低溫真空干燥法生產蘿卜干和蘿卜汁

薛 晶

（天津渤海職業技術學院，天津 300402）

到目前為止，我國真空干燥技術應用廣泛。肖維強[1]等人研究了荔枝、龍眼真空干燥時間、真空度、溫度等的影響，提出適宜的工藝參數，研制了高質量的荔枝干、龍眼干。張秦權[2]等人對獼猴桃切片真空干燥設備及工藝進行研究，與熱風干燥進行對比,分析了它們之間的干燥時間，干制品VC保存率，體積收縮率等，真空干燥有低成本、高效率、高品質等優越性。

迄今為止，不管是對低溫真空干燥技術的應用研究，還是其他干燥方法，主要集中在蔬菜和水果的干制品方面，對干燥過程中產生的冷凝液的價值分析很少。本文對干燥過程中收集的冷凝液進行了分析研究，同時對實驗得到的干制品的復水性進行測定比較。

1 實驗

1.1 實驗裝置和材料

本實驗采用德國Heidolph旋轉蒸發儀LR4001和瑞士Buchi真空控制器V-850。實驗用新鮮白蘿卜在天津市菜市場購買，清洗后放入4℃條件下保存。實驗時選取每根白蘿卜的同一部位，將其切成20mm×20mm×5mm的薄片。

1.2 實驗方法

1.2.1 白蘿卜的干燥

將切好的白蘿卜放入旋轉蒸發儀的蒸發燒瓶，利用收集瓶收集實驗過程中產生的冷凝液。旋轉速度過快會造成物料與蒸發燒瓶壁面撞擊，故設定旋轉速度為30r/min。通過真空控制器使蒸發燒瓶處于負壓狀態。蒸發燒瓶在旋轉的同時置于水浴鍋中恒溫加熱，瓶內物料在負壓下在蒸發燒瓶內進行加熱擴散蒸發，液體通過冷凝系統冷凝進入收集瓶。

影響白蘿卜真空干燥的主要因素有溫度、真空度、裝填量。實驗中，真空度為0.09MPa，對100g白蘿卜在不同干燥溫度（60℃、70℃、80℃）條件下進行干燥；干燥溫度為80℃，對100g白蘿卜在不同真空度（0.08MPa、0.085MPa、0.09MPa）條件下進行干燥；干燥溫度為80℃，真空度為0.09MPa的條件下對不同填裝量（100g、200g、300g）的白蘿卜進行干燥。實驗開始后，先將蒸發燒瓶預熱到干燥溫度，將一定重量的白蘿卜放入蒸發燒瓶，開啟真空控制器使設備內達到實驗所需真空度。干燥時間設定為9h，正式開始后，每隔30min稱重一次，操作過程盡量控制在1min以內，若白蘿卜的含水率最低達到8%以下時，干燥終止。

1.2.2 維生素C的測定

維生素C是人類需要的營養元素之一，缺少時會產生壞血病，因此，又稱為抗壞血酸。維生素C對物質代謝的調節具有重要作用。利用高效液相色譜法測定蘿卜汁中的維生素C具有簡單、快速、穩定、可靠、準確度高等優點。采用Agilent1 200高效液相色譜儀，Agilent TC-C18 色譜柱（4.6mm×250mm，10μm），以0.05 mol/L 磷酸二氫鈉:甲醇為96:4（V/V）作流動相，室溫25℃，流速1mL/min，檢測波長為288nm。取10mL蘿卜汁加10mL濃度為0.1mol/L的草酸進行稀釋，然后進行測定。

2 結果與討論

2.1 白蘿卜干燥特性

在100g，80℃條件下，不同的干燥溫度時，白蘿卜的含水率變化如圖1所示。

圖1 不同干燥溫度下的干燥曲線

在真空度和填裝量一定的工況下，隨干燥溫度的提高，干燥時間縮短。這是由于樣品和周圍環境溫差越大，傳熱驅動力就越大，傳質速率就越快。干燥前期胡蘿卜水分含量高，能夠較好吸收高溫提供的較多熱量，水分蒸發較快。同時，高溫下的快速脫水也可使白蘿卜表面迅速收縮而阻礙內部水分的外逸，此時，如果溫度較低，內部驅動力過小，干燥速率會變小，因此，60℃條件下，白蘿卜干燥速率較小。

在100g，0.09MPa條件下，不同的干燥壓力時，白蘿卜的含水率變化如圖2所示。

真空度越大，在干燥階段的干燥速率越大，真空干燥物料的水分傳導主要是依靠壓力差。從圖2中可以看出，隨著真空度增大，白蘿卜內部的壓力梯度增大，促進水分向外遷移，縮短干燥時間，物料干燥速率明顯增大。對于不同的真空度，在干燥終止時物料達到的含水率也不相同。在0.09MPa條件下，物料在3.5h，含水率就已經達到8%以下，而0.08MPa條件下，物料的最終干燥后的含水率較高，達到了30%，說明干燥不充分。

圖2 不同干燥真空度下的干燥曲線

在0.09MPa，80℃條件下，裝填量不同時，白蘿卜的含水率變化如圖3所示。

圖3 不同干燥溫度下的干燥曲線

實驗時所用裝填量分別為100g、200g、300g。從圖3中可以看出，裝填量越大干燥速率越慢，當含水率達到20%左右時，100g物料所用的干燥時間僅為3h，200g物料所用的干燥時間為4.5h，300g物料所用的干燥時間為6.5h，且最終含水率隨裝填量增大而增大。這是因為過多的物料不能與蒸發燒瓶壁面充分接觸，物料與物料之間存在不良導體（在真空狀態下，介質的傳熱效率差），受熱不均勻。

2.2 蘿卜汁中維生素C含量

從表1中我們可以看出，在溫度和裝填量相同的條件下，真空度對白蘿卜汁中維生素C含量影響較大，在0.09MPa時，維生素C含量達到最大，為0.28mg/mL。而且，綜合表中的其他數據可知，改變裝填量和溫度，其維生素C的含量變化均不明顯，說明裝填量與溫度對白蘿卜汁的維生素C影響不是很大。

表1 不同條件下白蘿卜汁中維生素C含量

3 結論

通過對白蘿卜進行真空干燥，對干燥過程中產生的冷凝液和干燥特性進行分析比較，確定了不同條件下的干燥速率，為白蘿卜真空干燥工藝參數的確定奠定了基礎。實驗結果表明：真空度對白蘿卜汁的品質影響較大。因此，為保證干燥后得到維生素C含量較高的白蘿卜汁和品質較好的干制品，其理想的干燥工藝參數為真空度0.09MPa。