全 文 ：CEREALSAND OILSPROCESSING
2008年第7期
菊花脑又称菊花叶,是菊科栽培草本野菊花的近
缘植物,种植容易,可一次种植多年采收。菊花脑是
指可供食用的菊花头部的嫩茎叶部分,具有特殊的清
凉味,风味独特。菊花脑菜含有蛋白质、脂肪、纤维
素和钾、钙盐类矿物质,具有清热解毒、调中和胃、
消暑降压的作用。目前菊花脑大部分仅限于鲜食,没
有能大量生产干制品或其他耐贮藏的加工品,关于菊
花脑的热风干燥特性的报道很少见,本文通过研究菊
花脑的热风干燥特性,为菊花脑的热风干燥工艺控制
提供理论依据。
1 试验材料与方法
1.1 试验材料
试验材料选用小叶菊花脑,产于广西现代农业技
术展示中心,茎杆直径为1.5～2.5mm,采收后进行真空
预冷处理并放入冷藏柜备用。进行试验前将原料用清
水清洗,并用滤纸吸干表面水分。
1.2 试验仪器与设备
热风干燥试验装置如图1所示,以PL-3KRH型恒
温恒湿装置 (日本TabaiEspecCorp制造)的空气室作
为干燥室,保证菊花脑在干燥过程中送风空气的温度
和相对湿度恒定;数显不锈钢电热鼓风恒温干燥箱
(JB101S-2A型),上海金忠科学仪器有限公司生产;
重量传感器 (LPS),试验前标定;数字式重量显示器
(PT650F型),新西兰 PrecisionTrausducersLtd生产;
电子天平 (HF-300型),日本产。
1.3 试验测定方法
试验材料的干物质质量按 10g菊花脑样品,用
105℃,24h烘箱法测定,取3个重复样品的平均值。
设定恒温恒湿装置内空气的温度和相对湿度,等
其调节到设定值并达到恒定以后放入试验材料进行试
验,最初试验料层厚度约为 1cm。干燥过程中试验材
料的质量变化由重量传感器和数字式重量显示器 (变
送器)通过RS232传送至计算机进行数据采集。
2 试验结果与分析
2.1 热风相对湿度对干燥速率的影响
菊花脑在 70℃、50℃热风温度下不同相对湿度的
干燥曲线如图2和图3所示。
由图2和图3可知, (1)菊花脑热风干燥的脱水
菊花脑热风干燥特性试验研究
黄卫萍 1 李长友 2 李格萍 2
(1.广西农业职业技术学院食品工程系 2.华南农业大学工程技术学院)
【摘要】利用热风干燥试验装置对菊花脑的热风干燥特性进行研究,探讨不同热风温度
(T)、热风相对湿度 (φ)对干燥速率的影响, 热风温度是影响干燥速率的主要因素。利用 3种
不同干燥速率模型对试验数据进行拟合,发现菊花脑热风干燥符合指数模型MR=exp(-kt),其中k=
0.0922T-9.83φ。
【关键词】菊花脑;热风干燥;干燥特性;干燥模型
中图分类号:TS201 文献标识码:A 文章编号:1673-7199(2008)07-0116-04
图1 热风干燥试验装置
1.恒温恒湿装置 2.料盘 3.试验物料4.重量传感器5.变送器6.计算机
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过程都呈现一致的趋势,干燥时间增加,菊花脑含水
率以相同的趋势逐渐减少,干燥过程是连续进行的,
干燥曲线光滑,呈逐渐下降的趋势;从全过程看,干
燥初期含水率快速下降,随着干燥时间增加,含水率
下降的速度逐渐变慢,当含水率达到一定值后 (约为
200%,干基),含水率下降缓慢,根据这个干燥曲线特
性确定合适的干燥工艺,以提高干燥效率,缩短干燥
时间。 (2)从初始水分至平衡水分所用时间不同,干
燥过程中水分的变化也不同,在同等温度条件下,相
对湿度小,含水率下降快,干燥时间短。
菊花脑在 70℃、50℃热风温度下不同相对湿度的
干燥速率曲线如图4和图5所示。
由图4和图5可知, (1)从曲线对比来看,同温
度相对湿度不同,干燥速率不同。70℃的 30%及 40%
相对湿度的空气状态下干燥过程表现出最初干燥速率
是增加的,随后呈下降趋势,且先快后慢;而温度
70℃相对湿度 20%、50℃相对湿度 5%、15%、25%的
空气状态下干燥过程干燥速率表现出最初开始就呈下
降趋势,且下降得先快后慢。 (2)风温较高时,相对
湿度对干燥速率影响较大;风温较高低时,相对湿度
对干燥速率影响较小;干燥初期相对湿度对干燥速率
影响较大。 (3)整个干燥阶段没有明显的恒速干燥阶
段,为了提高干燥速率,干燥时在绝对湿度相同的条
件下,可在不影响品质的条件下选用较高的温度,以
降低相对湿度,从而提高干燥速率。
2.2 热风温度对干燥速率的影响
菊花脑在热风相对湿度30%下温度分别为60℃、70℃、
80℃的干燥曲线和干燥速率曲线如图6和图7所示。
图2 70℃不同湿度的干燥曲线
图3 50℃不同湿度的干燥曲线
图4 70℃不同相对湿度的干燥速率曲线
图5 50℃不同相对湿度的干燥速率曲线
图6 30%不同温度的干燥曲线
图7 30%不同温度的干燥速率曲线
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由图6和图7可知, (1)不同风温的干燥过程都
是连续进行的,干燥曲线光滑,呈逐渐下降的趋势,
菊花脑所含水分在逐渐减少。 (2)在高温区,在相对
湿度 30%、温度为 70℃、80℃的条件下,干燥速率表
现出最初的干燥速率是增速的过程,随后进入降速干
燥阶段,没有明显的恒速干燥阶段;在低温区,在相
对湿度 30%、温度为 60℃的条件下,干燥直接进入降
速干燥阶段,没有明显的恒速干燥阶段。 (3)从曲线
对比来看,热风相对湿度相同的条件下,热风温度不
同,从初始水分至平衡水分所用时间不同,干燥过程
中水分的变化也不同,热风温度对干燥速率影响较大,
热风温度越高,水分下降越快,干燥时间明显变短,
在 80℃风温下的干燥总时间比 70℃风温下的干燥总时
间缩短 45%左右,在 70℃风温下的干燥总时间比 60℃
风温下的干燥总时间缩短 30%左右。为了提高干燥速
率,干燥时在不影响品质的条件下选用较高的温度,
以提高干燥速率。
2.3 热风干燥模型的建立
2.3.1 热风干燥模型的选择
菊花脑在同温度不同湿度、同湿度不同温度下的自
由水分比MR与干燥时间t的关系如图8和图9所示。
由图 8和图 9可知,在 50℃条件下,热风的不同
相对湿度对水分比MR与干燥时间的变化关系有影响。
热风的不同温度对水分比 MR与干燥时间的变化关系
有影响。
目前,常用来描述农产品物料干燥过程的模型有3
类,见表1。
将试验数据分别作 ln(MR)-t和 ln[-ln(MR)]-ln
(MR)曲线,通过比较发现菊花脑热风干燥的ln(MR)-t
曲线比ln[-ln(MR)]-lnt曲线的直线性要好一些,故选
择MR=exp(-kt)、MR=Aexp(-kt)方程作为菊花脑的
热风干燥模型。
用 MR=exp(-kt)、MR=Aexp(-kt)对试验数据进
行回归,得出各模型的参数及回归的相关指数R2,见
表2。
由表2可知,指数模型MR=exp(-kt)的R2值均在
0.93以上,并且比单扩散模型MR=Aexp(-kt)的 R2值
大,说明指数模型更适合用于描述试验范围内的试验
数据。
2.3.2 热风干燥模型参数的确定
表2表明了k值随风温、相对湿度变化,因此k
值是风温、相对湿度的函数。模型的干燥常数k可表
示为:
k=a+bT+cφ
式中,T为风温,℃;φ为相对湿度,%;a、b、
c为常数。
将表2的试验数据对式k=a+bT+cφ进行回归,因
为 a值不显著去掉,得:k=0.0922T-9.83φ,相关系数
R=0.986,所以指数模型MR=exp(-kt)的干燥常数k与风
温、湿度相关。
图8 同温度不同湿度的MR-t曲线
图9 同湿度不同温度的MR-t曲线
表1 描述农产品物料干燥过程的常见模型
模型名称 模型 线性处理后模型
单扩散模型 MR=Aexp(-kt) ln(MR)=lnA-kt
指数模型 MR=exp(-kt) ln(MR)=-kt
Page模型 MR=exp(-ktN) ln-ln(MR)=lnK+Nlnt
注:A、K、N为待定系数;t为时间;MR为水分比。
表2 菊花脑热风干燥模型参数及R2值
MR=exp(-kt) MR=Aexp(-kt)
-k R2 A -k R2
70℃ 20% 4.7256 0.9914 1.1020 4.9755 0.9825
70℃ 30% 3.4014 0.9626 1.2879 3.9073 0.9406
70℃ 40% 3.1202 0.9806 1.2060 3.4948 0.9708
60℃ 30% 1.7885 0.9709 0.7251 1.5925 0.9403
70℃ 30% 3.4014 0.9626 1.2879 3.9073 0.9405
80℃ 30% 4.4743 0.9345 1.3547 5.2552 0.9026
试验条件
温度 湿度
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3 结论
(1)菊花脑热风干燥没有明显的恒速干燥阶段,
主要以降速干燥为主。70℃的 30%及 40%、相对湿度
的空气状态下干燥过程表现出最初干燥速率是增加的,
随后呈下降趋势,且先快后慢;而温度 70℃相对湿度
20%、50℃相对湿度5%、15%、25%的空气状态下干燥
过程干燥速率表现出最初开始就呈下降趋势,且下降
得先快后慢。
(2)热风温度是影响干燥速率的主要因素,热风
温度越高,水分下降越快,干燥时间明显变短。在试
验温度范围内,在80℃风温下的干燥总时间比70℃风
温下的干燥总时间缩短45%左右,在70℃风温下的干
燥总时间比60℃风温下的干燥总时间缩短30%左右。
(3)热风相对湿度对干燥速率有影响,风温较高
时,相对湿度对干燥速率影响较大;风温较高低时,
相对湿度对干燥速率影响较小;干燥初期相对湿度对
干燥速率影响较大。
(4)菊花脑热风干燥符合指数模型,模型MR=epx
[-(0.0922T-9.83φ)t]可用来描述菊花脑热风干燥过
程水分比随热风温度、相对湿度的变化规律。
参 考 文 献
1 陈玉英,孙怀志,谭雪等.保健野生蔬菜—菊花脑 [J].广西园
艺,2004,15(2):47～48.
2 张翠兰,张光才.菊花脑生物学特性及栽培技术的研究 [J].南
京农专学报,1999,15(2):35～37.
3 段振华,张慜,汤坚.鳙鱼的热风干燥规律研究 [J].水产科学,
2004,(3):29～32.
4 沈晓萍, 王蒙蒙, 卢晓黎.熟化甘薯热风干燥特性及数学模型
研究 [J].食品与机械,2007,(5):119～122.
5 俞秀玲.花粉热风干燥特性研究 [J].食品研究与开发,2007,
(8):44～46.
基金项目:广西教育厅科技项目 (200509223)
收稿日期:2008-04-06
作者简介:黄卫萍 (1962-),女,广西天等人,硕士,副教授,研
究方向农产品加工技术。
通讯地址: (530007)广西南宁市大学东路176号
生物转化法制备活性多糖的研究进展
聂静然 1 杨 洋 2 黄 涛 1 龙海荣 1
(1.广西大学轻工与食品工程学院 2.广西大学生命科学与技术学院)
【摘要】生物活性多糖主要可划分为真菌多糖、植物多糖、动物多糖三大类。本文概述了微
生物发酵法、酶处理、植物细胞培养等生物方法在活性多糖的提取分离、结构修饰及合成等制备
过程中的应用现状,并对其发展前景进行了展望。
【关键词】生物转化;生物活性多糖;微生物发酵法;植物细胞培养
中图分类号:TS241 文献标识码:A 文章编号:1673-7199(2008)07-0119-04
活性多糖专指具有某种特殊生物活性的多糖化合
物,包括植物多糖、动物多糖及微生物多糖。国内外
的大量文献证明多糖在抗癌、抗炎、抗氧化、抗溃疡、
抗病毒、调整血糖血脂、抗肿瘤、抗突变、抗衰老、
以及增强肌体免役力等方面具有重要的作用。这说明
多糖对于预防和治疗包括癌症在内的多种疾病都具有
巨大的潜力。生物转化 (biotransformation)是以外源性
的天然或合成的有机化合物为底物,添加到处于生长
状态的生物体系或酶体系中,在适宜的条件下进行培
养,使得底物与生物体系中的酶发生相互作用,从而
产生结构改变的过程,亦称生物催化 (biocatalysis),
其实质是酶催化反应可以利用微生物、植物、动物细
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