穆 琳

（北京市懷柔區(qū)中醫(yī)醫(yī)院，北京 101400）

紅薯（Ipomoea batatas Lam），又稱地瓜、甘薯等，為旋花科（Convolvulaceae）一年生草本植物，是重要的糧食、飼料及工業(yè)原料，廣泛種植于世界上100 多個國家，其總產(chǎn)量在世界糧食總產(chǎn)量中列于第7 位（FAO，2002）。紅薯富含多種營養(yǎng)物質(zhì)，每100 g 紅薯塊根中約含蛋白質(zhì)1.8 g，糖29.5 g，脂肪0.2 g，β-胡蘿卜素1.1 mg。楊志堅[1]研究發(fā)現(xiàn)不同部位中脫氫表雄酮（DHEA）含量為薯皮126.03 μg/100 g，薯肉16.23 μg/100 g，葉片5.74 μg/100 g，葉柄2.55 μg/100 g。王悅等人[2]研究發(fā)現(xiàn)紅薯中礦物質(zhì)含量為干物質(zhì)總質(zhì)量的2.64%，其中K 含量最高為1.49%，其次是Fe 0.78%，Mg 0.12%，Na、Ca 各0.05%，Mn 0.04%，Al 0.02%，非金屬元素中Cl 0.12%，S 0.06%，P 0.06%。此外，張立明等人[3]發(fā)現(xiàn)紅薯中含有豐富的維生素，其中維B10.08 mg/100 g、維B20.05 mg/100 g，維C 20 mg/100 g，王玉霞[4]發(fā)現(xiàn)單位質(zhì)量的紅薯中維C 含量是蘋果、葡萄的10～30 倍，維B1和維B2含量分別比大米高6 倍和3 倍，維E 是小麥的9.5 倍。

我國食品工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃（2011）里明確列出，糧食加工業(yè)的未來發(fā)展方向為，在甘薯、馬鈴薯的主要產(chǎn)地，發(fā)展鮮甘薯年處理量4 萬t 及以上的加工基地，薯類將是繼水稻、玉米、小麥之后前景最為廣闊的農(nóng)作物。據(jù)測算，我國糧食產(chǎn)后損失率達到7%，遠高于發(fā)達國家的1%（《十二五規(guī)劃，2011》），因此國家大力支持農(nóng)民和專業(yè)的機構(gòu)合作以改善貯藏、保鮮等設(shè)備設(shè)施條件，減少農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)后損失，提升入市品級?！妒逡?guī)劃》中同時強調(diào)果蔬脫水貯藏加工行業(yè)的發(fā)展，重點開發(fā)耦合干燥、節(jié)能環(huán)保干燥等技術(shù)，發(fā)展香菇、甘薯類等脫水產(chǎn)品。由此可見，果蔬脫水干燥將擁有更多的發(fā)展機遇，與此同時，選擇節(jié)能、環(huán)保、高效的干燥技術(shù)應(yīng)被提上日程。

采用滲透預(yù)處理的微波干燥方式進行脫水干燥工藝。滲透脫水過程以滲透液組成為變量，進行直接微波干燥，并以非滲透的直接微波干燥組為對照，利用Origin 8.5 進行繪圖，得出紅薯片滲透過程中的失水率和固形物得率，以及干燥過程中的濕含量變化曲線。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

紅薯，購自當?shù)爻?；新鮮，無病蟲害，形狀均勻；蔗糖、氯化鈉，均為國產(chǎn)分析純。MP120-1型電子天平，上海第二天平儀器廠產(chǎn)品；恒溫水浴鍋，沈陽科瑞永興化玻儀器有限公司產(chǎn)品。

1.2 試驗方案

新鮮紅薯清洗、去皮，切片厚度為5 mm，然后分別浸入60%蔗糖、50%蔗糖+10%氯化鈉、55%蔗糖+5%氯化鈉溶液中3.5 h（溶液溫度30 ℃，料液比1∶10），再分別進行梯度為80，100，120 W 的微波干燥處理，烘至干基含水量為0.15 g 水/ g 干物質(zhì)。滲透過程中每隔15 min 稱量薯片質(zhì)量，微波干燥過程中每隔5 min 稱量薯片質(zhì)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 滲透過程含水量的變化

紅薯滲透過程中含水量的變化見圖1。

圖1 紅薯滲透過程中含水量的變化

由圖1 可知，紅薯在滲透過程中含水量逐漸降低，且前120 min 內(nèi)下降趨勢顯著，而后逐漸趨于平緩。由于滲透初期，溶液濃度較大，形成較高的滲透壓，使得紅薯片脫水速率較高，隨著滲透時間的延長，溶液中的溶質(zhì)分子進入到紅薯的組織結(jié)構(gòu)中，降低了溶液滲透壓，故脫水速率降低，含水量變化趨于平緩。

2.2 失水率和固形物得率

紅薯滲透過程中失水率隨時間變化曲線見圖2，滲透過程中固形物得率隨時間變化曲線見圖3。

圖2 紅薯滲透過程中失水率隨時間變化曲線

圖3 滲透過程中固形物得率隨時間變化曲線

由圖2、圖3 可知，在30 ℃下，60%蔗糖溶液滲透過程中，紅薯的固形物得率和失水率隨著滲透進程逐漸增大，在滲透時間為3.5 h 時，紅薯的有效指數(shù)（Efficiency Index，EI）最高，此時失水率高，固形物得率低，為最佳滲透時間。

2.3 不同滲透液的滲透效果

不同滲透液中紅薯片的固形物得率和失水率的變化見圖4。

圖4 不同滲透液中紅薯片的固形物得率和失水率的變化

圖4 反映的是在同一室溫下，紅薯片在不同糖鹽比例的混合溶液中滲透3.5 h 后的失水率和固形物得率。由圖4 可知，糖鹽混合液的脫水效果比純糖溶液顯著，并且隨著鹽分比例的增加，溶液的脫水效果也顯著增強。50%蔗糖+10%氯化鈉溶液的脫水效果是這一系列總體積分數(shù)為60%的混合溶液中最好的，失水率達到42.8%，而55%蔗糖+5%氯化鈉和60%蔗糖失水率分別為41.4%，31.1%。

由圖4 可知，紅薯片經(jīng)滲透后，糖液中的固形物得率（7.1%）明顯少于糖鹽混合液的固形物得率，而混合液中，50%蔗糖+10%氯化鈉溶液處理后紅薯片的固形物得率為16.2%，顯著高于55%蔗糖+5%氯化鈉溶液處理后紅薯片的固形物得率13.6%。

2.4 紅薯片微波干燥過程中的水分變化曲線

不同滲透液下紅薯片水分比隨時間變化曲線見圖5。

圖5 不同滲透液下紅薯片水分比隨時間變化曲線

圖5 顯示的是紅薯片的水分比在不同滲透液處理下的變化曲線，其特點是隨著干燥的進行，紅薯片的水分比逐漸減少，然后緩慢趨向平穩(wěn)。在同一微波功率下，經(jīng)糖鹽混合液處理后紅薯片的水分比純糖溶液的下降趨勢明顯，且鹽濃度含量越高，效果越顯著；在同一滲透液下，微波功率越高，則下降趨勢越明顯。糖鹽混合溶液滲透預(yù)處理樣品比新鮮樣品水分比下降趨勢越明顯，但60%蔗糖溶液滲透后，在干燥前40 min 內(nèi)其水分比下降比鮮樣快，而后小于鮮樣。

2.5 數(shù)據(jù)處理方法

利用Origin8.5 制圖，SPSS 軟件進行顯著性差異分析。

3 結(jié)論

探討了不同預(yù)處理方式對紅薯片微波干燥效果的影響，根據(jù)試驗結(jié)果可知：

（1）滲透脫水有助于降低紅薯的干基含水量，新鮮紅薯干基含水量為2.66 g 水/ g 干物質(zhì)，經(jīng)50%蔗糖+10%氯化鈉、55%蔗糖+5%氯化鈉、60%蔗糖溶液脫水預(yù)處理后干基含水量分別降至0.69 g 水/ g干物質(zhì)，0.76 g 水/ g 干物質(zhì)，1.12 g 水/ g 干物質(zhì)，糖鹽混合液比純糖溶液效果顯著，其中50%蔗糖+10%氯化鈉溶液脫水效果最好，是純糖溶液的1.28 倍。

（2）糖鹽混合液中隨著鹽濃度的增加，紅薯片的固形物得率增加，失水率也增加，經(jīng)50%蔗糖+10%氯化鈉、55%蔗糖+5%氯化鈉、60%蔗糖溶液脫水預(yù)處理后，紅薯片的固形物得率分別為16.2%，13.6%，7.1%，失水率分別為42.8%，41.4%，31.1%，經(jīng)50%蔗糖+10%氯化鈉溶液滲透后紅薯片的固形物得率和失水率最高，分別是60%蔗糖溶液的2.81 倍和1.38 倍。

（3）經(jīng)滲透預(yù)處理后，將紅薯片烘至干基含水量0.15 g 水/ g 干物質(zhì)，干燥時間隨著微波功率升高而縮短，經(jīng)50%蔗糖+10%氯化鈉滲透預(yù)處理后進行80，100，120 W 直接微波干燥，干燥時間分別為50，30，25 min，其中120 W 干燥時間最短，比80 W提高了1 倍。經(jīng)滲透預(yù)處理后直接微波比新鮮樣品直接微波干燥時間短，其中80 W 縮短了44.4%，100 W 縮短了57.1%，120 W 縮短了58.33%，其中120 W 效果最顯著。

綜上所述，確定出最優(yōu)工藝參數(shù)為紅薯片經(jīng)過50%蔗糖+10%氯化鈉混合溶液滲透預(yù)處理3.5 h 后，120 W 直接微波干燥25 min。滲透預(yù)處理脫去了紅薯片中的一部分水分，有效縮短干燥時間，操作簡便，重復(fù)性好，而且增加了固形物，賦予產(chǎn)品不同的風(fēng)味和口感，對薯類脫水干燥技術(shù)的發(fā)展有一定的應(yīng)用價值。