CN113720103A - 一种异频微波协同加热姜***的干燥工艺 - Google Patents

一种异频微波协同加热姜***的干燥工艺 Download PDF

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吴钊龙
陈先锐
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Abstract

本发明公开了一种异频微波协同加热姜***的干燥工艺，其先将新鲜姜黄除去泥土和须根，洗净后将鲜姜黄切成厚度为2～5mm的姜***；接着将姜***放入温度为90～95℃的水中漂烫3～5 min；再将姜***放入复合护色液中浸泡10～20 min；然后将姜***放入箱式微波设备中，采用交替加热的方式加热干燥50～90min，即可得到姜黄干片，所述姜黄干片的含水量在5%以下。通过本发明可以生产得到色泽深黄鲜亮，酥脆，品质佳的姜黄干片，解决现有姜黄干燥技术中存在的干燥时间长、干燥加热不均匀、加热效率低和姜黄干片品质差的问题。

Description

一种异频微波协同加热姜***的干燥工艺
技术领域
本发明属于农产品加工技术领域，具体涉及一种异频微波协同加热姜***的干燥工艺。
背景技术
姜黄始载于《新修本草》，是姜黄属的一种重要药用植物。姜黄药材别名有黄姜，郁金，宝鼎香，是临床常用中、蒙、藏药之一。主产于广西、四川、广东、福建等省，另外，在印度的安得拉邦、泰米尔那杜邦等地也有分布。姜黄自古以来就是活血祛瘀的良药，其主要功效是破血行气，通经止痛。临床上主要用于胸胁刺痛，闭经，微瘸，风湿肩臂疼痛，跌扑肿痛。姜黄主要含挥发油，其中化学成分组成有莪术醇、莪术二酮、莪术酮、β-榄香烯、吉玛酮等，具有抗肿瘤、抗炎、抗血栓、抗病毒、抗菌、保肝、增强免疫力等药理作用。它是产地趁鲜切制的饮片之一，2020年版《中国药典》规定，待冬季茎叶枯萎后采挖，洗净，除去须根，趁鲜纵切厚片，晒干。实际上，此方法干燥时间较长，一般自然干燥需要一个月左右，若遇冬季长时间阴雨天气，采收的姜黄不能及时进行晒干加工，导致大量腐烂，造成经济损失，严重制约了姜黄产业的发展。
微波干燥具有独特的加热特性和干燥机理，是一种节能、高效、绿色的干燥技术。采用微波加热具有加热速度快、热量损失小、操作方便等特点，既可以缩短工艺时间、提高生产率、降低成本，又可以提高产品质量。所以微波设备逐渐得到广泛应用，但是随着技术的不断发展，人们对微波设备的要求也逐渐提高，尤其在对食品的加热均匀性、加热效率等方面。仅采用单一频率进行加热，虽然微波设备腔体是多模谐振腔，能在腔体内激励起多个电磁模式，但激励起的模式个数毕竟有限，加热不均匀现象仍较突出。
发明内容
针对上述不足，本发明公开了一种异频微波协同加热姜***的干燥工艺，解决现有姜黄干燥技术中存在的干燥时间长、干燥加热不均匀、加热效率低和姜黄干片品质差的问题。
本发明是采用如下技术方案实现的：
一种异频微波协同加热姜***的干燥工艺，其包括以下步骤：
（1）清洗：将新鲜姜黄除去泥土和须根，再用水冲洗2～3次；然后将鲜姜黄切成厚度为2～5mm的姜***；
（2）漂烫：将姜***放入温度为90～95℃的水中漂烫3～5 min；
（3）护色：将步骤（2）中漂烫后的姜***放入复合护色液中浸泡10～20 min，所述姜***与复合护色液的质量比为1:（1～3）；所述复合护色液包括以下质量百分数的组分：0.2％～0.4％抗坏血酸、0.3％～0.5％柠檬酸；
（4）干燥：将经过步骤（3）处理的姜***放入箱式微波设备中加热干燥50～90min，即可得到姜黄干片，所述姜黄干片的含水量在5%以下；所述箱式微波设备中设置A端口和B端口，从所述A端口馈入频率为2450MHz、功率为1.0～2.0kW的微波来对姜***进行加热，从所述B端口馈入频率为915MHz、功率为1.0～2.0kW的微波来对姜***进行加热，所述A端口和B端***替工作，A端口每次工作时间为60～120s，B端口每次工作时间为60s；
（5）包装：将步骤（4）中得到的姜黄干片充氮包装。
进一步的，步骤（4）中加热干燥的温度控制在70～80℃。
进一步的，步骤（4）中加热干燥时，姜***的铺料密度为0.4～0.6g/cm2。本发明采用单层铺放，仅需控制姜***的铺料密度在上述范围内即可保证水分均匀蒸发，提高干燥效率。
进一步的，在步骤（4）中，将经过步骤（3）处理的姜***放入箱式微波设备中加热干燥50～90min，其中使用A端口工作对姜***加热的总时间为25～60min，使用B端口工作对姜***加热的总时间为25～45min。由于2450MHz和915MHz微波源所产生的微波场冷热区分布不同，因此采取交替加热方式可形成互补，提高温度场均匀性。另外，915MHz微波加热能力弱于2450MHz微波，可起到防止物料过热的目的。
进一步的，在步骤（5）中，先将姜黄干片置于紫外光下照射20～30min，紫外光强度为0.5～1.5mW/cm2，然后再将姜黄干片充氮包装。
本技术方案与现有技术相比较具有以下有益效果：
1、本发明针对微波加热的不均匀性和微波能量吸收效率低的问题，提出了一种使用915MHz的电磁波和2450MHz的电磁波交替对姜***进行协同加热，提高加热均匀性的异频微波干燥方法，本方法可以分别在2450MHz和915MHz的工作频率下工作时，加热范围能互相补充，能通过调节工作频率和加热时间对物料进行干燥，改善场分布均匀性，提高加热均匀性，缩短了干燥时间，同时使用红外热成像仪对干燥后期各姜***进行分析，热点和冷点温度之间的差异在7.0~11.0 ℃；随机选取姜黄干片，分别采用GC-MS和色差仪测定其挥发油和色泽，姜黄干片挥发油之间的差异在5.00~8.00%，姜黄干片的色泽差异值∆E在1.0~3.0。所述色泽差异值∆E的计算公式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
其中，L 为姜黄干片的亮度；L*为新鲜姜***的亮度；a 为姜黄干片的红度；a*为新鲜姜***的红度；b为姜黄干片的蓝度；b*为新鲜姜***的蓝度。对姜黄干片制品而言，总色差ΔE越小，说明干制品的色泽越接近新鲜姜***的色泽，外观指标越好。
2、本发明针对姜黄的特性以及不同频率微波干燥的特点，利用抗坏血酸和柠檬酸按比例配制得到复合护色液用于姜***的护色，抑制酚类氧化酶的活性，防止姜***褐变；同时在浸泡复合护色剂之前，将姜***在高温水中漂烫3～5 min，以保证破坏姜***中的氧化酶***,防止褐变和营养物质的氧化，并且控制漂烫的时间和温度以保证获得最优的杀菌钝酶效果。
具体实施方式
以下通过实施例进一步说明本发明，但不作为对本发明的限制。下列实施例中未注明的具体实验条件和方法，所采用的技术手段通常为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1：
一种异频微波协同加热姜***的干燥工艺，其包括以下步骤：
（1）清洗：将新鲜姜黄除去泥土和须根，再用水冲洗2次；然后将鲜姜黄切成厚度为2mm的姜***；
（2）漂烫：将姜***放入温度为90℃的水中漂烫4 min；
（3）护色：将步骤（2）中漂烫后的姜***放入复合护色液中浸泡10 min，所述姜***与复合护色液的质量比为1:1；所述复合护色液包括以下质量百分数的组分：0.2％抗坏血酸、0.3％柠檬酸；
（4）干燥：将经过步骤（3）处理的姜***放入箱式微波设备中加热干燥80min，温度控制在75℃，姜***的铺料密度为0.5g/cm2，即可得到姜黄干片，所述姜黄干片的含水量在5%以下；所述箱式微波设备中设置A端口和B端口，从所述A端口馈入频率为2450MHz的微波来对姜***进行加热，从所述B端口馈入频率为915MHz的微波来对姜***进行加热，所述A端口和B端***替工作，A端口每次工作时间为60s，功率为1.5kW，B端口每次工作时间为60s，功率为1.5kW；
（5）包装：将步骤（4）中得到的姜黄干片置于紫外光下照射25min，紫外光强度为1.0mW/cm2，然后再将姜黄干片充氮包装。
按照本实施例所述方法生产姜黄干片，在干燥后期，热点和冷点之间的温度差异为7.0 ℃，姜黄干片挥发油之间的差异为5.20～5.30%，得到的姜黄干片的含水量在4.33%以下，姜黄干片的色泽差异值ΔE在1.6～1.8。
实施例2：
一种异频微波协同加热姜***的干燥工艺，其包括以下步骤：
（1）清洗：将新鲜姜黄除去泥土和须根，再用水冲洗3次；然后将鲜姜黄切成厚度为3mm的姜***；
（2）漂烫：将姜***放入温度为92℃的水中漂烫3 min；
（3）护色：将步骤（2）中漂烫后的姜***放入复合护色液中浸泡15 min，所述姜***与复合护色液的质量比为1:2；所述复合护色液包括以下质量百分数的组分：0.3％抗坏血酸、0.4％柠檬酸；
（4）干燥：将经过步骤（3）处理的姜***放入箱式微波设备中加热干燥90min，温度控制在70℃，姜***的铺料密度为0.6g/cm2，即可得到姜黄干片，所述姜黄干片的含水量在5%以下；所述箱式微波设备中设置A端口和B端口，从所述A端口馈入频率为2450MHz的微波来对姜***进行加热，从所述B端口馈入频率为915MHz的微波来对姜***进行加热，所述A端口和B端***替工作，A端口每次工作时间为120s，功率为1.0kW，B端口每次工作时间为60s，功率为1.0kW；
（5）包装：将步骤（4）中得到的姜黄干片置于紫外光下照射20min，紫外光强度为1.5mW/cm2，然后再将姜黄干片充氮包装。
按照本实施例所述方法生产姜黄干片，在干燥后期，热点和冷点之间的温度差异为8.5 ℃，姜黄干片挥发油之间的差异为6.13～6.45%，得到的姜黄干片的含水量在4.27%以下，姜黄干片的色泽差异值ΔE在2.4～2.7。
实施例3：
一种异频微波协同加热姜***的干燥工艺，其包括以下步骤：
（1）清洗：将新鲜姜黄除去泥土和须根，再用水冲洗3次；然后将鲜姜黄切成厚度为5mm的姜***；
（2）漂烫：将姜***放入温度为95℃的水中漂烫5 min；
（3）护色：将步骤（2）中漂烫后的姜***放入复合护色液中浸泡20 min，所述姜***与复合护色液的质量比为1:3；所述复合护色液包括以下质量百分数的组分：0.4％抗坏血酸、0.5％柠檬酸；
（4）干燥：将经过步骤（3）处理的姜***放入箱式微波设备中加热干燥50min，温度控制在80℃，姜***的铺料密度为0.4g/cm2，即可得到姜黄干片，所述姜黄干片的含水量在5%以下；所述箱式微波设备中设置A端口和B端口，从所述A端口馈入频率为2450MHz的微波来对姜***进行加热，从所述B端口馈入频率为915MHz的微波来对姜***进行加热，所述A端口和B端***替工作，A端口每次工作时间为60s，功率为2.0kW，B端口每次工作时间为60s，功率为2.0kW；
（5）包装：将步骤（4）中得到的姜黄干片置于紫外光下照射30min，紫外光强度为0.5mW/cm2，然后再将姜黄干片充氮包装。
按照本实施例所述方法生产姜黄干片，在干燥后期，热点和冷点之间的温度差异为10.0 ℃，姜黄干片挥发油之间的差异为7.31～7.64%，得到的姜黄干片的含水量在4.89%以下，姜黄干片的色泽差异值ΔE在2.4～2.9。
实施例4：
一种异频微波协同加热姜***的干燥工艺，其包括以下步骤：
（1）清洗：将新鲜姜黄除去泥土和须根，再用水冲洗2次；然后将鲜姜黄切成厚度为3mm的姜***；
（2）漂烫：将姜***放入温度为95℃的水中漂烫3 min；
（3）护色：将步骤（2）中漂烫后的姜***放入复合护色液中浸泡20 min，所述姜***与复合护色液的质量比为1:2；所述复合护色液包括以下质量百分数的组分：0.2％抗坏血酸、0.4％柠檬酸；
（4）干燥：将经过步骤（3）处理的姜***放入箱式微波设备中加热干燥90min，温度控制在70℃，姜***的铺料密度为0.5g/cm2，即可得到姜黄干片，所述姜黄干片的含水量在5%以下；所述箱式微波设备中设置A端口和B端口，从所述A端口馈入频率为2450MHz的微波来对姜***进行加热，从所述B端口馈入频率为915MHz的微波来对姜***进行加热，所述A端口和B端***替工作，A端口每次工作时间为60s，功率为1.0kW，B端口每次工作时间为60s，功率为1.0kW；
（5）包装：将步骤（4）中得到的姜黄干片置于紫外光下照射20min，紫外光强度为1.0mW/cm2，然后再将姜黄干片充氮包装。
按照本实施例所述方法生产姜黄干片，在干燥后期，热点和冷点之间的温度差异为7.5 ℃，姜黄干片挥发油之间的差异为7.78～8.04%，得到的姜黄干片的含水量在4.29%以下，姜黄干片的色泽差异值ΔE在1.3～1.5。
实施例5：
一种异频微波协同加热姜***的干燥工艺，其包括以下步骤：
（1）清洗：将新鲜姜黄除去泥土和须根，再用水冲洗2次；然后将鲜姜黄切成厚度为2mm的姜***；
（2）漂烫：将姜***放入温度为90℃的水中漂烫4 min；
（3）护色：将步骤（2）中漂烫后的姜***放入复合护色液中浸泡10 min，所述姜***与复合护色液的质量比为1:1；所述复合护色液包括以下质量百分数的组分：0.2％抗坏血酸、0.3％柠檬酸；
（4）干燥：将经过步骤（3）处理的姜***放入箱式微波设备中加热干燥60min，温度控制在75℃，姜***的铺料密度为0.5g/cm2，即可得到姜黄干片，所述姜黄干片的含水量在5%以下；所述箱式微波设备中设置A端口和B端口，从所述A端口馈入频率为2450MHz的微波来对姜***进行加热，从所述B端口馈入频率为915MHz的微波来对姜***进行加热，所述A端口和B端***替工作，A端口每次工作时间为80s，功率为1.0kW，B端口每次工作时间为60s，功率为1.5kW；
（5）包装：将步骤（4）中得到的姜黄干片置于紫外光下照射25min，紫外光强度为1.0mW/cm2，然后再将姜黄干片充氮包装。
按照本实施例所述方法生产姜黄干片，在干燥后期，热点和冷点之间的温度差异为8.9℃，姜黄干片挥发油之间的差异为6.14～6.37%，得到的姜黄干片的含水量在4.30%以下，姜黄干片的色泽差异值ΔE在1.9～2.2。
实施例6：
一种异频微波协同加热姜***的干燥工艺，其包括以下步骤：
（1）清洗：将新鲜姜黄除去泥土和须根，再用水冲洗3次；然后将鲜姜黄切成厚度为3mm的姜***；
（2）漂烫：将姜***放入温度为92℃的水中漂烫3 min；
（3）护色：将步骤（2）中漂烫后的姜***放入复合护色液中浸泡15 min，所述姜***与复合护色液的质量比为1:2；所述复合护色液包括以下质量百分数的组分：0.3％抗坏血酸、0.4％柠檬酸；
（4）干燥：将经过步骤（3）处理的姜***放入箱式微波设备中加热干燥70min，温度控制在80℃，姜***的铺料密度为0.6g/cm2，即可得到姜黄干片，所述姜黄干片的含水量在5%以下；所述箱式微波设备中设置A端口和B端口，从所述A端口馈入频率为2450MHz的微波来对姜***进行加热，从所述B端口馈入频率为915MHz的微波来对姜***进行加热，所述A端口和B端***替工作，A端口每次工作时间为90s，功率为1.5kW，B端口每次工作时间为60s，功率为1.5kW；
（5）包装：将步骤（4）中得到的姜黄干片置于紫外光下照射20min，紫外光强度为1.5mW/cm2，然后再将姜黄干片充氮包装。
按照本实施例所述方法生产姜黄干片，在干燥后期，热点和冷点之间的温度差异为9.7℃，姜黄干片挥发油之间的差异为7.01～7.44%，得到的姜黄干片的含水量在4.25%以下，姜黄干片的色泽差异值ΔE在2.5～2.7。
实施例7：
一种异频微波协同加热姜***的干燥工艺，其包括以下步骤：
（1）清洗：将新鲜姜黄除去泥土和须根，再用水冲洗3次；然后将鲜姜黄切成厚度为5mm的姜***；
（2）漂烫：将姜***放入温度为95℃的水中漂烫5 min；
（3）护色：将步骤（2）中漂烫后的姜***放入复合护色液中浸泡20 min，所述姜***与复合护色液的质量比为1:3；所述复合护色液包括以下质量百分数的组分：0.4％抗坏血酸、0.5％柠檬酸；
（4）干燥：将经过步骤（3）处理的姜***放入箱式微波设备中加热干燥80min，温度控制在78℃，姜***的铺料密度为0.4g/cm2，即可得到姜黄干片，所述姜黄干片的含水量在5%以下；所述箱式微波设备中设置A端口和B端口，从所述A端口馈入频率为2450MHz的微波来对姜***进行加热，从所述B端口馈入频率为915MHz的微波来对姜***进行加热，所述A端口和B端***替工作，其中在前30min里A端口每次工作时间为120s，功率为2.0kW，B端口每次工作时间为60s，功率为2.0kW，然后在下一个30min里A端口每次工作时间为90s，功率为1.0kW，B端口每次工作时间为60s，功率为1.0kW，在最后的20min里A端口每次工作时间为60s，功率为1.0kW，B端口每次工作时间为60s，功率为1.0kW；干燥过程分3段进行，前期干燥频率高的A端口工作时间长，可以提高干燥加热效率，干燥后期姜***水分含量低，提高B端口工作时间，可以即保证加热均匀性，也可以防止物料过热；
（5）包装：将步骤（4）中得到的姜黄干片置于紫外光下照射30min，紫外光强度为0.5mW/cm2，然后再将姜黄干片充氮包装。
按照本实施例所述方法生产姜黄干片，在干燥后期，热点和冷点之间的温度差异为7.1 ℃，姜黄干片挥发油之间的差异为5.02～5.34%，得到的姜黄干片的含水量在4.37%以下，姜黄干片的色泽差异值ΔE在1.0～1.3。
实施例8：
一种异频微波协同加热姜***的干燥工艺，其包括以下步骤：
（1）清洗：将新鲜姜黄除去泥土和须根，再用水冲洗2次；然后将鲜姜黄切成厚度为3mm的姜***；
（2）漂烫：将姜***放入温度为95℃的水中漂烫3 min；
（3）护色：将步骤（2）中漂烫后的姜***放入复合护色液中浸泡20 min，所述姜***与复合护色液的质量比为1:2；所述复合护色液包括以下质量百分数的组分：0.2％抗坏血酸、0.4％柠檬酸；
（4）干燥：将经过步骤（3）处理的姜***放入箱式微波设备中加热干燥85min，温度控制在70℃，姜***的铺料密度为0.5g/cm2，即可得到姜黄干片，所述姜黄干片的含水量在5%以下；所述箱式微波设备中设置A端口和B端口，从所述A端口馈入频率为2450MHz的微波来对姜***进行加热，从所述B端口馈入频率为915MHz的微波来对姜***进行加热，所述A端口和B端***替工作，其中在前40min里A端口每次工作时间为90s，功率为1.5kW，B端口每次工作时间为60s，功率为1.0kW，然后在后45min里A端口每次工作时间为60s，功率为1.0kW，B端口每次工作时间为60s，功率为1.0kW；
（5）包装：将步骤（4）中得到的姜黄干片置于紫外光下照射20min，紫外光强度为1.0mW/cm2，然后再将姜黄干片充氮包装。
按照本实施例所述方法生产姜黄干片，在干燥后期，热点和冷点之间的温度差异为7.5℃，姜黄干片挥发油之间的差异为6.88～7.05%，得到的姜黄干片的含水量在4.30%以下，姜黄干片的色泽差异值ΔE在1.7～1.9。
对比例1：
本对比例与实施例1所述方法的区别在于，在步骤（4）干燥中，采用单端口干燥方式，端口采用频率为915MHz、功率为2.0kW，加热时间为160min。
按照本对比例所述方法生产姜黄干片，在干燥后期，热点和冷点之间的温度差异为26.0 ℃，姜黄干片挥发油之间的差异为18.85～19.01%，得到的姜黄干片的含水量在4.41%以下，姜黄干片的色泽差异值ΔE在4.3～4.8。
对比例2：
本对比例与实施例1所述方法的区别在于，在步骤（4）干燥中，采用单端口干燥方式，端口采用频率为2450MHz、功率为2.0kW，加热时间为55min。
按照本对比例所述方法生产姜黄干片，在干燥后期，热点和冷点之间的温度差异为18.0℃，姜黄干片挥发油之间的差异为15.42～15.96%，得到的姜黄干片的含水量在4.22%以下，姜黄干片的色泽差异值ΔE在5.1～5.4。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种异频微波协同加热姜***的干燥工艺，其特征在于：包括以下步骤：
（1）清洗：将新鲜姜黄除去泥土和须根，再用水冲洗2～3次；然后将鲜姜黄切成厚度为2～5mm的姜***；
（2）漂烫：将姜***放入温度为90～95℃的水中漂烫3～5 min；
（3）护色：将步骤（2）中漂烫后的姜***放入复合护色液中浸泡10～20 min，所述姜***与复合护色液的质量比为1:（1～3）；所述复合护色液包括以下质量百分数的组分：0.2％～0.4％抗坏血酸、0.3％～0.5％柠檬酸；
（4）干燥：将经过步骤（3）处理的姜***放入箱式微波设备中加热干燥50～90min，即可得到姜黄干片，所述姜黄干片的含水量在5%以下；所述箱式微波设备中设置A端口和B端口，从所述A端口馈入频率为2450MHz、功率为1.0～2.0kW的微波来对姜***进行加热，从所述B端口馈入频率为915MHz、功率为1.0～2.0kW的微波来对姜***进行加热，所述A端口和B端***替工作，A端口每次工作时间为60～120s，B端口每次工作时间为60s；
（5）包装：将步骤（4）中得到的姜黄干片充氮包装。
2.根据权利要求1所述异频微波协同加热姜***的干燥工艺，其特征在于：步骤（4）中加热干燥的温度控制在70～80℃。
3.根据权利要求1所述异频微波协同加热姜***的干燥工艺，其特征在于：步骤（4）中加热干燥时，姜***的铺料密度为0.4～0.6g/cm2。
4.根据权利要求1所述异频微波协同加热姜***的干燥工艺，其特征在于：在步骤（4）中，将经过步骤（3）处理的姜***放入箱式微波设备中加热干燥50～90min，其中使用A端口工作对姜***加热的总时间为25～60min，使用B端口工作对姜***加热的总时间为25～45min。
5.根据权利要求1所述异频微波协同加热姜***的干燥工艺，其特征在于：在步骤（5）中，先将姜黄干片置于紫外光下照射20～30min，紫外光强度为0.5～1.5mW/cm2，然后再将姜黄干片充氮包装。
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