用低场核磁分析胡萝卜切片干燥过程的内部水分变化_张绪坤

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1、第28卷第22期农业工程学报Vol.28No.222822012年11月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringNov.2012用低场核磁分析胡萝卜切片干燥过程的内部水分变化111222※张绪坤，祝树森，黄俭花，徐刚，徐建国，李华栋（1.南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室，南昌330063；2.江西省科学院食品工程创新中心，南昌330029）摘要：为研究胡萝卜切片在干燥过程中内部水分变化的特征，采用电热恒温干燥箱在40、50

2、、60、70和80℃的条件下对胡萝卜切片进行热风干燥试验，应用低场核磁共振（lowfieldnuclearmagneticresonance，LF-NMR）的横向弛豫时间（T2）反演谱分析胡萝卜切片在干燥过程中内部水分的变化。试验结果表明：干燥过程改变了胡萝卜样品中水的结合状态，自由度高的水分向自由度低的迁移；随着干燥温度升高，干燥速率加快，但温度为80℃时，由于物料表面结壳阻碍了水分的外迁从而影响干燥速率。试验数据为果疏变温联合干燥工艺和干燥转换点的确定提供参考。关键词：核磁共振，干燥，水分，横向弛

3、豫时间，反演谱，胡萝卜切片doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2012.22.039+中图分类号：TH873.71文献标志码：A文章编号：1002-6819(2012)-22-0282-06张绪坤，祝树森，黄俭花，等.用低场核磁分析胡萝卜切片干燥过程的内部水分变化[J].农业工程学报，2012，28(22)：282－287.ZhangXukun,ZhuShusen,HuangJianhua,etal.Analysisoninternalmoisturechangesofcarro

4、tslicesduringdryingprocessusinglow-fieldNMR[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE),2012,28(22):282－287.(inChinesewithEnglishabstract)[6][7-9]漂烫过程以及食品储藏过程等水分的状态及0引言其分布，而对于热敏性果蔬干燥过程中水分状态变近年来，联合干燥技术以其干燥时间短、能耗化的研

5、究很少。国外学者主要研究了小麦、玉米及低、干燥产品质量高等优势备受国内外学者的关[10-22]稻谷等的干燥过程中水分的状态以及水分分注。果蔬中的水分以结合水、半结合水和自由水形[23-24]布，面包贮藏过程中水分的迁移，木材干燥过式存在，干燥能脱去大部分的自由水和半结合水，[25-26]程中水分状态与分布及面条水煮过程中水分而结合水一般不能被干燥去除。联合干燥技术则利[27][28-29]状态。BrianP.Hills研究得出胡萝卜内部长用各种干燥的优点，在不同的干燥阶段采用不同的弛豫水分主要存在于细

6、胞液泡中，并利用细胞模型干燥方法，分别以蒸发或者升华的方式除去大部分研究了胡萝卜干燥120min内液泡的收缩和水分的[1][30]的自由水和半结合水。所以对联合干燥过程干燥扩散系数。J.P.MonteiroMarques研究了胡萝卜工艺的确定、转换点的确定以及数学模型的建立的40℃干燥后样品内经过不同恢复时间横向弛豫时进行研究是有必要的。为了提高干燥产品质量，对间（T2）和纵向弛豫时间（T1）的变化。物料干燥过程中的水分，尤其是水分分布的研究是本文以胡萝卜切片为研究对象，采用核磁共振[2]理解干燥现象

7、重点。的横向弛豫时间（T2）的反演谱，分析在不同干燥核磁共振是一种有效的无损、无侵入测量技温度条件下，胡萝卜切片在干燥过程中内部水分的[3-4]术，从微观的角度解释样品中水分的变化规律。状态及分布变化，为变温联合干燥工艺和干燥转换[5]目前国内学者主要研究了猪肉的持水过程、玉米点的确定提供参考。1材料与方法收稿日期：2012-02-21修订日期：2012-10-21基金项目：国家自然科学基金（31060231）；无损检测教育部重点实验1.1核磁共振原理室开放基金（ZD200629008）核磁共振技术主

8、要有2个学科分支：磁共振成作者简介：张绪坤（1963－），男，汉族，江西武宁人，教授，博士，硕士生导师，主要从事机电一体化技术与干燥设备研究。南昌南昌航像（magneticresonanceimaging，MRI）和磁共振波空大学无损检测技术教育部重点实验室，330063。谱分析（magneticresonancespectroscopy，MRS）。Email：xukun008@163.comMRI基本原理是将物料置于特殊的磁场中，用无线※通信作者：李华