Reid L M，O’Doanell C P，Downey G．Potential of SPME．oC and chemometrics to detect adultteration of soft fruit purees[J]．Journal of Agriculture and Food Chemistry，2004，52(3)：421-427．

[9] 陳錦屏，穆啟運(yùn)，田成瑞.不同升溫方式對(duì)烘干棗品質(zhì)影響的研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，1999，15(3)：237-240.

[10] 穆啟運(yùn)，陳錦屏．紅棗揮發(fā)性物質(zhì)在烘干過(guò)程中的變化研究[J]．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2001，17(4)：99-101.

[11] 閆寶生.烘房干制紅棗技術(shù)的應(yīng)用[J].農(nóng)產(chǎn)品加工，2005(4)：58-59.

[12] 張江寧,楊春,丁衛(wèi)英.不同干燥方式對(duì)紅棗品質(zhì)的影響[J].北方園藝,2016(14):139-143.

[13] 狄建兵,王愈.不同干燥方法對(duì)紅棗品質(zhì)的影響[J].農(nóng)產(chǎn)品加工,2013(9):44.

[14] 魯潔,孫劍鋒,王頡,等.熱風(fēng)干燥對(duì)阜平紅棗品質(zhì)的影響及其數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建[J].食品工業(yè)科技,2013(1):97-102.

[15] 劉小丹,張淑娟,賀虎蘭,等.紅棗微波-熱風(fēng)聯(lián)合干燥特性及對(duì)其品質(zhì)的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2012(24):280-286，363.

[16] 狄建兵,王愈,張培宜,等.不同干燥方法對(duì)紅棗品質(zhì)的影響[J].農(nóng)產(chǎn)品加工：學(xué)刊,2012(1):70-72.

[17] 于靜靜,畢金峰,丁媛媛.不同干燥方式對(duì)紅棗品質(zhì)特性的影響[J]. 現(xiàn)代食品科技,2011(6):610-614,672.

[18] Fang S Z, Wang Z F, Hu X S, et al. Shrinkage and qualitycharacteristics of whole fruit of Chinese jujube (Zizyphusjujube Miller) in microwave drying[J]. Food Science and Technology, 2010, 45(12): 2463-2469.

[19] Gowen A, Abu N, Frias J,Oliveira J, et al.Optimisation of dehydration and rehydration properties of cooked chickpeas (Cicerarietinum L.) undergoing microwave-hot air combination drying[J]. Food Science and Technology, 2006, 17(4):177-183.

[20] 吳海華，韓清華，楊炳南，等.枸杞熱風(fēng)微波真空組合干燥試驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，2010，41(9)：178-181.