活性米微波干燥工艺研究-毕业论

1、精品文档活性米微波枯燥工艺研究学生姓名： 指导老师：所在院系：所学专业： Germinated Brown Rice Microwave Drying Technology ResearchCandidate：Supervisor： Faculty：Major： 欢迎下载精品文档摘要 为了研究活性米微波枯燥工艺参数对其关键营养成分的影响规律，运用连续式微波枯燥装置，以枯燥功率、枯燥时间、排湿风速及缓苏比为试验因素，温度、含水率、爆腰率、色度和-氨基丁酸含量为评价指标，采用单因素试验与Box-Behnken中心组合试验相结合的方法，研究了活性米微波枯燥特性及微波枯燥条件对活性米品质的影响，优化出

2、活性米微波枯燥的工艺参数。试验结果说明：活性米微波枯燥主要处于恒速枯燥阶段，微波枯燥对活性米品质有显著地影响；得出了工艺优化参数组合：当枯燥功率3.00 W/g，枯燥时间4.00 min，排湿风速2.00 m/s，缓苏比1:4时，可得到微波枯燥活性米温度为81.2，含水率为14.35%，爆腰率47.00%，色度L*值57.98，色度a*值-1288.77，色度b*值22.09，-氨基丁酸含量16.10 mg/100g。关键词： 微波枯燥；活性米；枯燥特性；品质控制AbstractIn order to study the germinated brown rice microwave dryi

3、ng the influence law of process parameters on its key nutrients,using continuous microwave drying device, with power of drying,dry time,platoon is wet wind speed and slow soapy as test factors, temperature, moisture content, rate of detonation waist,chromaticity and gamma aminobutyric acid content a

4、s evaluation index, the single factor experiment and the Box -Benhken center combination experiment the method of combining microwave drying characteristics of germinated brown rice was studied and the influence of microwave drying conditions on the quality of germinated brown rice, optimization of

5、germinated brown rice microwave drying process parameters. The results showed that the germinated brown rice microwave drying is mainly at the constant speed drying stage, Microwave drying has a significantly influence on quality of germinated brown rice;The process optimized parameters combination

6、is obtained: when the dry power of 3.00 W/g, the drying time of 4.00 min, the platoon is wet wind speed 2.00 m/s, when the tempering than 1:4,available germinated brown rice microwave drying temperature is 81.2 , the moisture content is 14.35%, waist rate 47.00%, chroma value of 57.98 L * and chroma

7、ticity values of a * 1288.77, chromaticity b * value of 22.09, gamma-aminobutyric acid content is 16.10 mg /100 g.Key words: Microwave drying; Germinated brown rice;Drying characteristics; The quality control目录摘要IAbstractII1 前言11.1 本研究的目的与意义11.2 国内外研究现状1 1.2.1国内研究现状2 1.2.2国外研究现状21.3 本研究的主要内容32 实验材料及

8、方法42.1 实验材料42.2 设备和仪器42.3 试验与测定方法43 试验结果和分析63.1 Box-Behnken组合试验63.1.1 回归方程83.1.2 回归模型方差分析93.1.3 各因素对各项性能指标影响主次分析103.2 因素对性能指标影响规律分析113.2.1 各因素对温度的影响113.2.2 各因素对含水率的影响123.2.3 各因素对爆腰率的影响133.2.4 各因素对-氨基丁酸含量的影响143.2.5 各因素对色度的影响153.2.5.1 各因素对色度L*值的影响153.2.5.2 各因素对色度a*值的影响173.2.5.3 各因素对色度b*值的影响193.3 优化分析2

9、04 连续式枯燥试验确定及验证225 结论23参考文献24致谢26欢迎下载精品文档1 前言1.1 本研究的目的与意义近年来，随着环境污染的日趋严重，人们越来越关心自己的健康。活性米是将糙米发芽至一定的芽长，所得到的一种由幼芽和带糠层的胚乳组成的糙米制品1。其实质是糙米中所含有的大量酶被激活和释放，并从结合态转化为游离态的酶解过程2-4。糙米发芽后的营养更为丰富，特别是活性米能富集大量的-氨基丁酸(-aminobutyric acid，GABA) 5。GABA具有增强脑细胞的代谢，降血压，活化肾功能、改善肝功能，防止肥胖等生理功能6-7。同时，发芽后的糙米糠层纤维被软化，从而改善了糙米的蒸煮性、

10、口感和消化性8-9。活性米含水量较高，易霉变，不易贮藏，如处理不当会造成营养成分的损失，使食用品质下降10-11。枯燥制成为活性米平安贮藏的必要处理环节12-13。因此采用适宜的枯燥方式，使活性米在脱水的同时能最大程度地保存其营养成分与感官质量，尽可能减少枯燥过程对活性米营养成分的破坏及感官方面的影响14。由于活性米具有诸多的良好的生理功能，将是人们生活首选的主食产品，但是我国居民对活性米的了解很少，在国内市场上尚未看到活性米销售。导致这种现象的问题主要是：一、糙米在口感赶不上精白米，因此一直未能成为人们的日常主食；二、活性米的生产在我国并未有成熟的生产工艺，工业化程度也不高，因此它的价格偏高

11、，普通群众没有如此高的购置力，所以很少有厂家生产。针对以上两个问题，我国不少企业和学校研究机构合作，开展了活性米的研究，也取得了不少的科技成果。本文探讨了活性米微波枯燥工艺的问题，因为在活性米生产过程中，枯燥工序是整个生产工序中耗能最多，想要降低活性米的生产本钱就必须降低枯燥过程的能耗。因此，活性米枯燥相关工艺的研究，为活性米及其制品的开发及推广提供科学的理论依据。成熟活性米工艺的建立，可提供新一代功能性的主食产品，既可以有效的减少国家营养资源的浪费，又能够在巨大的市场需求中创造新的物质财富，提高我国人民的生活质量。由此可见，其社会和经济意义是十分显著的。我国是稻谷及其衍生制品的生产和消费大国

12、，进行活性米产业化工程的研究，将为大米综合利用、提高稻米附加值、开发功能性食品提供良好的新途径，同时也对推动农产品精深加工、提高人民生活质量及健康水平有着重要的现实意义。1.2 国内外研究现状目前，活性米枯燥方法有真空冷冻枯燥、热风枯燥和微波枯燥15，然而真空冷冻枯燥的本钱较高，不利于生产推广；热风枯燥是应用最多、最经济的枯燥方法，但经热风枯燥的食品，其色、香、味难以保存，维生素等热敏性营养成分或活性成分损失较大；微波技术作为一种现代绿色枯燥技术在食品中的应用越来越广泛，具有加热速度快，节能高效，能高度保持食品原有的营养成分及色、香、味、形等优点16。已经在蕨菜、胡萝卜、苹果、金针菇等果蔬的脱

13、水加工方面得到广泛应用17-21。针对活性米微波枯燥特性及工艺，国内外学者做了大量研究，并取得了一定的成果。1.2.1国内研究现状 郑艺梅，郑琳22等研究了以下几种活性米的枯燥方式：a、 60下一阶段真空微波枯燥；b、60下三阶段真空微波枯燥，即枯燥一粉碎一枯燥；c、 60热风枯燥d、 600C真空枯燥；e、冷冻枯燥。研究结果认为：a， b两种方法样品在60下被枯燥的速度高于c， d. eo酶活性的保存情况：真空微波枯燥方法保存效果最好冷冻枯燥次之，真空枯燥更次，热风枯燥效果最差。 发芽后的糙米生理活性很高，含水量大，如处理不当会造成许多营养成分和食用品质的下降。金增辉研究得出糙米芽体可用50

14、60的温度进行低温枯燥，最好用真空枯燥技术，枯燥终点芽体水分为15士0.5%，并冷却至室温。 董铁有，朱文学23等共同研究了顺流通风状态下厚层糙米的微波枯燥问题，实验结果说明:随着微波功率的增加，糙米的温度和枯燥速度随之增加。如果微波的功率被控制在0.05009 kw/kg范围内，风速被控制在0.12021 m/s范围内，那么可以保证不出现爆腰和发芽率降低等质量问题。且糙米的有效枯燥厚度大约为0.130m，此值大于同等条件下稻谷的有效枯燥厚度。在微波加热的条件下枯燥糙米的效率要高于稻谷枯燥的效率。 胡中泽，高冰，柳志杰24共同研究了热风枯燥和微波枯燥对活性米中-氨基丁酸含量的影响。试验结果说明

15、:热风枯燥条件下，影响因素的主次关系为枯燥时间、热风温度、物料量，最正确枯燥条件为热风温度40 ，枯燥时间8h，物料量1.5 kg/m2；微波枯燥条件下，影响因素的主次关系为微波功率、枯燥时间、物料量。最正确枯燥条件为微波功率0.245kw，枯燥时间l0min，物料量5kg/m2 。林鸳缘，曾绍校，郑向华25研究了微波功率、装载量和微波比功率对活性米枯燥特性的影响。结果说明，在装载量相同的情况下，微波枯燥过程中，活性米的含水率呈线性下降;微波功率越高，枯燥曲线斜率越大，所需枯燥时间越短。微波枯燥过程中，枯燥速度曲线近似水平，其枯燥可看成为恒速枯燥。微波比功率为4W/g时，枯燥所需的时间较为适中

16、，且便于生产调控。1.2.2国外研究现状 美国和日本学者在枯燥对稻谷品质影响方面做过许多研究工作。Kunze,Shei26等人对稻谷枯燥后的外观品质(爆腰)做了大量研究，认为高温快速枯燥和高湿环境的吸湿作用是导致稻谷爆腰的主要因素。H.chen等人分析了稻谷不同品种、收获后存放时间、初始含水率在各种千燥条件(温度、湿度、枯燥时间)对整米率变化的影响，并建立了枯燥条件与整米率变化之间的数学模型，他们认为品种和枯燥介质温度是影响整米率下降的主要因素。 A.Iguaz., Nattap等研究了枯燥温度和枯燥时间对稻谷品质的影响。枯燥温度越高、枯燥时间越长，糙米的爆腰率越高、精米的整米率(HRY)越低

17、，爆腰率与HRY呈负相关。 Haghighi等通过对生物物料的传热传质模拟和应力分析研究了生物物料的破裂，他们考虑了物料的粘弹性性质，应用有限元计算了谷物枯燥过程中，其内部最大应力出现的时间、位置。Lague 研究了稻谷收获前由于白天日照枯燥、夜间再受潮而引起的应力变化。Sarker等人从90年代开始，一直在进行稻谷应力裂纹(爆腰)的研究，认为谷物枯燥时存在湿度梯度和温度梯度，这些热湿梯度使谷物内部形成拉压应力，谷物因此产生裂纹。1.3 本研究的主要内容本文通过介绍Box-Behnken组合试验，探究了微波枯燥条件对活性米枯燥特性及其对干后品质的影响，获得最正确的活性米枯燥工艺参数。并对该工艺

18、进行进一步的验证，以获得高效率、高品质的活性米枯燥工艺一套。2 实验材料及方法2.1 实验材料试验材料活性米由黑龙江金都米业提供。2.2 设备和仪器BJ-200型高速多功能粉碎机杭州五星包装、HZS-H水浴振荡器哈尔滨市东联电子技术开发、SHZ-D()循环水式真空泵巩义市予华仪器有限责任公司、WD800型LG微波炉天津乐金电子电器、WXD10S-17型连续式微波微波设备(南京三乐微波技术开展)、6010型紫外-可见分光光度计惠普上海分析仪器等。2.3 试验与测定方法质量测定：由JA5002型电子天平上海蒲春计量仪器测量，精度为±0.01 g。温度测量：红外线温度计TES-1326S，

19、精度为±0.2。水分测定：按GB 5497-1985方法在DZF-6030A真空枯燥箱内测定。爆腰率测定：从经过微波处理的活性米籽粒中随机取出100粒，从中挑出有裂纹的粒数，即为活性米的爆腰率每个样品做三次试验，结果取平均值。色度测定：由DC-P3型全自动测色色差计测定。-氨基丁酸、蛋白质、脂肪、维生素的含量外送测定农业部谷物及制品质量监督检验测试中心，哈尔滨。单因素试验所用微波枯燥装置是WD800型LG微波炉，微波工作频率为2450 MHZ，可定功率800 W、640 W、480 W、320 W、160 W输出工作。试验前按GB 5497-1985标准测出活性米的初始含水率，测得活

20、性米原始含水率为33.3%。参照谷物入库贮藏标准，把活性米的最终含水率定为14%-15%的范围内，按试验要求设定不同微波功率和不同质量对活性米进行微波枯燥试验，记录每一时间段的活性米的质量和温度。枯燥后的样品冷却后测其水分、爆腰率、色度、-氨基丁酸、蛋白质、脂肪、维生素的含量作为最终检测指标。在单因素试验研究的根底上，选用枯燥功率X1、枯燥时间X2、排湿风速X3及缓苏比X4为试验因素，活性米的温度Y1、含水率Y2、爆腰率Y3、-氨基丁酸含量Y4和色度L*值Y5、a*值Y6和 b*值Y7 作为评价指标，进行Box-Behnken中心组合试验。因素水平编码表和试验方案分别如表1、2所示。表1 因素

21、水平编码表编码因素枯燥功率枯燥时间排湿风速 缓苏比X1/W·g-1X2/minX3/m·s-1 X4-1221 1:30342 1:41463 1:53 试验结果和分析3.1 Box-Behnken组合试验在单因素试验的根底上，选定对稻米活性成分影响显著的枯燥功率X1、枯燥时间X2、排湿风速X3及缓苏比X4作为试验因素，以温度、含水率、爆腰率、-氨基丁酸含量和色度为评价指标，采用4因素3水平Box-Behnken中心组合优化工艺参数。试验方案和试验结果分别如表2所示。表2 试验方案及试验结果试验序号枯燥功率X1W·g-1枯燥时间X2min排湿风速X3m·

22、s-1缓苏比X4温度Y1含水率Y2%爆腰率Y3%-氨基丁酸Y4mg/100g1-1-10078.114.940.114.421-10079.214.262.013.23-110095.514.945.914.341100105.014.160.014.8500-1-195.415.064.516.0 6 00 1-186.714.455.016.07001-192.014.740.315.98001185.014.250.015.79-100-189.515.448.216.510100-196.514.167.716.011-100187.214.548.016.212100196.014.

23、154.915.1130-1-1082.315.050.513.51401-10104.014.849.714.4150-11079.514.252.813.316011093.014.250.014.517-10-1088.115.245.016.61810-1097.014.764.616.419-101084.214.547.016.520101090.013.865.816.0210-10-181.414.857.014.622010-198.014.551.314.0230-10180.614.452.013.1240101103.014.248.013.225000096.014.

24、453.017.126000094.014.355.517.527000096.914.344.018.028000098.814.057.617.329000097.514.650.017.2表2 试验方案及试验结果试验序号枯燥功率X1W·g-1枯燥时间X2min排湿风速X3m·s-1缓苏比X4色度L*Y5色度 a*Y6色度b*Y7 1-1-10061.38-1008.3422.2721-10058.38-1185.0922.803-110058.36-1302.5721.304110051.67-1319.6220.74500-1-156.80-1251.5620.20

25、 6 001-156.50-1260.8320.00700-1157.60-1222.1423.008001157.10-1230.9122.809-100-158.80-1225.5620.6010100-154.38-1301.7519.7011-100158.37-1181.1523.4012100156.00-1262.7822.57130-1-1060.80-1102.8522.701401-1054.70-1337.7421.10150-11060.50-1103.9022.5016011054.30-1377.0221.0017-10-1058.10-1147.2123.7018

26、10-1055.45-1290.7721.4019-101057.90-1299.4321.6020101055.40-1299.0621.10210-10-160.00-1121.9320.7322010-152.00-1300.4519.23230-10159.00-1000.3723.7424010155.00-1344.3222.2425000061.30-1060.8623.7026000061.00-1090.5423.5027000060.00-1120.2522.9028000059.00-1171.6023.7029000061.00-1072.4023.003.1.1 回归

27、方程应用Design-expert 6.0.10软件对试验结果进行分析处理，温度两因素交互项模型有意义(p<0.0001)；含水率两因素交互项模型有意义(p<0.0001)；爆腰率两因素交互项模型有意义(p=0.0003)；-氨基丁酸含量两因素交互项模型有意义(p<0.0001)；色度L*值、a*值、b*值两因素交互项模型有意义(p<0.0001)。各因素对各性能指标影响的回归模型如(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)、(7)所示，式中Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7以及X1、X2、X3、X4各参数的含义见表2。 (1) (2) (3) (4) (5)

28、 (6) (7)3.1.2 回归模型方差分析对(1)、(2)、(3)、(4)式回归模型进行方差分析，其结果如表3所示。表3 回归模型的方差分析指标来源平方和自由度均方F值临界值回归1664.9710166.50F2=53.33F0.05(10,18)=2.41剩余56.20183.12Y1拟合43.35143.10F1=0.96F0.05(14,4)=5.88误差12.8543.21总和1721.1728回归3.7260.62F2=30.01F0.05(6,22)=2.55剩余0.45220.021Y2拟合0.27180.015F1=0.31F0.05(18,4)=5.82误差0.1940.0

29、47总和4.1728回归1196.675239.33F2=19.01F0.05(5,23)=2.64剩余289.512312.59Y3拟合176.91199.31F1=0.33F0.05(19,4)=5.81误差112.61428.15总和1486.1828回归35.7093.97F2=35.30F0.05(9,19)=2.42剩余2.13190.11Y4拟合1.87150.12F1=1.86F0.05(15,4)=5.86误差0.2740.067总和37.8328回归195.301019.53F2=33.41F0.05(10,18)=2.41剩余10.52180.58Y5拟合6.89140.

30、49F1=0.54F0.05(14,4)=5.88误差3.6340.91总和205.8228回归2.996E+0051127234.68F2=35.29F0.05(11,17)=2.42剩余13118.1517771.66Y6拟合5872.4413451.73F1=0.25F0.05(13,4)=5.89误差7245.7141811.43总和3.127E+00528回归44.8394.98F2=34.34F0.05(9,19)=2.42剩余2.76190.15Y7拟合2.16150.14F1=0.97F0.05(15,4)=5.86误差0.5940.15 总和47.5928用F检验法对回归方程

31、进行检验，从表3可知，每个指标回归方程的F1<F0.05，说明回归方程拟合的好，又F2>F0.05，说明回归方程在0.05水平显著，即试验数据与所采用的数学模型相符合27。3.1.3 各因素对各项性能指标影响主次分析各因素对各项指标的奉献率如表4。表4 各因素对各项指标的奉献率性能影响因素奉献率奉献率指标X1X2X3X4排序Y12.3273.1142.6871.210X2>X3>X1>X4Y22.1451.1071.8272.017X1>X4>X3>X2Y32.3330.4760.6191.452X1>X4>X3>X2Y41.8

32、9792.23640.5630.7496X2>X1>X4>X3Y52.52812.76250.95972.1859X2>X1>X4>X3Y62.76932.72372.16492.1662X1>X2>X4>X3Y72.45662.21972.10821.9682X1>X2>X3>X4 结果说明，对于温度，各因素奉献率大小依次是枯燥时间、排湿风速、枯燥功率和缓苏比；各因素对含水率奉献率大小依次为枯燥功率、缓苏比、排湿风速和枯燥时间；各因素对爆腰率奉献率大小依次为枯燥功率、缓苏比、排湿风速和枯燥时间；各因素对-氨基丁酸含量奉献

33、率大小依次为枯燥时间、枯燥功率、缓苏比和排湿风速；各因素对色度L*值奉献率大小依次为枯燥时间、枯燥功率、缓苏比和排湿风速，各因素对色度a*值奉献率大小依次为枯燥功率、枯燥时间、缓苏比和排湿风速，各因素对色度b*值奉献率大小依次为枯燥功率、枯燥时间、排湿风速和缓苏比。3.2 因素对性能指标影响规律分析3.2.1 各因素对温度的影响当排湿风速为2.00 m/s，缓苏比为1:4时，枯燥功率和枯燥时间的交互作用对活性米温度的响应曲面如图4a所示。由图4a可知，枯燥功率与温度呈正相关，枯燥功率越高，温度上升越高；枯燥时间与温度呈正相关，枯燥时间越长，温度上升越高。随着枯燥功率的增加，活性米中极性分子水、

34、蛋白质、脂肪等吸收的微波能增强，极性分子间运动程度越来越剧烈，进而极性分子间的摩擦也越来越剧烈，由摩擦生热，温度随之升高。在枯燥功率一定的情况下，随着枯燥时间的增加，由摩擦生热而产生的热积累增加，温度的升高随枯燥时间的延长而增加。温度/ 枯燥功率/W·g-1 枯燥时间/min 图4a 各因素对温度的影响在枯燥功率为3.00 W/g，缓苏比为1:4时，枯燥时间和排湿风速的交互作用对活性米温度的响应曲面如图4b所示。由图4b可知，枯燥时间与温度呈正相关，枯燥时间越高，温度上升越快；排湿风速与温度呈负相关，排湿风速越高，温度上升越慢。如上所述，枯燥时间增加，热积累增多，温度呈上升趋势；在枯

35、燥时间一定的情况下，随着排湿风速的增加，热量会随之而局部散失，用于水分蒸发的热量减少28，温度呈现随排湿风速增加而降低的趋势。温度/ 图4b 各因素对温度的影响枯燥时间/min 风速/m·s-1 3.2.2 各因素对含水率的影响在枯燥时间为4.00 min，排湿风速为2.00 m/s时，枯燥功率和缓苏比的交互作用对活性米最终含水率的响应曲面如图5所示。由图5可知，在枯燥功率低水平时，随着缓苏比的增加，含水率呈下降的趋势；在枯燥功率高水平时，含水率变化不明显。在缓苏比一定的情况下，随枯燥功率的增加，含水率呈下降的趋势。枯燥功率/W·g-1 缓苏比 含水率/% 图5 各因素对含

36、水率的影响3.2.3 各因素对爆腰率的影响在枯燥时间为4.00 min，排湿风速为2.00 m/s时，枯燥功率和缓苏比的交互作用对活性米爆腰率的响应曲面如图6所示。由图6可知，枯燥功率与爆腰率呈正相关，随枯燥功率的增加，爆腰率呈增加的趋势；缓苏比与爆腰率呈负相关，随缓苏比的增加，爆腰率呈下降趋势。当枯燥功率较高时，活性米吸收微波能较高，温度升高较快，活性米籽粒外表水分散失较快，而籽粒内部水分含量相对较高，籽粒内外部形成水分梯度，由水分梯度引起籽粒内外部压力差，从而引起爆腰率增加29。当缓苏比增加时，活性米籽粒的水分由内部向外部扩散致籽粒内外部水分含量较均匀，内外部压力差较小，因此爆腰率也随之减

37、少。缓苏比 爆腰率/% 枯燥功率/W·g-1 图6 各因素对爆腰率的影响3.2.4 各因素对-氨基丁酸含量的影响在排湿风速为2.00 m/s，缓苏比为1:4时，枯燥功率和枯燥时间的交互作用对活性米-氨基丁酸含量的响应曲面如图7所示。由图7可知，枯燥功率与-氨基丁酸含量呈负相关，随枯燥功率的增加，-氨基丁酸含量呈减少的趋势，趋势不明显；随着枯燥时间的增加-氨基丁酸含量呈现先增加后减少的趋势，当枯燥时间为4.00 min时到达最大值，为18.0 mg/100g。-氨基丁酸是由谷氨酸在专一性较强的谷氨酸脱羧酶作用下转化而成，同时-氨基丁酸在酶的作用下又处在分解过程中。枯燥功率与枯燥时间对活

38、性米中-氨基丁酸含量的影响主要是通过改变物料温度到达的。在枯燥功率一定的情况下，随着枯燥时间的增加，物料温度升高，谷氨酸脱羧酶在适合的温度下，-氨基丁酸的合成较分解占主要地位，-氨基丁酸含量随之升高，超过4.00 min后，-氨基丁酸的分解较合成占主要地位5，-氨基丁酸含量又随之下降。在枯燥时间一定的情况下，随着枯燥功率的增加，物料最终温度升高越高，-氨基丁酸的分解越多，导致-氨基丁酸的含量呈下降趋势。-氨基丁酸含量/mg/100g 枯燥功率/W·g-1 枯燥时间/min 图7 各因素对-氨基丁酸含量的影响3.2.5 各因素对色度的影响色度测定采用CIE国际发光照明委员会提出的均匀色

39、空间理论。根据CIE国际发光照明委员会1976年均匀色空间理论，确定样品的 L*值、a*值和 b*值。其中：L*值Lightness，明度越大亮度越大，表示褐变越轻；a*值Redness，红色度，表示红绿偏向的色度，正值越大偏向红色的程度越大，负值越大偏向绿色的程度越大；b*值Yellowness，黄色度，表示黄蓝偏向的色度，正值越大，偏向黄色的程度越大，负值越大偏向蓝色的程度越大。使用色差计测定枯燥后活性米的色泽参数，比拟哪种枯燥方式对枯燥后活性米色泽的影响最小。每组试验重复3次取平均值。 3.2.5.1 各因素对色度L*值的影响在排湿风速为2.00 m/s，缓苏比为1:4时，枯燥功率和枯燥

40、时间的交互作用对活性米色度L*值的响应曲面如图8所示。由图8可知，枯燥功率大于3.00 W/g时，其与色度L*值呈负相关，枯燥功率越高，色度L*值越小；枯燥功率小于3.00 W/g时，其与色度L*值呈正相关，随枯燥功率的增加，色度L*值呈增大的趋势。枯燥时间与色度L*值呈负相关，色度L*值随枯燥时间的增大而减小。当处于低枯燥功率时，色度L*值随着枯燥功率的增加而升高，处于高功率时，色度L*值随着枯燥功率的增加而降低。这是因为低枯燥功率条件下，所能提供的微波能有限，物料温度升高较慢，就必然会导致枯燥时间的延长。物料在枯燥过程中长期处于高温、富氧、多水分的状态下，其所含的氨基化合物如蛋白质等经过一

41、系列反响会发生褐变，进而导致色度L*值下降。在高枯燥功率条件下，物料温度也较高，虽然枯燥时间相应缩短，但较高温度会使物料褐变加剧，导致色度L*值下降。色度L*值 枯燥时间/min 枯燥功率/W·g-1 图8 各因素对色度L*值的影响在枯燥功率为3.00 W/g，排湿风速为2.00 m/s时，枯燥时间和缓苏比的交互作用对活性米色度L*值的响应曲面如图9所示。由图9可知，枯燥时间与色度L*值呈负相关，随枯燥时间的增加，色度L*值呈减小的趋势。当缓苏比大于1:4时，其与色度L*值呈负相关，缓苏比越大，色度L*值越小；当缓苏比小于1:4时，其与色度L*值呈正相关，色度L*值随缓苏比的增加而呈

42、升高的趋势。在缓苏比一定的情况下，随枯燥时间的增加，物料热积累增加，温度较高，较高的温度会使物料褐变加剧，进而色度L*值下降。选择枯燥时间为6 min会比2 min时褐变程度较严重。在枯燥时间一定时，色度L*值随缓苏比的增加而先增大后减小。在缓苏比拟低水平时，增大缓苏比能有效控制物料温度不会升高太快，褐变情况也随之减轻，色度L*值有增大趋势；在缓苏比拟高水平时，增大缓苏比相当于增加了枯燥时间，褐变也随之加剧，色度L*值有减小趋势；当缓苏比处在零水平时，对枯燥后活性米色度的影响较小，色度L*值较大，保存有大量的活性米原色。反映到活性米色泽就表现为明亮程度高和褐变程度小。色度L*值 缓苏比 枯燥时

43、间/min 图9 各因素对色度L*值的影响 3.2.5.2 各因素对色度a*值的影响在排湿风速为2.00 m/s，缓苏比为1:4时，枯燥功率和枯燥时间的交互作用对活性米色度a*值的响应曲面如图10所示。由图10可知，枯燥功率大于2.50 W/g时，其与色度a*值呈负相关，枯燥功率越高，色度a*值越小；枯燥功率小于2.50 W/g时，其与色度a*值呈正相关，随枯燥功率的增加，色度a*值呈增大的趋势。枯燥时间与色度a*值呈负相关，色度a*值随枯燥时间的增大而减小。 在枯燥时间一定的情况下，色度a*值随枯燥功率的增加呈现先增大后减小的趋势。较低枯燥功率时不能迅速的去除水分，导致褐变程度较大，色度a*

44、值较小；较高枯燥功率时，降水速率也越快，温度较高导致褐变程度变大，色度a*值变小。在枯燥功率一定的情况下，随枯燥时间的增加，色度a*值逐渐减小，这是因为枯燥时间越长，导致褐变程度较大，色度a*值越小。 色度a*值 枯燥功率/W·g-1 枯燥时间/min 图10 各因素对色度a*值的影响在枯燥时间为4.00 min，缓苏比为1:4时，枯燥功率和排湿风速的交互作用对活性米色度a*值的响应曲面如图11所示。由图11可知，枯燥功率大于3.00 W/g时，其与色度a*值呈负相关，枯燥功率越高，色度a*值越小；枯燥功率小于3.00 W/g时，其与色度a*值呈正相关，随枯燥功率的增加，色度a*值呈

45、增大的趋势。排湿风速大于2.00 m/s时，其与色度a*值呈负相关，排湿风速越高，色度a*值越小；排湿风速小于2.00 m/s时，其与色度a*值呈正相关，排湿风速越高，色度a*值越大。在排湿风速一定的情况下，色度a*值随枯燥功率的增加呈现先增大后减小的趋势。较低枯燥功率时不能迅速的去除水分，导致褐变程度较大，色度a*值较小；较高枯燥功率时，降水速率也越快，温度较高导致褐变程度变大，色度a*值变小。在枯燥枯燥功率一定的情况下，排湿风速较低水平时，物料温度会随排湿排湿风速的增加而相应降低，褐变程度较小，保存有大量的活性米原色；排湿风速较高水平时，降水速率较快，进而导致对活性米营养成分的影响，色度a

46、*值变小，反映到色泽就表现为褐变程度大。枯燥功率/W·g-1 风速/m/s 色度a*值 图11 各因素对色度a*值的影响 3.2.5.3 各因素对色度b*值的影响在枯燥时间为4.00 min，缓苏比为1:4时，枯燥功率和排湿风速的交互作用对活性米色度b*值的响应曲面如图12所示。由图12可知，枯燥功率大于2.50 W/g时，其与色度b*值呈负相关，枯燥功率越高，色度b*值越小；枯燥功率小于2.50 W/g时，其与色度b*值呈正相关，随枯燥功率的增加，色度b*值呈增大的趋势。排湿风速大于1.50 m/s时，其与色度b*值呈负相关，排湿风速越大，色度b*值越小，排湿风速小于1.50 m/

47、s时，其与色度b*值呈正相关，排湿风速越大，色度b*值越大。色度b*值越大，表现为物料呈现黄色较深，并与热风枯燥后的活性米作比拟，微波枯燥能较热风枯燥的活性米呈较深的黄色。微波枯燥较热风枯燥能显著缩短枯燥时间，也就减少物料处于高温、富氧、多水分的状态中，能显著减轻物料褐变程度。最终枯燥的物料表现为颜色较佳。色度b*值 风速/m/s 枯燥功率/W·g-1 图12 各因素对色度b*值的影响 3.3 优化分析在试验结果分析的根底上，在温度Y1取最小值，含水率Y2取最小值，爆腰率Y3取最小值，-氨基丁酸含量Y4取最大值，色度L*值(Y5)取最大值，色度a*值(Y6)取最小值，色度b*值取最大

48、值为主要目标的条件下，按照节能、高效、干后品质高的原那么，利用Design-expert 6.0.10软件对试验参数X1、X2、X3、X4进行优化，经过择优处理最终只有一组结果，期望值可到达0.821，择优结果见表5。获得试验的理论最正确优化结果为当枯燥功率3.22 W/g，枯燥时间3.72 min，排湿风速2.13 m/s，缓苏比1:4。此条件下所得微波枯燥活性米温度为80.3，含水率为14.40%，爆腰率48.12%，-氨基丁酸含量16.28 mg/100g，色度L*值57.78，色度a*值-1291.80，色度b*值21.99。为了检验活性米微波枯燥工艺的可靠性，采用已得到的最正确枯燥工

49、艺参数条件进行验证实验，并结合实际试验条件，即枯燥功率3.00 W/g，枯燥时间4.00 min，排湿风速2.00 m/s，缓苏比1:4条件下，进行活性米微波枯燥试验，三次平行实验取平均值得到试验值分别为温度81.2，含水率14.35%，爆腰率47.00%，-氨基丁酸含量16.10 mg/100g，色度L*值57.98，色度a*值-1288.77，色度b*值22.09。相关系数到达0.979。因此可以确定最正确枯燥工艺参数为枯燥功率3.00 W/g、枯燥时间4.00 min、排湿风速2.00 m/s、缓苏比1:4。表5 最优化结果编号枯燥功率W·g-1枯燥时间min排湿风速m

50、3;s-1缓苏比温度含水率%爆腰率%-氨基丁酸(mg/100g)可接受度13.223.722.131:480.314.4048.1216.280.821表5 最优化结果编号枯燥功率W·g-1枯燥时间min排湿风速m·s-1缓苏比色度L*值色度a*值色度b*值可接受度23.223.722.131:457.78-1291.8021.990.821 4 连续式枯燥试验确定及验证根据已获得的合理的活性米微波枯燥工艺参数：枯燥功率3.00 W/g、枯燥时间4.00 min、排湿风速2.00 m/s、缓苏比1:4，此条件下得到的温度81.2，含水率14.35%，爆腰率47.00%，-氨基丁酸含量16.10 mg/100g，色度L*值57.98，色度a*值-1288.77，色度b*值22.