香葱微波干燥工艺优化试验研究

2015年3月农机化研究第3期

香葱微波干燥工艺优化试验研究

李

涛，姚明印，刘木华

330045）

（江西农业大学生物光电技术及应用重点实验室，南昌

摘

要：采用微波干燥技术对新鲜香葱进行干燥，以期获得高品质干香葱。通过单因素和正交试验深入分析香

葱质量、堆放厚度及微波功率等因素对干香葱感官品质、复水率等品质的影响，以研究出最优干燥工艺参数组合。结果表明：在微波功率2000W、香葱堆放厚度25mm、质量130g的条件下，获得干香葱的品质最优。关键词：香葱；微波干燥；工艺优化；复水率；感官品质中图分类号：S375文献标识码：ADOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.03.052

文章编号：1003－188X（2015）03－0211－04

0引言

香葱是一种长于亚洲中部地区且具有芳香气味的

研究确定官品质的影响。通过试验观察和数据分析，了香葱的最优微波干燥工艺参数组合，同时为微波干燥技术在农产品干燥领域的应用提供有利的科学依据。

是各种方便食品和菜肴中的必备配料和调葱科植物，

味品。在人体内香葱具有很好的生理疗效作用，它不仅有利于肠胃消化，而且还可以起到解热的作用。葱叶是香葱进行光合作用的关键部位，也是人们主要食取的部分。但是其含水量多，不易长久存放，容易出现黄叶及腐烂，即使采用保鲜柜保鲜，也很难长时间保存。为了解决香葱保鲜的问题，冷冻干燥是使用率最高的一种方法。虽然冷冻干燥技术解决了香葱易腐烂、不易长久保存的问题，但是这种干燥技术投资成本高，不易广泛推广。

随着国家经济和社会科技的快速发展，微波干燥技术以其无污染、效率高、节能环保等优越的干燥特性，在果蔬干燥领域深受重视晓剑周旺

［2］［8］

［1］

1

1．1

材料与方法

材料与仪器

从蔬菜批发市场一次性购买5kg新鲜香葱，并且

它们都生长于同一块土地。在试验中挑选出表面无损坏的香葱，并用保鲜柜存放。本试验采用的微波干2000W、3000W）档位。燥机共有3个功率（1000W、1．2

香葱微波干燥工艺流程

香葱微波干燥试验的详细操作步骤如下：新鲜湿香葱→清洗→切除葱白、坏叶→将表面水沥干→切成段→微波干燥→干香葱成品→品质检测。1．3

初始含水率的测定

按照国家食品水分检测标准

［13］

。近年来，广大的科

研工作者对果蔬微波干燥技术进行了很多研究。周

［3］［4－5］［6］［7］

、、张文辉、朱德泉韩清华、李升升、［9］、JunWang［10］等学者分别对不同品周伟伟、

测定香葱的初始

含水率，并在同等条件下，连续做3次水分检测实验验，最终结果取其平均值。采用干基表示香葱的初始含水率，计算方法为

wG1=

m1－mG1

×100%

mG1－mS1

（1）

种的果蔬进行了微波干燥研究，同时很多国外学者也对粮食和果蔬进行了微波干燥研究

［11－12］

，这些研究都

取得了一定的成果。但是，关于采用微波干燥技术对香葱进行干燥的研究报道比较少，因此本文利用微波干燥技术对香葱的干燥工艺参数进行研究，分析香葱堆放厚度、微波功率、质量等因素对香葱复水率和感

收稿日期：2014－04－06

基金项目：江西省主要学术和技术带头计划项目（20113BCB22001）；

国家自然科学基金项目（31271612）

（E－mail）男，江西弋阳人，硕士研究生，作者简介：李涛（1987－），

litao517207995@163．com。

（E－男，江西宁都人，教授，硕士生导师，通讯作者：刘木华（1969－），

mail）suikelmh@sina．com。

m1为称量瓶和新鲜样品的总质量（g）；mG1其中，

为称量瓶和成品的总质量（g）；mS1为称量瓶的质量（g）；wG1为初始干基含水率（%）。1．4

感官品质的测定

本文成立了成品香葱感官品质评定小组，小组由10位经验丰富的评委组成。评委采用眼看、鼻闻、手摸等感官方式对成品的香气、色泽进行评价和打分。根据感官品质测定方法

［14］

，感官品质总的得分为100

分，其中色泽、香气得分分别为50分。

2015年3月1．5

复水率的测定

农机化研究第3期

称取m干样品放入水浴锅内，并在60℃恒温下水浴0．5h。在水浴加热过程中，不断搅拌防止样品吸水不充分。水浴结束后，快速将样品放在室温条件下沥干7min，并用滤纸将样品表面水分擦干，最后称其质重复做3次试验，最后量，记为mf1。根据上述方法，取平均值为最终结果。复水率Ｒ计算公式

mf1

Ｒ=×100%

m

水后的质量（g）。

［15－16］

1000W

图2

Fig．2

2000W3000W

为（2）

2．2

不同微波功率条件下加工出来的干香葱

Drychivesdriedondifferentconditionsofmicrowavepower

香葱堆放厚度因素试验分析

质量（150g）等其他因素都在微波功率（3000W）、

m为样品复水前的质量（g）；mf1为样品复其中，

15、25、35、相同的条件下，选择不同的堆放厚度（5、45mm）进行干燥处理。当香葱干燥到安全储藏水分（干基≤6%）时，则停止干燥，并分析堆放厚度对干香葱的复水率和感官品质的影响，研究结果如图3所示。根据复水率的曲线图可知，在5～45mm厚度范围之内，香葱的复水率曲线呈现缓慢下降的迹象，在45mm处的复水率最小。在感官品质得分曲线图中发现，感官品质得分随着堆放厚度的增大而呈缓慢降低5mm处的的趋势，因此香葱的品质逐步变差。其中，45mm处的品质最差。在干燥试验过香葱品质最优，

程中，当堆放厚度为35mm和45mm时，有部分香葱叶出现变黄、烧糊等现象，严重影响了干香葱的品质和经济效益。通过数据分析和试验观察，当厚度为5、15、25mm时，获得的干香葱质量较优，因此确定厚度15、25mm

。因素的较优水平为5、

2试验数据分析

香葱堆采用Excel和Spss软件分别对微波功率、

放厚度、质量等单因素试验、正交试验及验证试验进行数据分析。2．1

微波功率因素试验分析

在香葱堆放厚度（15mm）、质量（150g）等其他因素都相同的条件下，选择不同的微波功率（1000、2000、3000W）进行干燥试验。当香葱的干基含水率达到安全储藏水分（≤6%）时，则终止试验，并将成品快速放入干燥器内冷却到室温。分析微波功率对干香葱的复水率和感官品质的影响，结果如图1所示。香葱的复水率随着微波功率的增大而降低，在3000W时的复水率最小，其值为560．87%。从图1的曲线可得，香葱的感官品质随着微波功率的增大而变差。通71、65过试验测得干香葱的感官品质得分分别为74、分。同时，在香葱干燥试验过程中，没有产生香葱烧焦的现象，而且干香葱的综合品质均较好，如图2所示

。

图3

Fig．3

香葱厚度对复水率和感官品质的影响

Effectsofdifferentthicknessofchiveontherehydration

capabilityandsensoryquality

2．3

图1

Fig．1

微波功率对复水率和感官品质的影响capabilityandsensory

quality

质量因素试验分析

在香葱堆放厚度（15mm）、微波功率（3000W）等

110、其他因素都相同的条件下，选择不同的质量（90、130、150、170g）进行干燥处理。当香葱干燥到安全储藏水分（干基≤6%）时，则停止干燥，并分析质量对干

Effectsofdifferentmicrowavepowerontherehydration

2015年3月农机化研究

续表1

A微波功率3（3000W）

33575．933564．277540．61335．3266．00073．00072．6677

B质量123532．017560．273588．53356．51673．00074．33364．3338．667表2

Table2方差来源校正模型

C香葱堆放厚度

312542．840556．273581．71038．8774．66768．66768．3336．334

复水率/%537．79523．18560．87

第3期

香葱的复水率和感官品质的影响，试验结果如图4所示。由图4可知，当质量为130g时，干香葱的感官品质和复水性均最好，同时在110～170g范围内，复水率和感官品质得分曲线均随着质量的增大而呈上升的趋势。在干燥过程中发现，在90g时由于样品质量太少，干燥室温度太高，导致部分香葱叶被烧焦，严重降低了成品的外观品质和综合质量。与150g时的干香葱品质指标相比较，虽然170g时的品质指标略高一点，但是干燥需要消耗的时间较长、成品的经济效率较低。因此，通过对上述试验结果和工艺可行性分130、150g较佳

。析，质量因素水平选择110、

实验号789K11K12K13Ｒ1K21K22K23Ｒ2

感官品质得分728165

复水率方差分析结果

Varianceanalysisresultofrehydtationcapability

df62222

F31．50320．24349．90824．358

Siq0．0310．0470．0200．039

III型平方和9072．8891943．3344791．200

均方1512．148971．6672395．6001169．17848．000

图4

Fig．4

香葱质量对复水率和感官品质的影响

微波功率质量

capabilityandsensoryquality

Effectsofdifferentloadageofchiveontherehydration

2．4正交试验分析

通过上述香葱堆放厚度、质量、微波功率等因素

香葱堆放厚度2338．355

误差

96．000表3

Table3

方差来源校正模型

试验，优选出三因素水平，以此为基础进行香葱的三

4

因素三水平两指标（L9（3））正交试验，并记录每组试

感官品质方差分析结果

验的质量评价指标。复水率和感官品质得分最后结果均为均值，试验结果如表1所示。采用数据分析软件对正交试验数据进行方差分析，分析结果如表1～表3所示。

表1

Table1

实验号123456

A微波功率1（1000W）

112（2000W）

22

香葱正交试验结果

ＲesultoforthogonalexperimentforchiveB质量1（110g）2（130g）3（150g）

123

C香葱堆放厚度1（5mm）2（15mm）3（25mm）

231

复水率/%526．24575．93625．63532．02581．71579．10

感官品质得分736758747570

Varianceanalysisresultofsensoryquality

df62222

均方57．77846．77888．44438．1111．778

F32．50026．31249．75021．438

Siq0．0300．0370．0200．045

III型平方和346．66793．556176．88976．2223．556

微波功率质量香葱堆放厚度

误差

香葱堆放厚度、微波功率由表1、表2可知：质量、等3因素均对干香葱的复水性能产生显著的影响。它们对复水性能影响的主次顺序为：质量、堆放厚度、微波功率，同时研究获得最优复水率的香葱干燥工艺参数组合为A1B3C3。

微波功率、堆放厚度等3由表1和表3可知：质量、

因素均对干香葱的感官品质产生显著的影响。它们对感官品质影响的主次顺序为：质量、微波功率、堆放厚度，同时研究获得最优感官品质的香葱干燥工艺参数组合为A2B2C1。

结果表明上述通过试验观察和数据的综合分析，

三因素均对香葱的感官品质和复水率等品质指标产生显著的影响（Siq＜0．05），同时研究确定了获得最优复水率和最优感官品质的干燥工艺参数组合分别为A1B3C3、A2B2C1。质量对上述两品质指标的影响程度都排在首位，同时结合正交试验和单因素试验的结果综合考虑，确定香葱的较优质量因素水平为B2，即130g。功率对复水率和感官品质影响程度的排序分别为第3和第2，而堆放厚度对复水率和感官品质影响程度的排序通过对上述两品质指标的影分别为第2和第3。因此，

响程度分析，确定功率因素和堆放厚度因素的较优水25mm，C3．。最后通过综合平平分别为2000W、即A2、衡法分析，研究确定了香葱的最优微波干燥工艺参数即微波功率2000W，香葱质量130g，堆组合为A2B2C3，放厚度25mm。2．5

验证试验分析

本文为了进一步验证上述正交试验所确定的较优干燥工艺参数组合的准确性，根据该较优参数组合设计了验证试验。通过验证试验测得干香葱的复水率、78，感官品质得分分别为：582．24%、与前述试验的品质指标结果相比较，表明通过A2B2C3组合方式干燥获得香葱的综合质量最优。

分析，研究确定了新鲜香葱的最优微波干燥工艺参数组合为A2B2C3，并可获得高品质的干香葱。参考文献：

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3结论

1）通过香葱的单因素试验，优选出香葱质量、堆

微波功率等因素水平。质量因素的较优水平放厚度、

130、150g，为110、微波功率因素的较优水平为1000、2000、3000W，15、堆放厚度因素的较优水平为5、25mm。

2）通过试验发现：微波功率、香葱质量、堆放厚度等因素均对香葱的感官品质和复水率产生显著的影响。三因素对复水率影响的主次关系：质量＞香葱堆放厚度＞微波功率。三因素对感官品质影响的主次关系：质量＞微波功率＞香葱堆放厚度。

3）通过单因素试验、正交试验、验证试验及数据

（下转第218页）

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TheＲealizationoftheFunctionofUpperMachineSoftwareof

HamiMelonGradingSystem

YuFeiyu，GuoJunxian，HuGuanghui，LiJunwei，LiuJun

（MechanicalandTrafficCollege，XinjiangAgriculturalUniversity，Urumuqi830052，China）

Abstract：HamimelongradingsystembasedonmachinevisionistherealizationoftherightsofthePCsoftwarefunctionisthekeytothedevelopmentandsuccessofthewholesystem．Thisarticlethroughthreestepstoachievethefunctionofuppermachinesoftware．ThefirsttousetheapplicationofimageacquisitioncardinterfacelibraryunderVisualc++6．0developmenttoolstothesecondarydevelopmentofimagecard，thencollecttheimagedataintomemoryaftertheOpenCVimagepointer，realizereal－timeimageprocessing，anddisplaytothescreen，finallytheresultsofprintmouthparalleloutput．IthasbeenverifiedbyexperimentthatthehamimelongradingsystembasedonmachinevisionPCsoft-warefunctionstoachieve．

Keywords：machinevision；hamimelon；imageacquisitioncard；VC++；secondarydevelopment（上接第214页）

AbstractID：1003－188X（2015）03－0211－EA

ExperimentalStudyontheOptimizationofMicrowave

DryingTechniqueofChive

LiTao，YaoMingyin，LiuMuhua

（Optics－ElectronicsApplicationofBiomaterialsLab，JiangxiAgriculturalUniversity，Nanchang330045，China）Abstract：Inordertoobtainhighqualitydrychive，thisarticleusedmicrowavedryingtechnologytodryfreshchive．Op-timizationofmicrowavedryingtechnologyparameterswasestablishedthroughsinglefactorandorthogonalexperimentswhichanalyzedtheeffectsofmicrowavepower，loadageandthicknessontherehydrationcapabilityandsensoryquality．Theresultindicatedthattheoptimalqualityofchivewasobtainedwhenmicrowavepowerwas2000W，theloadageofchivewas130g，thicknessofchivewas25mm．

Keywords：cheive；microwaredrying；optimizationoftechnology；rehydrationcapability；sensoryquality