油菜花微波干燥工藝研究

賈 淞， 董鐵有， 任廣躍

(1.河南科技大學農業裝備工程學院，河南洛陽 471003； 2.河南科技大學食品與生物工程學院，河南洛陽 471003)

油菜是我國主要油料作物之一，在全國均有廣泛種植。每年3、4月油菜花盛開，美麗的景色不僅形成了極佳的旅游資源，更為食品、醫療等行業提供了大量原材料。油菜花含有豐富的多糖、碳水化合物、維生素、氨基酸和鈣、鐵、鋅、硒等微量元素。其中，花粉多糖具有很強的提高免疫能力，具有顯著的防癌功效，微量元素硒具有抗衰老作用。因此，油菜花具有很高的營養價值，是很好的保健食品，受到越來越廣泛的重視[1-5]。

然而，油菜花花期短，含水率高，花瓣小，采摘后如果沒有合適的工藝進行處理，新鮮的油菜花極易發霉變質。而低溫冷藏耗能、占地面積大，不易運輸。因此，研究油菜花的干燥工藝就顯得尤為重要。油菜花的干燥工藝目前少有研究，尤其是微波干燥技術應用于油菜花的干燥，尚無此方面的論文。微波干燥速度快，效率高，可以進行選擇性加熱，易于實現自動控制，可以根據生產實際實現隨時關停，特別適合季節性強的農產品。本研究從微波干燥技術入手，為油菜花的干燥尤其是油菜花的微波干燥提供了有益的嘗試[6-9]。

1 材料與方法

1.1 材料

3月22—25日盛開的油菜花，采摘后放入自封袋中，置于冰箱冷藏室內，12 ℃恒溫密封存放。

1.2 儀器與設備

MYS800型微波發生器，電子天平，溫度測量器，秒表。

1.3 方法

將油菜花取出，均勻平鋪在190 mm×190 mm的金屬物料盤內。將物料盤和油菜花一起放在干燥室內，由于物料盤是金屬材質，無法吸收微波，可以保證新鮮油菜花充分吸收微波，分別使用功率密度5.33、8.23、9.81 W/g進行微波加熱干燥，干燥前、后的油菜花見圖1～圖4。通過調節微波發生器的陽極電流調節功率，從而改變每次試驗的功率密度。同時觀察反射電流，盡量保證反射電流為0。加熱一段時間后，取出物料盤，連同油菜花一起稱質量，并測量油菜花溫度，記錄相關數據。如果質量連續3次保持不變，則停止加熱。取出干燥后的油菜花，密封保存，便于進一步分析。

1.4 含水率計算[10]

物料中含水率可按2種方法定義：

(1)

(2)

式中：mw和md分別為物料中水分質量和絕干物料質量，即mw+md=mm。

2 結果與分析

試驗使用的油菜花初始濕基含水率為83%，初始干基含水率為505%。

(1)微波發生器功率為160 W時，干燥室內功率密度為 5.33 W/g，加熱1 min后，取出稱質量。本次試驗干燥速度緩慢，干燥效果不明顯。

(2)微波發生器功率為255 W時，干燥室內功率密度為 8.23 W/g，加熱1 min后，取出稱質量。本次試驗干燥速度明顯比陽極電流60 mA時加快，干燥效果明顯，且品質良好。干燥過程中，最高溫度為40 ℃。花瓣干燥后的色澤，品相均保持良好。最終干燥至質量不變后，取出樣品，測得濕基含水率為27%，干基含水率為37%，干燥過程中質量變化曲線、干基含水率變化曲線見圖5、圖6。

(3)陽極電流100 mA時，微波發生器功率為255 W，微波干燥時，功率密度為8.23 W/g，加熱2 min后，取出稱質量。本次試驗干燥速度明顯比試驗(2)(陽極電流100 mA時，加熱1 min)加快，干燥效果明顯，且品質良好。干燥過程中，最高溫度達到48 ℃。花瓣干燥后的色澤、品相也能夠保持良好的效果。

最終干燥至質量不變時取出樣品，測得濕基含水率為27%，干基含水率為37%。干燥過程中質量變化曲線、干基含水率變化曲線見圖5、圖6。

(4)陽極電流120 mA時，微波發生器功率為314 W，微波干燥時，功率密度為9.81 W/g。此時，干燥速度進一步增加，且品質依舊保持良好，干燥過程中最高溫度為38 ℃，花瓣干燥后的色澤、品相均保持良好。最終干燥至質量不變時取出樣品，測得濕基含水率為27%，干基含水率為37%。干燥過程中質量變化曲線、干基含水率變化曲線見圖5、圖6。

(5)取10 g油菜花，陽極電流設為100 mA，相應的微波發生器功率為255 W，此時，對應的功率密度為25.5 W/g。試驗結果發現，干燥速度并沒有明顯加快，干燥至質量不變時，出現了焦糊現象，但數量較少。再次取出10 g新鮮油菜花，陽極電流設為120 mA，相應的微波發生器功率為314 W，此時，對應的功率密度為31.4 W/g。試驗結果發現，焦糊現象顯著增加，且花瓣尚未干燥，就已經出現焦糊現象(圖7)。

從以上試驗結果可以得知，油菜花花瓣的干燥功率要遠遠大于牡丹花瓣。原因在于油菜花瓣比牡丹花瓣小很多，平鋪在物料盤中，堆積密度較大，花瓣與花瓣之間的空隙較小，通風、空氣對流效果不明顯，所以，油菜花花瓣承受的功率要大得多。

微波干燥時，干燥室內的能量分布可根據天線的輻射能分布瓣形來確定，所以油菜花溫度的測量，只須要測量某一個位置，即可得到此次加熱的最高溫度。

和熱風干燥相比，微波干燥速度快，效率高，且能夠實現無風或微風干燥，有利于花瓣中花粉的保留。而且使用微波干燥工藝加工的花瓣，色澤鮮艷，優于熱風干燥工藝加工的油菜花花瓣。

根據溫度測量結果(表1)可知，微波干燥可以很好地控制油菜花的溫度，對于油菜花的營養物提取十分有利，尤其是對維生素C，更能有效保證其含量。

表1 部分試驗數據

3 結論

通過試驗可知，油菜花完全可以使用微波進行干燥，且干燥效果良好，速度快，效率高，并能夠保持油菜花干燥后的色澤、品相；油菜花的微波干燥功率密度遠遠大于牡丹花花瓣的微波干燥，這是由油菜花花瓣小、堆積密度大所致。所以，在干燥過程中要尤其注意翻動頻率不能過低，一方面有利于油菜花受熱均勻，另一方面也提高了油菜花吸收微波能的效率。實際生產中應當采用中等功率密度、長時間加熱的方法，在保證油菜花干燥速度的同時降低油菜花的溫度，以保持花瓣中的有效營養成分，并且可以利用緩蘇工藝，降低能耗，節約成本。微波干燥油菜花時，最大功率密度不應超過31.4 W/g，否則，會出現花瓣焦糊現象。

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