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脱水香葱作为一种营养丰富、风味独特的调味食品,在国内外市场上越来越受欢迎。香葱传统的脱水干燥方法包括热风干燥(HAD)和冷冻干燥(FD),二者除了均存在干燥时间长、能耗高的不足外,还分别存在着复水性差和微生物控制难等缺点,难以满足香葱脱水加工的成本控制与品质提升。催化式红外线是天然气在贵金属的催化下与空气中的氧气发生反应在不燃烧的情况下释放出的红外线。催化式红外干燥(CIRD)具有洁净、节能和少氧等优势,将催化式红外与热风或者冷冻干燥结合,对于较为彻底地克服传统干燥方法存在的不足有重要的价值。主要研究内容与结论包括以下几个方面:(1)作为联合干燥的基础研究,以干燥速率、颜色、菌落总数和过氧化物酶等作为考察指标,进行了香葱催化式红外干燥(CIRD)条件优化和联合干燥水分转换点的确定。试验获得香葱最优的红外干燥条件为:红外温度70~90℃、装载量50 g、辐射距离15 cm。在此条件下,红外处理3 min后,香葱菌落总数逐渐趋于稳定至2.73~2.92 log CFU/g,达到行业标准要求,此时香葱含水量为88.49%;红外处理时间超过8 min后,POD酶灭活效果变差,此时香葱含水量为79.62%;发现红外处理10 min后,香葱表面颜色开始发生变化,此时香葱含水量为72.93%。因此,确定催化式红外联合干燥中间水分转换点为70%~85%。(2)以干燥时间、香葱复水比、颜色、大蒜素保留率、叶绿素保留率、维生素C保留率和风味物质等为考察指标,进行了香葱催化式红外-热风(CIRD-HAD)联合干燥试验研究和动力学模型建立。研究结果发现,在70%~85%的水分转换点下,CIRD-HAD联合干燥对应的时间比单一的HAD缩短了23~77.5 min;水分转换点为70%和80%时,脱水香葱复水比无显著性差异;水分转换点在75%~85%之间,样品的颜色均可被消费者所接受;水分转换点在75%~85%之间,样品叶绿素含量保留率无显著性差异;水分转换点在70%~85%之间,样品中大蒜素含量保留率无显著性差异;水分转换点在70%~80%之间,样品中维生素C含量保留率显著高于HAD样品。CIRD-HAD和HAD可以显著提高香葱中醛类、酯类和酮类物质的相对含量,均可以得到风味较好的脱水香葱,但水分转换点为75%时对应的CIRD-HAD香葱具有最多的硫化物含量,香味最好。综合考虑,CIRD-HAD联合干燥所得香葱的品质可以达到甚至优于HAD。对香葱干燥过程进行模拟,建立动力学模型,Page模型R~2在0.978~0.990之间,RMSE在0.0355~0.0510之间,拟合效果良好,更适合用于香葱CIRD-HAD联合干燥过程中对含水率的调控和干燥终点的预测。(3)以干燥时间、香葱复水比、颜色、大蒜素保留率、叶绿素保留率、维生素C保留率和风味物质等为考察指标,进行了香葱催化红外-冷冻(CIRD-FD)联合干燥试验研究和动力学模型建立。研究结果发现,在70%~85%的水分转换点下,CIRD-FD联合干燥时间比单一的FD缩短了1.1~3.8 h;水分转换点为80%和85%,产品颜色外观与FD产品无显著性差异,而水分转换点为70%和75%,产品颜色与FD产品相差不大;水分转换点在80%~85%之间,样品叶绿素含量保留率无显著性差异;水分转换点在75%~85%之间,样品大蒜素含量保留率无显著性差异;水分转换点为80%时,香葱含有最多含量的酮类物质。CIRD-FD对新鲜香葱挥发性物质含量有显著影响,使脱水香葱产生独特的焦香气味。综合考虑,水分转换点在80%~85%之间,样品的品质可以达到FD处理后的脱水香葱;水分转换点在70%~80%之间,样品的品质可被生产接受。对香葱干燥过程进行模拟,建立动力学模型,Page模型R~2在0.942~0.978之间,RMSE在0.0505~0.0853之间,拟合效果良好,可为联合干燥进一步深入研究和应用提供理论指导。(4)以颜色、复水、菌落总数等主要品质指标结合能耗评价,采用带式催化式红外干燥设备进行放大试验,验证催化式红外联合干燥的可行性。结果显示,CIRD-HAD与HAD相比可节约4.1%~17.4%的能耗,CIRD-FD与FD相比可节约32.1%~33%的能耗;联合干燥香葱的颜色变化△E值在5.04~10.65之间,复水比为3.96~5.40,均在可被消费者接受的范围之内;在干燥过程中运用CIRD可将新鲜香葱中菌落总数降低3.16~4.34 log CFU/g,且均在5 log CFU/g以内,能达到行业标准的要求。因此,催化式红外联合干燥可以在保证产品品质的前提下,缩短干燥的时间,节约干燥能耗,具有广阔的应用推广前景。