摘要
香芋的营养十分丰富，具有很高的食疗价值和保健效果。由于香芋的地域性和季节性较强，运输过程中易出现失水、霉烂和发芽等现象，导致香芋的供应期较短，销售面较窄，从而影响香芋产业的快速发展。因此，对香芋进行干燥是较为常用的加工方式之一。超声干燥（Contactultrasoundcombinedwithhotairdrying,CU-HAD）可以降低物料内部水分与管壁之间的结合力，降低水的扩散阻力，加速传质过程。远红外辐射干燥（Far-infraredradiationdrying,FIRD）所发射的辐射能量能够穿入物料内部1~3mm实现内部加热，进而实现果蔬的快速干燥。因此，本研究以香芋片为试验对象，首先采用CU-HAD、FIRD及超声-远红外辐射干燥（Contactultrasoundstrengtheningfar-infraredradiationdrying,CU-FIRD）进行干燥，探讨其对香芋切片物理特性、品质指标的影响，并与热风干燥（Hotairdrying,HAD）及冷冻干燥（Freezingdrying,FD）作对比；其次，研究不同超声功率、远红外辐射温度条件下干燥香芋片的水分变化及微观结构变化；最后，探究不同超声功率、远红外辐射温度对香芋片干燥过程中品质特性及挥发性影响，并进行工艺优化，以期为探讨合适的香芋片干燥技术提供参考。 主要研究内容与结论如下： 1.研究了CU-HAD、FIRD和CU-FIRD对香芋水分状态和分布、微观结构和品质特性的影响。结果表明，与HAD相比，CU-HAD、FIRD和CU-FIRD的干燥时间分别减少了26.32%、47.37%和63.16%。低场核磁共振（Low-fieldnuclearmagneticresonance,LF-NMR）结果表明，在干燥过程中，香芋片中的游离水被脱除，结合水先增加后减少，T2弛豫分布曲线向左移动。随着干燥的进行，香芋片的含水量持续下降，磁共振成像（Magneticresonanceimage,MRI）的信号下降。通过扫描电镜（Scanningelectronmicroscopy,SEM）图像可知，施加CU和FIR会产生更松散的组织结构和更大的微孔道，导致硬度降低。此外，与HAD相比，CU-FIRD的复水率、色差、总酚含量和抗氧化活性显著优于FIRD和CU-HAD。CU-FIRD干燥的香芋片中杂环化合物和酯类相对含量与CU-HAD相似，比FIRD更丰富，醛和烯烃的相对含量比其他两种干燥方法更丰富，这对风味有积极影响。综上所述优选CU-FIRD干燥技术，并进行后期工艺优化。 2.研究了不同超声功率及远红外辐射温度对香芋片微观结构的影响。结果表明，提高CU功率及FIR温度，香芋片的干燥速率增大、有效水分扩散率提高，干燥时间缩短。香芋的水分在CU-FIRD过程中由外向内逐渐脱除，CU功率越大，FIR温度越高，内部水分迁移速度越快。在干燥过程中，香芋片的孔隙率呈现先增大后减小的趋势，CU功率越大，香芋片的孔隙率也越大。施加CU及FIR后，随着CU功率和FIR温度的增加，香芋细胞横截面面积及周长呈现先增大后减小的趋势。在干燥过程中，无论是否施加CU及FIR，细胞圆度均呈现减小趋势。 3.研究了不同超声功率及远红外辐射温度对香芋片品质指标的影响，并采用熵权TOPSIS综合模型进行评价。结果表明施加CU，可以明显改善香芋片的理化品质，降低硬度和色差，增加复水率和抗氧化活性，提高多糖、黄酮、多酚、Vc及烟酸的含量。随着FIR温度的提高，香芋片的硬度值、色差增大，复水率降低，品质在感官上有所减弱，且温度越高，影响越大。此外，香芋片的抗氧化活性也会随着FIR温度的升高而有所增加。但对营养品质来说，FIR温度从150℃提高至250℃，黄酮、多酚、Vc及烟酸含量有所增加。挥发性成分中，产生烘焙风味的杂环类物质相对含量随温度的升高而增加，产生青味、果香味的酯类及醛类减少。确定了CU-FIRD香芋片的最优干燥参数为FIR温度200℃、CU功率40W。
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