王 遠(yuǎn) 張影全 趙 博 張 波 郭波莉 ，* 蔣長(zhǎng)興 魏益民

（1淮陰工學(xué)院生命科學(xué)與食品工程學(xué)院，江蘇 淮安 223003；2中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193）

掛面干燥主要是內(nèi)部水分遷移、轉(zhuǎn)化以及汽化脫除的過程。水分含量、狀態(tài)、分布及其動(dòng)態(tài)變化與掛面的干燥過程、產(chǎn)品質(zhì)量和干燥能耗密切相關(guān)［1-3］。研究掛面干燥過程水分狀態(tài)動(dòng)態(tài)遷移規(guī)律對(duì)深入理解掛面干燥過程水分遷移動(dòng)力學(xué)，及其對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量形成的影響機(jī)制具有重要意義。

掛面干燥是連續(xù)脫水過程，涉及物料內(nèi)部微觀層面水分相態(tài)轉(zhuǎn)變、遷移、汽化散失。不同干燥工藝參數(shù)直接影響干燥過程水分遷移、產(chǎn)品質(zhì)量等［4-5］。武亮等［6］分析認(rèn)為，通過Page模型能較好地反映掛面干燥過程水分含量隨時(shí)間的變化規(guī)律。前人研究認(rèn)為，掛面干燥過程中水分逐漸從淀粉顆粒內(nèi)部遷移出去，并與無定形淀粉和面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)合；隨著干燥時(shí)間的延長(zhǎng)，3種水分的橫向弛豫時(shí)間（T2）均呈不斷下降的趨勢(shì)，強(qiáng)結(jié)合水相對(duì)含量（A21）下降，弱結(jié)合水相對(duì)含量（A22）、自由水相對(duì)含量（A23）均呈上升趨勢(shì)［7-8］。Mercier等［9］利用構(gòu)建的意大利面干燥過程水分?jǐn)U散理論模型，確證了60 ℃干燥條件下毛細(xì)管作用是液態(tài)水的主要傳質(zhì)機(jī)制。也有研究表明水分狀態(tài)和遷移與面制品煮后質(zhì)構(gòu)及淀粉糊化程度相關(guān)［10-11］。前人基于模型或間隔取樣的方式對(duì)掛面干燥過程水分含量隨時(shí)間的變化規(guī)律及水分狀態(tài)和相對(duì)含量變化大致趨勢(shì)進(jìn)行了研究。然而，掛面干燥是一個(gè)連續(xù)的過程，干燥過程水分狀態(tài)、分布、遷移、轉(zhuǎn)化的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，及其動(dòng)態(tài)變化與掛面質(zhì)量關(guān)系等尚不明確。魏益民等［12］發(fā)明了溫度、濕度、時(shí)間可組合，可程序化控制，功耗、水分狀態(tài)和含水率可在線檢測(cè)的“食品水分分析技術(shù)平臺(tái)”。該平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)物料水分含量、狀態(tài)、分布、遷移的實(shí)時(shí)、在線、原位檢測(cè)，可獲得高精度的物料水分含量、水分結(jié)合狀態(tài)、質(zhì)子密度分布隨時(shí)間的原位動(dòng)態(tài)變化及特征等信息，可以作為掛面干燥水分動(dòng)力學(xué)研究有效的工具和平臺(tái)［13］。

本研究以永良4 號(hào)小麥品種面粉為原料，基于“食品水分分析技術(shù)平臺(tái)”，采用恒溫恒濕干燥工藝進(jìn)行干燥；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)掛面干燥過程中水分含量、T2弛豫譜；繪制掛面干燥過程不同水分結(jié)合狀態(tài)、絕對(duì)含量、相對(duì)含量變化曲線，探究其與掛面產(chǎn)品質(zhì)量的相關(guān)性，以期揭示不同干燥條件下掛面干燥過程水分狀態(tài)、分布和遷移規(guī)律及其與產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)系，為掛面干燥工藝參數(shù)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品質(zhì)量控制等提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

選用2019年購買自巴彥淖爾市農(nóng)牧業(yè)科學(xué)研究所的小麥（Triticum aestivumL.）籽粒（永良4號(hào)）為試驗(yàn)材料，用試驗(yàn)?zāi)シ蹤C(jī)磨粉，出粉率71.2%，所得面粉在室溫下密封保存?zhèn)溆?。永? 號(hào)小麥粉基本理化指標(biāo)如下：濕面筋含量28.5%、面筋指數(shù)87%、面團(tuán)形成時(shí)間5 min、穩(wěn)定時(shí)間6.6 min、弱化度40 BU、拉伸長(zhǎng)度178 mm、拉伸阻力206 BU。

1.2 主要儀器與設(shè)備

MLU 202 試驗(yàn)?zāi)シ蹤C(jī)，瑞士Buhler 公司；MT5-215型壓面機(jī)組，南京市揚(yáng)子糧油食品機(jī)械有限公司；食品水分分析技術(shù)平臺(tái)（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所谷物加工與品質(zhì)調(diào)控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)研發(fā)，專利號(hào)ZL201420479345.5）；DHG-9140 型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科技有限公司；ME4002E/02電子天平，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；NMI20-030H-I低場(chǎng)核磁共振分析儀，蘇州紐邁分析儀器股份有限公司；TA.XT plus型物性測(cè)定儀，美國(guó)Stable Micro Systems公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 干燥試驗(yàn)采用恒溫恒濕干燥工藝，參照魏益民等［14］的方法并稍作修改，干燥溫度設(shè)置30、40 ℃兩個(gè)水平，相對(duì)濕度設(shè)置65%、75%、85%三個(gè)水平，采用全排列試驗(yàn)組合，干燥時(shí)間300 min?！笆称匪址治黾夹g(shù)平臺(tái)”自動(dòng)記錄干燥過程掛面的水分含量、水分狀態(tài)，測(cè)試間隔5 min。每個(gè)干燥組合試驗(yàn)至少重復(fù)3次。

1.3.2 試驗(yàn)方法

1.3.2.1 面條制作 參照張影全等［13］的方法加工制作掛面。將切好的濕面條分成三部分：第一部分，隨機(jī)剪取20 g左右濕面條，用于烘箱法測(cè)定初始水分含量；第二部分，隨機(jī)抽取4根濕面條，截成2 cm長(zhǎng)，放入“食品水分分析技術(shù)平臺(tái)”的核磁測(cè)定樣品臺(tái)，用于實(shí)時(shí)、在線、原位測(cè)定干燥過程掛面中水分狀態(tài)；第三部分，懸掛在面桿上，同時(shí)放入“食品水分分析技術(shù)平臺(tái)”水分含量測(cè)定裝置內(nèi)。干燥結(jié)束后，將面條切分成20 cm長(zhǎng)，放入自封袋備用。

1.3.2.2 掛面水分狀態(tài)測(cè)定 參照張影全等［13］的方法和參數(shù)，采用低場(chǎng)核磁共振分析儀，利用Carr-Purcey-Meiboom-Gill（CPMG）脈沖序列測(cè)定干燥過程掛面中水分橫向弛豫時(shí)間（T2），計(jì)算相對(duì)含量（A2）、絕對(duì)含量（W2）。

根據(jù)掛面中t時(shí)刻核磁測(cè)定反演曲線中水分狀態(tài)的分峰面積，根據(jù)式（1）計(jì)算該時(shí)刻掛面水分狀態(tài)的相對(duì)含量（A2）：

式中，i=1、2、3；A2i（t）為掛面干燥t時(shí)刻某狀態(tài)水分相對(duì)含量，%；S2i（t）為掛面干燥t時(shí)刻某狀態(tài)水分核磁反演峰面積；S21（t）為掛面干燥t時(shí)刻強(qiáng)結(jié)合水峰面積；S22（t）為掛面干燥t時(shí)刻弱結(jié)合水峰面積；S23（t）為掛面干燥t時(shí)刻自由水峰面積。

根據(jù)掛面中t時(shí)刻掛面水分含量及水分狀態(tài)的相對(duì)含量，根據(jù)式（2）計(jì)算該時(shí)刻掛面水分狀態(tài)絕對(duì)含量（W2）：

式中，i=1、2、3；W2i（t）為掛面干燥t時(shí)刻某狀態(tài)水分絕對(duì)含量，%；W為干燥t時(shí)刻掛面水分含量，%。

1.3.2.3 掛面干燥過程水分狀態(tài)及含量變化曲線繪制 參照魏益民等［14］的方法，計(jì)算并繪制掛面干燥過程水分含量（W）、T2、A2和W2的變化曲線。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目與方法

收縮率測(cè)定：參照惠瀅等［15］的方法，利用游標(biāo)卡尺測(cè)定掛面產(chǎn)品干燥收縮率（ψ）。

抗彎曲特性測(cè)定：參照于曉磊［16］的方法，利用質(zhì)構(gòu)儀，采用A/SFR探頭測(cè)定掛面產(chǎn)品抗彎曲特性，根據(jù)掛面抗彎曲特征曲線計(jì)算掛面抗彎強(qiáng)度、折斷距離和折斷功。

1.5 數(shù)據(jù)處理

對(duì)采集到的數(shù)據(jù)使用SPSS 25.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行單因素方差分析，結(jié)果以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。采用Origin 2021軟件進(jìn)行皮爾遜相關(guān)性分析并繪制圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 干燥過程掛面水分狀態(tài)的變化

掛面中水分橫向弛豫時(shí)間（T2）主要反映水分與蛋白質(zhì)、淀粉等其他組分結(jié)合的緊密程度，T2越小，結(jié)合強(qiáng)度越大［17-19］。不同條件下掛面干燥過程內(nèi)部水分結(jié)合狀態(tài)隨時(shí)間變化的3D 彩色映射圖如圖1 所示。結(jié)果表明，不同干燥組合條件下，掛面干燥過程內(nèi)部主要存在3 種不同狀態(tài)的水，其中強(qiáng)結(jié)合水橫向弛豫時(shí)間（T21）為0.06～0.187 ms，弱結(jié)合水橫向弛豫時(shí)間（T22）為0.811～5.722 ms，自由水橫向弛豫時(shí)間（T23）為34.305～242.013 ms。隨著干燥的進(jìn)行，T21、T22均有向左偏移的趨勢(shì)，T21、T22降低，T23變化規(guī)律不明顯；強(qiáng)結(jié)合水和弱結(jié)合水信號(hào)強(qiáng)度均呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，自由水信號(hào)強(qiáng)度變化不明顯。不同干燥條件下掛面T2和信號(hào)強(qiáng)度變化趨勢(shì)基本一致。

圖1 掛面干燥過程水分狀態(tài)的3D彩色映射圖Fig.1 3D color map of moisture state of Chinese dried noodles during drying process

2.1.1 相對(duì)濕度與水分狀態(tài)變化曲線 同一溫度不同相對(duì)濕度條件下，掛面中T2隨干燥時(shí)間變化曲線如圖2所示。干燥溫度為30、40 ℃時(shí)，不同相對(duì)濕度條件下，干燥過程T21均呈波動(dòng)下降趨勢(shì)。相對(duì)濕度為75%條件下，T21變化下降幅度較小，相對(duì)濕度為65%、85%時(shí)，T21在干燥中后期波動(dòng)幅度較大。干燥前30 min，T21下降幅度較大，干燥中后期雖仍呈下降趨勢(shì)，但下降幅度較?。▓D2-A、B）。

圖2 不同相對(duì)濕度條件下掛面干燥過程T2變化曲線Fig.2 Change curve of T2 of Chinese dried noodles during drying process under different relative humidity

干燥溫度為30、40 ℃時(shí)，不同相對(duì)濕度條件下，干燥過程T22均呈波動(dòng)下降趨勢(shì)。干燥前30 min，T22迅速下降；30～120 min，緩慢下降；120～300 min，掛面中T22基本保持不變。不同相對(duì)濕度條件下，掛面干燥過程T22存在一定差異。30 ℃時(shí)，前期（0～60 min）整體表現(xiàn)為T22（65%）＞T22（85%）＞T22（75%），中后期（60～300 min），整體表現(xiàn)為T22（65%）＞T22（75%）＞T22（85%）。40 ℃時(shí)，干燥過程整體表現(xiàn)為T22（85%）＞T22（75%）＞T22（65%）（圖2-C、D）。

干燥溫度為30、40 ℃時(shí)，不同相對(duì)濕度條件下，干燥前30 min 左右T23呈波動(dòng)變化趨勢(shì)（先下降后上升）；30 min 以后呈下降趨勢(shì)，但下降幅度較小。相對(duì)濕度75%條件下，干燥過程各時(shí)間點(diǎn)T23均最低。干燥溫度30 ℃條件下，T23整體變化波動(dòng)??；干燥溫度40 ℃條件下，T23整體變化波動(dòng)較大（圖2-E、F）。

2.1.2 溫度與水分狀態(tài)變化曲線 同一相對(duì)濕度不同溫度條件下，掛面中T2隨干燥時(shí)間變化曲線如圖3所示。相對(duì)濕度65%條件下，干燥溫度為30 ℃時(shí)，干燥前期和后期T21高于40 ℃，干燥中期30 ℃和40 ℃條件下差異不大（圖3-A）；相對(duì)濕度75%條件下，干燥溫度為30 ℃時(shí)，干燥過程掛面中T21均低于40 ℃（圖3-B）；相對(duì)濕度85%條件下，干燥溫度為30 ℃時(shí)，干燥前期、中期掛面中T21均高于40 ℃，后期30 ℃和40 ℃間差異不大（圖3-C）。

相對(duì)濕度65%條件下，干燥溫度為30 ℃時(shí)，干燥過程掛面中T22均高于40 ℃（圖3-D）；相對(duì)濕度75%、85%條件下，干燥溫度為30 ℃時(shí)，干燥過程掛面中T22與40 ℃時(shí)差異不大（圖3-E、F）。

相對(duì)濕度65%、75%、85%條件下，干燥溫度為30 ℃時(shí)，干燥過程掛面中T23均低于40 ℃（圖3-G、H、I）。

圖3 不同干燥溫度條件下掛面干燥過程T2變化曲線Fig.3 Change curve of T2 of Chinese dried noodles during drying process under different temperatures

2.2 干燥過程掛面中W2的變化曲線

掛面中W2隨干燥時(shí)間變化曲線如圖4、5所示。掛面中弱結(jié)合水絕對(duì)含量（W22）最高，為7.72%～26.72%，其次為強(qiáng)結(jié)合水絕對(duì)含量（W21），為0.03%～7.64%，自由水絕對(duì)含量（W23）最低，為0.13%～0.88%。不同干燥組合條件下，干燥過程總水分含量（W）、W21、W22和W23隨干燥時(shí)間變化趨勢(shì)基本一致，但不同干燥組合條件下，干燥過程掛面中水分含量和不同狀態(tài)水分絕對(duì)含量存在一定差異。

圖4 不同相對(duì)濕度條件下掛面干燥過程W2變化曲線Fig.4 Change curve of W2 of Chinese dried noodles during drying process under different relative humidity

2.2.1 相對(duì)濕度與W2變化曲線 同一溫度不同相對(duì)濕度條件下，掛面中W2隨干燥時(shí)間變化曲線如圖4 所示。干燥溫度為30 ℃時(shí)，干燥過程整體表現(xiàn)為W（85%）＞W(wǎng)（75%）＞W(wǎng)（65%）；干燥溫度為40 ℃時(shí)，干燥過程整體表現(xiàn)為W（85%）＞W(wǎng)（65%）＞W(wǎng)（75%）（圖4-A、B）。

干燥溫度為30、40 ℃時(shí)，不同相對(duì)濕度條件下，掛面中W21隨干燥時(shí)間的延長(zhǎng)均呈下降趨勢(shì)。干燥前30 min，W21下降幅度較大，干燥中后期雖仍呈下降趨勢(shì)，但下降幅度較小。30 ℃條件下，相對(duì)濕度為85%時(shí)，干燥前中期（0～120 min）掛面中W21均高于65%、75%（圖4-A）；40 ℃條件下，相對(duì)濕度為75%時(shí)，干燥過程掛面中W21均高于65%、85%（圖4-B）。

干燥溫度為30、40 ℃時(shí)，不同相對(duì)濕度條件下，掛面中W22隨干燥時(shí)間的延長(zhǎng)均呈下降趨勢(shì)。干燥前60 min，W22迅速下降；60～180 min，緩慢下降；180～300 min，掛面中W22基本保持不變。30 ℃條件下，相對(duì)濕度為85%時(shí)，干燥過程掛面W22均高于65%、75%（圖4-A）；40 ℃時(shí)，干燥過程整體表現(xiàn)為W22（85%）＞W(wǎng)22（65%）＞W(wǎng)22（75%）（圖4-B）。

干燥溫度為30、40 ℃時(shí)，不同相對(duì)濕度條件下，掛面中W23隨干燥時(shí)間的延長(zhǎng)呈波動(dòng)變化趨勢(shì)。干燥前15 min 左右，W23上升；15～30 min，呈下降趨勢(shì)。不同干燥組合條件下，下降幅度存在差異。30 ℃時(shí)，干燥過程整體表現(xiàn)為W23（85%）＞W(wǎng)23（75%）＞W(wǎng)23（65%）（圖4-A）；40 ℃時(shí)，干燥過程整體表現(xiàn)為W23（65%）較高（圖4-B）。

2.2.2 溫度與W2變化曲線 同一相對(duì)濕度不同溫度條件下，掛面中W2隨干燥時(shí)間變化曲線如圖5 所示。相對(duì)濕度為65%時(shí)，干燥溫度30、40 ℃條件下，干燥過程掛面中W差異不大（圖5-A）；相對(duì)濕度為75%、85%時(shí)，干燥溫度30 ℃條件下，干燥過程掛面中W均高于40 ℃（圖5-B、C）。

圖5 不同干燥溫度條件下掛面干燥過程W2變化曲線Fig.5 Change curve of W2 of Chinese dried noodles during drying process under different temperatures

相對(duì)濕度為65%時(shí)，干燥溫度30、40 ℃條件下，干燥過程掛面中W21、W22差異不大（圖5-A）。相對(duì)濕度為75%時(shí)，干燥溫度30 ℃條件下，干燥過程掛面中W21低于40 ℃；相對(duì)濕度為85%時(shí)，干燥溫度30 ℃條件下，干燥過程掛面中W21高于40 ℃。相對(duì)濕度為75%、85%時(shí)，干燥溫度30 ℃條件下，干燥過程掛面中W22均高于40 ℃（圖5-B、C）。

相對(duì)濕度為65%時(shí)，干燥溫度40 ℃條件下，干燥過程掛面中W23始終高于30 ℃；相對(duì)濕度為75%、85%時(shí)，干燥溫度40 ℃條件下，干燥過程掛面中W23始終低于30 ℃（圖5-A、B、C）。

2.3 掛面干燥過程A2變化

不同干燥組合條件下掛面中A2隨干燥時(shí)間變化曲線如圖6、7 所示。不同干燥組合條件下，掛面中強(qiáng)結(jié)合水相對(duì)含量（A21）為0.30%～25.81%，弱結(jié)合水相對(duì)含量（A22）為72.53%～98.9%，自由水相對(duì)含量（A23）為0.69%～3.01%。

2.3.1 相對(duì)濕度與A2變化曲線 干燥溫度為30 ℃時(shí)，不同相對(duì)濕度（65%、75%、85%）條件下，干燥前15 min，A21均呈上升趨勢(shì)；15～60 min，A21下降幅度較大；干燥中后期雖仍呈下降趨勢(shì)，但下降幅度較?。▓D6-A）。干燥溫度為40 ℃時(shí)，相對(duì)濕度75%條件下，干燥過程A21整體較高；相對(duì)濕度65%和85%條件下，干燥過程A21差異不大（圖6-B）。

干燥溫度為30 ℃時(shí)，相對(duì)濕度65%、75%、85%條件下，干燥前15 min，A22均呈下降趨勢(shì)；15～60 min，A22呈上升趨勢(shì)；干燥中后期雖仍呈上升趨勢(shì)，但上升幅度較?。▓D6-C）。干燥溫度為40 ℃時(shí)，相對(duì)濕度75%條件下，干燥過程A22整體較低，相對(duì)濕度65%和85%條件下，干燥過程A22差異不大。相對(duì)濕度65%、85%條件下，干燥過程A22呈上升趨勢(shì)，干燥前期（0～60 min）上升幅度較大，中后期上升幅度較??；相對(duì)濕度75%條件下，干燥過程A22呈下降趨勢(shì)，下降幅度較小（圖6-D）。

干燥溫度為30、40 ℃時(shí)，不同相對(duì)濕度條件下，干燥前15 minA23均呈現(xiàn)迅速上升趨勢(shì)，15～60 min 呈逐漸下降趨勢(shì)，60～300 min 呈上升趨勢(shì)（圖6-E、F）。干燥溫度為30 ℃時(shí)，相對(duì)濕度65%條件下，干燥過程A23均低于75%、85%（圖6-E）。干燥溫度為40 ℃時(shí)，不同相對(duì)濕度條件下，干燥過程A23差異不大（圖6-F）。

圖6 不同相對(duì)濕度條件下掛面干燥過程A2變化曲線Fig.6 Change curve of A2 of Chinese dried noodles during drying process under different relative humidity

2.3.2 溫度與A2變化曲線 同一相對(duì)濕度不同溫度條件下，掛面中A2隨干燥時(shí)間變化曲線如圖7所示。相對(duì)濕度為65%時(shí)，干燥溫度30 ℃條件下，干燥前30 min，掛面中A21均低于40 ℃；干燥時(shí)間30～90 min，掛面中A21均高于40 ℃；90～300 min，30、40 ℃條件下A21差異不大（圖7-A）。相對(duì)濕度為75%時(shí)，干燥溫度30 ℃條件下，干燥過程掛面中A21均低于40 ℃（圖7-B）。相對(duì)濕度為85%時(shí)，干燥溫度30 ℃條件下，干燥過程掛面中A21整體高于40 ℃，但差異不大（圖7-C）。

相對(duì)濕度為65%時(shí)，干燥溫度30 ℃條件下，干燥前30 min，掛面中A22均高于40 ℃；干燥時(shí)間30～90 min，掛面中A21均低于40 ℃；90～300 min，30、40 ℃條件下A22差異不大（圖7-D）。相對(duì)濕度為75%時(shí)，干燥溫度30 ℃條件下，干燥過程掛面中A21均高于40 ℃（圖7-E）。相對(duì)濕度為85%時(shí)，干燥溫度30 ℃條件下，干燥過程掛面中A21整體低于40 ℃，但差異不大（圖7-F）。

相對(duì)濕度為65%時(shí)，干燥溫度30 ℃條件下，干燥過程掛面中A23均低于40 ℃（圖7-G）；相對(duì)濕度為75%時(shí)，干燥溫度30 ℃條件下，干燥過程掛面中A23整體高于40 ℃（圖7-H）；相對(duì)濕度85%條件下，干燥溫度為30 ℃時(shí)，干燥過程掛面中A23與40 ℃時(shí)差異不大（圖7-I）。

圖7 不同干燥溫度條件下掛面干燥過程A2變化曲線Fig.7 Change curve of A2 of Chinese dried noodles during drying process under different temperatures

2.4 不同干燥條件下掛面產(chǎn)品質(zhì)量特性

由表1 可知，不同干燥組合條件下，掛面收縮率及抗彎曲特性整體存在顯著差異。同一干燥溫度條件下，掛面收縮率隨著相對(duì)濕度的增加而整體顯著降低（P＜0.05）。30 ℃條件下，相對(duì)濕度為65%時(shí)，掛面抗彎強(qiáng)度顯著高于85%；40 ℃條件下，不同相對(duì)濕度下掛面抗彎強(qiáng)度之間無顯著差異。30 ℃和40 ℃條件下，相對(duì)濕度為65%時(shí)，掛面折斷距離、折斷功均顯著高于85%，與75%之間無顯著差異（P＞0.05）。同一干燥相對(duì)濕度條件下，溫度30 和40 ℃時(shí)的掛面收縮率、抗彎強(qiáng)度、折斷距離、折斷功均無顯著差異（P＞0.05）。

表1 不同干燥組合條件下掛面產(chǎn)品質(zhì)量特性單因素方差分析Table 1 Single factor analysis of product quality characteristics of Chinese dried noodles under different drying combinations

2.5 干燥過程掛面水分結(jié)合狀態(tài)與產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)系

根據(jù)不同結(jié)合狀態(tài)水分變化曲線，采用皮爾遜相關(guān)性分析方法，分析了干燥過程水分遷移轉(zhuǎn)化關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)（15、30、60、120、300 min）掛面內(nèi)部不同結(jié)合狀態(tài)水分T2、W2、A2與掛面產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)系。結(jié)果表明，掛面產(chǎn)品收縮率與（15 min-W21）、（120 min-W21）、（60 min-W22）、（15 min-W23）、（30 min-W23）、（60 min-W23）、（120 min-A21）、（15 min-A23）呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)；與（15 min-A22）、（120 min-A22）呈顯著正相關(guān)?？箯潖?qiáng)度與（60 min-T21）、（120 min-T21）、（300 min-T21）以及15、120、300 min時(shí)的W21、A21呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)；與（15 min-W22）、（15 min-A22）、（300 min-A22）呈顯著或極顯著正相關(guān)。折斷距離僅與（30 min-T21）呈極顯著負(fù)相關(guān)。折斷功與（30 min-T21）、（60 min-T21）、（120 min-T21）、（15 min-W21）、（300 min-W21）、（15 min-A21）、（300 min-A21）呈顯著或極顯著負(fù)相關(guān)；與（15 min-A22）呈顯著正相關(guān)（表2）。

表2 干燥過程掛面中水分狀態(tài)與產(chǎn)品質(zhì)量相關(guān)系數(shù)Table 2 Pearson's correlation coefficient of water state in Chinese dried noodles during drying process and quality characteristics

3 討論

掛面干燥過程中，掛面內(nèi)部水分向外部不斷傳遞汽化散失最終達(dá)到平衡狀態(tài)［20-22］。本研究發(fā)現(xiàn)，不同干燥組合條件下，掛面干燥過程內(nèi)部主要存在3 種不同狀態(tài)的水，這與前人對(duì)面團(tuán)、饅頭［23］、掛面［24-25］的研究結(jié)果一致［23-25］。干燥過程掛面中強(qiáng)結(jié)合水T21為0.06～0.187 ms，弱結(jié)合水T22為0.811～5.722 ms，自由水T23為34.305～242.013 ms，其中弱結(jié)合水的絕對(duì)含量和相對(duì)含量最高，其次是強(qiáng)結(jié)合水，自由水最低。

干燥過程水分“態(tài)變”受溫度、相對(duì)濕度等條件共同影響，不同干燥條件下掛面中T2、W2、A2隨干燥時(shí)間變化趨勢(shì)基本一致。于曉磊［16］采用間隔取樣的方式研究發(fā)現(xiàn)，干燥過程掛面中T21、T22整體均呈下降趨勢(shì)，掛面中水分與面條基質(zhì)結(jié)合強(qiáng)度變大，逐漸緊密；T23具有下降的趨勢(shì)，但波動(dòng)較大。本研究結(jié)果表明，干燥初始階段，掛面中W21、W22、T21、T22較高，隨干燥時(shí)間延長(zhǎng)，W、W21、W22均呈逐漸下降趨勢(shì)，W23呈先上升后下降趨勢(shì)。干燥前期，水分散失較快，掛面中大量強(qiáng)結(jié)合水轉(zhuǎn)化為弱結(jié)合水，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為自由水汽化散失；干燥中后期，W21基本保持動(dòng)態(tài)穩(wěn)定，弱結(jié)合水繼續(xù)向自由水轉(zhuǎn)化并汽化散失，隨著干燥的進(jìn)行，存在于淀粉內(nèi)部與蛋白質(zhì)緊密結(jié)合的水分子以及存在于淀粉外部和面筋網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的水分子快速脫除，剩余水分結(jié)合能力增加，T21、T22迅速下降。干燥工藝參數(shù)對(duì)干燥過程不同狀態(tài)水分含量具有一定影響，其中相對(duì)濕度對(duì)W2的影響大于溫度，同一干燥溫度條件下，相對(duì)濕度越高，W21、W22越高。

前人研究發(fā)現(xiàn)，干燥過程掛面中A21下降，A22占比上升，A23有增大的趨勢(shì)，推測(cè)A21、A22的改變可能是干燥過程中水分由面筋區(qū)域轉(zhuǎn)移至淀粉區(qū)域所導(dǎo)致［26］。本研究結(jié)果表明，不同干燥條件下，掛面中A21、A22、A23隨時(shí)間變化的趨勢(shì)總體相同，A21與A22變化趨勢(shì)相反，推測(cè)二者存在動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)化。干燥初始階段，掛面中水分主要以弱結(jié)合水存在，在干燥的作用下大量弱結(jié)合水向自由水轉(zhuǎn)化，表現(xiàn)為A21和A23上升，A22下降。干燥過程中，A21較低，這部分水與面條基質(zhì)結(jié)合緊密；A22較高，與面條基質(zhì)結(jié)合較為松散。A21下降速度較快，易達(dá)到平衡狀態(tài)，使得A22、A23呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。此外，相對(duì)濕度對(duì)A2的影響大于溫度，相對(duì)濕度越高，A2波動(dòng)性較大。干燥過程相對(duì)濕度過大阻礙掛面水分脫除，可能進(jìn)一步促進(jìn)掛面內(nèi)部強(qiáng)結(jié)合水與弱結(jié)合水之間的相互轉(zhuǎn)化。

單因素方差分析結(jié)果表明，相對(duì)濕度對(duì)掛面質(zhì)量的影響大于溫度。相對(duì)濕度較大能減小面條表面和內(nèi)部之間的水分梯度，防止由于面條表面干燥過快，收縮應(yīng)力差異較大導(dǎo)致的面條彎曲變形，甚至龜裂或酥條等質(zhì)量問題［27-28］。掛面干燥工藝需要綜合考慮溫度和相對(duì)濕度的共同影響，相對(duì)濕度過高仍會(huì)對(duì)掛面質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。

相關(guān)性分析結(jié)果表明，掛面干燥過程中掛面T2、A2、W2與產(chǎn)品質(zhì)量有關(guān)。推測(cè)干燥過程中，水分遷移轉(zhuǎn)化關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)的水分狀態(tài)發(fā)生劇烈變化，存在于淀粉內(nèi)部與蛋白質(zhì)緊密結(jié)合的強(qiáng)結(jié)合水以及存在于淀粉外部和面筋網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的弱結(jié)合水快速脫除，轉(zhuǎn)化為自由水散失。水分相態(tài)劇烈變化可能對(duì)面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，影響掛面質(zhì)量形成。

研究認(rèn)為，干燥過程中，水分遷移轉(zhuǎn)化關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)時(shí)的水分狀態(tài)劇烈變化與掛面產(chǎn)品質(zhì)量形成有一定關(guān)系，干燥過程中應(yīng)關(guān)注水分遷移轉(zhuǎn)化關(guān)鍵時(shí)間點(diǎn)時(shí)的水分狀態(tài)變化。然而，掛面干燥過程水分遷移轉(zhuǎn)化如何影響面筋網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化，進(jìn)而影響產(chǎn)品質(zhì)量形成等科學(xué)問題尚需深入研究。

4 結(jié)論

本研究結(jié)果表明，掛面干燥過程內(nèi)部主要存在3種不同狀態(tài)的水，其中弱結(jié)合水的相對(duì)含量、絕對(duì)含量最高，其次是強(qiáng)結(jié)合水，自由水最低。干燥過程中，掛面中水分發(fā)生“態(tài)變”遷移散失。其中，T21、T22隨干燥時(shí)間的延長(zhǎng)均呈下降趨勢(shì)，T21較T22更快達(dá)到平衡狀態(tài)；T23呈“下降-上升-緩慢下降”趨勢(shì)；W、W21、W22均呈逐漸下降趨勢(shì)，W23呈“先上升后下降”趨勢(shì)；A21與A22變化趨勢(shì)相反，A23呈“上升-下降-緩慢上升”趨勢(shì)。干燥相對(duì)濕度對(duì)干掛面產(chǎn)品質(zhì)量的影響大于溫度。干燥過程掛面中強(qiáng)結(jié)合水的狀態(tài)和含量對(duì)掛面產(chǎn)品質(zhì)量影響最大，其中T21與掛面收縮率及抗彎曲特性均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系。