摘要為使新鮮花生在干燥后保留更好的品質(zhì)，以海花1號新鮮花生為試驗(yàn)材料，采用熱風(fēng)干燥(hotairdrying,HD)、微波干燥(microwavedrying,MD)、微波冷凍干燥(microwavevacuumfreezedrying,MFD)3種干燥方式對新鮮花生進(jìn)行干燥處理，考察不同干燥方式對花生營養(yǎng)成分、理化特性及能耗的影響。結(jié)果表明，花生經(jīng)3種不同干燥方式干燥后，其粗蛋白含量無顯著差異，脂肪含量顯著降低，氨基酸和脂肪酸含量顯著下降(P<0.05)。其中MFD花生的氨基酸、脂肪以及脂肪酸含量顯著高于其他2種干燥方式干燥的花生(P<0.05)。酸價(jià)和過氧化值的檢測結(jié)果表明，MFD花生酸價(jià)和過氧化值顯著低于其他2種方式干燥的花生。此外，計(jì)算HD、MD和MFD除去1kg水所消耗的能量，MFD分別比HD和MD增加了0.7×105和1.3×105kJ/kg。綜合分析3種干燥條件下新鮮花生的變化，得出經(jīng)MFD處理后新鮮花生的氨基酸和脂肪酸的保留量最高、過氧化值和酸價(jià)的變化值最低，但較HD和MD而言，其能耗有所增加。綜合考慮營養(yǎng)成分、理化特性和能耗，建議MFD作為獲得高質(zhì)量干燥新鮮花生的最佳方式。

　　關(guān)鍵詞微波冷凍干燥;花生;干燥方式;營養(yǎng)成分;理化特性;能耗

　　花生是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物、食用作物和油料作物，富含脂肪、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)等營養(yǎng)素，具有延緩衰老、抗腫瘤等功效，被稱作為“長生果”，是人們飲食生活中植物油脂和蛋白質(zhì)的重要來源[1]。然而花生的收獲季節(jié)多在夏季高溫多雨時(shí)，采摘后新鮮的花生含水量高，不易貯存，若不進(jìn)行干燥處理，容易使花生再次生芽或者發(fā)霉腐敗[2]。目前我國花生干燥多以田間自然晾曬為主，該法干燥效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大，且對天氣的依賴程度大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國每年因發(fā)生霉變而失去食用價(jià)值和商品價(jià)值的花生損失達(dá)全國總產(chǎn)量的10%20%。

　　因此，研究滿足我國當(dāng)前實(shí)際生產(chǎn)需求的高效、經(jīng)濟(jì)的花生快速干燥技術(shù)是我國花生產(chǎn)業(yè)發(fā)展亟待解決的任務(wù)。針對新鮮花生來說，目前主要的干燥方法有自然晾曬、熱風(fēng)干燥、熱泵干燥和微波干燥，由于接觸方式、熱量來源和干燥環(huán)境等條件不一，因此干燥特性也不同。渠琛玲等對花生進(jìn)行常溫通風(fēng)干燥，結(jié)果表明常溫通風(fēng)干燥在陰雨天氣下也能有效降低濕花生水分，同時(shí)保證了花生的質(zhì)量;宋曉峰等采用自然晾曬的方式對選取的個(gè)花生品種進(jìn)行干燥處理，結(jié)果表明在晾曬過程中，不同品種花生殼、籽仁干燥速度不同;籽仁干燥速度最快的品種含水量降低至安全含水量比最慢的快2d。

　　楊瀟[6]使用新鮮花生為試驗(yàn)材料，進(jìn)行熱風(fēng)干燥工藝研究，得到熱風(fēng)干燥最優(yōu)組合參數(shù)，為新鮮花生熱風(fēng)干燥提供了理論依據(jù);林子木等[7]采用熱風(fēng)干燥研究了不同干燥溫度以及干燥風(fēng)速對花生的影響，結(jié)果表明干燥溫度、干燥風(fēng)速越高，花生干燥速率越快，干燥用時(shí)越短;干燥溫度對花生干燥是影響大于干燥風(fēng)速的影響。王安建等研究了在恒定風(fēng)速、不同干燥溫度下熱泵干燥對花生干燥特性的影響，研究發(fā)現(xiàn)花生熱泵干燥前期，干燥速率較大，隨著干基含水率的降低，花生干燥進(jìn)入降速階段整個(gè)干燥過程無明顯的恒速干燥階段。盧映杰采用熱泵干燥對帶殼鮮花生的水分變化和品質(zhì)變化進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在熱泵干燥過程中，花生水分變化更為緩慢，對花生微觀結(jié)構(gòu)的破壞更小。

　　陳霖10采用自制控溫微波干燥設(shè)備系統(tǒng)，研究常規(guī)微波干燥和控溫微波干燥條件下花生品質(zhì)的區(qū)別，結(jié)果表明，控溫微波干燥在功率1.2W/g、溫度45~50℃時(shí)能夠最大地保證花生干燥后的品質(zhì)。盡管上述的干燥方式已經(jīng)能夠?qū)�花生進(jìn)行較好的干燥，但為獲得更好的干燥效果，聯(lián)合干燥方式已成為當(dāng)前研究的一大熱點(diǎn)。目前，國內(nèi)外對花生干燥的研究主要集中于單一干燥方式，而在聯(lián)合干燥方面的研究較為缺乏，已應(yīng)用于花生聯(lián)合干燥的方式有紅外噴動(dòng)聯(lián)合干燥11、熱風(fēng)熱泵聯(lián)合干燥和微波熱風(fēng)聯(lián)合干燥12，微波冷凍聯(lián)合干燥在花生干燥中尚未見報(bào)道。

　　盡管目前對微波冷凍聯(lián)合干燥的報(bào)道較少，但WANG等[1研究已經(jīng)表明微波冷凍干燥作為獲得高質(zhì)量干燥產(chǎn)品的潛在方法，在果蔬干燥領(lǐng)域有著較廣泛的應(yīng)用。因此本試驗(yàn)以微波冷凍聯(lián)合干燥為主要方式對新鮮花生進(jìn)行干燥，系統(tǒng)研究熱風(fēng)干燥、微波干燥以及微波冷凍干燥種干燥方式對花生營養(yǎng)成分的影響，同時(shí)測定在種干燥方式下的能耗，以期獲得一種最優(yōu)的干燥方式，使新鮮花生可以在干燥處理后保留更多的營養(yǎng)成分，為花生收獲后的降質(zhì)、霉變等損失提供參考數(shù)據(jù)。

　　1材料與方法

　　1.1材料

　　試驗(yàn)所用原料為新鮮花生，品種為海花號，購于中國花生主產(chǎn)地河南正陽縣，試驗(yàn)開始前，挑選大小均勻顆粒飽滿的花生，清除泥沙后，放置于網(wǎng)篩中瀝水30min，恢復(fù)至初始含水率，用自封袋封裝并放置于℃冰箱中保存?zhèn)溆谩｛}酸、甲醇鈉、氯化鈉、硫酸、石油醚等試劑為分析純，國藥集團(tuán)。

　　1.2主要儀器與設(shè)備

　　設(shè)備功率為1kW，在矩形諧振腔中設(shè)置獨(dú)立的聚丙烯干燥腔，有效避免真空條件下的電暈放電。101型電熱鼓風(fēng)干燥箱，北京科偉永興儀器有限;公司1100型全自動(dòng)凱氏定氮儀，山東海能科學(xué)儀器有限公司;SOX500型脂肪測定儀，山東海能科學(xué)儀器有限公司;8800氨基酸分析儀，日本日立公司;6890BN氣相色譜儀，美國安捷倫公司。

　　1.3干燥方法

　　花生經(jīng)過不同干燥方法干燥至最終含水率為10%(干基。干花生用粉碎機(jī)粉碎成粉，過40目的篩子。干燥方法如下所述。

　　1.3.1熱風(fēng)干燥采用熱風(fēng)干燥機(jī)對樣品(500g)進(jìn)行干燥，設(shè)備功率為1.2kW。將預(yù)處理過的樣品均勻地鋪在盤式干燥器的床上。熱氣流以1.0m/s的速度和20%的相對濕度垂直穿過床。熱空氣的溫度控制在60℃。

　　1.3.2微波干燥將預(yù)處理過的樣品均勻地鋪在盤式干燥器上，放入關(guān)閉制冷和真空只保留微波加熱的微波冷凍干燥機(jī)中，設(shè)置微波功率200，采用間歇干燥法，微波每次加熱10s，間隔1min，直至安全貯藏水分10%以下，停止干燥。

　　1.3.3微波冷凍干燥對樣本進(jìn)行預(yù)處理，使樣本在20℃冷凍8h，設(shè)置微波冷凍干燥機(jī)參數(shù)：真空度為120Pa;冷阱溫度為40℃;微波功率設(shè)定為200W。

　　1.4營養(yǎng)成分測定

　　1.4.1粗脂肪

　　參照GB5009.6—2016《食品中脂肪的測定索氏抽提法》，稱取充分混勻后的試樣2~5g，準(zhǔn)確至0.001g全部移入濾紙筒內(nèi)。將濾紙筒放入索氏抽提器的抽提筒內(nèi)，連接已干燥至恒重的接收瓶，由抽提器冷凝管上端加入石油醚，于水浴上加熱，使無水乙醚或石油醚不斷回流抽提，一般抽提6~10h。提取結(jié)束時(shí)用磨砂玻璃棒接取滴提取液，磨砂玻璃棒上無油斑表明提取完畢。取下接收瓶回收無水乙醚或石油醚，待接收瓶內(nèi)溶劑剩余1~2mL時(shí)在水浴上蒸干，再于(100)℃干燥1，放干燥器內(nèi)冷卻0.5h后稱量。重復(fù)以上操作直至次稱量的差不超過2mg。

　　1.4.2粗蛋白

　　參照GB5009.5—2016《食品中蛋白質(zhì)的測定凱氏定氮法》，稱取充分混勻的固體試樣0.2~2，精確至0.001g，至消化管中，再加入0.4g硫酸銅、6g硫酸鉀及20mL硫酸于消化爐進(jìn)行消化。當(dāng)消化爐溫度達(dá)到420℃之后，繼續(xù)消化1h，此時(shí)消化管中的液體呈綠色透明狀，取出冷卻后加入50m水，于自動(dòng)凱氏定氮儀上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加液、蒸餾、滴定和記錄滴定數(shù)據(jù)的過程。

　　1.4.3脂肪酸

　　參照GB5009.168—2016《食品中脂肪酸的測定氣相色譜法》，按照標(biāo)準(zhǔn)對樣品進(jìn)行稱取，并采用酸水解法對稱取的樣品水解，水解后的試樣，加入10mL95%乙醇，混勻。將燒瓶中的水解液轉(zhuǎn)移到分液漏斗中，用50mL乙醚石油醚混合液沖洗燒瓶和塞子，沖洗液并入分液漏斗中，加蓋。振搖5min，靜置10min。將醚層提取液收集到250mL燒瓶中。按照以上步驟重復(fù)提取水解液次，最后用乙醚石油醚混合液沖洗分液漏斗，并收集到250mL燒瓶中。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀濃縮至干，殘留物為脂肪提取物。然后進(jìn)行脂肪的皂化和脂肪酸的甲酯化，待所有準(zhǔn)備工作進(jìn)行完后，上機(jī)測定。

　　1.4.4氨基酸

　　參照GB5009.124—2016《食品中氨基酸的測定氨基酸分析儀法》，制備樣品，稱取一定量的樣品進(jìn)行水解，根據(jù)試樣的蛋白質(zhì)含量，在水解管內(nèi)加10~15mL6mol/L鹽酸溶液后繼續(xù)向水解管內(nèi)加入苯酚3~4滴。將水解管放入冷凍劑中，冷凍3~5min，接到真空泵上抽真空，氮吹然后將已封口的水解管放入干燥箱中水解22h取出，冷卻至室溫打開水解管，將水解液過濾至50mL容量瓶內(nèi)。

　　用少量水多次沖洗水解管水洗液移入同一50mL容量瓶內(nèi)，最后用水定容至刻度，振蕩混勻。準(zhǔn)確吸取1.0mL濾液移入到15mL或25mL試管內(nèi)，用試管濃縮儀或平行蒸發(fā)儀在40~50℃加熱環(huán)境下減壓干燥，干燥后殘留物用1~2mL水溶解，再減壓干燥，最后蒸干。用1~2mLpH2.2檸檬酸鈉緩沖溶液加入到干燥后試管內(nèi)溶解振蕩混勻后，吸取溶液通過0.22μ濾膜后，轉(zhuǎn)移至儀器進(jìn)樣瓶為樣品測定液，供儀器測定用。

　　2結(jié)果與討論

　　2.1不同干燥方式對花生粗蛋白和粗脂肪含量的影響

　　按照方法“1.4.1和1.4.2粗脂肪和粗蛋白測定”，分別考查鮮花生在熱風(fēng)干燥、微波干燥、微波冷凍干燥下對花生粗蛋白和粗脂肪含量的影響。

　　蛋白和脂肪是花生仁的主要營養(yǎng)成分，干燥后者約占花生質(zhì)量的85%左右，其中蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為25%~37%，脂肪約占43%~52%左右[1。種干燥方式下對花生仁中粗蛋白和粗脂肪影響。與新鮮花生相比，干燥后花生仁的粗蛋白、粗脂肪含量顯著升高<0.0510>0.05)，表明干燥方式對花生仁粗蛋白含量無明顯影響，但有可能對蛋白的結(jié)構(gòu)和蛋白的分解造成影響。

　　有研究表明微波的非熱效應(yīng)可能會(huì)改變蛋白質(zhì)的構(gòu)像，降低生化反應(yīng)的活化能，提高反應(yīng)速率;還可能誘導(dǎo)細(xì)胞基因突變，阻斷細(xì)胞正常繁殖等16,17，但由于食品是一個(gè)復(fù)雜的有機(jī)體，微波對生物細(xì)胞產(chǎn)生的一系列非熱效應(yīng)及相關(guān)機(jī)理還有待進(jìn)一步的研究。MFD花生仁粗脂肪含量最高達(dá)45.82%，其次是HD花生粗脂肪含量為42.63%，MD花生脂肪含量最低。研究表明熱風(fēng)、微波都有加速脂肪的氧化和分解的影響，隨著干燥時(shí)間的延長，脂肪的因氧化水解而造成的損失逐漸增多。

　　其中微波干燥對脂肪的破壞更嚴(yán)重可能是微波干燥往往存在加熱不均勻，局部過熱等問題，而局部的高溫更加速了對花生脂肪的破壞，而熱風(fēng)干燥中熱風(fēng)具有一定的流動(dòng)性，使得其干燥溫度相對均勻，對脂肪的影響也相對較小。微波冷凍干燥相比于熱風(fēng)干燥花生和微波干燥花生，兼具干燥時(shí)間短、干燥期間物料溫度低且均勻的優(yōu)點(diǎn)，對粗脂肪影響較小，故其脂肪保留率也最高。

　　脂肪酸含量和組成是評價(jià)花生營養(yǎng)品質(zhì)、油料品質(zhì)及加工特性的重要指標(biāo)，尤其是花生中的不飽和脂肪酸以油酸和亞油酸為主，具有降低血液中膽固醇和低密度脂蛋白含量、預(yù)防心腦血管疾病、增強(qiáng)記憶力、延緩衰老的作用。花生中飽和脂肪酸及不飽和脂肪酸占總脂肪酸的百分含量如圖所示。干燥后花生的飽和脂肪酸(saturatedfattyacid，SFA)含量無顯著變化，不飽和脂肪酸含量顯著低于新鮮花生，經(jīng)熱風(fēng)、微波、微波冷凍干燥處理后，不飽和脂肪酸(unsaturatedfattyacid，UFA)含量分別降低了9.02%、10.28%、6.03%。

　　干燥過程中的溫度、氧氣、含水量、微波等條件變化都會(huì)引起花生仁中的脂肪酸發(fā)生不同程度的化學(xué)反應(yīng)，特別是單不飽和脂肪酸monounsaturatedfattyacid，MUFA)和多不飽和脂肪酸polyunsaturatedfattyacid，PUFA)，因含有碳碳雙鍵，其穩(wěn)定性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于飽和脂肪酸，極易發(fā)生氧化反應(yīng)而損失18。種不同干燥方式處理后得到的花生仁中種主要脂肪酸的相對含量由高到低分別是油酸、亞油酸、棕櫚酸、硬脂酸、二十二烷酸、花生酸、二十四烷酸、花生烯酸。從不飽和脂肪酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)來看，與新鮮花生仁相比，經(jīng)過干燥處理后的花生仁MUFA和PUFA都顯著降低<0.05)，其中PUFA含量的降低更為顯著，這可能是因?yàn)橄鄬τ贛UFA，PUFA含有更多的碳碳雙鍵，因此更容易發(fā)生氧化損傷。

　　將經(jīng)種不同干燥方式干燥的花生對比，MFD花生的不飽和脂肪酸含量相對較高，MD花生不飽和脂肪酸含量最低。熱風(fēng)和微波的作用都會(huì)加速不飽和脂肪酸的氧化分解，微波從花生內(nèi)部加熱，在干燥前期使物料快速升溫預(yù)熱而節(jié)約干燥時(shí)間，但是單純的微波干燥還存在加熱不均勻?qū)е戮植窟^熱和排濕較慢等問題，高溫高濕環(huán)境使得不飽和脂肪酸更容易被氧化，故MD花生不飽和脂肪酸損失最多;而微波冷凍干燥綜合了微波快速升溫和冷凍保持較低的溫度優(yōu)勢，縮短物料干燥時(shí)間，減少干燥過程中對脂肪酸的破壞，故干燥時(shí)間最短的MFD花生不飽和脂肪酸保存的含量最多。

　　3討論與結(jié)論

　　研究表明，不同的干燥方式對新鮮花生營養(yǎng)成分的保留和理化性質(zhì)的穩(wěn)定有較大的區(qū)別。對比當(dāng)下國內(nèi)外學(xué)者采用單一干燥或者聯(lián)合干燥對花生進(jìn)行干燥處理后發(fā)現(xiàn)，微波冷凍聯(lián)合干燥可以大幅度提高干燥后花生的品質(zhì)，快速獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品。但不可否認(rèn)的是該技術(shù)能耗較其他聯(lián)合干燥技術(shù)略高，這一點(diǎn)也是限制其大規(guī)模應(yīng)用的弊端。但高能耗的背后是高質(zhì)量產(chǎn)品的誕生，在人們?nèi)找孀非蠼】碉嬍车慕裉欤琈FD技術(shù)會(huì)越來越受到人們的重視。

　　本研究中花生經(jīng)種不同干燥方式干燥后，其粗蛋白含量無顯著差異>0.05)，脂肪含量顯著降低<0.05)，氨基酸和脂肪酸含量顯著下降<0.05)。其中MFD干燥時(shí)間最短，具有干燥溫度低且均勻和干燥效率高的優(yōu)點(diǎn)，其氨基酸、及脂肪酸含量顯著高于其他種干燥方式干燥的花生。在酸價(jià)和過氧化值的檢測結(jié)果中可以看出，新鮮花生的酸價(jià)和過氧化值最低，微波冷凍干燥的花生由于其干燥條件對油脂影響較小，其酸價(jià)和過氧化值顯著低于其他種方式干燥的花生，微波干燥的花生酸價(jià)最高，熱風(fēng)干燥的花生過氧化值最高，說明微波和熱風(fēng)是通過不同的途徑促進(jìn)油脂的氧化和水解，具體的機(jī)理有待進(jìn)一步的研究。

　　食品論文范例： 國內(nèi)外轉(zhuǎn)基因食品研究進(jìn)展及安全性探討

　　綜上所述，微波冷凍干燥對新鮮花生的營養(yǎng)成分破壞最小，其蛋白質(zhì)和脂肪的保留量最高，理化性質(zhì)最穩(wěn)定。通過種干燥方式的對比，確定微波冷凍干燥下新鮮花生干燥品質(zhì)最佳，同時(shí)也進(jìn)一步為微波冷凍干燥技術(shù)用于其他堅(jiān)果類物料的干燥提供了理論支持。

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　　作者：朱凱陽，任廣躍，段續(xù),2，李琳琳，仇彩霞