热风干燥对果蔬薄壁组织细胞结构的影响.pdf

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1、第28卷第14期2622012年7月农业工程学报TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringVil．28No．14Jul．2012热风干燥对果蔬薄壁组织细胞结构的影响常剑，杨德勇※，路倩倩，刘相东(中国农业大学工学院，北京100083)摘要：为了研究热风干燥过程对果蔬微观结构的影响，该文选择马铃薯、苹果、胡萝h3种物料，运用组织石蜡制片、显微成像及图像处理技术，获得了3种物料在热风干燥过程中不同含水率下的薄壁组织细胞结构图像及各细胞结构参数

2、的分布曲线，并分析了热风干燥对微观结构参数(细胞横截面积、周长、当量直径和圆度)的影响，建立r微观结构参数与宏观干燥参数(水分比)的拟合方程。结果表明，各细胞结构参数比与水分比之删具有线忭相关性，可以肘数学模型预测在热风十燥过程中苹果、马铃薯和圳萝^的薄壁组织细胞结构随含水率的变化情况．研究结果町为控制果蔬在热风干燥条件下的品质及建屯干燥过程数学模犁提供理论依据。关键词：干燥，微观结构，水分，当量直径，果蔬doi：10．3969／j．issn．1002—6819．2012．14．040中图分类号：TS255

3、文献标志码：A文章编号：1002—6819(2012)一14—0262—07常剑，杨德勇，路倩倩，等．热风干燥对果蔬薄壁组织细胞结构的影响[J】．农业工程学报，2012，28(14)：262--268．ChangJian，'fangDeyong，LuQianqian，cta1．Effectofhot·airdryingOncellstructureoffruitandvegetableparenehyma[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofA酣culturalEngin

4、eering(TransactionsoftheCSAE)，2012，28(14)：262--268．(inChinesewithEnglishabstract)0引言热风干燥是果蔬常用的脱水方式，是一个动量、热量、质量耦合传递的过程。由于热质传递梯度的存存和水分的蒸发，热风干燥会使果蔬组织产生许多物理、化学变化111，其中最主要的物理变化现象就足收缩变形，而这些宏观上的变化是由微观结构的变化引起的【2-”。果蔬组织由大量的细胞构成，细胞壁、细胞膜包被着细胞内容物构成了单个细胞，细胞与细胞之间通过中胶层粘结

5、在一起【6】。在热风干燥过程中，果蔬组织细胞会收缩进而出现质壁分离(细胞擘与细胞膜包被内容物分离的现象)，细胞会破裂进而形成窄洞，这些微观现象在花椰菜、马铃薯、葡萄、苹果等果蔬的对流干燥中均被观察到【7。叫。这砦微观的结构变化会影响质量传递过程的扩散系数，进而影响干燥过程，细胞的破裂与分离也会对产品的质构、营养和稳定性有所影响【】”，所以研究果蔬在干燥过程中微观结构的变化具有重要的应用价值。显微技术呵以用于直观定性地观测果蔬组织的细胞结构，结合图像处理技术也可用于定鼍地对细胞结构的变化指标进行测定112-1

6、8】。对于果蔬组织微观结构在干燥过程中的变化已经有了一些研究。Sansanee等【l9】测定不同干燥条件下胡萝h的分形维数、细胞直径，并尝试以此收稿门期：201l_12-25修订日期：2012-06．21基金项目：国家自然科学基金资助项目(51076163。31171772)作者简介：常剑(1984一)。女，内蒙古呼和浩特人，博士生，丰要从事农产品1二燥理论与技术的研究。北京中国农业大学工学院，100083。Email：0115一cj@163．com※通信作者：杨德勇(1970-)，男．副教授，博士乍导师，

7、主要从事干燥理论与技术、农产品干燥与储藏研究。北京中陶农业大学工学院。100083。Emaihydy@cau．edu．c11作为干燥中胡萝h微观结构变化的指标。Moreira等【2叫对新鲜的和不同干燥方法处理过的板栗表层细胞进行观测，测定并分析了6种细胞的尺寸和形状参数。Ramos等[9】红研究葡萄的对流十燥时，观察到细胞面积和周长变小但细胞形状保持不变。Bolin和Huxsoll[2q研究了干燥过程中苹果细胞的结构变化，发现干燥前后样品细胞的圆度存在差异。Lewicki和Drzewuekat22】在苹果立

8、方块对流干燥过程中的研究发现，细胞大小服从对数正态分布，干燥过程中水分的损失伴随着细胞的破裂，破裂程度取决于其含水率。干燥过程对果蔬组织结构影响的研究已经逐渐深入到细胞结构水平，对干燥模型模拟及优化、宏观收缩的预测都有重要的作用。为全面了解不同果蔬组织在热风干燥过程中细胞结构的变化及其与宏观参数的相互关系，本文选取典型的码铃薯、苹果和胡萝卜3种材料的薄壁组织进行试验研究，通过对T燥前后样品细胞结构的规测和含水率的