紫菜微波干燥工藝研究

阮威威，邱福祥，曾萍萍，陳順興，蔡偉晶，林國榮

（莆田學院環(huán)境與生物工程學院，福建省新型污染物生態(tài)毒理效應(yīng)與控制重點實驗室，福建莆田 351100）

紫菜系紅毛菜科植物甘紫菜及圓紫菜等的葉狀體，可以制成中藥，具有化痰軟堅、清熱利水、補腎養(yǎng)心的功效[1-2]。食用紫菜一般蛋白質(zhì)含量24%～28%，遠遠高于一般的蔬菜，且人體所必需的氨基酸含量多。紫菜蛋白質(zhì)的組成氨基酸，如丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸、脯氨酸等中性、酸性氨基酸較多，這是所有陸生蔬菜植物所沒有的特征。藥理研究表明，它具有增強細胞免疫和體液免疫功能、減慢心率、增強心肌收縮力、抗凝血、降血脂、抗腫瘤、延緩衰老、抗輻射、抗白細胞數(shù)降低、降血糖、抗肝損傷等作用[3-5]。紫菜是我國沿海的重要養(yǎng)殖紅藻，不僅味道鮮美而且營養(yǎng)豐富。我國海藻資源豐富且類別很多，從中開發(fā)有價值的多糖前途很大。

為了最大程度保留紫菜的營養(yǎng)價值，提高紫菜的干燥效率，避免資源浪費，研究紫菜的干燥方法尤為重要。目前，紫菜干燥方法有熱風干燥、微波干燥、真空凍干等方法。但是，關(guān)于采用微波干燥技術(shù)對紫菜進行干燥的研究報道比較少，因此試驗利用微波干燥技術(shù)對紫菜的干燥工藝參數(shù)進行研究，分析紫菜堆放厚度、微波功率、微波時間等因素對紫菜水分含量的影響[6-7]。通過試驗觀察和數(shù)據(jù)分析，確定了紫菜的最優(yōu)微波干燥工藝參數(shù)組合，同時為微波干燥技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品干燥領(lǐng)域的應(yīng)用提供有利的科學依據(jù)。試驗以濕紫菜為原料，采用正交試驗法，獲得了使產(chǎn)品的品質(zhì)得到保證的提取條件，為改進紫菜加工工藝提供了有價值的參考。

1 材料與儀器

1.1 材料

頭水濕紫菜，購于南日島。

1.2 儀器

EG7KCH3-NA1型美的微波爐，廣東美的微波爐制造有限公司產(chǎn)品；MB45型水分測定儀，奧豪斯儀器（常州）有限公司產(chǎn)品。

1.3 方法

1.3.1 微波功率的選擇

準確切取并稱取5份相同的厚度和相同質(zhì)量的紫菜置于相同玻璃器皿中，控制室內(nèi)溫度為常溫，設(shè)定微波功率分別為100，200，300，400，500 W，微波干燥9 min，測定其水分含量和感官特征。

1.3.2 微波時間的選擇

準確切取并稱取5份相同的厚度和相同質(zhì)量的紫菜置于相同器皿中，控制室內(nèi)溫度為常溫，設(shè)定微波功率為500 W，分別設(shè)置微波時間為6，9，12，15，18 min進行微波干燥，測定其水分含量和感官特征。

1.3.3 堆積厚度的選擇

搜索的結(jié)果，全都指向一個叫艾詩虹的女人，本市下屬某區(qū)紅十字會的副會長，在赴滬浙參觀考察的途中，不幸遇難。高潮點開一個《一縷詩魂入花間 留取清風拂新顏》的鏈接，是一個追悼艾詩虹的帖子，標題下面，是一張艾詩虹的正面證件照片，標致的臉盤上戴著副時尚的眼鏡，一臉文雅，一臉正氣。

準確切取5份堆積厚度為3，5，6，7，9 mm并按厚度比例稱取的紫菜置于相同器皿中，控制室內(nèi)溫度為常溫，設(shè)定微波功率為500 W，微波時間6 min，測定其水分含量和感官特征。

1.3.4 主要因素的確定及工藝條件的優(yōu)化

用正交試驗方法對影響紫菜中干燥紫菜的微波功率、微波時間、堆積厚度3個因素進行考查，對干燥紫菜的工藝條件進行優(yōu)化。

L9（34）正交試驗因素與水平設(shè)計見表1。

表1 L9（34）正交試驗因素與水平設(shè)計

2 結(jié)果與分析

2.1 微波功率對紫菜干燥的影響

不同微波功率對紫菜感官評分的影響見圖1。

圖1 不同微波功率對紫菜感官評分的影響

由圖1可知，在相同微波時間和堆積厚度條件下，微波功率范圍在100～300 W，感官評分呈上升趨勢，當微波功率為200 W時評分最高為84分。因為微波功率過低時紫菜微波不干，導致水分過多影響感官評分。隨著微波功率的增大，紫菜出現(xiàn)焦煳、焦味等現(xiàn)象，從而導致感官評分呈下降趨勢。

不同微波功率對紫菜水分含量的影響見圖2。

圖2 不同微波功率對紫菜水分含量的影響

2.2 堆積厚度對紫菜干燥的影響

不同堆積厚度對紫菜感官評分的影響見圖3。

圖3 不同堆積厚度對紫菜感官評分的影響

從圖3可知，在相同微波時間和微波功率條件下，3～6 mm堆積厚度范圍內(nèi)，紫菜的感官評分呈上升趨勢；在6～9 mm范圍內(nèi)，紫菜的感官性狀呈緩慢下降趨勢；當堆積厚度為6 mm時，感官評分最高為87.6分。在干燥試驗過程中，一開始堆積厚度太薄，導致紫菜干燥過度變焦，影響感官評分。而堆積厚大于6 mm時，紫菜干燥不完全導致水分含量過高，影響紫菜的品質(zhì)。

不同堆積厚度對紫菜水分含量的影響見圖4。

圖4 不同堆積厚度對紫菜水分含量的影響

從圖4可知，紫菜的水分含量隨著堆積厚度的增加而增加。在堆積厚度為9 mm時水分含量最大為81.7%。這是由于在微波時間和微波功率不變的前提下，堆積厚度增加、增加受熱面積會導致紫菜烘干速度慢，所以堆積厚度約高水分含量越高。綜合感官評分和水分含量選定堆積厚度為5，6，7 mm作為正交試驗的3個水平。

2.3 紫菜微波時間對紫菜干燥的影響

不同微波時間對紫菜感官評分的影響見圖5。

圖5 不同微波時間對紫菜感官評分的影響

由圖5可知，在相同微波功率、堆積厚度條件下，6～12 min時，紫菜感官評分呈上升趨勢；在12～18 min時，感官評分呈下降趨勢；當微波時間為12 min時紫菜感官評分最高為82.7分。這是由于微波時間過短時，紫菜烘干不徹底，導致水分含量過高影響感官評分；微波時間過長時，紫菜烘干過度，導致紫菜烤焦影響外觀。

不同微波時間對紫菜水分含量的影響見圖6。

圖6 不同微波時間對紫菜水分含量的影響

由圖6可知，紫菜的水分含量隨著微波時間的增長而降低。在18 min時水分含量最低為3.3%。這是由于堆積厚度、微波功率不變的前提下，微波時間越久，紫菜受熱時間越久，水分散發(fā)越多，所以水分含量逐漸降低。綜合感官評分和水分含量選定微波時間為6，9，12 min作為正交試驗的3個水平。

2.4 微波干燥最佳工藝的選擇

通過上述微波功率、堆放厚度、微波時間等因素試驗，優(yōu)選出3個因素水平，以此為基礎(chǔ)進行三因素三水平L9（34）正交試驗，并記錄每組試驗的感官評分及水分含量。

紫菜微波干燥正交試驗設(shè)計與結(jié)果分析見表2。

由表2結(jié)果分析可知，極差R值大小表示對紫菜加工工藝的影響程度，以上3個因素對微波干燥紫菜的影響主次依次為微波時間＞堆積厚度＞微波功率，其中微波時間和堆積厚度的影響最顯著。最優(yōu)水平為A3B3C1，由此可得微波干燥紫菜的最佳條件為微波時間12 min，堆積厚度5 mm，微波功率300 W。

表2 紫菜微波干燥正交試驗設(shè)計與結(jié)果分析

3 結(jié)論

通過紫菜的單因素試驗和正交試驗，優(yōu)選出微波功率、堆積厚度、微波時間等因素水平。采用L9（34）正交優(yōu)化試驗研究結(jié)果表明，影響紫菜加工工藝的主要因素為微波功率、微波時間，其次為堆積厚度。優(yōu)選方案為A3B3C1，即微波時間12 min，堆積厚度5 mm，微波功率300 W。在此微波條件下，紫菜感官評分為93.2分，水分含量為5.0%。紫菜微波凍干工藝技術(shù)作為交叉學科發(fā)展的產(chǎn)物，在紫菜加工過程中能保持其色、香及水分含量，并在貯藏方面有重要的意義。微波凍干技術(shù)易于控制，效率高，在食品加工行業(yè)有著廣闊的前景。