热空气对流干燥条件对魔芋葡甘聚糖内在品质的影响研究

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    魔芋的利用价值就在于加工后KGM的内在品质，这除与栽培品种、球茎生长年限以及成熟度有关外。直接与加工中的干燥条件有密切的关系。       热干燥法以其干燥量大、设备投资少等优点得到普遍的推广应用。热干燥存在着复杂的传热导湿和产品不断发生内在变化的生物化学过程。已有报道主要是生产经验所得的干燥工艺和方法，或对干燥过程的工艺特性和数学模型进行研究。而对干燥参数影响主要成分KGN内在品质，特别以分析数据从微观的分子降解角度考虑还未见报道。该文以干燥理论为基础。采用先进的优化设计方法，分析影响KGM特性粘度、含量、分子量、还原糖含量、酶活TZSM系列煤粉筛性等指标的干燥参数，为热风对流干燥制成古优质KGM的芋片提供理论依据。       1材料和方法       1.1材料       采直遵义市郊同一田块，同一品种，无病害无腐烂的3年生花魔芋球茎。    &nbs反击式破碎机p;  1.2方法       1.2.1样品制备       清水将魔芋球茎洗净，电吹风吹干表面水，去顶芽和皮，切成厚0.5cm，1cm，2cm，宽4cm，长5cm的鲜芋片。分别在0.5% ，1%和2%的亚硫酸氢钠溶液中授泡1min。沥干按试验设计干制成含水12%的干芋片，置于粉碎机中粉碎(各处理进样量与粉碎时间一致)。即得全粉；取全粉在石研钵中反复研磨，搜集60-100目之间颗粒(有光泽)为精粉；再用不同浓度的乙醇溶液多级研磨洗涤精粉。去陈杂质，即得纯化后的KGM样品。       1.2.2分析方法       全粉中还原塘、KGM含量、精粉特性粘度、KGM分子量、β-甘露聚糖酶和多酚氧化酶活性等项目的分析方法均按有关文献或稍加改进进行。       1.2.3热风干燥试验因素水平设计按下表 &nbs筛粉机p;     采用lv(3^{DZSF系列直线振动筛电磁振动给料机辊式粉碎机5})正交设计表进行多因素试验。将恒温鼓风干燥箱升温至试验设计要求的高温温度，预热30min，ZS直线振动筛使温度和风速稳定，将护色处理过的芋片单层铺放在簸箕中，放进烘箱按正交设计条件进行干燥。       2设计依据       根据干燥过程理论，选择干燥条件需使初期短时高温，从而使物料内部迅速升温，内部水分快速转移到表面。中期被干燥物表面水分蒸发速度接近或等于它内部水分向井扩散的造度。特别是魔芋块茎富古淀粉、葡甘露聚糖等成膜物。如果表面水分蒸发较内部水分向外扩散迅速，会在表面形成硬膜、内湿外干，延长干燥时间。增加消耗降低KGM品质。因此中期需要降至中温。这一阶段是干燥的主要阶段。后期由于用于蒸发水分的热量减少，大部分热量使被干燥物质升温，逐渐使物料与热空气温度相等。此时若不降低温度，物料会被烧焦，这就是设计高温段100℃-120℃，1min-20min，中温段70℃-90℃，1h-2h，低温段60℃的理论基础。       3结果与讨论       3.1干燥过程特性与钝化魔芋球茎内源酶活性的关系       魔芋球茎中台有大量的内源酶，其中对KGM品质影响最大的有β-甘露聚糖酶和多酚氧化酶。甘露聚糖酶水解KGM大分子，使其失去应有的商品价值，而多酚氧化酶影响产品的色泽和产生不良异味，也降低KCM的商品价值。       据文献报道，β-甘露聚锖酶在30℃以下稳定。40℃活性开始下降。该文研究了芋片中β-甘露聚糖酶在120℃对流热空气中加热10min的钝化情况，结果表明，高热空气可以在较短时间里钝化β-甘露聚糖酶(表2)。         从表2看出。不同厚度芋片中β-甘露聚糖酶活性都受到不同程度的钝化，酶的失活顺序为：2mm＞5mm＞10mm＞20mm，片越薄，酶活性越易被钝化。       高热空气对多酚氧化酶的钝化是一个较缓慢的过程， 当120℃加热10min后，不但对多酚氧化酶活性来钝化，反而使活性增高，连2mm薄片的活性都高于对照(不加热的原芋片)。说明短时高温促进了芋片多酚氧化酶的活性(表3)。当120℃加热20min后。多酚氧酵活性才开始钝化，10mm片仅失活2.7%，说明短时高温不能钝化多酚氧化活性。因此，生产上均在干燥前采用护色处理。         综上所述，对流热空气干燥初期短时高温，不但能迅速提高物料温度，有利于提高干燥速率，而且还能迅速钝化β-甘露聚塘酶活性，从而保持KGM大分子的完整，提高KGM的利用价值。但这种高温只能短时(10min-20min)，过长会由于表面蒸发速度大于内部水分向外扩散速度而使物料表面结硬膜，甚至立式冲击破碎机干裂焦糊。       3.2正交优选结果分析       从表给料机4正交试验结果统计的极差值看出，高温温度是影响KGM含量、特性粘度和分子量的主要因素，其次是高温时间和片厚，各因素的方差分析结果表明，高温温度对KGM音量、特性粘度和分子量的影响均达到极显著水准。结合前面高温对β-甘露聚糖醇活性钝化的分析，不难看出由于高温钝化了β-甘露聚糖酶，保持了KGM大分子的完整， 根据马克-赫维克(MarKHOWWINCK)方程式η=KM^{输煤皮带机制砂生产线设备管状带式输送机a}w，式中η为特性粘度，Mw为分子量，K、a为常数，说明KGM分子量大小集中体现在溶液的粘度值上，因此，国内外都用石子粉碎机粘度值来评价魔芋精糟的质量。同理，KGM大分子投有被酶水解，还原糖含量不可能增加，KGM的总量就不下降。故KGM含冷矿筛量、特性粘度和还原糖含量与分子量都是一个统一对应的关系。       3.3结论     &nbs大倾角皮带机p; 烘烤初期的短时高温是使芋片含高质量KGM的主要因素。在该试验条件下，干燥工艺的较好参数组台为高温段120℃ 20min。中温段90℃ 1h。片厚0.5cm。