果蔬干燥技术研究参考2篇

篇(1)

　　摘 要：干燥是果蔬深加工中最常用的技术之一，可以提高果蔬制品的贮藏稳定性，减少损耗，增加果蔬附加值。我国 果蔬干燥历史悠久，干燥技术种类繁多，从自然干燥到传统干燥到新型干燥再到联合干燥，不断发展。每种果蔬干燥技 术都有其原理、设备、条件、特点及适用对象，人们可以根据加工需求选择最佳的干燥技术，以最短的时间、最低的成本 生产高质量的产品。本文介绍了我国现有的果蔬干燥技术，比较了不同干燥技术的工作原理、优缺点以及适用对象等， 并对果蔬干燥技术未来的发展方向进行了分析，以期为果蔬干燥技术的研究与应用提供参考。

　　关键词：果蔬干燥;自然干燥;传统干燥;新型干燥;联合干燥

　　我国是世界上第一大果蔬生产国，据国家统计局资 料显示，2018 年我国果蔬总产量为 96 035 万 t，其中水 果 25 688 万 t，蔬菜 70 347 万 t。果蔬是我们日常必不可 少的食物，含有丰富的维生素、矿物质、有机酸及膳食纤 维等，营养价值极高，对人体健康有重要意义。但果蔬本 身含有大量水分，易损伤，不耐贮藏，再加上我国果蔬产 地多交通不便，加工水平低，产业链、供应链、价值链不健 全，导致我国每年果蔬损耗率高达 30%，损失超千亿元， 严重影响了我国果蔬产业的发展[1]。

　　因此亟需探索先进 的果蔬精深加工技术来提高果蔬的贮藏稳定性，减少浪 费，提高果蔬的附加值，增加果农收入。其中，果蔬干燥是 果蔬深加工中最常用的技术之一。 果蔬干燥是指在自然条件或人工控制条件下，脱去 果蔬中的水分，使其降到足以防止腐败变质的水平并始 终保持低水分的一种保藏方法[2]。果蔬干燥不仅可以延 长果蔬的贮藏期，还能使果蔬质量减轻、体积缩小，节省 包装、储藏和运输费用，便于携带，供应方便。目前，我国 的果蔬干燥分为自然干燥和人工干燥两种。自然干燥是 指利用自然条件使果蔬脱水干燥，常用晒干和阴干两种 方式。

　　人工干燥大体分为传统干燥法、新型干燥技术和 联合干燥技术三种。烘灶干燥、烘房干燥、隧道式干燥、输 送带式干燥、滚筒干燥、热风干燥、真空干燥以及喷雾干 燥等都属于传统干燥法。目前正在使用和研发的新型干 燥技术有冷冻干燥、膨化干燥、真空油炸脱水、远红外线 干燥、微波干燥、渗透干燥、热泵干燥等。每种果蔬干燥技 术都有各自的优缺点，随着技术发展、科技创新，人们又 研发出了渗透-热风、热风-微波、热风-压力膨化、热风-冷 冻、冷冻-真空、冷冻-微波-热风等一系列新型果蔬联合干 燥技术。本文就我国现有的果蔬干燥技术从工作原理、优缺 点、适用对象等方面进行了介绍，并分析果蔬干燥技术未来 的研究方向，以期在今后的果蔬干燥中，能够根据不同食物 原材料特性及加工需求，选择最佳的果蔬干燥技术。

　　1 自然干燥

　　自然干燥是指在自然环境下利用太阳能、风能等自 然条件对果蔬进行脱水干燥的最简单易行的贮藏加工方 法。自然干燥通常分为晒干和阴干两种方式。将原料直接 接受日光暴晒，使表面和内部干燥的称为晒干。将原料 放在通风良好且能避雨的室内，利用风能脱水干燥的称为阴干。我国西北地区的新疆吐鲁番葡萄就是采用阴干 的方式脱水干燥的。

　　自然干燥方法简便、设备简单、费用低，且干燥过程管 理粗放，可以直接在产地和山区进行，还能促进未成熟的果 蔬进一步成熟，这种干燥方法长时间在自然状态下受到自 然条件的作用，发生了物理、化学性质的改变，形成了独特 的风味，是目前世界上许多地方仍在使用的方法。但自然干 燥的过程缓慢，时间长，不能人为控制，产品容易变色，易受 污染，对维生素类营养物质破坏较大，质量较差，而且受气 候、地区条件影响大，温度、湿度、风速是果蔬自然干燥质量 的主要因素，若遇阴雨天，制品脱水减慢，干燥时间延长，且 微生物易于繁殖，制品品质下降，甚至霉烂腐败。

　　2 人工干燥

　　人工干燥是在人工控制的条件下对果蔬进行干燥的 一种方法。相对于自然干燥，人工干燥需要利用一定的干 燥设备，优点是不受气候限制，缩短了干燥时间，降低了劳 动强度，提高了生产效率，且干制后的产品清洁、卫生、质 量好。人工干燥的方法很多，根据供热方式不同可分为直 接加热式干燥、间接加热式干燥、红外或高频干燥。在每 种类型中，干燥机都能在常压或真空的条件下操作。事实 上在某些理想的情况下，可以利用组合传热方式进行干 燥，例如对流和传导，对流和辐射等。按照使用频率、开始 使用时间等分为传统干燥法、新型干燥法和联合干燥法。

　　2.1 传统干燥法

　　2.1.1 烘灶干燥

　　烘灶是最简单的人工干燥设备，结构简单，形式多 样。主要构造是直接在地面砌灶或地下掘坑，在灶的上 方设架铺席，放置果蔬原料，下方生火干燥。这种土法干 燥，生产成本低，但生产能力也低，干燥速度慢，工人劳动 强度大。目前果蔬很少采用这种干燥方式，只在一些水 分少的果蔬(如姜、花生、豆类)的干燥中偶有使用，在枸 杞和茶叶干燥中应用较广。

　　2.1.2 烘房干燥

　　烘房是一种较传统的、目前仍然广泛使用的干制设 备[3]，适宜大量生产，且干燥速度快、质量好、设备简单、造 价低。缺点是能耗大、生产成本高。烘房是采用烟道气加 热的热空气对流式干燥设备，主要由烘房本体、加热设 备、通风排湿设备和转载设备四部分组成。在实际生产中普遍应用的是两炉一囱回火升温式烘房。红枣、柿饼等 可溶性物质含量高或不切分的整个果蔬应采用“低-高- 低”的烘房干燥升温方式;辣椒、苹果等可溶性物质含量较 低或切成薄片、细丝的果蔬应采用“高-低”的烘房干燥升 温方式;而大多数果蔬适用于 55~60 益恒温烘房方式。

　　2.1.3 隧道式干燥

　　隧道式干燥的干燥室呈狭长的隧道形式[4]，地面铺 铁轨，通常长 10~15 m、宽 1.8 m、高 1.8~2 m，可容纳 5~ 15 辆装果蔬原料的载车。被干燥的果蔬沿铁轨经隧道进 行干燥，热空气流经各层料盘表面使果蔬原料水分被蒸发， 载车在隧道的停留时间正好为干燥所需时间，果蔬原料完 成干燥后，从隧道另一端被推出，然后下一车果蔬原料又沿 轨道被推入，实现了隧道式干燥的连续性操作，提高了操作 效率，扩大了生产能力。隧道式干燥根据干燥机的不同设 计，可分为单隧道式、双隧道式及多层隧道式设备;根据被 干燥产品和干燥介质的运动方向又可以分为逆流隧道式干 燥、顺流隧道式干燥和混合隧道式干燥三种形式。

　　(1)逆流隧道式干燥

　　逆流隧道式干燥的湿物料运动方向与干热空气气流 方向相反，故它的湿端为冷端，温度 40~50 益，干端为热 端，温度 65~85 益。果蔬原料由隧道低温高湿的一端进 入，水分蒸发缓慢，果蔬原料内的湿度梯度比较小。蒸发 过程中，物料表面不易出现硬化或收缩现象，而中心又能 保持湿润状态，果蔬原料能全面均匀地收缩，不易发生干 裂。果蔬原料在干端已接近干燥，遇高温低湿空气，水分 蒸发缓慢，平衡水分相应降低，最终干燥完成，水分可低 于 5%。

　　然而该阶段是降速干燥期，物料温度容易上升到 与高温热空气相近的温度，若干物料停留时间过长，容易 焦化，所以，干端温度一般不宜超过 70 益。逆流隧道式干 燥一般要求果蔬原料要少，避免湿物料表面聚集起冷凝 水和物料增湿，甚至腐败，又可以提高设备内湿端的干燥 速率。逆流隧道式干燥适用于李、梅、桃、杏、葡萄等含糖 量高、汁液黏厚的果实，一般用来干燥水果。

　　(2)顺流隧道式干燥

　　顺流隧道式干燥的湿物料运动方向与干热空气气流 方向一致，它的湿端为热端，温度 80~85 益，干端为冷端， 温度 55~60 益。果蔬原料遇到高温低湿空气，水分蒸发迅 速，湿球温度下降较大，可进一步加速水分蒸干而又不致 焦化，此时果蔬原料水分汽化过速，内部湿度梯度增大，物料表面极易出现硬化现象，甚至干裂并形成多孔结构。 顺流隧道式干燥干端是低温高湿空气，水分蒸发极慢，平衡 水分相应增加，最终干燥完成后的果蔬水分难以降到 10% 以下，应注意产品水分含量是否达标。顺流隧道式干燥不适 宜干燥吸湿性较强的果蔬，适宜干燥含水量较高的蔬菜。

　　(3)混合隧道式干燥

　　混合隧道式干燥采用分段干燥的方式，湿端为顺流 式干燥，占 1/3，果蔬原料在高温低湿的条件下先蒸发，干 端为逆流式干燥，占 2/3，使果蔬原料彻底干燥。果蔬原料 首先从高温低湿的顺流段进入，水分蒸发率高，可以除去 50%~60%的水分，随着物料向前推进，温度逐渐下降，湿 度逐渐增加，水分蒸发也减慢，这有利于水分的内扩散， 不容易使物料表面出现收缩和硬化现象。

　　然后物料进入 逆流阶段，空气流速和温度都降低，果蔬水分蒸发量少， 但干燥能力强，可以使物料达到较低的水分含量，彻底干 燥。混合隧道式干燥有两个热空气入口，分别设置在隧道 的两端，温度分段调节。在隧道中间设置有废气处理和热 气回流利用装置。这种干燥方式既充分综合了顺流、逆流 两种不同干燥方式的优点，又克服了它们各自的缺点，可 以使干燥比较均匀，品质好，而且能连续作业、温湿度易 操控，生产能力高，被广泛应用于蔬菜干燥中，例如胡萝 卜、洋葱、大蒜、马铃薯等。

　　2.1.4 输送带式干燥

　　输送带式干燥与隧道式干燥除物料输送方式以外[4]， 其他结构大体相似。输送带式干燥使用常见的帆布带、橡 胶带和金属网等作为输送带输送带由两条及以上输送带 串联或并联组成，一般将多条输送带上下平行放置。将果 蔬原料铺在传送带上，借助机械力向前转动，随着带子的 移动，物料依次从最上层逐渐向下移动，物料受到顺流、 逆流两种不同干燥方式干燥完成后，从最下层一端出来。

　　输送带式干燥由若干个单元段组成，每个单元段单 独设有循环风机、加热装置、单独或公用的新鲜空气抽入 系统和尾气排出系统，在每一阶段内可单独采用不同的 干燥方式，分别控制各区段的空气温度、湿度、流速及流 向，一般后一区段的空气温度比前一区段低 5~8 益，空气 流向多采用上下交替，第一区段自下而上，第二区段自上 而下，而最后阶段设置为自上而下，这样可以保证干燥的 可靠性和操作条件的优化，从而改善物料干燥的均匀性， 提高产品质量。这种干燥方法操作连续化和自动化，适宜大批量生产，将取代隧道式干燥。目前多用于干燥苹果、 胡萝卜、洋葱、马铃薯和干薯片等。

　　2.1.5 滚筒干燥 滚筒干燥是一种将稠厚的浆料涂抹或喷洒到滚筒表 面上，通过接触进行内加热传导的一种连续转动型干燥 技术[5]，该技术可以在常压和真空两种状态下进行干燥。 这种干燥机械主要由 1~2 只金属滚筒组成，热源常用水 蒸气。将物料涂抹或喷洒在缓慢转动和不断加热的滚筒 表面上形成薄膜，当滚筒转动 3/4 或 7/8 周，用时几秒到 几分钟便可完成干燥，用刮刀刮下，经螺旋泵输送至成品 贮存槽，最后进行粉碎或直接包装。 滚筒干燥耗能低、成本低，热效率高，比喷雾干燥的 蒸发强度大，干燥速率快，产品的干燥质量稳定。但常压滚 筒干燥可能使食品产生焦糊味和颜色劣变现象，而真空滚 筒干燥成本又过高。

　　滚筒干燥可用于液态、浆状或泥浆状食 品物料的干燥，但不适于热塑性食品物料(如果汁类)的干 燥。国外主要将滚筒干燥应用于苹果沙司、番茄酱、马铃薯 泥、南瓜酱、香蕉、甘薯泥和糊化淀粉等的干燥;我国主要将 滚筒干燥应用于化工、饲料等行业，很少应用于食品行业。 近几年，我国也开始将滚筒干燥技术应用于果蔬粉的干燥， 如在桂圆粉、红枣粉、黑蒜粉上已得到应用。

　　2.1.6 热风干燥

　　热风干燥以热空气为干燥介质，利用热源(煤、石油、 天然气等)提供热量，将物料放入烘箱或干燥烘房，吹入 热风，加快空气流动，使物料水分蒸发速度加快，物料吸收 热量后，产生两个扩散，即水分由物料表面到干燥介质中的 外扩散，以及物料内部水分到物料表面的内扩散，两个扩散 持续进行，直到物料中水分下降到一定程度从而达到干燥 的目的[5]。干燥过程中，传质传热同时发生，方向相反。

　　热风干燥是在高温(55 益以上)和有氧条件下进行 的，干燥过程中发生许多化学变化，如酚类物质会在氧化 酶的催化下发生氧化，维生素类在高温下易被破坏，氨基 酸和糖高温下发生美拉德反应等。热风干燥的温度和时 间是影响物料中营养成分变化的主要因素。热风干制工 艺中的关键是对果蔬的烫漂、硫处理、包装三环节[6]。 热风干燥具有设备简单，成本低廉，操作简便，处理 量大，不受气候条件影响等优点[7]，能够大规模生产。

　　热风干燥的不足之处在于处理时间较长，对物料的组织结 构破坏较大，物料的外观(如色泽)和营养成分会因过高的干燥温度或较长的干燥时间而劣变或降解，产品品质降 低，且热效率低，自动化水平较差。热风干燥是目前果蔬干 燥中最常用的方法，适用于各类果蔬的干制，应用范围广。

　　2.1.7 真空干燥

　　真空干燥是一种将果蔬原料置于真空负压条件下[8]， 适当加热使其在较低温度下实现水分蒸发的干燥方式。 将果蔬原料放置在密闭干燥室内，用真空系统抽至真空 的同时不断加热，物料内部水分子在压力差或浓度差的 作用下扩散到表面，克服分子间相互吸引力后，逃逸到低 压空间，从而被真空泵抽走。真空干燥设备较多，常压干 燥设备与真空系统连接后，都能作为真空干燥设备。

　　常用的有间歇式真空干燥和连续式真空干燥设备。 负压状态隔绝空气可以使在干燥过程中易发生氧化 等反应的物料较好地保持原有特性，产品品质高;干燥时 间短，无过热现象，能够减少高温对果蔬原料营养成分的 破坏;真空干燥产品呈多孔海绵状，可消除常压下的表面 硬化现象，溶解性、复水性、色泽和口感好;挥发性液体可 回收利用，干燥速度快;热能利用经济;还可对物料起杀 菌作用;各种物料的干燥均可适用。但该干燥方法耗能 大，生产力低，干燥成本较高，适合干燥各种状态下的水 果制品以及麦乳精类产品等。

　　2.1.8 喷雾干燥

　　喷雾干燥是将液态或浆质态的食品喷成雾状液滴， 悬浮在热空气气流中进行脱水干燥的技术[9]。通过机械作 用，将需要干燥的溶液、乳浊液、微粒的悬浊液或含有水分的浆糊状物料经过滤器由泵输送至干燥塔顶部，经雾 化系统喷雾成细小的液滴，使物料表面积增大，同时导入 热空气或氮气，在干燥室内的雾化微粒遇到高温热风后 水分迅速蒸发，在极短时间内水分含量被干燥到小于 10%，完成干燥。

　　完全干燥的产品从干燥塔底排出落入收 集装置内，部分干燥的粉末随热空气进入分离室后被回 收，热废气从排风口排出。热空气进口处温度达 200 益， 加热系统空气温度 280 益，食品体系一般在 200 益左右， 干燥室内温度一般保持在 120 益以下，液滴与空气接触 瞬间温度一般不会超过湿球温度 82 益。

　　雾化系统是喷雾干燥的关键部分，常用的雾化系统 有离心式、压力式和气流式三种，食品工业常用离心式和 压力式。根据空气与液滴运动方向又可分为顺流和逆流 雾化干燥设备。喷雾干燥操作简单[10]，连续化作业，生产能力大;改 变操作条件可最大化保留食品风味;干燥与造粒同步，可 直接干燥成粉末产品;干燥速度快，仅需 3~10 s;产品质 量高，水分含量低，具有良好的分散性、流动性和溶解性; 但喷雾干燥设备比较复杂，投资费用高;热效率低，动力 消耗大;粉末易造成废弃夹带和粘壁现象，物料损耗大， 设备难清洗。

　　喷雾干燥只适用于能喷成雾状的食品，例 如牛奶、淀粉、番茄酱、马铃薯泥等，不适合黏度太大的食 品。其中喷雾干燥是果蔬粉最常用的加工方法，能最大 化保留果蔬原有的色泽、风味和纤维，产品具有良好的膨 润性。但果蔬在干燥过程中需添加助干剂和防潮剂或者 采用喷雾干燥与沸腾床相结合的设备。目前国内喷雾干 燥产品主要有枣粉、胡萝卜粉、南瓜粉、草莓粉、猕猴桃 粉、芒果粉、龙眼粉等。

　　2.2 新型干燥技术

　　2.2.1 冷冻干燥

　　冷冻干燥是利用冰晶升华的原理[11]，将湿物料或溶 液在较低的温度(-50~-10 益)下冻结成固态，然后在真 空(1.3~13 Pa)下使其中的水分不经过冰的融化直接从 固态升华成气态，再通过解吸过程去除部分结合水，以使 物料脱水而长期保存的一种干燥方法。冷冻干燥的过程 依次为速冻、抽真空、加热干燥(升华)、恢复常压。 冷冻干燥是一种高能耗的食品保存方法，干燥过程、 干燥速率与冻结过程和冻结方法密切相关，食品冻结常 用的方法有自冻法和预冻法两种。自冻法容易使食物的 形状变形或发泡、沸腾等，适合于有一定体形的食品。蔬 菜也多采用自冻法。预冻法适宜液态食品，水果多采用 预冻法。

　　冷冻干燥设备主要是间歇式和连续式两大类。间 歇式冷冻干燥适用于季节性强的小批量、多品种食品的 干燥;连续式冻干设备适用于单品种大批量干燥。干燥 时将经预处理的原料放于料盘中采用自冻法(蔬菜)或预 冻法(水果)冻结到-30 益以下[12];达到预定值时，开启真 空泵，同时关闭真空室制冷开关;达到一定低温和规定的 真空度时，即可进行加热，于是果蔬水分开始升华，水蒸 气被捕集器收集凝结成霜后除去。干燥结束后，应给干 燥室充入氮气，使之恢复常压后取出制品，于避光处包 装，同时抽空或充氮保藏。2.3 联合干燥技术 随着经济发展、科技创新，人们对果蔬干燥技术和产 品的要求越来越高，单一干燥技术及生产出来的产品缺 陷不断暴露，已无法满足消费者多样化的需求。

　　于是，人 们试着根据每种果蔬原料的加工特性、加工需求及每种果蔬干燥技术的优缺点，研制出将两种或两种以上的干 燥技术按优势互补的原则结合起来的联合干燥新技术[27]。因 为果蔬中存在的三种不同状态水分的去除要求不同，所 以常将果蔬分阶段进行联合干燥。联合干燥技术具有低 能耗、低污染、易操控、高效率、高品质的特点，更适合大 规模的工业化生产，已被越来越多的果蔬干燥行业采用， 是未来发展的趋势。

　　3 果蔬干燥技术未来的发展方向

　　我国果蔬干燥历史悠久，从自然干燥到传统干燥到 新型干燥再到联合干燥，果蔬干燥技术不断发展。每种 果蔬干燥技术都有各自的干燥原理、设备、条件、特点以 及适用对象，人们会根据加工需求选择最佳的干燥技术， 以最短的时间、最低的成本，生产出质量最高的产品。

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　　目前，果蔬干燥中应用最广泛的是传统干燥技术中的热风 干燥和新型干燥技术中的冷冻干燥和热泵干燥，而微波 干燥和喷雾干燥在果蔬粉加工中应用较多，真空油炸干 燥和膨化干燥更适合果蔬脆片的生产。联合干燥技术因 能最大化地利用每种干燥技术的优势，同时最大化地弱 化劣势，所以被人们广泛关注，是未来果蔬干燥行业的发 展趋势。联合干燥技术具有较大的发展潜力，应向着理 论的完善和推广范围扩大的方向不断发展。

　　参考文献

　　[1] 熊涛. 果蔬益生菌发酵关键技术与产业化应用 [J]. 饮料工业, 2016, 19(05): 71-73.

　　[2] 朱文学. 食品干燥原理与技术[M]. 北京: 科学出版社, 2009.

　　[3] 孟宪军, 乔旭光. 果蔬加工工艺学[M]. 北京: 中国轻工业出 版社, 2016.

　　[4] 夏文水. 食品工艺学[M]. 北京: 中国轻工业出版社, 2016.

　　[5] 王画, 杨旭海, 张茜. 绿叶蔬菜干燥技术研究进展 [J]. 食品科技, 2017, 42(12): 88-92.

　　作者：李琳，王桢

篇(2)

　　摘要：目的 通过对微波和微波联合干燥技术干燥效果的探讨，以期为我国果蔬采后加工贮藏的研究提 供理论参考。方法 介绍果蔬微波干燥以及果蔬微波联合干燥的原理、特性、研究进展和存在的问题， 并对我国果蔬干燥加工的研究进行展望。结果 微波干燥技术在果蔬加工方面具有很好的应用前景，它 不仅可以达到干燥的目的，提高果蔬的经济效益，还能缩短果蔬的干燥时间，减少能量的消耗，维持产 品较好的色香味和营养物质含量。 结论 微波干燥技术在采后的果蔬加工方面发挥着极其重要的作用， 是果蔬采后加工过程中重要的技术，具有广阔的应用前景。

　　关键词：果蔬;微波干燥;微波联合干燥;研究进展

　　果蔬含有丰富的营养物质，深受大家的喜爱。由 于果蔬水分含量较高，生命活动和呼吸代谢强，因此 不宜贮藏时间过长，极易发生腐败变质问题。最常见 的果蔬保存方式之一就是干燥。果蔬中的水分以自由 水和结合水存在，干燥可除去自由水，但是结合水难 以去除[1]。随着国家的进步，人民生活水平逐渐提高， 不再局限于温饱问题，而是更加看重健康和营养。

　　传统的干燥技术不仅会造成果蔬的营养成分大量流失， 而且还会产生对人体健康危害的物质，严重影响果蔬 干制品的经济效益，因此，果蔬加工过程急需一种有 效的干燥技术。 果蔬微波干燥的原理是果蔬中水分吸收微波能 后转变为热能，使果蔬温度升高，水分蒸发散失，从 而达到干燥的效果[2]。相对于单一的干燥技术，微波 联合干燥技术在干燥时间、品质、能量消耗等方面具 有较好的优势，是一个很好的发展方向[2]。微波干燥 技术在果蔬干燥加工方面发挥着极其重要的作用。文 中通过对微波干燥以及微波干燥联合其他干燥技术 的干燥效果进行探讨，为我国果蔬采后干燥贮藏的研 究提供参考，并对我国果蔬采后干燥技术的进一步研 究进行展望。

　　1 果蔬微波干燥技术

　　1.1 原理和特点

　　果蔬微波干燥的微波频率为 300 MHz~3000 GHz，波长为 0.1 mm~1 m，果蔬在微波的辐射条件 下，内部的分子运动产生热量，使得果蔬的温度上升， 游离水和结合水散失，从而达到干燥的目的[3—7]。微波干燥技术在保持果 蔬的营养物质、复水性、产品的外观形状以及产品的 色香味等方面均具有较好的优势，而且果蔬微波干燥 过程不仅干燥速度快、时间短，且无污染物和热量的 残留[8—9]。

　　微波干燥技术缩短了干燥的周期，主要是由于微波干燥时，微波具有极强的穿透性，使得果蔬内部温度远高于表面温度，内部的水分化学势也显著 高于表面，在化学势差的作用下，水分由内到外的传 递速度加快，且其热传导方向与水分扩散方向相同， 这为水分的蒸发制造了有利条件，促进了果蔬中水分 的蒸发，提高了干燥速率。

　　微波能的利用率较高，主 要是由于在密闭的系统中，微波能主要用于加热，其 他方面的消耗极少，大大地节约了能量，并且装置的 内壁对微波能具有反射作用，再次减少了微波能的损 失[10—11]。微波干燥技术的不足之处在于干燥不均匀， 产品颜色和形状变化较大，水分的含量难以控制等方 面。果蔬内外温度相差过大或者温度过高会造成果蔬 干制品品质的下降，若表面的热量和水分散发不及 时，会对果蔬的品质造成破坏[12]。

　　1.2 研究现状

　　近几年来，微波干燥技术在果蔬干燥加工方面研 究较为普遍。魏来[13]、贾淞[14]、刘梦迪[15]、孔庆新[16]、 Concetta[17]、马林等[18]分别研究了采用微波干燥技术 对白胡椒、油菜花、绿萼梅、南瓜粉、西西里红色大 蒜和枸杞进行干燥的效果，发现微波干燥速度较快， 可缩短干燥时间，干燥产品具有较好的质量、色泽和 感官性状，而且会产生一些对人体有益的活性物质， 深受消费者的喜爱。

　　干燥功率和时间是影响营养物质 含量减少的主要因素，应选择合适的微波功率和处理 时间。王美霞等[19]在研究微波干燥苹果切片过程中发 现，干燥产品的相对含水量不能过低或者过高，过低 会造成焦糊，过高则不能达到干燥的目的。和珊等[20] 研究表明，微波功率与菜籽干燥的速度呈正相关，但 微波功率过高会对营养物质造成不必要的损失。张 怡[21]、张芳等[22]对莲子和当归进行了微波干燥研究， 发现微波的功率与钝化莲子 PPO 活性呈正比，但功 率过高或时间过长会造成焦化现象;当微波干燥功率 为 12 kW，水分的质量分数为 15%时，当归的外观和 品质最佳。微波干燥的功率和时间对果蔬的干燥影响 较大，均不宜过大，否则会造成焦化现象。

　　最佳的微 波干燥功率和时间不仅可以缩短干燥时间、保持果蔬干制品较好的外观和提高产品品质，还能达到灭菌的 目的。微波干燥的不足之一在于干燥的不均匀性，有 研究者通过改变干燥设备提高干燥的均匀性。俞建峰 等[23]以胡萝卜为实验材料，在干燥的过程中通过增加 转盘和搅拌扇片的速度来降低微波干燥的不均匀性， 从而增加干燥的均匀性，达到更好的干燥效果。

　　2 果蔬微波冷冻干燥技术

　　2.1 原理和特点

　　果蔬在低温条件下水结冰，再转变为蒸汽而蒸发 的过程称为果蔬冷冻干燥。由于该技术消耗的成本和 能量较大，且干燥时间过长，导致其在果蔬干燥方面 的应用受到限制。微波冷冻干燥技术不仅能降低生产 成本，减少能量消耗和缩短干燥周期，还能使果蔬保 持较好的营养物质含量、产品复水性和色香味[24—29]。 微波冷冻干燥技术是在低温、低压下将冻结在果蔬 中的水分直接升华为水蒸气而散失，以达到干燥效 果[27]。由于微波冷冻干燥设备成本高，且优质品率较 低，另外部分产品很难达到冷冻生产产品的质量要 求，因而使其的推广应用受到限制。可以通过优化干 燥工艺，以达到更好的脱水干燥效果。微波冷冻干燥 技术被认为是传统冷冻干燥技术的替代品。

　　2.2 研究现状

　　在果蔬干燥研究领域，相对于微波热风干燥和微 波真空干燥而言，针对微波冷冻干燥的研究较少。微 波冷冻干燥果蔬的优势主要集中在能维持较好的营 养成分方面。江昊[30]采用微波冷冻干燥和冷冻干燥技 术对香蕉片进行对比研究，发现微波冷冻干燥技术的 干燥效果更好，可减少能耗大约 33.8%，缩短干燥时 间 40%，且更好地维持香蕉片的色香美和营养物质含 量。

　　吴翔等[31]以刺梨为实验材料，研究微波冷冻干燥 技术对其品质的影响，发现刺梨产品保持了较好的物 理性状、外观形状和回复性，且可减少营养物质的流 失。李伟等[32]研究了杨梅果粉的干燥过程，发现采用 微波联合冷冻干燥技术所得杨梅的色香味和营养成 分含量保持效果最佳，香气损失最少，维生素 C 含量 最高，产品的水分含量最低。刘文超[33]研究表明，微 波冷冻干燥微波密度(即微波密度与物流质量之比) 对双孢菇干燥产品的外观和内在营养成分的影响更 显著(P<0.05)。

　　3 果蔬微波真空干燥技术

　　3.1 原理和特点

　　真空干燥技术是在真空条件下，降低水的沸点， 干燥果蔬时水分更容易达到蒸发的温度，从而加快了干燥的速率，缩短了干燥时间。微波干燥技术则是果 蔬在微波的辐射条件下，内部的分子产生运动，并产 生热量，使得果蔬的温度上升，内部的水分散失，能 够更快地实现干燥，缩短干燥时间。微波真空联合干 燥技术克服了微波和真空的不足，结合了两者的优 点，是一项新技术，相对于单一的干燥技术，进一步 缩短了干燥时间，干燥后产品安全环保，能保持较好 的微观结构、外观形状和营养品质[34—37]。

　　3.2 研究现状

　　Monteiro[38]、Nowacka[39]、张向阳等[40]研究了不 同干燥技术对果蔬的效果，发现微波真空干燥技术具 有时间较短、速度较快，还可提高产品的品质，干燥 效果最佳。温建荣[41]的研究结果表明，微波真空干燥 的樱桃番茄干制产品色泽和营养成分的保留量最高， 维生素 C 和番茄红素的质量分数分别可达到 82%和 65.2%;真空冷冻干燥技术的效果次之;热风干燥技 术的效果较差。汪小娉[42]、黄艳斌[43]等研究了微波真 空干燥南瓜片、柠檬片，发现影响干燥效果的主要因 素是切片厚度、微波强度和真空度。

　　南瓜片通过微波 真空干燥可获得较高的营养成分。郭正南[44]研究了黄 秋葵的质量、微波功率和真空度与产品多糖含量的关 系，发现不同的质量、微波功率和真空度的搭配均可 使多糖的含量达到最大值。仇干 [45]、刘娟 [46]、 Weerachai 等[47]将微波真空干燥技术分别用于紫马铃 薯片、鲜地黄和红辣椒的干燥，发现真空度对干燥效 果的影响较小，切片厚度和微波功率对干燥效果的影 响最大，在一定微波功率范围内，功率越大，干燥的 速度越快、时间越短。

　　Krulis 等[48]研究发现，草莓的 初始含水率和微波功率的大小直接影响理化性质的 好坏，要获得较好的理化性质，应该提高草莓的初始 含水率和微波功率。Michalska[49]、Candia-Muoz[50]、 王国锭等[51]分别研究了不同的干燥技术对梅粉、蓝莓 和洋葱粉性质的影响，研究发现微波真空干燥技术能 获得较好质量的产品，干燥产品的色香味、外观形状 保持效果最佳;在一定微波功率范围内，微波功率与干燥的速度呈正相关，功率越大，果蔬干燥速度越快。

　　优化干燥工艺以获得更佳的干燥产品是近几年研究 的热点。周琦[52]、付辉战[53]、罗鸣等[54]将微波真空干 燥柠檬片、桑椹和青梅的工艺参数进行了优化，得出 柠檬片最佳干燥工艺的微波功率和切片厚度分别为 1.01 kW 和 4 mm，桑椹最佳干燥工艺的微波功率和 切片厚度分别为 3.0 kW，30 mm;当干燥温度为 65 ℃ 左右，微波功率为 2 kW 时，青梅的外观最好，微波 功率为 1 kW 时，达到最高的含糖量。

　　4 果蔬微波热风干燥技术

　　4.1 原理和特点

　　热风干燥对果蔬的影响较大，不仅营养损失严重， 而且干燥的时间长，干燥环境温度和湿度难以控制。微 波干燥不均匀，对干燥产品的品质影响较严重[55]。微波 热风干燥技术是根据不同干燥时期的需求，采取不同 的方式进行干燥[56]，避免了耗时、营养成分严重损失 和不均匀性干燥等问题的发生，不仅达到了干燥的目 的，还保证了产品的质量。微波热风干燥技术不仅在 外观品质和内在品质方面均具有较强的优势，还能够 进一步缩短干燥时间，提高干燥效率;能够内外同时 加热果蔬;干燥的成本低;既达到了干燥的目的，还 具有杀菌的效果[57]。相关研究表明，微波热风干燥技 术的效果高于单一的热风干燥技术[11]。

　　4.2 研究现状

　　王宸之[58]、顾熟琴等[59]研究结果表明，龙眼采用 热风干燥技术的效率低于微波干燥技术的效率;热风 干燥油枣，其黄酮含量与干燥时间、干燥温度以及油 枣的质量密切相关，不同的干燥温度、干燥时间和油 枣质量都会达到不同的干燥效果。彭郁等[60]研究了间 歇式微波干燥白胡萝卜，发现当干燥的白胡萝卜中心 温度和表面温度相差最低，干燥效果最佳时，间歇比 为 5s/20s，热风温度为 30℃。

　　Vafith 等[61]研究发现， 相较于单一的干燥技术，联合干燥技术较占优势。李 湘利[62]、刘清[63]、王浩等[64]研究发现，当热风温度和 微波功率分别为 60 ℃和 550 W 时，蒜片干燥产品的 品质最好，干燥速率最快，感官品质较好;油菜籽在 干燥温度和微波功率分别为 80 ℃，500 W 时，其含 水率下降了 0.49%，达到了快速干燥的效果;灰枣片的干燥温度为 80 ℃，时间为 4~5 h 时，所获得干制 品的干燥效果最好。Ilknur[65]、 雷苗[66]、罗树灿[67]、 WANG 等[68]分别以南瓜脆片、木瓜粉、荔枝和香菇为 干燥对象，综合考虑各种因素，确定微波热风干燥技 术为最优的干燥方法，在此方法下，干燥产品的品质 最佳，大大缩短了干燥的时间，干燥效果最好。

　　相较于单一的热风干燥技术和微波干燥技术而言，采用微波热风干燥技术的果蔬质量和性质较好，微波功率、 热风温度和干燥时间对于微波联合热风干燥的效 果影响较大，要想达到最佳的干燥效果，应根据不 同果蔬的性质，确定不同的微波功率、热风温度和 干燥时间。

　　5 果蔬微波联合干燥技术存在的问题和应用前景

　　通过干燥不仅解决了新鲜果蔬难贮藏、易腐烂 变质等难题，还带来了更高的经济价值。传统的干燥 方式主要采用单一的干燥技术。冷冻干燥消耗的成 本和能量较高，且干燥时间较长;真空干燥不易控制 水分和温度;热风干燥的温度过高，会造成挥发性成 分的损失，以及酶活性的钝化;微波干燥不均匀，产 品色泽和外观变化较大。

　　干燥速度快，无热量和污染 物残留，干燥产品具有较好的品质是微波干燥技术 的最大优势[8—9]。微波干燥果蔬能基本保持其原有的 形状、色泽、味道和营养成分，食用方便，同时由于 含水量较少，容易运输，贮藏时间长，能有效地调节 蔬菜生产淡旺季，因此广泛应用于各种果蔬的加工过 程中。微波联合干燥蔬菜的主要品种有胡萝卜、马铃 薯、辣椒、油菜花、蒜、食用菌、白菜、甘蓝和姜等， 干燥水果主要有苹果、柿子、蓝莓、南瓜、柠檬和香 蕉等。

　　为获得更好的干燥效果，需要寻找有效的干燥方 式，联合干燥技术是当前研究的一大热点。微波联合 其他技术干燥，是将单一的干燥方式结合起来，弥补 单一干燥的缺陷，发挥各自的优点，除去果蔬中的水 分，达到干燥的目的，在干燥时间、能量消耗、生产 成本，以及干燥产品的内外品质等方面均具有较大的 优势[69]。

　　常见的微波联合干燥技术有微波联合冷冻干 燥、微波联合真空干燥、微波联合热风干燥。微波联 合冷冻干燥技术具有成本过高、能量消耗大、干燥时 间长、生产力小等缺陷，导致该技术无法推广，从而 限制了其发展。微波真空干燥技术无法监测水分和温 度的变化。微波联合热风干燥技术具有加热不均匀等 缺点。 微波联合干燥技术较好地克服了单一干燥技术 的缺陷，具有很高的应用价值，相对于单一干燥技术 而言，不仅能缩短果蔬干燥的时间，得到高品质的果 蔬干制品，而且还能降低能量消耗。为了使干燥效果 达到更佳，可对联合干燥工艺进一步进行优化，选择 出最佳的干燥条件。

　　农业果蔬论文投稿刊物：《江苏农业科学》(月刊)是由江苏省农业科学院主管并主办的综合性农业科技期刊，《江苏农业科学》发表的文章被世界著名的CABI、AGRIS等农业数据库广泛收录，CABI的13种检索刊物和FAO的《AGRINDEX》收录了本刊发表的文章。在国内，本刊发表的论文被中国科学引文数据库、中国农林文献数据库、《中国农业文摘》收录，全文收录于"万方数据--数字化期刊群"、《中国学术期刊(光盘版)》和"中国期刊网"、重庆维普中文科技期刊数据库、中国生物学文献数据库、台湾华艺中文电子期刊数据库。

　　6 结语

　　微波联合干燥技术是果蔬采后干燥的关键技术，干燥的果蔬不仅具有较好的色香味和品质，而且降低 了果蔬的损失，提高了果蔬的市场经济价值。微波干 燥技术果蔬干燥加工方面具有广阔的应用前景，是未 来干燥加工行业发展的一个方向。

　　参考文献：

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　　[2] 江宁, 刘春泉, 李大婧, 等. 果蔬微波干燥技术研究 进展[J]. 江苏农业科学, 2008(1): 216—219. JIANG Ning, LIU Chun-quan, LI Da-jing, et al. Research Progress on Microwave Drying Technology of Fruits and Vegetables[J]. Jiangsu Agricultural Sciences, 2008(1): 216—219.

　　[3] 曹崇文. 微波真空干燥技术现状[J]. 干燥技术与设 备, 2004(3): 5—9. CAO Chong-wen. Current Status of Microwave Vacuum Drying Technology[J]. Drying Technology and Equipment, 2004(3): 5—9.

　　[4] 段振华. 现代高新灭菌技术及其在食品工业中的应 用研究[J]. 中国食物与营养, 2006(9): 28—30.

　　作者：张鹏 1 ，颜碧 2 ，李江阔 1 ，李春媛 1