1、精品文檔活性米微波枯燥工藝研究學生姓名： 指導老師：所在院系：所學專業(yè)： Germinated Brown Rice Microwave Drying Technology ResearchCandidate：Supervisor： Faculty：Major： 歡迎下載精品文檔摘要 為了研究活性米微波枯燥工藝參數(shù)對其關鍵營養(yǎng)成分的影響規(guī)律，運用連續(xù)式微波枯燥裝置，以枯燥功率、枯燥時間、排濕風速及緩蘇比為試驗因素，溫度、含水率、爆腰率、色度和-氨基丁酸含量為評價指標，采用單因素試驗與Box-Behnken中心組合試驗相結合的方法，研究了活性米微波枯燥特性及微波枯燥條件對活性米品質(zhì)的影響，優(yōu)化出

2、活性米微波枯燥的工藝參數(shù)。試驗結果說明：活性米微波枯燥主要處于恒速枯燥階段，微波枯燥對活性米品質(zhì)有顯著地影響；得出了工藝優(yōu)化參數(shù)組合：當枯燥功率3.00 W/g，枯燥時間4.00 min，排濕風速2.00 m/s，緩蘇比1:4時，可得到微波枯燥活性米溫度為81.2，含水率為14.35%，爆腰率47.00%，色度L*值57.98，色度a*值-1288.77，色度b*值22.09，-氨基丁酸含量16.10 mg/100g。關鍵詞： 微波枯燥；活性米；枯燥特性；品質(zhì)控制AbstractIn order to study the germinated brown rice microwave dryi

3、ng the influence law of process parameters on its key nutrients,using continuous microwave drying device, with power of drying,dry time,platoon is wet wind speed and slow soapy as test factors, temperature, moisture content, rate of detonation waist,chromaticity and gamma aminobutyric acid content a

4、s evaluation index, the single factor experiment and the Box -Benhken center combination experiment the method of combining microwave drying characteristics of germinated brown rice was studied and the influence of microwave drying conditions on the quality of germinated brown rice, optimization of

5、germinated brown rice microwave drying process parameters. The results showed that the germinated brown rice microwave drying is mainly at the constant speed drying stage, Microwave drying has a significantly influence on quality of germinated brown rice;The process optimized parameters combination

6、is obtained: when the dry power of 3.00 W/g, the drying time of 4.00 min, the platoon is wet wind speed 2.00 m/s, when the tempering than 1:4,available germinated brown rice microwave drying temperature is 81.2 , the moisture content is 14.35%, waist rate 47.00%, chroma value of 57.98 L * and chroma

7、ticity values of a * 1288.77, chromaticity b * value of 22.09, gamma-aminobutyric acid content is 16.10 mg /100 g.Key words: Microwave drying; Germinated brown rice;Drying characteristics; The quality control目錄摘要IAbstractII1 前言11.1 本研究的目的與意義11.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1 1.2.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀2 1.2.2國外研究現(xiàn)狀21.3 本研究的主要內(nèi)容32 實驗材料及

8、方法42.1 實驗材料42.2 設備和儀器42.3 試驗與測定方法43 試驗結果和分析63.1 Box-Behnken組合試驗63.1.1 回歸方程83.1.2 回歸模型方差分析93.1.3 各因素對各項性能指標影響主次分析103.2 因素對性能指標影響規(guī)律分析113.2.1 各因素對溫度的影響113.2.2 各因素對含水率的影響123.2.3 各因素對爆腰率的影響133.2.4 各因素對-氨基丁酸含量的影響143.2.5 各因素對色度的影響153.2.5.1 各因素對色度L*值的影響153.2.5.2 各因素對色度a*值的影響173.2.5.3 各因素對色度b*值的影響193.3 優(yōu)化分析2

9、04 連續(xù)式枯燥試驗確定及驗證225 結論23參考文獻24致謝26歡迎下載精品文檔1 前言1.1 本研究的目的與意義近年來，隨著環(huán)境污染的日趨嚴重，人們越來越關心自己的健康。活性米是將糙米發(fā)芽至一定的芽長，所得到的一種由幼芽和帶糠層的胚乳組成的糙米制品1。其實質(zhì)是糙米中所含有的大量酶被激活和釋放，并從結合態(tài)轉化為游離態(tài)的酶解過程2-4。糙米發(fā)芽后的營養(yǎng)更為豐富，特別是活性米能富集大量的-氨基丁酸(-aminobutyric acid，GABA) 5。GABA具有增強腦細胞的代謝，降血壓，活化腎功能、改善肝功能，防止肥胖等生理功能6-7。同時，發(fā)芽后的糙米糠層纖維被軟化，從而改善了糙米的蒸煮性、

10、口感和消化性8-9。活性米含水量較高，易霉變，不易貯藏，如處理不當會造成營養(yǎng)成分的損失，使食用品質(zhì)下降10-11。枯燥制成為活性米平安貯藏的必要處理環(huán)節(jié)12-13。因此采用適宜的枯燥方式，使活性米在脫水的同時能最大程度地保存其營養(yǎng)成分與感官質(zhì)量，盡可能減少枯燥過程對活性米營養(yǎng)成分的破壞及感官方面的影響14。由于活性米具有諸多的良好的生理功能，將是人們生活首選的主食產(chǎn)品，但是我國居民對活性米的了解很少，在國內(nèi)市場上尚未看到活性米銷售。導致這種現(xiàn)象的問題主要是：一、糙米在口感趕不上精白米，因此一直未能成為人們的日常主食；二、活性米的生產(chǎn)在我國并未有成熟的生產(chǎn)工藝，工業(yè)化程度也不高，因此它的價格偏高

11、，普通群眾沒有如此高的購置力，所以很少有廠家生產(chǎn)。針對以上兩個問題，我國不少企業(yè)和學校研究機構合作，開展了活性米的研究，也取得了不少的科技成果。本文探討了活性米微波枯燥工藝的問題，因為在活性米生產(chǎn)過程中，枯燥工序是整個生產(chǎn)工序中耗能最多，想要降低活性米的生產(chǎn)本錢就必須降低枯燥過程的能耗。因此，活性米枯燥相關工藝的研究，為活性米及其制品的開發(fā)及推廣提供科學的理論依據(jù)。成熟活性米工藝的建立，可提供新一代功能性的主食產(chǎn)品，既可以有效的減少國家營養(yǎng)資源的浪費，又能夠在巨大的市場需求中創(chuàng)造新的物質(zhì)財富，提高我國人民的生活質(zhì)量。由此可見，其社會和經(jīng)濟意義是十分顯著的。我國是稻谷及其衍生制品的生產(chǎn)和消費大國

12、，進行活性米產(chǎn)業(yè)化工程的研究，將為大米綜合利用、提高稻米附加值、開發(fā)功能性食品提供良好的新途徑，同時也對推動農(nóng)產(chǎn)品精深加工、提高人民生活質(zhì)量及健康水平有著重要的現(xiàn)實意義。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前，活性米枯燥方法有真空冷凍枯燥、熱風枯燥和微波枯燥15，然而真空冷凍枯燥的本錢較高，不利于生產(chǎn)推廣；熱風枯燥是應用最多、最經(jīng)濟的枯燥方法，但經(jīng)熱風枯燥的食品，其色、香、味難以保存，維生素等熱敏性營養(yǎng)成分或活性成分損失較大；微波技術作為一種現(xiàn)代綠色枯燥技術在食品中的應用越來越廣泛，具有加熱速度快，節(jié)能高效，能高度保持食品原有的營養(yǎng)成分及色、香、味、形等優(yōu)點16。已經(jīng)在蕨菜、胡蘿卜、蘋果、金針菇等果蔬的脫

13、水加工方面得到廣泛應用17-21。針對活性米微波枯燥特性及工藝，國內(nèi)外學者做了大量研究，并取得了一定的成果。1.2.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀 鄭藝梅，鄭琳22等研究了以下幾種活性米的枯燥方式：a、 60下一階段真空微波枯燥；b、60下三階段真空微波枯燥，即枯燥一粉碎一枯燥；c、 60熱風枯燥d、 600C真空枯燥；e、冷凍枯燥。研究結果認為：a， b兩種方法樣品在60下被枯燥的速度高于c， d. eo酶活性的保存情況：真空微波枯燥方法保存效果最好冷凍枯燥次之，真空枯燥更次，熱風枯燥效果最差。 發(fā)芽后的糙米生理活性很高，含水量大，如處理不當會造成許多營養(yǎng)成分和食用品質(zhì)的下降。金增輝研究得出糙米芽體可用50

14、60的溫度進行低溫枯燥，最好用真空枯燥技術，枯燥終點芽體水分為15士0.5%，并冷卻至室溫。 董鐵有，朱文學23等共同研究了順流通風狀態(tài)下厚層糙米的微波枯燥問題，實驗結果說明:隨著微波功率的增加，糙米的溫度和枯燥速度隨之增加。如果微波的功率被控制在0.05009 kw/kg范圍內(nèi)，風速被控制在0.12021 m/s范圍內(nèi)，那么可以保證不出現(xiàn)爆腰和發(fā)芽率降低等質(zhì)量問題。且糙米的有效枯燥厚度大約為0.130m，此值大于同等條件下稻谷的有效枯燥厚度。在微波加熱的條件下枯燥糙米的效率要高于稻谷枯燥的效率。 胡中澤，高冰，柳志杰24共同研究了熱風枯燥和微波枯燥對活性米中-氨基丁酸含量的影響。試驗結果說明

15、:熱風枯燥條件下，影響因素的主次關系為枯燥時間、熱風溫度、物料量，最正確枯燥條件為熱風溫度40 ，枯燥時間8h，物料量1.5 kg/m2；微波枯燥條件下，影響因素的主次關系為微波功率、枯燥時間、物料量。最正確枯燥條件為微波功率0.245kw，枯燥時間l0min，物料量5kg/m2 。林鴛緣，曾紹校，鄭向華25研究了微波功率、裝載量和微波比功率對活性米枯燥特性的影響。結果說明，在裝載量相同的情況下，微波枯燥過程中，活性米的含水率呈線性下降;微波功率越高，枯燥曲線斜率越大，所需枯燥時間越短。微波枯燥過程中，枯燥速度曲線近似水平，其枯燥可看成為恒速枯燥。微波比功率為4W/g時，枯燥所需的時間較為適中

16、，且便于生產(chǎn)調(diào)控。1.2.2國外研究現(xiàn)狀 美國和日本學者在枯燥對稻谷品質(zhì)影響方面做過許多研究工作。Kunze,Shei26等人對稻谷枯燥后的外觀品質(zhì)(爆腰)做了大量研究，認為高溫快速枯燥和高濕環(huán)境的吸濕作用是導致稻谷爆腰的主要因素。H.chen等人分析了稻谷不同品種、收獲后存放時間、初始含水率在各種千燥條件(溫度、濕度、枯燥時間)對整米率變化的影響，并建立了枯燥條件與整米率變化之間的數(shù)學模型，他們認為品種和枯燥介質(zhì)溫度是影響整米率下降的主要因素。 A.Iguaz., Nattap等研究了枯燥溫度和枯燥時間對稻谷品質(zhì)的影響。枯燥溫度越高、枯燥時間越長，糙米的爆腰率越高、精米的整米率(HRY)越低

17、，爆腰率與HRY呈負相關。 Haghighi等通過對生物物料的傳熱傳質(zhì)模擬和應力分析研究了生物物料的破裂，他們考慮了物料的粘彈性性質(zhì)，應用有限元計算了谷物枯燥過程中，其內(nèi)部最大應力出現(xiàn)的時間、位置。Lague 研究了稻谷收獲前由于白天日照枯燥、夜間再受潮而引起的應力變化。Sarker等人從90年代開始，一直在進行稻谷應力裂紋(爆腰)的研究，認為谷物枯燥時存在濕度梯度和溫度梯度，這些熱濕梯度使谷物內(nèi)部形成拉壓應力，谷物因此產(chǎn)生裂紋。1.3 本研究的主要內(nèi)容本文通過介紹Box-Behnken組合試驗，探究了微波枯燥條件對活性米枯燥特性及其對干后品質(zhì)的影響，獲得最正確的活性米枯燥工藝參數(shù)。并對該工藝

18、進行進一步的驗證，以獲得高效率、高品質(zhì)的活性米枯燥工藝一套。2 實驗材料及方法2.1 實驗材料試驗材料活性米由黑龍江金都米業(yè)提供。2.2 設備和儀器BJ-200型高速多功能粉碎機杭州五星包裝、HZS-H水浴振蕩器哈爾濱市東聯(lián)電子技術開發(fā)、SHZ-D()循環(huán)水式真空泵鞏義市予華儀器有限責任公司、WD800型LG微波爐天津樂金電子電器、WXD10S-17型連續(xù)式微波微波設備(南京三樂微波技術開展)、6010型紫外-可見分光光度計惠普上海分析儀器等。2.3 試驗與測定方法質(zhì)量測定：由JA5002型電子天平上海蒲春計量儀器測量，精度為±0.01 g。溫度測量：紅外線溫度計TES-1326S，

19、精度為±0.2。水分測定：按GB 5497-1985方法在DZF-6030A真空枯燥箱內(nèi)測定。爆腰率測定：從經(jīng)過微波處理的活性米籽粒中隨機取出100粒，從中挑出有裂紋的粒數(shù)，即為活性米的爆腰率每個樣品做三次試驗，結果取平均值。色度測定：由DC-P3型全自動測色色差計測定。-氨基丁酸、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素的含量外送測定農(nóng)業(yè)部谷物及制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心，哈爾濱。單因素試驗所用微波枯燥裝置是WD800型LG微波爐，微波工作頻率為2450 MHZ，可定功率800 W、640 W、480 W、320 W、160 W輸出工作。試驗前按GB 5497-1985標準測出活性米的初始含水率，測得活

20、性米原始含水率為33.3%。參照谷物入庫貯藏標準，把活性米的最終含水率定為14%-15%的范圍內(nèi)，按試驗要求設定不同微波功率和不同質(zhì)量對活性米進行微波枯燥試驗，記錄每一時間段的活性米的質(zhì)量和溫度。枯燥后的樣品冷卻后測其水分、爆腰率、色度、-氨基丁酸、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素的含量作為最終檢測指標。在單因素試驗研究的根底上，選用枯燥功率X1、枯燥時間X2、排濕風速X3及緩蘇比X4為試驗因素，活性米的溫度Y1、含水率Y2、爆腰率Y3、-氨基丁酸含量Y4和色度L*值Y5、a*值Y6和 b*值Y7 作為評價指標，進行Box-Behnken中心組合試驗。因素水平編碼表和試驗方案分別如表1、2所示。表1 因素

21、水平編碼表編碼因素枯燥功率枯燥時間排濕風速 緩蘇比X1/W·g-1X2/minX3/m·s-1 X4-1221 1:30342 1:41463 1:53 試驗結果和分析3.1 Box-Behnken組合試驗在單因素試驗的根底上，選定對稻米活性成分影響顯著的枯燥功率X1、枯燥時間X2、排濕風速X3及緩蘇比X4作為試驗因素，以溫度、含水率、爆腰率、-氨基丁酸含量和色度為評價指標，采用4因素3水平Box-Behnken中心組合優(yōu)化工藝參數(shù)。試驗方案和試驗結果分別如表2所示。表2 試驗方案及試驗結果試驗序號枯燥功率X1W·g-1枯燥時間X2min排濕風速X3m·

22、s-1緩蘇比X4溫度Y1含水率Y2%爆腰率Y3%-氨基丁酸Y4mg/100g1-1-10078.114.940.114.421-10079.214.262.013.23-110095.514.945.914.341100105.014.160.014.8500-1-195.415.064.516.0 6 00 1-186.714.455.016.07001-192.014.740.315.98001185.014.250.015.79-100-189.515.448.216.510100-196.514.167.716.011-100187.214.548.016.212100196.014.

23、154.915.1130-1-1082.315.050.513.51401-10104.014.849.714.4150-11079.514.252.813.316011093.014.250.014.517-10-1088.115.245.016.61810-1097.014.764.616.419-101084.214.547.016.520101090.013.865.816.0210-10-181.414.857.014.622010-198.014.551.314.0230-10180.614.452.013.1240101103.014.248.013.225000096.014.

24、453.017.126000094.014.355.517.527000096.914.344.018.028000098.814.057.617.329000097.514.650.017.2表2 試驗方案及試驗結果試驗序號枯燥功率X1W·g-1枯燥時間X2min排濕風速X3m·s-1緩蘇比X4色度L*Y5色度 a*Y6色度b*Y7 1-1-10061.38-1008.3422.2721-10058.38-1185.0922.803-110058.36-1302.5721.304110051.67-1319.6220.74500-1-156.80-1251.5620.20

25、 6 001-156.50-1260.8320.00700-1157.60-1222.1423.008001157.10-1230.9122.809-100-158.80-1225.5620.6010100-154.38-1301.7519.7011-100158.37-1181.1523.4012100156.00-1262.7822.57130-1-1060.80-1102.8522.701401-1054.70-1337.7421.10150-11060.50-1103.9022.5016011054.30-1377.0221.0017-10-1058.10-1147.2123.7018

26、10-1055.45-1290.7721.4019-101057.90-1299.4321.6020101055.40-1299.0621.10210-10-160.00-1121.9320.7322010-152.00-1300.4519.23230-10159.00-1000.3723.7424010155.00-1344.3222.2425000061.30-1060.8623.7026000061.00-1090.5423.5027000060.00-1120.2522.9028000059.00-1171.6023.7029000061.00-1072.4023.003.1.1 回歸

27、方程應用Design-expert 6.0.10軟件對試驗結果進行分析處理，溫度兩因素交互項模型有意義(p<0.0001)；含水率兩因素交互項模型有意義(p<0.0001)；爆腰率兩因素交互項模型有意義(p=0.0003)；-氨基丁酸含量兩因素交互項模型有意義(p<0.0001)；色度L*值、a*值、b*值兩因素交互項模型有意義(p<0.0001)。各因素對各性能指標影響的回歸模型如(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)所示，式中Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7以及X1、X2、X3、X4各參數(shù)的含義見表2。 (1) (2) (3) (4) (5)

28、 (6) (7)3.1.2 回歸模型方差分析對(1)、(2)、(3)、(4)式回歸模型進行方差分析，其結果如表3所示。表3 回歸模型的方差分析指標來源平方和自由度均方F值臨界值回歸1664.9710166.50F2=53.33F0.05(10,18)=2.41剩余56.20183.12Y1擬合43.35143.10F1=0.96F0.05(14,4)=5.88誤差12.8543.21總和1721.1728回歸3.7260.62F2=30.01F0.05(6,22)=2.55剩余0.45220.021Y2擬合0.27180.015F1=0.31F0.05(18,4)=5.82誤差0.1940.0

29、47總和4.1728回歸1196.675239.33F2=19.01F0.05(5,23)=2.64剩余289.512312.59Y3擬合176.91199.31F1=0.33F0.05(19,4)=5.81誤差112.61428.15總和1486.1828回歸35.7093.97F2=35.30F0.05(9,19)=2.42剩余2.13190.11Y4擬合1.87150.12F1=1.86F0.05(15,4)=5.86誤差0.2740.067總和37.8328回歸195.301019.53F2=33.41F0.05(10,18)=2.41剩余10.52180.58Y5擬合6.89140.

30、49F1=0.54F0.05(14,4)=5.88誤差3.6340.91總和205.8228回歸2.996E+0051127234.68F2=35.29F0.05(11,17)=2.42剩余13118.1517771.66Y6擬合5872.4413451.73F1=0.25F0.05(13,4)=5.89誤差7245.7141811.43總和3.127E+00528回歸44.8394.98F2=34.34F0.05(9,19)=2.42剩余2.76190.15Y7擬合2.16150.14F1=0.97F0.05(15,4)=5.86誤差0.5940.15 總和47.5928用F檢驗法對回歸方程

31、進行檢驗，從表3可知，每個指標回歸方程的F1<F0.05，說明回歸方程擬合的好，又F2>F0.05，說明回歸方程在0.05水平顯著，即試驗數(shù)據(jù)與所采用的數(shù)學模型相符合27。3.1.3 各因素對各項性能指標影響主次分析各因素對各項指標的奉獻率如表4。表4 各因素對各項指標的奉獻率性能影響因素奉獻率奉獻率指標X1X2X3X4排序Y12.3273.1142.6871.210X2>X3>X1>X4Y22.1451.1071.8272.017X1>X4>X3>X2Y32.3330.4760.6191.452X1>X4>X3>X2Y41.8

32、9792.23640.5630.7496X2>X1>X4>X3Y52.52812.76250.95972.1859X2>X1>X4>X3Y62.76932.72372.16492.1662X1>X2>X4>X3Y72.45662.21972.10821.9682X1>X2>X3>X4 結果說明，對于溫度，各因素奉獻率大小依次是枯燥時間、排濕風速、枯燥功率和緩蘇比；各因素對含水率奉獻率大小依次為枯燥功率、緩蘇比、排濕風速和枯燥時間；各因素對爆腰率奉獻率大小依次為枯燥功率、緩蘇比、排濕風速和枯燥時間；各因素對-氨基丁酸含量奉獻

33、率大小依次為枯燥時間、枯燥功率、緩蘇比和排濕風速；各因素對色度L*值奉獻率大小依次為枯燥時間、枯燥功率、緩蘇比和排濕風速，各因素對色度a*值奉獻率大小依次為枯燥功率、枯燥時間、緩蘇比和排濕風速，各因素對色度b*值奉獻率大小依次為枯燥功率、枯燥時間、排濕風速和緩蘇比。3.2 因素對性能指標影響規(guī)律分析3.2.1 各因素對溫度的影響當排濕風速為2.00 m/s，緩蘇比為1:4時，枯燥功率和枯燥時間的交互作用對活性米溫度的響應曲面如圖4a所示。由圖4a可知，枯燥功率與溫度呈正相關，枯燥功率越高，溫度上升越高；枯燥時間與溫度呈正相關，枯燥時間越長，溫度上升越高。隨著枯燥功率的增加，活性米中極性分子水、

34、蛋白質(zhì)、脂肪等吸收的微波能增強，極性分子間運動程度越來越劇烈，進而極性分子間的摩擦也越來越劇烈，由摩擦生熱，溫度隨之升高。在枯燥功率一定的情況下，隨著枯燥時間的增加，由摩擦生熱而產(chǎn)生的熱積累增加，溫度的升高隨枯燥時間的延長而增加。溫度/ 枯燥功率/W·g-1 枯燥時間/min 圖4a 各因素對溫度的影響在枯燥功率為3.00 W/g，緩蘇比為1:4時，枯燥時間和排濕風速的交互作用對活性米溫度的響應曲面如圖4b所示。由圖4b可知，枯燥時間與溫度呈正相關，枯燥時間越高，溫度上升越快；排濕風速與溫度呈負相關，排濕風速越高，溫度上升越慢。如上所述，枯燥時間增加，熱積累增多，溫度呈上升趨勢；在枯

35、燥時間一定的情況下，隨著排濕風速的增加，熱量會隨之而局部散失，用于水分蒸發(fā)的熱量減少28，溫度呈現(xiàn)隨排濕風速增加而降低的趨勢。溫度/ 圖4b 各因素對溫度的影響枯燥時間/min 風速/m·s-1 3.2.2 各因素對含水率的影響在枯燥時間為4.00 min，排濕風速為2.00 m/s時，枯燥功率和緩蘇比的交互作用對活性米最終含水率的響應曲面如圖5所示。由圖5可知，在枯燥功率低水平時，隨著緩蘇比的增加，含水率呈下降的趨勢；在枯燥功率高水平時，含水率變化不明顯。在緩蘇比一定的情況下，隨枯燥功率的增加，含水率呈下降的趨勢。枯燥功率/W·g-1 緩蘇比 含水率/% 圖5 各因素對含

36、水率的影響3.2.3 各因素對爆腰率的影響在枯燥時間為4.00 min，排濕風速為2.00 m/s時，枯燥功率和緩蘇比的交互作用對活性米爆腰率的響應曲面如圖6所示。由圖6可知，枯燥功率與爆腰率呈正相關，隨枯燥功率的增加，爆腰率呈增加的趨勢；緩蘇比與爆腰率呈負相關，隨緩蘇比的增加，爆腰率呈下降趨勢。當枯燥功率較高時，活性米吸收微波能較高，溫度升高較快，活性米籽粒外表水分散失較快，而籽粒內(nèi)部水分含量相對較高，籽粒內(nèi)外部形成水分梯度，由水分梯度引起籽粒內(nèi)外部壓力差，從而引起爆腰率增加29。當緩蘇比增加時，活性米籽粒的水分由內(nèi)部向外部擴散致籽粒內(nèi)外部水分含量較均勻，內(nèi)外部壓力差較小，因此爆腰率也隨之減

37、少。緩蘇比 爆腰率/% 枯燥功率/W·g-1 圖6 各因素對爆腰率的影響3.2.4 各因素對-氨基丁酸含量的影響在排濕風速為2.00 m/s，緩蘇比為1:4時，枯燥功率和枯燥時間的交互作用對活性米-氨基丁酸含量的響應曲面如圖7所示。由圖7可知，枯燥功率與-氨基丁酸含量呈負相關，隨枯燥功率的增加，-氨基丁酸含量呈減少的趨勢，趨勢不明顯；隨著枯燥時間的增加-氨基丁酸含量呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，當枯燥時間為4.00 min時到達最大值，為18.0 mg/100g。-氨基丁酸是由谷氨酸在專一性較強的谷氨酸脫羧酶作用下轉化而成，同時-氨基丁酸在酶的作用下又處在分解過程中。枯燥功率與枯燥時間對活

38、性米中-氨基丁酸含量的影響主要是通過改變物料溫度到達的。在枯燥功率一定的情況下，隨著枯燥時間的增加，物料溫度升高，谷氨酸脫羧酶在適合的溫度下，-氨基丁酸的合成較分解占主要地位，-氨基丁酸含量隨之升高，超過4.00 min后，-氨基丁酸的分解較合成占主要地位5，-氨基丁酸含量又隨之下降。在枯燥時間一定的情況下，隨著枯燥功率的增加，物料最終溫度升高越高，-氨基丁酸的分解越多，導致-氨基丁酸的含量呈下降趨勢。-氨基丁酸含量/mg/100g 枯燥功率/W·g-1 枯燥時間/min 圖7 各因素對-氨基丁酸含量的影響3.2.5 各因素對色度的影響色度測定采用CIE國際發(fā)光照明委員會提出的均勻色

39、空間理論。根據(jù)CIE國際發(fā)光照明委員會1976年均勻色空間理論，確定樣品的 L*值、a*值和 b*值。其中：L*值Lightness，明度越大亮度越大，表示褐變越輕；a*值Redness，紅色度，表示紅綠偏向的色度，正值越大偏向紅色的程度越大，負值越大偏向綠色的程度越大；b*值Yellowness，黃色度，表示黃藍偏向的色度，正值越大，偏向黃色的程度越大，負值越大偏向藍色的程度越大。使用色差計測定枯燥后活性米的色澤參數(shù)，比擬哪種枯燥方式對枯燥后活性米色澤的影響最小。每組試驗重復3次取平均值。 3.2.5.1 各因素對色度L*值的影響在排濕風速為2.00 m/s，緩蘇比為1:4時，枯燥功率和枯燥

40、時間的交互作用對活性米色度L*值的響應曲面如圖8所示。由圖8可知，枯燥功率大于3.00 W/g時，其與色度L*值呈負相關，枯燥功率越高，色度L*值越小；枯燥功率小于3.00 W/g時，其與色度L*值呈正相關，隨枯燥功率的增加，色度L*值呈增大的趨勢。枯燥時間與色度L*值呈負相關，色度L*值隨枯燥時間的增大而減小。當處于低枯燥功率時，色度L*值隨著枯燥功率的增加而升高，處于高功率時，色度L*值隨著枯燥功率的增加而降低。這是因為低枯燥功率條件下，所能提供的微波能有限，物料溫度升高較慢，就必然會導致枯燥時間的延長。物料在枯燥過程中長期處于高溫、富氧、多水分的狀態(tài)下，其所含的氨基化合物如蛋白質(zhì)等經(jīng)過一

41、系列反響會發(fā)生褐變，進而導致色度L*值下降。在高枯燥功率條件下，物料溫度也較高，雖然枯燥時間相應縮短，但較高溫度會使物料褐變加劇，導致色度L*值下降。色度L*值 枯燥時間/min 枯燥功率/W·g-1 圖8 各因素對色度L*值的影響在枯燥功率為3.00 W/g，排濕風速為2.00 m/s時，枯燥時間和緩蘇比的交互作用對活性米色度L*值的響應曲面如圖9所示。由圖9可知，枯燥時間與色度L*值呈負相關，隨枯燥時間的增加，色度L*值呈減小的趨勢。當緩蘇比大于1:4時，其與色度L*值呈負相關，緩蘇比越大，色度L*值越小；當緩蘇比小于1:4時，其與色度L*值呈正相關，色度L*值隨緩蘇比的增加而呈

42、升高的趨勢。在緩蘇比一定的情況下，隨枯燥時間的增加，物料熱積累增加，溫度較高，較高的溫度會使物料褐變加劇，進而色度L*值下降。選擇枯燥時間為6 min會比2 min時褐變程度較嚴重。在枯燥時間一定時，色度L*值隨緩蘇比的增加而先增大后減小。在緩蘇比擬低水平時，增大緩蘇比能有效控制物料溫度不會升高太快，褐變情況也隨之減輕，色度L*值有增大趨勢；在緩蘇比擬高水平時，增大緩蘇比相當于增加了枯燥時間，褐變也隨之加劇，色度L*值有減小趨勢；當緩蘇比處在零水平時，對枯燥后活性米色度的影響較小，色度L*值較大，保存有大量的活性米原色。反映到活性米色澤就表現(xiàn)為明亮程度高和褐變程度小。色度L*值 緩蘇比 枯燥時

43、間/min 圖9 各因素對色度L*值的影響 3.2.5.2 各因素對色度a*值的影響在排濕風速為2.00 m/s，緩蘇比為1:4時，枯燥功率和枯燥時間的交互作用對活性米色度a*值的響應曲面如圖10所示。由圖10可知，枯燥功率大于2.50 W/g時，其與色度a*值呈負相關，枯燥功率越高，色度a*值越小；枯燥功率小于2.50 W/g時，其與色度a*值呈正相關，隨枯燥功率的增加，色度a*值呈增大的趨勢。枯燥時間與色度a*值呈負相關，色度a*值隨枯燥時間的增大而減小。 在枯燥時間一定的情況下，色度a*值隨枯燥功率的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。較低枯燥功率時不能迅速的去除水分，導致褐變程度較大，色度a*

44、值較小；較高枯燥功率時，降水速率也越快，溫度較高導致褐變程度變大，色度a*值變小。在枯燥功率一定的情況下，隨枯燥時間的增加，色度a*值逐漸減小，這是因為枯燥時間越長，導致褐變程度較大，色度a*值越小。 色度a*值 枯燥功率/W·g-1 枯燥時間/min 圖10 各因素對色度a*值的影響在枯燥時間為4.00 min，緩蘇比為1:4時，枯燥功率和排濕風速的交互作用對活性米色度a*值的響應曲面如圖11所示。由圖11可知，枯燥功率大于3.00 W/g時，其與色度a*值呈負相關，枯燥功率越高，色度a*值越小；枯燥功率小于3.00 W/g時，其與色度a*值呈正相關，隨枯燥功率的增加，色度a*值呈

45、增大的趨勢。排濕風速大于2.00 m/s時，其與色度a*值呈負相關，排濕風速越高，色度a*值越小；排濕風速小于2.00 m/s時，其與色度a*值呈正相關，排濕風速越高，色度a*值越大。在排濕風速一定的情況下，色度a*值隨枯燥功率的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢。較低枯燥功率時不能迅速的去除水分，導致褐變程度較大，色度a*值較小；較高枯燥功率時，降水速率也越快，溫度較高導致褐變程度變大，色度a*值變小。在枯燥枯燥功率一定的情況下，排濕風速較低水平時，物料溫度會隨排濕排濕風速的增加而相應降低，褐變程度較小，保存有大量的活性米原色；排濕風速較高水平時，降水速率較快，進而導致對活性米營養(yǎng)成分的影響，色度a

46、*值變小，反映到色澤就表現(xiàn)為褐變程度大。枯燥功率/W·g-1 風速/m/s 色度a*值 圖11 各因素對色度a*值的影響 3.2.5.3 各因素對色度b*值的影響在枯燥時間為4.00 min，緩蘇比為1:4時，枯燥功率和排濕風速的交互作用對活性米色度b*值的響應曲面如圖12所示。由圖12可知，枯燥功率大于2.50 W/g時，其與色度b*值呈負相關，枯燥功率越高，色度b*值越小；枯燥功率小于2.50 W/g時，其與色度b*值呈正相關，隨枯燥功率的增加，色度b*值呈增大的趨勢。排濕風速大于1.50 m/s時，其與色度b*值呈負相關，排濕風速越大，色度b*值越小，排濕風速小于1.50 m/

47、s時，其與色度b*值呈正相關，排濕風速越大，色度b*值越大。色度b*值越大，表現(xiàn)為物料呈現(xiàn)黃色較深，并與熱風枯燥后的活性米作比擬，微波枯燥能較熱風枯燥的活性米呈較深的黃色。微波枯燥較熱風枯燥能顯著縮短枯燥時間，也就減少物料處于高溫、富氧、多水分的狀態(tài)中，能顯著減輕物料褐變程度。最終枯燥的物料表現(xiàn)為顏色較佳。色度b*值 風速/m/s 枯燥功率/W·g-1 圖12 各因素對色度b*值的影響 3.3 優(yōu)化分析在試驗結果分析的根底上，在溫度Y1取最小值，含水率Y2取最小值，爆腰率Y3取最小值，-氨基丁酸含量Y4取最大值，色度L*值(Y5)取最大值，色度a*值(Y6)取最小值，色度b*值取最大

48、值為主要目標的條件下，按照節(jié)能、高效、干后品質(zhì)高的原那么，利用Design-expert 6.0.10軟件對試驗參數(shù)X1、X2、X3、X4進行優(yōu)化，經(jīng)過擇優(yōu)處理最終只有一組結果，期望值可到達0.821，擇優(yōu)結果見表5。獲得試驗的理論最正確優(yōu)化結果為當枯燥功率3.22 W/g，枯燥時間3.72 min，排濕風速2.13 m/s，緩蘇比1:4。此條件下所得微波枯燥活性米溫度為80.3，含水率為14.40%，爆腰率48.12%，-氨基丁酸含量16.28 mg/100g，色度L*值57.78，色度a*值-1291.80，色度b*值21.99。為了檢驗活性米微波枯燥工藝的可靠性，采用已得到的最正確枯燥工

49、藝參數(shù)條件進行驗證實驗，并結合實際試驗條件，即枯燥功率3.00 W/g，枯燥時間4.00 min，排濕風速2.00 m/s，緩蘇比1:4條件下，進行活性米微波枯燥試驗，三次平行實驗取平均值得到試驗值分別為溫度81.2，含水率14.35%，爆腰率47.00%，-氨基丁酸含量16.10 mg/100g，色度L*值57.98，色度a*值-1288.77，色度b*值22.09。相關系數(shù)到達0.979。因此可以確定最正確枯燥工藝參數(shù)為枯燥功率3.00 W/g、枯燥時間4.00 min、排濕風速2.00 m/s、緩蘇比1:4。表5 最優(yōu)化結果編號枯燥功率W·g-1枯燥時間min排濕風速m

50、3;s-1緩蘇比溫度含水率%爆腰率%-氨基丁酸(mg/100g)可接受度13.223.722.131:480.314.4048.1216.280.821表5 最優(yōu)化結果編號枯燥功率W·g-1枯燥時間min排濕風速m·s-1緩蘇比色度L*值色度a*值色度b*值可接受度23.223.722.131:457.78-1291.8021.990.821 4 連續(xù)式枯燥試驗確定及驗證根據(jù)已獲得的合理的活性米微波枯燥工藝參數(shù)：枯燥功率3.00 W/g、枯燥時間4.00 min、排濕風速2.00 m/s、緩蘇比1:4，此條件下得到的溫度81.2，含水率14.35%，爆腰率47.00%，-氨基丁酸含量16.10 mg/100g，色度L*值57.98，色度a*值-1288.77，色度b*值22.