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香菇热泵除湿干燥技术的研究

聂林林  
【摘要】:香菇(Lentinus edodes)属担子菌门,伞菌纲,伞菌目,光茸菌科,香菇属。香菇味道鲜美,营养丰富,香气宜人,香菇不仅具有较高的营养价值,而且还具有独特的医疗保健功能,是低脂肪、高蛋白的营养保健食品。本研究课题将热泵干燥新型技术应用于香菇干制品加工生产中,综合系统的研究了香菇在热泵干燥条件下的失水特性,同时建立了热泵干燥动力学模型,探索了热泵干燥过程中香菇各化学品质的影响变化规律,最终明确了香菇热泵干燥的最优工艺条件,并研究了干制香菇甲醛含量的控制技术,与传统热风干燥和微波真空干燥技术进行了对比实验,为实现香菇热泵干燥的产业化生产提供理论支持。1.运用热泵干燥设备对香菇干燥过程中的失水特性进行研究,探明干燥室内的温度、风速、湿度和装载量,以及鲜香菇的初始水分含量和菇体大小对干燥速率的影响,得出热泵干燥过程中香菇的水分变化规律:香菇热泵干燥过程按降水速率快慢大致分为加速和降速阶段;干燥室内风温和风速增大、湿度降低、初始含水率降低、菇体减小、装载量减少,水分比降低速率和干燥速率均增大,香菇达到安全含水率所需要的干燥时间缩短。2.依据热泵干燥过程中香菇的水分变化趋势,确定了香菇热泵干燥动力学模型,此模型符合Page模型:??N-?rtMR exp,其中654321???01.0-6.0-696.2-X319.0-035.0004.0620.1 XXXXXr;654321???X012.0-X833.0-X633.6-X248.0-X015.0X005.0916.0N,P0.001,R20.99说明拟合程度高。通过验证试验,结果显示模型的预测值与实际值拟合良好。因此此模型能正确反映香菇热泵干燥规律,可以用来预测热泵干燥过程中香菇失水率的变化过程。3.研究了香菇热泵干燥过程中,干燥室内温度、风速、湿度以及装载量对香菇中粗脂肪、粗蛋白、甲醛含量、总糖和维生素C保留率的影响:(1)香菇粗脂肪含量随温度的升高,装载量的增大,湿度的增加而降低;随风速的增加而增加。(2)香菇粗蛋白的保留率随干燥室内温度、湿度以及装载量的增加而降低;随风速的增加而升高。(3)干制香菇甲醛含量随温度和风速的升高而降低;随湿度和装载量的增加而升高。(4)香菇总糖保留率随温度和湿度的升高而降低;随风速的增加而升高;随装载量的增加,香菇总糖含量先升高后降低。(5)香菇中维生素C的保留率随温度、湿度和装载量的升高而降低;随风速的升高而增加。4.以热泵干燥室内的温度、风速、装载量为因素,以干制香菇的色泽、甲醛含量和干燥时间为指标,在湿度为40%的条件下,运用三因素二次回归旋转正交试验设计,进行香菇热泵干燥试验,得到香菇热泵干燥的最优工艺参数为:温度为54℃,风速为3m/s,装载量为1176g。5.三种可食用保鲜剂对香菇中的甲醛含量均有抑制作用,按照抑制率大小,其顺序为:L-半胱氨酸谷氨酸抗坏血酸。采用响应面法对干制香菇甲醛含量复合抑制剂进行优化试验,得到复合抑制剂的最优组合为:L-半胱氨酸浓度为0.11mg/mL,谷氨酸浓度为0.11mg/mL,抗坏血酸浓度为0.12mg/mL。6.系统综合的研究了热风干燥、微波真空干燥和热泵干燥三种干燥技术对香菇收缩率、复水率、感官品质和能耗的影响,结果研究表明:(1)热风干燥的香菇收缩率最高,复水性能最差;热泵干燥的香菇收缩率最低,复水性能最好。(2)热泵干燥的干制香菇感官评分最高,其次是微波真空干燥,热风干燥的干制香菇的感官得分最低。(3)对热风干燥、微波真空干燥和热泵干燥三种干燥技术进行能耗计算,其中热泵干燥消耗的能量最小,其次是微波真空干燥,热风干燥耗能最大。综合热风干燥、微波真空干燥和热泵干燥三种干燥技术对香菇品质影响的研究结果表明:与热风干燥和微波真空干燥技术相比,运用热泵干燥技术干燥的香菇产品综合品质最优。


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