三种芳香蔬菜热风干燥工艺及贮藏条件研究

发布时间：2016-06-25 06:46

第一章  绪论

1.1  芳香蔬菜概述及现状
芳香蔬菜一般是指具有芳香气味的，具有一定药用价值的，并且可以食用的植物，在国外，芳香蔬菜亦被称为香草，指具有芳香的植物,  特别是具有药用作用，并且可调味的香草[1,2]。常见的芳香蔬菜包括：百里香、迷迭香、鼠尾草、罗勒、紫苏、牛至、薄荷、芹菜、香菜、生姜等。在欧美，芳香蔬菜的开发和利用源远流长；而在我国，其开发和应用正处于起步阶段[3]。芳香蔬菜因为其独特的芳香香气深受人们的喜爱，通常被作为蔬菜食用，或作为调味料为菜肴增味；同时也因其具有一定药用价值，常被开发为保健食品，花草茶、草药茶和芳香酒等；当然有些芳香蔬菜因为具有抑菌、抗氧化的作用，也常被作为食品的天然防腐剂、抑菌剂、抗氧化剂等广泛应用于食品工业[3,4]。同时，很多芳香蔬菜精油含量丰富，我国的薄荷精油、桂油以及茴香油产量已经居于世界第一水平[4]。芳香蔬菜因其非常高的食用和药用价值，越老越受国人的喜爱，正走向人们的厨房和餐桌。本实验则以三种芳香蔬菜为研究对象，探索紫苏、薄荷和鼠尾草在加工和贮藏过程中品质和香气的变化。紫苏（Perilla frutescens L.）为唇形科一年生草本植物，是国家卫生部首批颁布的食药两用的 60 种资源之一[5]。传统医学认为紫苏叶具有宣肺化痰、解表散寒、行气和中以及解鱼蟹毒之功效，紫苏梗具有理气宽中,  安胎,  和血之功效[6]。我国的紫苏品种繁多，栽培区域广，生产的紫苏主要作为精油、香料和食品添加剂的原料[7]。目前，国内对紫苏挥发油的提取加工技术[8]，以及紫苏提取物的抗氧化[9]、抑菌[10]、保护肝脏[11]及抗炎、抗敏[12]作用等研究已经较为丰富。陈勉华[13]等研究发现干燥的紫苏叶中不仅富含 β-胡萝卜素，且 Fe2+，Zn2+和 Ca2+含量也较高，具有重要的营养价值。由于紫苏具有较高的营养价值和药用价值，部分紫苏产品也正在开发中，如：紫苏茶、紫苏饮料、紫苏酒[14]以及紫苏提取物泡腾片[15]，，紫苏咀嚼片[16]等。在上述大部分用途中，紫苏首先需要进行干燥处理，以延长贮藏期、保持品质、便于后续加工，然而关于紫苏在热风干燥以及贮藏过程中，其品质和香气变化的研究在国内还未见报道。 
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1.2 芳香蔬菜的脱水加工和贮藏相关研究
目前，国内对脱水蔬菜的研究较多，对芳香蔬菜的脱水加工研究较少。脱水蔬菜是指将新鲜的蔬菜进行脱水加工，使其水份含量（5～8 %）降低到可以安全的长期储存的程度的脱水制品，并且使脱水蔬菜较好的保持新鲜蔬菜的色泽、风味和营养成分[24]。这种蔬菜质量轻，方便运输、储存和使用，对新鲜蔬菜不便供应的边防、航海、登山、旅游事业等，具有很大贡献，是国际上畅销的风味菜[25]。芳香蔬菜作为具有食用价值、药用价值以及保健作用的特殊蔬菜，其储藏期的延长，相关产品的开发与利用是未来的发展趋势。而脱水加工是比较简单、方便的延长芳香蔬菜贮藏期的产品前处理方式。例如，美国将20%生产量的洋葱都加工成脱水洋葱，80%生产量的大蒜都加工为脱水大蒜[26]。国内生产量较大的脱水芳香蔬菜包括：脱水蒜片、香葱、洋葱、香芹、香菜等。常见的蔬菜脱水方式包括：微波干燥、热泵干燥、热风干燥和真空冷冻干燥等。其中真空冷冻干燥蔬菜的品质最好，但其由于其生产成本较高，干燥时间长，操作复杂，生产率低，不适合大规模生产等弱点，导致其使用只停留在实验室阶段。目前，我国 90%的蔬菜企业采用热风干燥的脱水方式，此方式虽然会造成蔬菜营养成分部分损失或外观变差，但其具有投资小，见效快和适合小规模生产的特点，比较适合我国目前的生产现状[26]。国内对热风干燥芳香蔬菜已有一部分研究，如：孟岳成[27]等，用热风干燥的方法对姜片进行干燥，发现 Modified Page模型对姜片干燥过程中水分的扩散拟合较好，并且 60、70 ℃干燥姜片，颜色较好;韩月峰[28]等对热风干燥工艺对脱水蒜片中有机硫化物的影响进行了研究，结果表明，干燥温度 55 ℃，切片厚度 3 cm，是蒜片的最佳热风干燥工艺;郭浪[29]等对大蒜片的热风干燥工艺进行优化，优化后大蒜粉的质量更好，且从经济、节能方面考虑其效果要优于真空冷冻干燥的蒜粉；王丽萍[30]等对热风干燥芹菜粉进行了研究，结果显示，干燥温度为 60 ℃，粉粒直径小于等于 0.125μm 条件下，芹菜粉的颜色和冲调稳定性较好。 
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第二章  紫苏热风干燥工艺及贮藏条件优化

2.1  引言
紫苏是东亚地区较为常见的芳香蔬菜，在韩国、日本、中国等地均有种植，其风味独特，营养丰富，食用和药用价值高，深受消费者喜爱。本实验则以紫苏为实验对象，选择五种热风干燥温度对其干燥，检测干燥过程中紫苏品质和香气的变化，通过分析得到紫苏的最佳干燥工艺，以延长其货架期，提高感官和营养价值；为确定紫苏的最佳贮藏条件，实验选择真空塑料、非真空塑料、真空铝箔和非真空铝箔四种包装，低温、室温、高温三个贮藏温度，共 12  种贮藏条件对紫苏进行贮藏，检测贮藏过程中品质和香气变化，从而减少贮藏过程中紫苏品质的劣变和香气的损失。 实验选择叶绿素含量、颜色、菌落总数、褐变度等指标来评价紫苏的品质，选用 GC-MS 和电子鼻来分析紫苏的香气。GC-MS 是传统的香味物质分析技术，可对复杂的混合样品进行分离、定性、定量分析。电子鼻是具有高灵敏度的无损检测技术，可以准确、快捷地评价和区分不同复合风味。两种技术结合分析可以从多角度，多层次反应研究对象香气的客观变化。实验选用这两种技术对紫苏的香气进行描述，从而从感官和本质上解释紫苏香气的变化。  
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2.2  材料与方法 

2.2.1  材料与主要试剂 
紫苏，采收于北京市农林科学院通州农场，挑选无腐烂、无损伤的紫苏叶和嫩茎作为实验材料。采摘后立即放入 4℃冰箱中预冷至实验开始（预冷不超过24h）。 实验所使用的试剂均为分析纯：无水乙醇、丙酮、95%乙醇、氯化钠、营养琼脂培养基、2-甲基-3-庚酮、C7-C22 系列正构烷烃（色谱纯），于北京化学试剂公司购买。 
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第三章  薄荷热风干燥工艺及贮藏条件优化 ...... 33 
3.1 引言 ...... 33 
3.2  材料与方法 ......... 33 
3.3 结果与分析 .......... 34 
3.3.1  薄荷热风干燥模型的建立 .......... 34 
3.3.2  干燥温度对薄荷品质的影响 ...... 37 
3.3.3  干燥温度对薄荷香气的影响 ...... 40 
3.3.4 贮藏条件对薄荷品质的影响 ....... 45 
3.3.5 贮藏条件对薄荷香气的影响 ....... 50 
3.4  本章小结 ..... 54 
第四章  鼠尾草热风干燥工艺及贮藏条件优化 .......... 56
4.1 引言 ...... 56 
4.2  材料与方法 ......... 56 
4.2.1  材料与主要试剂 .......... 56 
4.2.2  仪器与设备 .......... 56 
4.2.3  实验方法 ...... 57 
4.2.4  检测方法 ...... 57 
4.3 结果与分析 .......... 57
4.4 本章小结 ...... 77 

第四章  鼠尾草热风干燥工艺及贮藏条件优化

4.1 引言

鼠尾草的香味浓烈刺鼻，夹杂些许樟脑的味道，可为各种食物增添沁人的香味，深受消费者喜爱，尤其在西方，它因去腥、防腐、杀菌的食用作用和美容养颜，消除体内油脂，帮助循环的药用作用而占据着人们的餐桌。本实验则以鼠尾草为实验对象，选择五种热风干燥温度对其干燥，检测干燥过程中鼠尾草品质和香气的变化，通过分析得到鼠尾草的最佳干燥工艺，以延长其货架期，提高感官和营养价值；为确定鼠尾草的最佳贮藏条件，实验选择真空塑料、非真空塑料、真空铝箔和非真空铝箔四种包装，低温、室温、高温三个贮藏温度对鼠尾草贮藏过程中品质和香气进行检测，从而减少鼠尾草在贮藏过程中品质劣变和香气的损失。 实验选择叶绿素含量、颜色、菌落总数、褐变度等指标来评价鼠尾草的品质，选用GC-MS和电子鼻来分析鼠尾草的香气。GC-MS是传统的香味物质分析技术，可对确复杂的混合样品进行分离、定性、定量分析。电子鼻是具有高灵敏度的无损检测技术，可以准确、快捷地评价和区分不同复合风味。两种技术结合分析可以从多角度，多层次反应研究对象风味的客观变化。实验选用这两种技术对鼠尾草的香气进行描述，从而从感官和本质上解释鼠尾草香气的变化。

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结论

1.根据干燥过程中水分比与干燥时间的对应关系，对实验数据进行非线性回归，得到了 7 种常用的干燥模型对实验数据的拟合程度，从而选择最佳的干燥模型来描述紫苏、薄荷和鼠尾草热风干燥过程中水分的变化。紫苏、薄荷和鼠尾草最佳的热风干燥模型均为 Modified-Page 模型。 
2.通过检测 55、65、75、85 和 95℃，五个温度热风干燥紫苏、薄荷和鼠尾草过程中品质和香气的变化，确定了紫苏、薄荷和鼠尾草最佳干燥工艺。紫苏和薄荷的最佳干燥温度为 55℃，鼠尾草的最佳干燥温度为 65℃。 
3.通过检测脱水紫苏、薄荷和鼠尾草以真空塑料、非真空塑料、真空铝箔和非真空铝箔包装，分别于高温、低温和室温贮藏条件下贮藏过程中品质和香气的变化，确定了脱水紫苏、薄荷和鼠尾草的最佳贮藏条件。紫苏的最佳贮藏条件为ZL 包装，低温贮藏，薄荷和鼠尾草的最佳贮藏条件均为 ZL 包装，室温贮藏。  
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参考文献(略)

本文编号：61255