無核白葡萄干燥過程特性及其變色機(jī)理研究.pdf

1、本文以新疆吐魯番的無核白葡萄為試材，從葡萄的熱風(fēng)干燥特性開始，研究了不同溫度對葡萄干燥特性和產(chǎn)品品質(zhì)的影響，圍繞無核白葡萄干燥動力學(xué)研究，建立無核白葡萄干燥過程的干燥模型，分析了無核白葡萄干燥過程的有效擴(kuò)散系數(shù)變化規(guī)律，探討了溫度變化對葡萄皺縮程度的影響;進(jìn)一步通過研究不同溫度條件下葡萄干燥過程中顏色變化特性、變色成分表征及其典型變色成分結(jié)構(gòu)變化化學(xué)機(jī)理，闡明葡萄干燥過程變色機(jī)理;在掌握無核白葡萄熱風(fēng)干燥過程中的水分?jǐn)U散規(guī)律以及顏色變化

2、特征基礎(chǔ)上，選出葡萄適宜干燥的溫度范圍，研究葡萄的熱泵干燥工藝，探討了不同溫度和不同的預(yù)處理方式對葡萄熱泵干燥特性及其產(chǎn)品品質(zhì)的影響，通過干燥速率的提高和產(chǎn)品品質(zhì)的提升這兩個(gè)指標(biāo)來篩選較優(yōu)的預(yù)處理方式和干燥條件。研究結(jié)果表明:
　　1、在擬合的幾種模型中Logarithmic模型的擬合結(jié)果最好，最能描述葡萄的干燥過程。無核白的有效擴(kuò)散系數(shù)隨溫度升高增大，但溫度較低時(shí)有效擴(kuò)散系數(shù)受溫度變化的影響較小。無核白葡萄干燥過程中葡萄的表皮發(fā)

3、生皺縮現(xiàn)象:溫度升高短徑皺縮增大，長徑皺縮沒有規(guī)律。皺縮給內(nèi)部水分的擴(kuò)散帶來很大阻力，降低水分?jǐn)U散系數(shù)。
　　2、基于Lab色度體系，對無核白的變色進(jìn)行了量化分析，建立了褐變過程顏色動力學(xué)模型，各干燥溫度下各顏色指標(biāo)與預(yù)測值擬合較好，褐變過程中顏色的變化符合反應(yīng)動力學(xué)一級模型，其中L*值擬合程度最好。并計(jì)算出褐變過程中顏色參數(shù)L*、a*、b*及總色差△E反應(yīng)活化能分別為40.19，24.29，35.43和39.46 kJ·mol-

4、1。L*值活化能最大，隨溫度波動的敏感性最強(qiáng)。褐變反應(yīng)發(fā)生在制干的中期，在含水率為50％-60％時(shí)發(fā)生。L*值與b*值下降，a*值升高，總色差△E增大，褐變程度與溫度相關(guān)，溫度越高，褐變越嚴(yán)重，30℃時(shí)制得的葡萄干色澤相對較好，40℃時(shí)最差。
　　3、溫度和氧氣是葡萄制干過程中發(fā)生變色的重要因素，氧氣的存在會促進(jìn)提取物的結(jié)構(gòu)變化從而促進(jìn)葡萄顏色的加深。
　　4、自由基反應(yīng)而形成醌類物質(zhì)是葡萄干燥過程中發(fā)生顏色變化的重要原因。

5、
　　(1)沒食子酸通氧/通氮加熱后吸收均有所增加，通氧氣加熱的增加幅度略大。槲皮素在氮?dú)猸h(huán)境下加熱后光譜變化較小;在氧氣環(huán)境下加熱，槲皮素單體結(jié)構(gòu)發(fā)生氧化，共軛羰基結(jié)構(gòu)增多，顏色變深。
　　(2)對沒食子酸、槲皮素以及楊梅素，采用密度泛函方法進(jìn)行量子化學(xué)計(jì)算發(fā)現(xiàn):沒食子酸酚羥基中O13-H17鍵長最長、鍵級最小，解離能最低，自旋密度分布比較穩(wěn)定，相對于其他酚羥基，該羥基易于發(fā)生自由基奪氫反應(yīng)而形成醌類結(jié)構(gòu)。槲皮素分子中B環(huán)

6、羥基較A環(huán)羥基易于發(fā)生奪氫反應(yīng)而形成鄰醌。槲皮素B環(huán)酚羥基中4'位酚羥基(O27-H32)鍵長相對較長，鍵級較低，自由基反應(yīng)活性高，易發(fā)生奪氫反應(yīng)而形成醌類結(jié)構(gòu)。楊梅素的自由基反應(yīng)活性位點(diǎn)也在B環(huán)4'位，其次為其鄰位羥基上的H33。
　　5、在上述研究基礎(chǔ)上，選出葡萄適宜干燥的溫度范圍為30-40℃，開展了葡萄的熱泵干燥工藝研究。結(jié)果表明，將無核白葡萄采用促干劑預(yù)處理，干燥溫度為35℃時(shí)，不僅能有效縮短干燥周期，而且能抑制果粒褐變