黎豆莢高溫高濕干燥工藝的研究

賈 磊，孔進喜，劉艷紅，吳 越，熊善柏，趙思明

(華中農業大學食品科技學院，湖北武漢 430070)

黎豆莢高溫高濕干燥工藝的研究

賈 磊，孔進喜，劉艷紅，吳 越，熊善柏，趙思明*

(華中農業大學食品科技學院，湖北武漢 430070)

采用高溫高濕干燥技術生產干制黎豆莢，研究干燥條件對干制黎豆莢品質的影響，確定適宜的干燥條件，為干制黎豆莢的工業化生產提供實驗依據。結果表明，適宜的相對濕度可以改善干制黎豆莢的色澤、形狀和復水率。黎豆莢干燥的最佳工藝條件為:采用三段式干燥工藝，前期干燥溫度80℃，相對濕度55%，干燥時間30min;中期干燥溫度80℃，相對濕度35%，干燥時間30min;后期干燥溫度80℃，相對濕度25%，干燥時間155min，用此條件生產的干制黎豆莢產品褐變小，收縮率低(約48%)，最終含水量約為7.4%，復水后色澤鮮艷，口感脆嫩。

高溫高濕干燥，品質，黎豆莢

黎豆(Stizolobiumcochinchinensis)，別名貓豆、狗爪豆，是蝶形花科黎豆屬的一個栽培種，為一年生纏繞草質藤本植物［1］，在我國西南、華南地區均有栽培，豆莢和豆粒均可食用［2］。黎豆營養物質含量豐富，還具有一定的保健功能［3－4］。黎豆采收期集中，但新鮮豆莢貯藏期很短，而豆莢經過干制后，可以明顯提高其貯藏期，不同的干燥工藝條件會對產品的品質有很大的影響［5－6］。熱風干燥是一種常用的干燥方式，但是普通熱風干燥多采用60℃以上，相對濕度30%以下的條件對物料進行干燥，干燥過程中物料會由于水分梯度過大容易出現龜裂，收縮變形等副作用，采用高溫(T＞60℃)高濕(RH＞30%)干燥工藝［7］，可以降低干燥強度，減小水分梯度［8］，使物料收縮小，降低空氣中氧氣濃度，緩解氧化，減輕物料的褐變，從而保持物料原有色澤;改善殼化現象，提高干燥速率，縮短干燥時間，減少風味和營養物質的損失［9－10］。這種干燥方法已經在藕片、果蔬等農產品中應用。由于不同產品的原料特性不同，干燥條件也有所不同。目前關于提高黎豆莢干燥速度，改善其干燥工藝方面的研究尚未見報道。本實驗采用高溫高濕干燥方法對黎豆莢進行干燥，研究干燥過程中黎豆莢的干燥特性以及干燥條件對干燥黎豆莢品質的影響，以期為黎豆莢的工業化生產提供理論基礎。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

黎豆 紫花白色豆種，湖北省農科院實驗田采摘。

QYH－1500A型全自動熱風干燥實驗箱 溫度范圍5～85℃，濕度范圍20%～70%RH，溫濕度控制精度(±0.5℃;±2.5%RH)，溫濕度分布均勻(±2.0℃; ±3.0%RH)，東莞市企亞工業設備制造廠生產。

1.2 實驗方法

1.2.1 原料處理 挑選生長期和大小相近，完整無損傷的黎豆，將黎豆逐個剪下，于沸水中煮制15m in［11］，去豆，之后將黎豆豆莢表面的表皮剝去，備用。

1.2.2 干燥方法 將用1.2.1的方法處理黎豆莢(約1kg)置于全自動熱風干燥實驗箱中，調整溫度T和相對濕度RH至設定條件(風速V=2.5m/s)，通過計算機采集重量數據，定時記錄重量，干燥至恒重。

1.2.3 含水量的測定 含水量的測定采用文獻［12］的方法，水分含量以干基含水量表示。干燥速率以單位時間(m in)含水量的變化率表示。

1.2.4 復水率測定和收縮率的測定 復水率的測定參考文獻［9］的方法，以復水后的質量和復水前的質量比值表示復水率;收縮率的測定采用軟尺和游標卡尺測量黎豆莢干燥前后的長度、寬度、厚度。黎豆莢收縮率計算公式如下:

0

式中:V0為干燥前黎豆莢的體積(cm3);Vt為干燥后黎豆莢的體積(cm3)。

1.2.5 感官評定 感官評價采用5人小組評分制，黎豆莢色澤和形狀的評定采用干燥后的產品，口感的評定是將干制黎豆莢在100℃水中復水5m in后，瀝干，進行口感評價。

感官評定指標:a.色澤:色澤鮮艷，無褐變8～10;色澤有輕微褐變5～7;色澤嚴重褐變0～5。b.收縮:收縮較小，無裂紋8～10;收縮較大，有卷邊現象5～7;卷邊較嚴重0～5。

1.3 數據處理

應用 EXCEL和 SAS軟件處理并分析實驗數據［13］。

2 結果與討論

2.1 黎豆莢的干燥曲線

黎豆莢的干燥曲線如圖1。由圖1可知，干燥溫度60℃，相對濕度為25%時，干燥曲線比其它三個濕度條件下的干燥曲線陡，干燥速率快。當干燥溫度為70℃時，在相對濕度25%和35%條件下及相對濕度45%和55%條件下，干燥曲線都很接近，干燥速率比較接近，而在相對濕度35%和45%之間，干燥曲線陡緩程度出現明顯差異，表明溫度為70℃時，在相對濕度35%和45%之間干燥速率相差較大。當干燥溫度為80℃時，濕度條件對干燥速率影響較大，隨著相對濕度降低，干燥速率增加。在干燥后期，物料干基水分含量達到100%～200%時，干燥速率都出現快速下降的轉折點，這主要是由于此時干燥進入到水分層脫水階段，此時物料中剩余的水分主要是物理化學結合水，比較難以脫除。在同一濕度條件下，隨著溫度的升高，干燥初期干燥速率也隨之增大，這是由于溫度升高，提高了水分在物料內部的擴散動力。對于不同干燥溫度，在高濕度55%時，70℃條件下達到平衡時間最短，80℃次之，60℃最慢。這是因為適當升高溫度可提高干燥速度，但過高溫度會使豆莢水分蒸發層內移，導致產品殼化，殼化后內部水分擴散阻力增大，從而降低干燥速度。70℃時物料達到平衡時間比80℃快，但是最終干基含水量卻高于80℃。這是由于在此濕度條件下，溫度降低，水分在物料內部的擴散力下降。

2.2 干燥條件對黎豆莢品質的影響

干燥條件對黎豆莢品質的影響和鄧肯分析見表1和表2。由表1知，干燥溫度60℃時，隨著相對濕度的增加，黎豆莢的色澤、形狀、口感的評分呈下降趨勢，而復水率呈上升趨勢，相對濕度35%時，收縮率最小;干燥溫度70℃時，隨相對濕度的增加，干制黎豆莢的色澤、形狀、口感、復水率均呈下降的趨勢，相對濕度35%時，色澤最好，相對濕度55%時，收縮率最低;干燥溫度80℃時，隨相對濕度的增加，干制黎豆莢的色澤、形狀的感官評分呈下降的趨勢，而相對濕度35%時，收縮率最小，相對濕度45%時，口感較好。由此可知，相對濕度越大，達到平衡所需時間越長，越不利于黎豆莢的感官品質。由表2知，溫度對黎豆莢干燥產品的色澤、形狀、口感、復水率等指標影響均不顯著，對干制品的品質沒有顯著的影響。相對濕度對黎豆莢產品色澤和形狀影響極顯著，對產品口感和復水率影響不顯著，采用較低相對濕度時，產品感官品質較好。

圖1 黎豆莢干燥曲線Fig.1 Drying curve of velvetbean

2.3 干燥條件的優化

干燥前期，由于物料水分含量較高，可適當強化干燥條件使物料內部水分梯度小，脫去結合水，既可以縮短干燥時間，還可以避免在此環境下物料發生過多褐變［14－15］。隨著干燥的進行，干燥速率降低時，需弱化干燥條件，避免殼化。基于此，并結合恒定干燥條件下感官指標的分析，選擇了幾個干燥方案(圖2和表3)，不同方案干燥曲線見圖2。

由表3可知，采取分段變溫變濕度的干燥方式得到的產品品質明顯優于單一條件下的干燥產品品質。三種方案中，方案一和方案三的色澤、形狀和復水率差異顯著，口感和收縮率無顯著性差異。其中方案三采取80℃，前期相對濕度55%干燥30m in，中期相對濕度35%干燥30min，后期相對濕度25%干燥至平衡，干燥時間短，得到的干燥產品收縮率小，形狀規整，有黎豆特有的淡香味，復水率高，復水后口感脆嫩，色澤鮮艷。

表1 干燥條件對黎豆莢品質影響的實驗結果Table 1 The effect of drying condition on the quality of velvetbean

表2 干燥條件對黎豆莢感官品質影響的鄧肯分析Table 2 The Duncan analysis of the effect of drying conditions on the quality of velvetbean

表3 不同干燥方案對黎豆莢感官品質的影響Table 3 The effect of drying conditions on the sensory of velvetbean

圖2 黎豆莢分段干燥曲線Fig.2 Stage drying curve of velvetbean

3 結論

恒溫恒濕干燥時，干燥溫度對干制黎豆莢的感官品質無顯著影響，而對干燥速率影響較大，采用70℃干燥可明顯縮短干燥時間;相對濕度對黎豆莢的感官品質及干燥速率均有顯著影響，采用較低相對濕度干燥時，可縮短干燥時間，提高干制黎豆莢的感官品質。

與恒溫恒濕干燥相比，采用變溫或變濕度干燥符合干燥傳熱和傳質的特點，能夠較好地提高產品的感官品質。其中，采用三段式高溫高濕干燥黎豆莢，可提高干燥速率，保持產品原有色澤，提高產品復水率，復水后口感脆嫩。干燥的最佳工藝條件為:前期干燥溫度 80℃，相對濕度 55%，干燥時間30m in;中期干燥溫度80℃，相對濕度35%，干燥時間30m in;后期干燥溫度80℃，相對濕度25%，干燥時間155m in。產品褐變小，收縮率低(約48%)，最終含水量約為7.4%，復水后色澤鮮艷，口感脆嫩。

［1］杭玲，羅瑞鴻.黎豆的組織培養和快速繁殖［J］.植物生理學通訊，2001，37(6):528.

［2］黃增瓊，蔣偉哲，巫世紅.貓豆的研究進展［J］.中國藥業，2008，17(24):15－16.

［3］何翠屏，王慧忠，鄧國棟.狗爪豆生物堿、左旋多巴及其營養成分測定［J］.山地農業生物學，2003，22(3):233－236.

［4］林妙正，鄺偉生.廣西貓豆資源左旋多巴含量研究［J］.作物品種資源，1991(3):19－20.

［5］Ching L Hii，a Chung L Law，Michael Cloke，et al.Improving Malaysian cocoa quality throughthe use of dehumidified air undermild drying conditions［J］.Food Agric，2011，91:239－246.

［6］Puziah Hashim，Jinap Selamat，Kharidah Muhammad，et al. Effect of drying time，bean depth andtemperature on free amino acid，peptide－N，sugarand pyrazine concentrations of Malaysian cocoabeans［J］.Food Agric，1999，79:987－994.

［7］趙思明，熊善柏，李雄.藕片的高溫高濕干燥研究［J］.食品科學，1999，20(4):24－27.

［8］劉友明，趙思明，熊善柏，等.魚面的高溫高濕干燥工藝研究［J］.食品科技，2007(5):221－223.

［9］趙思明，劉友明，熊善柏.高溫高濕干燥對方便米粉品質的影響［J］.糧食與飼料工業，2003(2):11－12.

［10］熊善柏，趙思明.人造米高溫高濕干燥研究［J］.食品科學，2000，21(8):31－33.

［11］熊善柏，趙思明，李雄，等.脫水藕片熱風干燥模型研究［J］.農業機械學報，1997(S28):56－58.

［12］曾令彬，趙思明，熊善柏，等.風干白鰱的熱風干燥模型及內部水分擴散特性［J］.農業工程學報，2008，24(7): 280－283.

［13］趙思明.食品科學與工程中的計算機應用［M］.北京:化學工業出版社，2005:22－27.

［14］趙思明，劉友明，熊善柏，等.方便米粉高溫高濕干燥過程水分的擴散特性［J］.華中農業大學學報，2003，23(3): 285－288.

［15］趙思明，熊善柏.人造米干燥動力學及其仿真研究［J］.華中農業大學學報，1998，17(6):578－583.

Study on high tem perature and hum idity drying of velvetbean

JIA Lei，KONG Jin－xi，LIU Yan－hong，WU Yue，XIONG Shan－bai，ZHAO Si－m ing*
(College of Food Science and Technology，Huazhong Agriculture University，Wuhan 430070，China)

High－tem perature and high－hum id ity d rying technology was adop ted to study the effec t of d rying conditions on the quality of d ried velvetbean，determ ine the op timal d rying cond itions，which p rovided experiment basis to comm ercialp rocess of d ried velvetbean.The results ind icated that app rop riate hum id ity could im p rove the color，shape and rehyd ration rate of d ried vevetbean.The op timal d rying conditions w ith three－stage d rying were as follows:earlier stage tem perature 80℃，relative hum id ity 55%，d rying time 30m in，med ium stage tem perature 80℃，relative hum id ity 35%，d rying time 30m in，last stage tem perature 80℃，relative hum id ity 25%，d rying time 155m in.The d ried velvetbean p rocessed by this method had low browning and contraction percentage(about 48%).The finalmoisture content of the p roduct was about 7.4%，and the d ried velvetbean had bright color，taste c risp and tender after rehyd ration.

high－tem perature and high－hum id ity d rying;quality;d ired velvetbean

TS201.1

B

1002－0306(2012)12－0251－04

2011－10－24 *通訊聯系人

賈磊(1986－)，女，碩士研究生，研究方向:農產品加工與貯藏。

廣東省教育部產學研項目(2009CDA114)。