全 文 ：文章编号 :100028551 (2001) 0620327204
60 Coγ射线辐照处理对土豆切片
干燥特性的影响
王 俊 巢 炎 傅俊杰 王剑平
(浙江大学农业工程与食品工程学院 ,浙江 杭州 310029)
摘要 :将土豆切片经60 Coγ射线辐照后进行热风干燥 ,结果表明 :辐照预处理的土豆切
片的失水过程仅为降速过程 ,总失水速度加快 ;干燥过程中物料温度升高 ;辐射剂量
增加 ,失水速率增高 ,物料温度也增高。
关键词 :辐照 ;干燥 ;土豆切片
收稿日期 :2000207217
基金项目 :国家自然科学基金资助 (39700084)和浙江省自然科学基金资助 (396280)
作者简介 :王俊 (1965～) ,男 ,浙江大学教授 ,主要从事农产品的生物物理学特性及其在加工贮藏中应用研究
农产品经一定剂量辐照后导致其组织结构变化和不同程度损伤[1 ,3 ] ,这种变化可能引起干
燥特性的变化 ,最终影响干燥速度和干制品品质。我们以土豆切片为材料进行了不同剂量辐
照后热风干燥特性的研究。
1 材料与方法
111 材料
土豆为浙农 1 号 ,收获后在 4 ℃下存放几天后辐照 ,切成 3、5、7mm 不同厚度。
112 辐照
采用60 Coγ射线对土豆切片进行辐照 ,在浙江大学农业与生物技术学院原子核农学研究
所进行。辐照剂量为 0、2、5、6、10kGy ,剂量率为 1kGyΠh。
113 干燥
干燥实验在热风干燥试验台上进行 ,热风风速为 118mΠs ,用电子天平 (精度为 ±01001g) 测
定质量 ,用 012mm 康铜热电偶测定温度。
2 实验结果与分析
211 辐照剂量对土豆失水特性的影响
将土豆切片用 0 (对照) 、2、6、10kGy 进行处理 ,然后进行热风干燥 ,获失水特性见图 1、图
2。从图 1 可知 ,经一定辐照剂量处理后 ,在相同时间内土豆切片失水量增多。在一定时间内 ,
辐照剂量越大 ,失去水分量越多 ,曲线也越陡 ,达到安全储藏含水量 (18 % ,w. b. )以下所需的干
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燥时间越短 ;图 2 表明 ,辐照剂量对土豆的失水速率变化也有影响。未辐照处理土豆失水过程
可分调整 (升速)和降速阶段 ;经辐照后的土豆失水过程只有 1 个降速阶段。辐照剂量增大 ,含
水率相同时 ,失水速率加快。
图 1 辐照剂量对土豆失水规律的影响
Fig. 1 Effect of irradiation on dehydration
热风温度 T = 65 ℃;切片厚度 :4mm
air temperature T = 65 ℃;slice thickness :4mm
图 2 辐照剂量对土豆失水速率的影响
Fig. 2 Effect of irradiation on dehydration rate
热风温度 T = 65 ℃;切片厚度 :4mm
air temperature T = 65 ℃;slice thickness :4mm
212 热风温度对辐照后土豆切片失水特性的影响
土豆用 2kGy 辐照 ,然后在热风温度 50 ℃、65 ℃、75 ℃下进行干燥 ,其失水特性见图 3、图 4。
图 3 热风温度对土豆失水规律的影响
Fig. 3 Effect of air temperature on dehydration
辐照剂量 :2kGy ,切片厚度 :5mm
irradiation dose :2kGy ; slice thickness :5mm
图 4 热风温度对失水速率的影响
Fig. 4 Effect of air temperature on dehydration rate
辐照剂量 :2kGy ,切片厚度 :5mm
irradiation dose :2kGy ; slice thickness :5mm
从图 3 可知 ,热风温度对辐照土豆的失水特性有影响。一定时间内 ,热风温度越高 ,水分
失去量越多 ,曲线也越陡 ;热风温度越高 ,达到安全储藏含水量 (18 % ,w. b. )以下所需干燥时间
越短。图 4 表明热风温度对辐照土豆的失水速率变化也有影响。含水率相同时 ,热风温度越
高 ,失水速率越大。3 种温度下土豆切片的失水过程均只有 1 个降速阶段。
213 不同厚度的土豆切片辐照后的失水特性
将土豆用 4kGy 辐照 ,然后对不同厚度的土豆切片进行热风干燥 ,失水特性见图 5、图 6。
从图 5 可知 ,切片厚度对辐照土豆的失水特性有影响。一定时间内 ,切片越薄 ,水分失去
量越多 ,其曲线也越陡 ;达到安全储藏含水量 (18 % ,w. b)以下所需干燥时间也越短。这与未辐
照土豆的失水规律相似[4 ] 。从图 6 可知 ,切片厚度对辐照土豆的失水速率变化有影响。含水
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率相同 ,切片越簿 ,失水速率越大。3 种切片厚度的土豆失水过程均只有 1 个降速阶段。
图 5 切片厚度对土豆失水规律的影响
Fig. 5 Effect of slice thickness on dehydration
辐照剂量 :5kGy ,热风温度 T = 55 ℃
irradiation dosage :5kGy ; air temperature T = 55 ℃
图 6 切片厚度对土豆失水速率的影响
Fig. 6 Effect of thickness on dehydration rate
辐照剂量 :5kGy ,热风温度 T = 55 ℃
irradiation dosage :5kGy ; air temperature T = 55 ℃
214 辐照土豆的干燥中温度特性实验
土豆采用剂量 0、2、5kGy 进行辐照预处理 ,然后在热风干燥中测量物料内部距表面不同深
度处各节点的温度 ,获温度变化特性见图 7、图 8。
图 7 辐照与未辐照土豆热风干燥内部温度对比图
Fig. 7 Effect of irradiation on sample temperature
距表面 112mm 处 ;切片厚度 :4mm ;热风温度 :75 ℃
slice thickness :4mm ; air temperature :75 ℃;
112mm from the surface 图 8 辐照土豆热风干燥内部距表面不同深度处温度Fig. 8 Temperature of different points from thesurface of potato辐照剂量 :5kGy ;切片厚度 :4mm ;热风温度 :75 ℃dosage :5kGy ;slice thickness :4mm ; air temperature :75 ℃
从图 7 可知 :与未辐照预处理相比 ,经一定辐照剂量预处理后的土豆在干燥时温度变化是
不同的。在相同时间内 ,经一定辐照剂量处理后土豆温度上升快、温度值高。在相同时间内 ,
辐照剂量越大 ,土豆温度升高量越多。从图 8 可知 :辐照切片土豆内不同深处的温度变化规律
是不同的。距表面越深 ,土豆温度上升越慢。与未辐照预处理土豆的温度变化规律类似[4 ] 。
3 讨 论
311 辐照剂量的影响
923 6 期 60Coγ射线辐照处理对土豆切片干燥特性的影响
辐照处理使土豆组织细胞结构产生改变。未辐照土豆的细胞质、液泡未受到破坏 ,呈饱
满 ;辐照后细胞液泡膜受到破坏 ,液泡内液体流出 ,液泡变小 ,并吸附在胞膜周围。随剂量增
加 ,破坏程度加剧 ,液泡膜破裂 ,内含液体流失。
辐照土豆的细胞质壁紧密结合 ;辐照处理后细胞质壁出现分离 ;随辐照剂量增加 ,质壁分
离明显 ;高辐照剂量处理后质壁间出现很大的裂缝。
由于辐照使细胞内液泡受到破坏 ,质壁分离 ,液泡和细胞质内流体 (以水分为主) 流失 ;同
时辐照使组织电导性增大 ,组织透性加强[5 ] 。这些都直接引起土豆内水分活性变大 ,迁移能力
大大增强 ,导致干燥时失水速率加快。
312 辐照对温度特性的影响
辐照使土豆内水分活性变大 ,迁移能力大大增强 ,失去相同量水分时用于消耗水分迁移蒸
发的能量相对减少 ,而用于升温的能量增多 ,导致辐照土豆切片在相同干燥条件下 ,在相同深
度处的温度比未辐照土豆切片的温度高。
4 结 论
(1)与未辐照预处理土豆相比 :辐照后的土豆切片失水过程仅为降速过程 ,总失水速率加
快 ;干燥过程中物料温度升高 ; (2)辐照剂量增加 ,失水速率提高 ,物料温度也高 ; (3) 热风温度
以及切片厚度对辐照土豆干燥特性有影响 ,热风温度越高 ,切片越薄 ,辐照土豆失水速率越大。
参考文献 :
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[4 ] 王俊 ,刘正怀. 切片土豆间歇干燥过程传热传质模拟和实验研究 ,农业工程学报 ,2000 ,16 (6) :107～109
[5 ] 刘书城 ,马秀叶 ,王传耀.γ射线对苹果品质的影响 ,核农学报 ,1989 ,3 (1) :28～36
INFL UENCE OFγ2IRRADIATION ON DRYING OF SLICE POTATO
WANGJun CHAO Yan FU Jun2jie WANGJian2ping
( Agricultural Engineering and Food College , Zhejiang University , Hangzhou Zhejiang prov. 310029)
ABSTRACT :A new technology is introduced to dry food products by hot2air after pretreated by
irradiation. The influence of different dosage of irradiation , temperature of hot air , thickness of
the slice potato on the rate of dehydration temperature of irradiated potato were studied. A con2
clusion is reached that the 3 factors , irradiation dosage , hot2air temperature and thickness of slice
potato , affect the rate of dehydration and temperature of slice potato. The higher the dosage is ,
the greater the rate of dehydration of potato becomes , and the higher the temperature of the slice
potato gets.
Key words :irradiation ; drying ; potato ; ultrastructure
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2001 ,15 (6) :327～330