胡蘿卜是傘形科植物，富含維生素、氨基酸和胡 蘿卜素等多種人體必須的營養(yǎng)成分，可以降低膽固醇，促進(jìn)消化吸收，還可以預(yù)防心臟疾病，被稱為“小 人參”。新鮮胡蘿卜具有較好的含水量和水分活度，在存儲(chǔ)期間容易腐敗變質(zhì)。干燥加工可以降低 胡蘿卜的水 分 活 度，增 加 貨 架 期，提高胡蘿卜的品 質(zhì)，實(shí)現(xiàn)物料的長期儲(chǔ)藏。

試驗(yàn)材料為新鮮胡蘿卜。試驗(yàn)儀器設(shè)備包括三頻數(shù)控超聲波清洗機(jī)（ＫＱ－３００ＶＤＥ 型，昆山市超聲儀器有限 公 司）、遠(yuǎn) 紅 外 快 速 恒 溫 干 燥 箱（ＹＨＧ－ ３００－Ｓ型，上海博泰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司）、數(shù)顯電熱鼓 風(fēng)干燥箱（ＹＱ１０１－０Ａ 型，北京宇勤騰達(dá)制藥設(shè)備有 限公司）、電子天平（ＡＵＷ２２０Ｄ 型，日本島津公司）、 色差儀（日本柯尼卡美能達(dá)公司）和自制切片機(jī)等。 本研究超聲強(qiáng)化遠(yuǎn)紅外干燥試驗(yàn)在前期試驗(yàn)基礎(chǔ)上進(jìn)行，胡蘿卜遠(yuǎn)紅外干燥的最佳參數(shù)為：干燥溫 度７２ ℃、切片厚度３ｍｍ、輻照高度２４０ｍｍ。每次 干燥試驗(yàn)前將胡蘿卜清洗干凈，然后在通風(fēng)處晾干 表面的水分。待其表面溫度恢復(fù)到室溫，用刀切去 胡蘿卜的兩端，選擇寬度大致相同的一部分，利用切 片機(jī)切成厚度為３ｍｍ 的薄片，每批干燥 試 驗(yàn) 的 胡 蘿卜用量為１００ｇ左 右。干 燥 前，開啟干燥設(shè)備并 設(shè)置好干燥箱的溫度，同時(shí)在超聲波清洗機(jī)控制面 板上設(shè)置好設(shè)備參數(shù)。

當(dāng)超聲 功 率 為６０ Ｗ，超 聲 處 理 時(shí) 間 為３０ ｍｉｎ 時(shí)，考察超聲頻率對胡蘿卜超聲強(qiáng)化遠(yuǎn)紅外干燥特 性的影響。不同超聲頻率下胡蘿卜切片的干燥曲線 和干燥速率曲線見圖１?？梢钥闯觯诟稍镞^程中， 干燥速率呈現(xiàn)先增加后減少的變化趨勢。超聲頻率 越大，胡蘿卜到達(dá)安全含水率的干燥時(shí)間越短。這 可能是由于隨著超聲頻率增大，空化作用所產(chǎn)生的 氣泡增多，氣泡破裂時(shí)對胡蘿卜切片產(chǎn)生的沖擊力增 大，胡蘿卜細(xì)胞中原生質(zhì)與溶質(zhì)分子相結(jié)合的親和力 減小，自由度增加。同時(shí)超聲作用的機(jī)械效應(yīng)隨著干 燥時(shí)間的增加也增強(qiáng)，胡蘿卜切片表面細(xì)胞的微毛細(xì) 管增多。使得水分更容易與物料中的親水分子脫離， 遷移至物料表面，達(dá)到減少干燥時(shí)間的目的。

當(dāng) 超 聲 頻 率 為 ４０ ｋＨｚ，超聲處理時(shí)間為 ３０ｍｉｎ時(shí)，考察 超 聲 功 率 對 胡 蘿 卜 超 聲 強(qiáng) 化 遠(yuǎn) 紅 外干燥特性的影 響。不同超聲功率下胡蘿卜切片 的干燥曲線和干燥速率曲線。可 以 看 出，超 聲功率越高，胡蘿 卜 的 干 燥 時(shí) 間 越 短，到 達(dá) 干 燥 速 率的 上 升 拐 點(diǎn) 越 早。 這可能是由于超聲功率越大，空化效應(yīng)越強(qiáng)，由空化作用形成的理化反應(yīng)越 多，使胡蘿卜切片 更 容 易 形 成 細(xì) 胞 腔 壓 力，增 加 細(xì) 胞內(nèi)外的壓力差，強(qiáng) 化 胡 蘿 卜 的 遠(yuǎn) 紅 外 干 燥 過 程。 并且超聲功率越 大，細(xì) 胞 毛 細(xì) 管 內(nèi) 的 壓 力 越 大，遠(yuǎn) 紅外干燥時(shí)毛細(xì)管內(nèi)自由水的遷移速 率越快，結(jié) 合水越容易轉(zhuǎn)化為半結(jié)合水和自由水，更 易 縮 短 干燥時(shí)間。

本研究以胡蘿卜切片為試驗(yàn)材料，進(jìn)行超聲強(qiáng) 化遠(yuǎn)紅外干燥試驗(yàn)研究。在所選的參數(shù)范圍內(nèi)，增 加超聲頻率、超聲功率和超聲處理時(shí)間，均可以減少 物料水分比，提高物料的干燥速率，這說明超聲波可 以減少物料與水分的親和力，縮短干燥時(shí)間，對遠(yuǎn)紅 外干燥過程具有顯著的強(qiáng)化效果。 通過 Ｗｅｉｂｕｌｌ分布函數(shù)對干燥曲線進(jìn)行模型擬 合，擬合結(jié)果的決定系數(shù)Ｒ２ 值均在０．９７以上，離差 平方和χ ２ 值均很小，說明 Ｗｅｉｂｕｌｌ分布函數(shù)能夠較好 的預(yù)測超聲強(qiáng)化遠(yuǎn)紅外干燥胡蘿卜切片過程中水分 比的變化規(guī)律。尺度參數(shù)α隨著超聲參數(shù)的增大而 呈現(xiàn)減小的趨勢。估算的有效水分?jǐn)U散系數(shù) Ｄｃａｌ區(qū) 間為３．６０１×１０－８～５．３１７×１０－８ ｍ２／ｓ，有效水分?jǐn)U 散系數(shù)Ｄｅｆｆ為３．５３５×１０－１０～５．６０１×１０－１０ ｍ２／ｓ，均 隨著超聲參數(shù)的增加而增大，這說明超聲波可有效減 小胡蘿卜切片的熱質(zhì)傳遞阻力，提高水分的擴(kuò)散能力。 比較不同超聲處理?xiàng)l件下遠(yuǎn)紅外干制品的總色 差值發(fā)現(xiàn)，超聲處理可以顯著提高胡蘿卜干制品的 總色差值，并且隨著超聲頻率、超聲功率和超聲處理 時(shí)間增加，胡蘿卜干制品的總色差值有下降的趨勢， 這說明超聲波的空化效應(yīng)可以增加細(xì)胞內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì) 的流失，降低總色差值。