广西《香蕉片加工技术规程》编制说明

香蕉片加工技术规程（征求意见稿）编制说明广西壮族自治区农业科学院农产品加工研究所一、任务来源和起草单位根据广西壮族自治区质量技术监督局下达的文件《关于下达2017年第四批广西地方标准制定（修订）项目计划的通知》（桂质监函〔2017〕169号）精神，我单位承担的广西地方标准《香蕉片加工技术规程》（编号：2017-0475）于2017年5月获得立项。本标准由广西壮族自治区农业科学院提出，广西壮族自治区农业科学院农产品加工研究所负责起草。二、制定标准的必要性香蕉是世界上第4大粮食作物，也是世界重要的热带水果之一，近年来，香蕉产量迅速增加，全国总产已达1100万吨，是仅次于苹果、柑桔、梨之后的第四大水果，主要分布于广东、广西、海南、福建、云南和台湾以及四川、贵州南部。2019年广西香蕉总产量达到200多万吨，种植面积120万亩，已经成为广西桂西、桂南、桂东南地区农村经济的一大支柱产业。香蕉以其投资少、效益高、收益快等特点发展迅速，但同时也给香蕉储藏运输和销售带来了巨大的压力。香蕉质地柔软,气味清甜爽口,柔软滑腻,营养价值高。香蕉在人体内能帮助大脑制造一种化学成分——血清素，这种物质能刺激神经系统，给人带来欢乐、平静及瞌睡的信号，甚至还有镇痛的效应。因此，香蕉又被称为“快乐食品”。美国医学专家研究发现，常吃香蕉可防止高血压，因为香蕉可提供较多的能降低血压的钾离子，有抵制钠离子升压及损坏血管的作用。他们还认为，人如缺乏钾元素，就会发生头晕、全身无力和心率失常。又因香蕉中含有多种营养物质，而含钠量低，且不含胆固醇，食后既能供给人体各种营养素，又不会使人发胖。因此，常食香蕉不仅有益于大脑，预防神经疲劳，还有润肺止咳、防止便秘的作用。目前我国香蕉加工能力仅为10%左右，而发达国家加工比例通常达到60%以上；且香蕉不易贮藏，易变质，采后损失严重随着我国香蕉产量的稳步提高，香蕉价格的大幅波动将会严重影响着农民的收入香蕉产业的健康稳定发展。香蕉深加工是缓解香蕉鲜果销售压力、挖掘香蕉产品潜在价值、提高香蕉产业总体产值的极佳方式。与其他水果相比，香蕉加工存在其独特的技术难点：由于属于呼吸跃变型果实，并富含糖类、果胶、单宁及多种酶类，香蕉不仅难于胆存，而且加工过程中也极易褐变、难于干燥，从而导致产品颜色、营养和风味产生劣变，严重影响产品品质。运可能是导致香蕉食品加工落后的主要原因。因此，突破产品加工过程的技术瓶颈、提高香蕉制品的技术含量，是我国香蕉产业发展的必经之路。干制品加工难度低、水分活度低、耐储藏，是香蕉重要的加工方式。目前广西南宁品亚商贸有限公司、广西恩度高科技股份有限公司等企业主要开展香蕉片的加工生产。经查证，目前我区尚未建立起规范化、标准化的香蕉片加工技术规程。因此，急需建立我区技术规程，以规范企业生产，提高香蕉片产品的品质，扩大国内外市场份额，进而促进农民增收。该技术规程的建立对于提升广西香蕉产业具有积极的作用。三、课题研究工作和标准征求意见稿的起草经过1、研究工作基础本团队依托国家香蕉产业技术体系加工功能研究室、副产物综合利用岗位，广西农产品生物保鲜物流与加工八桂学者岗位，广西果蔬贮藏与加工新技术重点实验室，广西香蕉保鲜与加工工程技术研究中心等科研平台，开展了香蕉片加工技术研究。分别实施了国家香蕉产业技术体系专项、中央财政农业技术推广服务资金项目（桂财农函[2014]294号），国家农业部2015年农业技术试验示范（农产品加工）项目（农加科函[2015]26号）、广西科技计划项目人才专项（桂科AD16380015）、广西农业重点科技计划项目（201527）等项目。本课题组在香蕉片加工技术研究及示范方面，开展了大量的研究，并取得了系列的成果：（1）对广西香蕉主要产区的主栽品种进行品质测定指标进行分析，建立了香蕉加工品质数据库；（2）研究了微波真空干燥、真空冷冻干燥、低温真空油炸等干燥方式对香蕉片的品质影响，优化了干燥技术的工艺参数，授权国家发明专利《一种非油炸香蕉脆片的制备方法》（授权号：ZL201511013332.4）；（3）在广西南宁品亚商贸有限公司建立香蕉片加工示范生产线，生产工艺流程符合绿色食品生产标准，产品加工过程符合国家食品安全生产企业的卫生标准。起草单位广西农业科学院农产品加工研究所成立于2008年12月，是广西专门从事农产品加工研究的省级科研机构，主要开展农产品贮运保鲜、精深加工、农业废弃物综合利用及其相关质量标准、控制体系的研发与推广。建有8个广西农业科学院稳定资助科研团队，在职在编员工31人，其中博士5人、硕士19人，高级职称20人，聘用职工28人。拥有国家百千万人才工程人选、有突出贡献中青年专家1人，国家“万人计划”青年拔尖人才1人，享受国务院政府特殊津贴专家1人，国家级品酒师4人，广西“八桂学者”1人，广西“新世纪十百千人才工程”第二层次人选2人，广西高层次人才认定专家2人，广西创新驱动发展科技重大专项首席专家4人，广西“十百千知识产权中青年专家”4人，广西农业科学院青年拔尖人才3人，外籍客座研究员2人，东盟杰出青年科学家来华入桂工作外籍学者2人，柔性引进高层次人才3人。建设有国家香蕉保鲜加工技术研发专业中心，国家香蕉产业技术体系加工功能研究室、副产物综合利用岗位，广西农产品生物保鲜物流与加工八桂学者岗位，广西果蔬贮藏与加工新技术重点实验室，广西香蕉保鲜与加工工程技术研究中心，广西超高油高蛋白玉米加工工程技术研究中心（共建单位）等科研平台。先后主持承担国家自然科学基金、国家重点研发计划项目课题、国家农业部公益性行业（农业）科研专项课题、国家“万人计划”人才专项、国家产业技术体系岗位科学家专项资金项目、中央财政农业技术推广服务资金项目、中央引导地方科技发展专项资金项目、国家农业部农业技术试验示范项目、国家星火计划项目、国家人社部留学人员科技活动择优资助经费项目、国家级引进国外技术管理人才项目、广西创新驱动重大专项、广西科学研究与技术开发计划项目、广西自然科学基金重点项目、广西农业重点科技项目等各级科研项目218项。截至目前，科技人员发表科研论文235篇，其中SCI收录50篇、EI收录8篇；获批制定地方标准47项、团体标准41项；申请专利286件，获授权专利106件。先后获得奖励：广西科学技术进步奖一等奖，广西农牧渔业丰收奖一等奖，广西科学技术进步奖二等奖（4项），农业部“全国农牧渔业丰收奖三等奖”，农业部“中华农业科技奖三等奖”，广东科技进步奖二等奖，中国产学研合作创新成果奖二等奖（2项），中国商业联合会科技奖一等奖、二等奖，中国轻工业联合会科技进步奖一等奖、三等奖（2项），中国技术市场协会金桥奖，中国热带作物学会科技进步奖二等奖，农业部加工局“农产品加工十大科技创新与推广成果奖”，广西重要技术标准奖（2项），广西青年科技奖（2项），“国际糖业发展促进会（SSRP）学术论文报告”一等奖，广西自然科学优秀论文二等奖，广西发明创造成果展览交易会金奖、银奖（10项），广东省轻工业协会科学技术进步奖一等奖，南宁市科技进步二等奖，中国杨凌农业高新科技成果博览会‘后稷特别奖’、‘后稷奖’（6项），中国科学院院长优秀奖，广西农业科学院科技进步奖一等奖（5项）、二等奖（3项），百色市科技进步奖三等奖，福建省自然科学优秀学术论文二等奖，广西五一劳动奖章，广西青年五四奖章，广西自治区敬业奉献道德模范，广西三八红旗手，区直机关优秀党务工作者等各级各类奖励99项。我所先后荣获“全国巾帼文明岗”、“广西三八红旗集体”、“西乡塘区科技工作先进单位”（2次）、“西乡塘区科技工作科技成果转化先进单位”、广西农业科学院“先进基层党组织”（2次）等荣誉称号。2、标准征求意见稿的起草经过2017年5月至12月按照广西壮族自治区质量技术监督局《关于下达2017年第四批广西地方标准制定（修订）项目计划的通知》精神，为做好标准的编制工作，我单位成立标准起草工作小组；部署了制标工作方案和小组成员分工负责标准起草工作时间安排表，全面开展《香蕉片加工技术规程》广西地方标准的编制工作。2018年1月至12月，课题组对多年来的研究资料进行了汇合、分析和总结，并查阅了大量的国内文献资料，确定了《香蕉片加工技术规程》广西地方标准的基本内容和思路。经过反复研讨，形成了标准的编制原则及纲要。2019年1月至12月，课题组对广西南宁品亚商贸有限公司、广西恩度高科技股份有限公司、广西金穗农业集团有限公司等从事香蕉加工的企业以及香蕉种植主产区进行了调研。2020年1月至4月经广西农业科学院农产品加工研究所编制小组成员的反复讨论和写作、修改，完成了《香蕉片加工技术规程》广西地方标准的征求意见稿。四、标准编制原则及技术依据1、编制原则课题编制遵循“科学、适度、可行”原则，考虑标准前瞻性又顾及生产实际，确保标准可以作为政府部门监督、指导生产的依据，在生产上切实可行。（1）科学性标准的制定过程中采用文案调查法、专家座谈法、现场调查实验等多种研究方法，科学的研究方法为标准内容的科学性提供了有力保障。（2）客观性因各地从事香蕉果脯加工的企业水平和形式都具有一定的差异性，因此在标准制定过程中研究小组充分考虑了各地企业发展的实际情况，尽量做到标准内容切合大多数企业生产实际，在保证安全和产品质量的基础上，不对企业所采用的具体工艺方法和设备做过多要求。（3）可操作性标准中所涉及的操作流程清晰，量化指标科学合理，提出的方法、要求易于操作，对于香蕉果脯加工企业能够起到一定的引导和规范作用。2、技术依据本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草，并根据前期研究成果及应用资料，符合国家产业可持续发展的有关规定。2.1不同品种香蕉加工特性的研究2.2.1三种（类）香蕉品种加工特性研究（1）不同品种香蕉后熟过程中蛋白质含量的变化结果见图1，香蕉果肉中蛋白含量较少，3种香蕉蛋白质含量排列顺序为：粉蕉﹥大蕉﹥香牙蕉，3种香蕉后熟过程的蛋白质含量基本保持不变。（2）不同品种香蕉后熟过程中脂肪含量的变化由图2，3种香蕉中的脂肪含量较少，后熟过程中的脂肪含量有增有减，但基本都在0.13%~0.17%变化，说明3种香蕉在后熟期间脂肪含量基本保持不变。（3）不同品种香蕉后熟过程中水分含量的变化不同品种香蕉的含水量存在较大差异。在成熟过程中，颜色由青色转为黄色，水分含量呈递增趋势。从图3，香牙蕉水分含量最高，粉蕉含水量最少；不同品种香蕉增加的水分增加量在3%~6%之间，香牙蕉水分含量增加最小，增加了3.31%；大蕉水分含量增加的最大，增加了5.91%。（4）不同品种香蕉后熟过程中可溶性固形物含量的变化香蕉中的可溶性固形物主要为可溶性糖和有机酸等。由图4，3个品种香蕉间的可溶性固形物含量在未成熟时相差不大，即使完熟后，3个香蕉品种间的可溶性固形物含量差异也不大；但无论哪个品种的香蕉后熟过程中，可溶性固形物的含量增加都非常明显，从未成熟时的4%左右增加到完熟时的19%左右。（5）不同品种香蕉后熟过程中灰分含量的变化由图5，在后熟过程中，3种香蕉灰分含量基本维持不变，大蕉、粉蕉、香牙蕉的灰分含量分别为1.5%、1%、0.9%左右，3种香蕉灰分含量的排列顺序为大蕉﹥香牙蕉﹥粉蕉。（6）不同品种香蕉后熟过程中果胶含量的变化果胶含量的下降是香蕉后熟软化的原因之一。从图6，3种香蕉在后熟过程中，果胶的含量逐渐降低，青香蕉时，大蕉和粉蕉果胶含量接近，分别为0.83%和0.81%，而香牙蕉果胶含量为1.03%。在后熟过程中与粉蕉和香牙蕉相比，大蕉果胶含量下降幅度较小，完熟后大蕉果胶含量最高，其次为粉蕉，香牙蕉含量最少。（7）不同品种香蕉后熟过程中有机酸含量的变化由图7，3种香蕉后熟过程中的有机酸总量随着成熟度的增加而升高，未成熟时，香蕉的有机酸含量最高，达到0.302%，大蕉和粉蕉的含量分别为0.213%和0.205%，经过一定时间的后熟后，大蕉的有机酸含量达0.695%，增加的最多，增加了0.482%，分别是香牙蕉、粉蕉后熟过程中有机酸增加量的2.87倍和3.07倍，这也应当是成熟大蕉的口感甜中带酸的原因。（8）不同品种香蕉后熟过程中Vc含量的变化由图8，3种香蕉的Vc含量随着成熟度的增加而减少，大蕉的Vc含量从18.8μg/g减少到5.4μg/g、减少了13.4μg/g，粉蕉的Vc含量从14.9μg/g减少到3μg/g、减少了11.9μg/g，香牙蕉Vc含量下降了7μg/g，其减少量的顺序为：大蕉﹥粉蕉﹥香牙蕉，但完熟后大蕉的Vc含量还是最高。（9）不同品种香蕉后熟过程中钾含量的变化钾是人体内不可缺少的元素，可以调节细胞内适宜的渗透压和体液的酸碱平衡，参于细胞内糖和蛋白质的代谢，香蕉含有丰富的钾元素。由图9，3种香蕉的K元素含量为7.14~13.7mg/g，在同一成熟度时，K含量的大小次序均为：香牙蕉﹥大蕉﹥粉蕉，在后熟过程中，粉蕉K含量基本保持不变。（10）不同品种香蕉后熟过程中可溶性糖含量的变化3种香蕉在后熟过程中，可溶性糖含量明显增加，增加量并不一致，香牙蕉增加的最多，从未成熟的3.03%增加到11.38%，增加了8.35%，粉蕉和大蕉分别增加了6.25%和5.84%（图10）。香蕉在后熟过程中，淀粉等碳水化合物在淀粉酶、糖苷酶和磷酸化酶等作用下水解为葡萄糖、蔗糖和果糖等可溶性糖，这也是香蕉成熟过程中味道逐渐变甜的原因。（11）不同品种香蕉后熟过程中淀粉含量变化从图11，3种香蕉在未成熟时淀粉的含量基本相同，大蕉的淀粉含量略高。3种香蕉在后熟过程中，淀粉含量急剧下降，从未成熟时的17%左右下降到成熟后的3%左右，香牙蕉淀粉下降速率相对其他大蕉和粉蕉更快。因此制备香蕉淀粉的原料一般为青香蕉，应尽可能地在香蕉采摘后立刻进行加工。（12）不同品种香蕉后熟过程中抗性淀粉含量变化抗性淀粉是一种新型膳食纤维，具预防结肠癌、调节血糖浓度、降低胆固醇、抑制脂肪堆积、增加矿物质的摄入、刺激益生菌的生长等多种生理作用，青香蕉中富含抗性淀粉。由图12，3种香蕉的抗性淀粉含量也是随着成熟度的增加而减少，在香蕉未成熟时，大蕉和粉蕉的抗性淀粉含量最高，分别为7.62%、7.29%，香牙蕉只有4.85%，待其成熟时，抗性淀粉含量分别只有1.69%、1.95%、0.89%。因此，青大蕉及青粉蕉更适宜作为制备香蕉抗性淀粉的原料。（13）不同品种香蕉后熟过程中膳食纤维含量的变化香蕉膳食纤维主要存在于香蕉皮中。由图13，3种香蕉的膳食纤维含量在后熟过程中略有上升，在完熟后含量最高；在同一成熟度时，膳食纤维的含量大小排列顺序为粉蕉﹥大蕉﹥香牙蕉。（14）不同品种香蕉后熟过程中糖酸比的变化糖酸比是衡量果实品质的一个重要指标，糖酸比越高，香蕉鲜食时越甜，适口性越好。由图14，3种香蕉的糖酸比在后熟过程中呈上升趋势，在完熟后含量最高，成熟度越高，鲜食适口性越好；香蕉完熟时，糖酸比大小排序为粉蕉﹥香牙蕉﹥大蕉，因次粉蕉和香牙蕉比大蕉更适合于鲜食，大蕉口感偏酸。2.2.213个香蕉品种后熟阶段营养指标变化特性（1）13个香蕉品种后熟阶段可滴定酸变化香牙蕉类可滴定酸含量较其他蕉类高，明显高于鸡蕉、金粉、大蕉、印度红蕉、皇帝蕉。随成熟度增加，香牙蕉类可滴定酸增加，到完全变黄成熟后，又开始下降（VB6、w11除外）。鸡蕉、金粉、大蕉、印度红蕉、皇帝蕉的可滴定酸在后熟阶段没有明显变化。（2）13个香蕉品种后熟阶段Vc含量变化香牙蕉类和鸡蕉Vc含量较高，w3、w6、鸡蕉随成熟增加，Vc含量增加，同时褐化程度也较其他蕉严重。金粉、大蕉、印度红蕉、皇帝蕉含量较低，褐化程度也较其他品种要轻。（3）13个香蕉品种后熟阶段可溶性糖含量变化随成熟度增加，可溶性糖含量增加，其中，金粉、皇帝蕉和大蕉的可溶性糖含量明显高于其他品种，其次是鸡蕉和w9。（4）8个香蕉品种后熟阶段淀粉含量变化8个香牙蕉类淀粉含量随成熟增加，逐渐下降，完全成熟时含量降到极低水平。w12在刚采收时淀粉含量明显高于其他品种，X4的淀粉含量最少。w3、w9在后熟过程中淀粉含量下降很快。w6淀粉含量在4级成熟度的时候还保持较高水平，完全成熟时才极速下降。（5）13个香蕉品种后熟阶段酶的变化①13个香蕉品种后熟阶段过氧化物酶（POD）含量变化：随成熟度增加，POD活性有所增加，完全成熟时，含量又开始下降到刚采收时的水平；红蕉例外，随成熟度增加，活性增加。VB6的POD活性最高，其次是w12和印度红蕉，但这两者的褐变程度在所有蕉类中并不是最高的，w3、w6和w9褐化程度高，可是POD活性并不是最高。鸡蕉POD活性的最低，褐化程度亦较低。②13个香蕉品种后熟阶段多酚氧化酶（PPO）含量变化：随成熟度增加，13个香蕉品种PPO活性变化比较平缓，X4、w3和印度红蕉的PPO活性最高；鸡蕉和皇帝蕉最低，两者果肉的褐变程度亦较轻。③13个香蕉品种后熟阶段果胶酶活性变化：香牙蕉类果胶酶活性随成熟度增加明显增加，鸡蕉、金粉、大蕉、印度红蕉、皇帝蕉的果胶酶活性随成熟度增加有缓慢下降趋势。w12、w9和鸡蕉果胶酶活性较高。④13个香蕉品种后熟阶段果胶含量变化：13个香蕉品种的水溶性果胶含量远低于原果胶的含量，香牙蕉类的水溶性果胶含量高于鸡蕉、金粉、大蕉、印度红蕉、皇帝蕉，但原果胶含量低于鸡蕉、金粉、大蕉、印度红蕉、皇帝蕉。总果胶含量以w3、w12和鸡蕉最高，皇帝蕉最低。随成熟度增加，SP和PP的含量下降。（6）13个香蕉品种果肉感官评价结果见下表：品种感官评价结果初步评定结果w2果肉白淡，香味一般，甜味淡褐变较轻w3果肉淡黄，香味纯，无异味，无甜味褐变较轻，VC含量高w6果肉淡黄，香味淡，无甜味褐变严重，VC含量高，淀粉含量高，保持时间长w9果肉淡黄，香味浓，甜味足，成熟时可闻到明显的甜味褐变严重，含糖量高，果胶含量高w11果肉淡黄，香味浓，甜味浓褐变程度一般w12果肉淡黄，香味浓，甜味浓，异味重褐变严重，淀粉含量高，果胶含量高X4果肉淡黄，香味浓，纯，甜味淡褐变程度较轻，VC含量高VB6香味稍浓，甜味淡，有异味褐变程度一般，淀粉含量高鸡蕉果肉黄色，香味甜味淡，有酸味褐变程度较轻，VC含量高，含糖量高，果胶含量高金粉果肉黄色，香味甜味淡，略有异味褐变程度较轻，含糖量高大蕉果肉金黄色，色深，香味甜味淡，有酸味褐变程度较轻，含糖量高红蕉果肉淡黄色，香味淡，甜味浓，略有异味褐变程度较轻皇帝蕉果肉淡黄色，香味淡，纯，甜味谈，无异味褐变程度较轻，含糖量高2.2香蕉片干燥数据模型的建立2.2.1温度对香蕉片热泵干燥特性的影响干燥曲线常用于描述物料的平均湿度随干燥时间的变化趋势。香蕉片在热泵干燥过程中，随着水分蒸发，香蕉片的质量逐渐减小，香蕉片的含水率也随之降低，因而研究香蕉片含水率变化比研究香蕉片的质量的变化更具有意义。图1为香蕉片在50、60℃条件下热泵干燥曲线，其中香蕉片厚度3mm，风速设定2.5m/s。香蕉片在不同的温度下，表面水分蒸发和内部水分扩散的速率不同，理论上来说，温度越高，物料表面水分蒸发及内部水分扩散的速度都会越快。从图1中可知，2条干燥曲线光滑，呈逐渐下降趋势，干燥1h后，50℃干燥曲线一直高于60℃干燥曲线；60℃干燥曲线干燥前期的曲线较陡，曲线下降相同高度经历的时间较短，说明60℃条件下香蕉片的含水率比50℃条件下降低的快。这是由于温度升高不仅加速了香蕉片表面的水分蒸发速度，而且降低了干燥房中干燥介质的相对湿度，从而使香蕉片表层水分向干燥气体的扩散动力增加，进而缩短物料的干燥时间。图1不同温度条件下香蕉片热泵干燥曲线图2不同温度条件下香蕉片热泵干燥速率曲线图2为50、60℃条件下香蕉片热泵干燥速率曲线。由图2可知，干燥初期2条曲线均表现出明显的增速过程，然后急速下降。干燥2.5h内，60℃与50℃条件下干燥速率差别明显；其后两者干燥速率比较接近，干燥4.5h后，60℃与50℃条件下香蕉片干燥速率都在0.1kg/(kg·h)，且有一段恒速干燥过程。两条曲线均存在明显的降速干燥阶段转折点，但转折点处2个温度条件下的香蕉片水分含量并不同。干燥速率随着香蕉片水分的降低而逐渐下降，这是由于香蕉片的含水率越少，水分从内部迁移到香蕉片表面的速率以及从表面蒸发到周围空气介质中的速率就越来越低，从而导致干燥变慢。图3不同风速条件下香蕉片热泵干燥曲线图4不同风速条件下香蕉干燥速率曲线图3为风速1.0、2.5m/s，厚度3mm的香蕉片，60℃条件下热泵干燥曲线。由图3可见，香蕉片在不同风速下的干燥曲线线形相似，整个干燥过程中，风速2.5m/s干燥曲线略低于1.0m/s；说明风速高一定程度加快了香蕉片水分蒸发，但从图可知增加不明显，风速对香蕉片干燥曲线的影响远远低于温度对香蕉片干燥曲线的影响。在物料干燥过程中，适当的施加风速可以改变物料的干燥速率，但是风速在干燥过程中所起的作用主要是带走物料表面水蒸气，从而导致表面含水率与内部含水率存在一定的压差，在压差作用力下内部水分向物料表面迁移，但以压差作为推动力加快干燥的进行，对内部水分扩散的影响较小。所以，热泵干燥过程中，提高风速有利于提高物料表面的气体扩散速率，但风速对干燥速率的影响较小。同时香蕉中富含果胶和糖类，两类亲水性物质也增加了香蕉内部水分向表面迁移的难度[13]。图4为2种风速条件下香蕉片热泵干燥速率曲线。在香蕉片的干燥初期，2.5m/s风速条件下干燥速率大于1.0m/s香蕉片热泵干燥速率，但2h后，干燥速率比较接近。说明风速在干燥初期香蕉片干燥速率影响稍大，后期不明显。图5不同厚度条件下香蕉片干燥曲线图6不同厚度条件下香蕉干燥速率曲线图5为厚度3、6mm的香蕉片，风速2.5m/s，60℃条件下热泵干燥曲线。从图5可见，干燥曲线随香蕉片的厚度不同而呈现明显的变化，3mm厚的香蕉片水分比远远快于6mm香蕉片的降低速度，3mm香蕉片干燥3h的水分比与6mm干燥5.5h的水分比相近。在一定的温度、风速条件下，香蕉片越厚，相同面积干燥盘容纳的香蕉质量越大，香蕉片水分含量越多，将香蕉片干燥到同一含水量所要蒸发的水分越多，干燥需要的时间越长。香蕉片越薄，内部水分迁移的距离就越短，比表面积越大，与空气接触面积较大，物料温度升高较快；相反，香蕉片厚度越大，与干燥空气接触的相对表面积越小，升温变慢，内部传热传质阻力越大，热质传递受阻，导致干燥速率越慢。图6为厚度3、6mm的香蕉片，风速2.5m/s，60℃条件下热泵干燥速率曲线。从图6可见，干燥2.5h内，3mm厚度香蕉片干燥速率大于6mm厚度的干燥速率，2.5h后6mm香蕉片干燥速率大于3mm香蕉片，表明3mm香蕉片后期随着水分含量的降低，水分内部传质阻力增大，干燥速率低于6mm香蕉片。2.2.2干燥模型的确定物料干燥是一个复杂的非稳态的热量质量传递过程。国内外众多学者通过对不同物料开展长期试验和数据分析，总结出多个理论、半理论和经验模型用于描述干燥过程中物料水分比随时间的变化规律。其中Lewis(Newton)模型、Page模型和HendersonandPabis模型是农产品干燥方面主要的经验、半经验数学模型。即：Lewis(Newton)模型−ln(MR)=ktPage模型ln[−ln(MR)]=lnk+nlntHendersonandPabis模型−ln(MR)=−lna+kt其中：t为干燥持续时间；k为干燥速率常数，a为待定速率系数，n为幂指数，都是与物料干燥有关的待定参数。为确定香蕉片热泵干燥的数学模型，将实验数据进行整理分析，计算不同干燥温度、切片厚度和风速条件下每个时刻的MR、ln(MR)、ln[-ln(MR)]值，并绘制ln(MR)—t曲线图（图7、图8和图9）和ln[-ln(MR)]—lnt曲线图（图10、图11和图12）。图7不同温度下ln(MR)-t曲线图8不同风速下ln(MR)-t曲线图9不同厚度下ln(MR)-t曲线图10不同温度ln[-ln(MR)]-lnt曲线11不同风速ln[-ln(MR)]-lnt曲线图12不同切片厚度ln[-ln(MR)]-lnt曲线表1回归方程及相关系数因素水平ln(MR)-tln[-ln(MR)]-lnt回归方程R2回归方程R2风速2.5m/sy=-0.3819x-0.18430.9729y=0.6148x-0.19730.99751.0m/sy=-0.4212x-0.18250.9824y=0.8584x-0.53790.9943切片厚度3mmy=-0.4423x-0.14810.9928y=0.8529x-0.51460.99946mmy=-0.2836x-0.00930.9944y=0.9578x-1.18220.9970温度50℃y=-0.3819x-0.18430.9729y=0.7876x-0.76140.991960℃y=-0.2835x-0.20160.9801y=0.8746x-0.64040.9880表1为3个因素条件下香蕉片热泵干燥回归方程和R2。从表中可知，香蕉片干燥试验数据在lnMR-t坐标系内R2在0.9729~0.9944之间变化，而ln[-ln(MR)]-lnt坐标系内R2变化范围在0.9880~0.9994之间。由此可得，试验数据在ln[-ln(MR)]-lnt坐标系内线性拟合精度更高，即Page方程更适宜描述本实验香蕉片热泵干燥过程。由图10～图12可以判断模型中系数k和n随温度（T，℃）、风速（V，m/s）及切片厚度（H，mm）变化而发生变化，即k和n是上述3个参数的函数。所以考虑T、V、H对k和n的影响，将k和n与T、V、H的函数关系表示成一次方程：k＝b＋b1T＋b2V＋b3Hn＝c＋c1T＋c2V＋c3H利用SPSS17.0统计软件进行处理，对试验数据拟合[11-12,14]，可求得热泵干燥拟合方程的各待定系数，即：k=-1.53719+0.03539T+0.157981V-0.05347Hn=1.8874-0.01728T-0.1624V+0.056733H由此得出香蕉片热泵干燥拟合方程：ln[-ln(MR)]=ln(-1.5372+0.03539T+0.1580V-0.05347H)＋(1.887-0.01728T-0.1624V+0.05673H)lnt2.2.2模型验证为检验回归模型与试验数据的拟合度，选取热泵干燥温度50℃、风速2.5m/s、切片厚度3mm的这组试验数据进行对比检验。由Page方程在上述条件下进行预测，预测值与实际值结果见图13。从图中可知，Page方程曲线与实验值拟合度高、重叠性好；任意时刻MR的预测值与实验值相对偏差（相对偏差=|试验值-预测值|/试验值）都在5%以内，表明Page方程能较好的反映香蕉片热泵干燥规律，具有预测作用。图13干燥数学模型检验曲线 香蕉片在热泵干燥过程汇总，干燥温度和切片厚度对香蕉片的干燥速率有较大影响，而风速对香蕉片干燥速率影响较小。香蕉片的热泵干燥特性符合Page方程，通过SPSS17.0对试验数据进行处理，得到香蕉片热泵干燥的数学模型ln[-ln(MR)]=ln(-1.5372+0.03539T+0.1580V-0.05347H)＋(1.887-0.01728T-0.1624V+0.05673H)lnt(MR为水分比；T为干燥温度（℃）；V为物料干燥热风速率（m/s）；H为切片厚度（mm）；t为干燥时间（h）。模型拟合效果很好，经与试验数据验证，能正确反应香蕉片热泵干燥规律，可较好地预测香蕉片在热泵干燥过程水分比的变化过程。2.3不同加工方式对香蕉片综合品质的影响2.3.1不同加工方式香蕉片的感官品质评价不同加工方式间香蕉片的感官评分存在显著差异，感官评价总分由高到低依次是：低温真空油炸＞真空冷冻干燥＞炭烤＞高温油炸＞热风烘干。其中香气的变异系数超过了10%，表明数据间离散程度较大，对感官评价的影响要大于色泽、风味与口感、外观；真空冷冻干燥方法得到的香蕉片香气值最大，稍大于低温真空油炸和热风烘干；色泽指标除热风烘干香蕉片具有最低评分外，其它方式均不存在显著性差异；低温真空油炸加工方式具有最高的色泽评价，稍高于炭烤、高温油炸、真空冷冻干燥处理方式；在风味与口感方面，低温真空油炸得到的香蕉片仍大于其他处理方式，具有最高评分；外观指标具有最小的变异系数，数据不存在显著性差异，只有低温真空油炸处理方式略高于其他加工方式，说明不同加工方法处理的香蕉片都具有较好的形态组织。综上所述，经低温真空油炸的香蕉片较其他四种处理方式来说更易被大众接受。表2不同加工方式香蕉片感官评价感官指标Sensoryindicators低温真空油炸LTVF真空冷冻干燥VFD高温油炸HTF热风烘干HAD炭烤CG色泽Colorandluster17.40±1.14a16.40±1.14a16.60±1.14a13.60±1.15b16.80±0.84a风味与口感FlavorandTaste34.80±2.86a32.60±3.51ab29.00±1.58c28.40±2.61c31.00±1.58bc外观Appearance17.00±0.71a16.40±1.14a16.80±1.31a15.80±0.84a16.60±0.89a香气Aroma16.40±1.52a16.80±0.84a13.60±1.67b15.80±0.84a12.20±1.30b总分Totalscore85.60±4.88a82.20±5.72a76.00±3.32b73.60±3.85b76.60±1.34b注：同一列不同字母表示差异显著（P<0.05），下同。表3不同加工方式香蕉片感官评价水平分析感官指标Sensoryindicators变化范围Rangeofchanges平均值Averagevalue标准差Standarddeviation变异系数/%Coefficientofvariation色泽Colorandluster13.60~17.4016.161.489.15风味与口感FlavorandTaste28.40~34.8031.162.638.43外观Appearance15.80~17.0016.520.462.79香气Aroma12.20~16.8014.961.9813.21总分Totalscore73.60~85.6078.804.946.272.3.2不同加工方式对香蕉片物理性质的影响（1）不同加工方式对香蕉片色泽的影响不同加工方式处理的香蕉片色泽指标及其水平分析见表4、表5，因其品种、处理方式不同使香蕉片色泽具有明显差异。变异系数均超过了10%，数据间比较离散，a*值变化范围大于b*值和L*值。由表1可知，经真空冷冻干燥处理的香蕉片L*值最高，从明亮度指数上来说更趋近于白色，热风烘干的香蕉片具有最低的L*值，更接近于黑色；高温油炸的香蕉片a*值最低，在红绿色范围内趋近于灰色；低温真空油炸的香蕉片因其油炸工艺具有最高的b*值，相对于以上加工方式的香蕉片来说，在黄蓝色范围内更近于黄色。表4不同加工方式香蕉片色泽指标的比较检测指标Sensoryindicators低温真空油炸LTVF真空冷冻干燥VFD高温油炸HTF热风烘干HAD炭烤CGL*值L*value72.04±3.56b77.55±2.75a64.43±4.37c40.71±5.41e52.25±3.91da*值a*value9.35±0.68b3.26±1.11c2.60±0.60c11.38±1.32a8.86±1.73bb*值b*value52.82±2.85a25.49±3.15b21.83±1.82c22.43±3.54c26.03±2.29b表5不同加工方式香蕉片色泽指标水平分析检测指标Sensoryindicators变化范围Rangeofchanges平均值Averagevalue标准差Standarddeviation变异系数/%CoefficientofvariationL*值L*value40.71~77.5561.4014.9624.37a*值a*value2.60~11.387.093.9255.29b*值b*value21.83~52.8229.7213.0443.88（2）不同加工方式对香蕉片质构的影响不同加工方式处理后香蕉片的质构指标及其水平分析见表6和表7，因品种、加工方法、切片厚度的不同使香蕉片硬度和脆度具有显著差异和较大的变异系数。由表6可知，经过真空冷冻干燥处理的香蕉片具有最高的硬度，稍高于低温真空油炸，而低温真空油炸的香蕉片脆度最大，分别为是高温油炸的11倍、10倍和8倍，高温油炸香蕉片的硬度和脆度最小，与它的厚度最小具有直接关系；虽然真空冷冻干燥香蕉片厚度小于低温真空油炸香蕉片，但两种处理方式的硬度大小却相当，结合前期感官评价指标说明利用低温真空油炸工艺制备的香蕉片酥脆性更好；炭烤的香蕉片具有较薄的切片厚度从而得到了中等的硬度和脆度值。因热风烘干方式得到的香蕉片不属于香蕉脆片，故不做硬度和脆度试验。表6不同加工方式香蕉片质构指标的比较检测指标Sensoryindicators低温真空油炸LTVF真空冷冻干燥VFD高温油炸HTF热风烘干HAD炭烤CG厚度mmThickness5.24±0.64a4.20±0.69b1.46±0.33e3.24±0.52c2.76±0.30d硬度gHardness2983.83±622.06a3206.00±597.97a295.40±82.81c—1663.29±121.40b脆度gBrittleness2507.75±176.87a1509.71±197.72b296.14±59.07d—1230.29±63.18c表7不同加工方式香蕉片质构指标水平分析检测指标Sensoryindicators变化范围Rangeofchanges均值Averagevalue标准差Standarddeviation变异系数/%Coefficientofvariation厚度mmThickness1.46~5.243.381.4442.44硬度gHardness295.40~3206.002037.131346.0966.08脆度gBrittleness296.14~2507.751385.97910.2565.67（3）不同加工方式香蕉片微观结构的对比图2为不同加工方式香蕉片的切面扫描电镜图，结合感官评价，可以看出低温真空油炸的脆片结构上疏松多孔，内部组织比较饱满，孔径明显增大，以致脆片内部结构较为疏松，使口感更加酥脆；真空冷冻干燥因其工艺特性能较好的保持香蕉片原有的外观形状，使香蕉片的内部结构蓬松，孔径呈圆形和椭圆形，孔隙多、大且相对均匀，增加了香蕉片的酥松性；高温油炸后的脆片微观结构看起来松散膨胀，组织比较紧凑致密，孔隙较少，结合其切片厚度最薄，所以具有很好的酥脆性；热风烘干的香蕉片在脱水条件下，内部结构萎缩、塌陷比较严重，孔隙多而密，大小不均，因含水量较大而形成了富有弹性、软糯的香蕉片；炭烤方式得到的香蕉片内部组织大小不一，边缘不够光滑，孔隙较少且不均匀，相对其厚度较薄来说口感稍硬。图2不同加工方式香蕉片的扫描电镜图注：a：低温真空油炸；b：真空冷冻干燥；c：高温油炸；d：热风烘干；e：炭烤2.3.3不同加工方式对香蕉片营养品质的影响（1）不同加工方式对香蕉片风味物质的影响可溶性固形物、可滴定酸、可溶性糖、糖酸比值的高低可反映水果的成熟程度，并直接影响到风味品质状况。由表8、表9可知，因受到不同品种、成熟度、预处理的影响，四个风味评价指标都具有较大的变异系数，其中，真空冷冻干燥和热风烘干处理方式的可溶性固形物含量均超过了90%，高温油炸具有最低的可溶性物质含量，是真空冷冻干燥的1/3；可溶性固形物主要成分是可溶性糖，相对应的可溶性糖含量排序与可溶性固形物的排序一致，为真空冷冻干燥＞热风烘干＞低温真空油炸＞炭烤＞高温油炸；炭烤香蕉片因具有最低的可滴定酸含量而得到了最高的糖酸比，依次是其它4种加工方式的4.7、4.3、3.0、4.0倍，虽然炭烤香蕉片具有最大的糖酸比，但因为感官评价方法是通过视觉、嗅觉、触觉、味觉和听觉，用于分析和解释产品而感知到的产品感官特性的一种科学方法，其风味与口感的感官评分并不是最高；低温真空油炸香蕉片的糖酸比最低，其次是真空冷冻干燥，口感酸甜适中，可以更好的保留香蕉原有滋味。表8不同加工方式香蕉片风味品质指标的比较检测指标Sensoryindicators低温真空油炸LTVF真空冷冻干燥VFD高温油炸HTF热风烘干HAD炭烤CG可溶性固形物%Totalsolublesolids59.56±2.05c94.03±2.04a37.46±1.18e90.14±2.11b52.26±1.12d可溶性糖%Solublesugar57.60±0.43b64.20±0.87a14.01±0.98d63.58±1.40a31.06±0.47c可滴定酸%Titratableacid1.47±0.02a1.49±0.04a0.23±0.01c1.42±0.03b0.17±0.03d糖酸比Glycolicacidratio39.03±0.17c42.96±0.66b60.92±3.07b44.90±0.81b182.43±25.63a表9不同加工方式香蕉片风味品质指标水平分析检测指标Sensoryindicators变化范围Rangeofchanges平均值Averagevalue标准差Standarddeviation变异系数/%Coefficientofvariation可溶性固形物%Totalsolublesolids37.46~94.0366.6924.5536.81可溶性糖%Solublesugar14.01~64.2046.0922.4848.78可滴定酸%Titratableacid0.17~1.490.960.6972.19糖酸比Glycolicacidratio39.03~182.4374.0561.1682.59（2）不同加工方式对香蕉片理化品质的影响因品种及其加工工艺的差异性，由图3和表10所知，所有营养品质指标的变异系数都较大，其中淀粉含量的变异系数高达92.22%，热风烘干香蕉片的水分含量最大6.52±0.22%，高温油炸的水分含量最低2.79±0.41%、脂肪含量最高44.09±0.17%，真空冷冻干燥具有最低的脂肪含量14.75±0.63%，其次是低温真空油炸16.65±1.65%，其含量都低于20%，真空冷冻干燥保留的蛋白质含量最大5.51±0.07%，炭烤剩余的蛋白质含量最少1.85±0.03%，但炭烤、热风烘干和低温真空油炸处理得到的香蕉片多酚含量均超过了3mg/g，其果胶含量超过了20g/kg，热风烘干得到的香蕉片的Vc含量最高54.23±1.01mg/100g，淀粉含量最少9.42±2.17mg/g，再次证明了其成熟度较高，炭烤香蕉片的粗纤维和淀粉含量最高，分别为1.63±0.42%和399.22±1.71mg/g，受成熟度和加工特性的影响，高温油炸香蕉片多酚、Vc、粗纤维含量还是最小，分别为0.80±0.04mg/g、20.71±0.21mg/100g和0.59±0.59%。结合前期的感官评价，综合考虑发现，低温真空油炸和真空冷冻干燥两种方式表