成膜预处理提高扇贝柱超声波辅助热泵干燥效率及品质.pdfVIP

第 38 卷 第 18 期 农 业 工 程 学 报 Vol.38 No.18 274 2022 年 9 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Sept. 2022 ·农产品加工工程· 成膜预处理提高扇贝柱超声波辅助热泵干燥效率及品质 ※ 赵 亚，朱智壮，石启龙 ，刘 静 （山东理工大学农业工程与食品科学学院，淄博 255000 ） 摘 要：热泵干燥（Heat Pump Drying ，HPD ）因条件温和、能效高，特别适用于水产品的干燥。但是，由于HPD 温度 低，导致干燥时间长、干制品品质劣变严重，限制了 HPD 在水产品中的应用。为了强化扇贝柱 HPD 效率，提高干制品 品质，该研究首先采用超声波（Ultrasonic ，US ）预处理扇贝柱，然后再分别采用 3 种可食性膜 （海藻酸钠（Sodium Alginate， SA），低甲氧基果胶（Low-Methoxy Pectin ，LMP ）和印度树胶（Gum Ghatti，GG ））预处理，US 处理后未经过成膜预处 理的扇贝柱作为对照组（Control Group，CK ），探究成膜预处理对扇贝柱US 辅助 HPD 动力学及品质特性的影响。基于 低场核磁共振（Low-Field Nuclear Magnetic Resonance ，LF-NMR ）技术，采用单变量线性（Univariate Linear ，UL ）模型 和偏最小二乘回归 （Partial Least Squares Regression ，PLSR ）模型量化扇贝柱 LF-NMR 弛豫参数与干制品含水率 （Moisture Content，MC ）和水分活度（Water Activity ）的关系，以期监测扇贝柱HPD 进程。研究结果表明：相比于 CK，成膜预处 理导致扇贝柱有效水分扩散系数（Effective Moisture Diffusivity ）提高了 1.32%～8.41%。SA 和 GG 成膜预处理可以减缓 扇贝柱干燥过程中不易流动水向结合水迁移的速率，同时增加了干燥过程中自由水的流动性，进而强化了干燥效率。相 比于CK，SA 和 GG 成膜预处理增加了扇贝柱硬度、弹性、内聚性和咀嚼性，降低了复水比、收缩率和总色差值；而 LMP 成膜预处理降低了硬度和总色差值。综合考虑，US-SA 为扇贝柱 US 辅助 HPD 较适合的预处理方式。LF-NMR 横向弛豫 时间与大部分干制品品质之间具有显著（P<0.05 ）关联性。扇贝柱LF-NMR 图谱中，当横向弛豫时间主峰<10 ms 时，而 且仅出现 1 个主峰，即可作为扇贝柱干燥终点。UL 模型表明，MC 和水分活度与不易流动水峰面积和总峰面积呈显著 （P<0.05 ）正相关，与结合水峰面积呈显著（P<0.05 ）负相关。PLSR 模型表明，以 4 个 LF-NMR 参数为变量的回归模 型可高精度地预测 MC 和水分活度。该研究为扇贝柱热泵干燥增效、保质提供一种新型非热力预处理方式；同时，基于 LF-NMR 技术，为快速、无损监测扇贝柱热泵干燥进程提供理论依据和实践参考。 关键词：干燥；低场核磁共振；成膜预处理；热泵干燥；扇贝柱；品质特性 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2022.18.030 中图分类号：TS254.4 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2022)-18-0274-10 赵亚，朱智壮，石启龙，等. 成膜预处理提高扇贝柱超声波辅助热泵干燥效率及品质[J]. 农业工程学报，2022，38(18)： 274-283. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.2022.18.030 Z