0引言
現代藥理學研究證實枸杞可調節機體免疫功能，能有效抑制腫瘤生長和細胞突變，具有延緩衰老、抗脂肪肝、調節血糖和血脂等方面的作用。枸杞鮮果收獲時水分含量高，富含多糖成分，如不能及時干燥會出現變質霉爛現象，嚴重影響枸杞干果的產量和品質，大大降低了經濟效益［1］。
傳統的熱風干燥與自然晾曬干燥存在干燥時間長、能耗大、干燥品質差等狀況。微波干燥不同于熱風及其它干燥方式，由于其獨特的加熱特性，物料干燥速度快、干后品質和熱利用率高，在醫藥、食品工業、化工、煙草，以及農產品加工等領域越來越得到重視［2］。國外在十幾年前就開始微波干燥糧食和果蔬的研究，近幾年國內也有關于微波干燥技術應用于糧食種子的干燥、果蔬的干燥脫水、藥材等的深加工和水產品的干燥等的研究，有些已成功應用并取得顯著的經濟效益［3－5］。但尚未見到有關枸杞微波干燥特性研究的文獻報道，故進行枸杞微波干燥試驗研究，旨在分析枸杞微波干燥特性及其對干后品質和能耗的影響，進一步探討微波技術在枸杞干燥中的應用。
1微波干燥機理和枸杞干燥特性
1．1微波加熱原理
微波是頻率在300MHz～300GHz的具有穿透特性的電磁波。微波加熱利用的是介質損耗原理:物料中的水分子是極性分子，在微波作用下，其極性取向隨著外電磁場的變化而變化。水分子以高速改變方向且方向一致產生振動，無數的極性分子互相之間摩擦產生“摩擦效應”，結果一部分能量轉換為分子熱運動動能，即以熱的形式表現出來，從而物料被加熱［6］。
1．2微波加熱的特性
1．2．1能量利用率高、安全無害
因微波加熱設備吸收熱量極少，并且還反射微波，所以熱能絕大部分都可以作用在物料上，熱能利用率很高。微波加熱一般可節電30%～50%，且微波加熱不產生煙塵及有害氣體，既不污染食品，也不污染環境。
1．2．2加熱速度快、加熱均勻性
傳統的加熱方式，不論是傳導加熱、對流加熱還是輻射加熱，熱源均在被加熱物料外部，溫度的升高是由外及里，將物料表面加熱之后熱量才能傳導到物料內部，這就要受到傅立葉定律的限制。通常被加熱物料都是熱的不良導體，有很大的熱阻，加熱時間自然很長。微波加熱熱量在被加熱物料內部產生，內外一起熱，不僅溫度均勻，且不會帶來夾生現象。
1．2．3穿透能力
穿透能力是指電磁波穿透到物體內部的本領，電磁波透入介質表面并向里傳播時，能量不斷被吸收轉換為熱能。微波所攜帶的能量由表向里呈指數衰減，電磁波的能量衰減到只有表面處的1/e2≈1/2．722≈13．5%時所能透入的介質的深度D，稱為“穿透深度”。以我國常用加熱頻率來講，通常被干燥物料的D值大約為幾厘米到幾十厘米的范圍。故被干燥物料的尺寸大小，主要取決于穿透深度。
1．2．4易于控制、反應靈敏
微波加熱控制只需要調整微波輸出功率，物料加熱情況可以瞬間改變，便于連續生產。微波加熱容易實現自動化控制，可以有效提高勞動效率、改善勞動條件。
1．3枸杞的干燥特性
典型農副產品干燥過程一般分為加速干燥階段、恒速干燥階段和降速干燥階段。研究表明，降速階段可將枸杞半干果含水率由25%～30%干燥至13%～15%的枸杞干果。降速干燥階段耗時約占枸杞整體干燥階段耗時的30%～40%，耗能約占整體干燥耗能40%～50%。故縮短枸杞干燥降速階段時間與耗能成為枸杞干燥的重點研究問題。
2試驗裝置和方法
2．1試驗材料
試驗采用的枸杞品種為寧杞2號，產于寧夏銀川市西夏區，采收后枸杞鮮果的平均初始含水率為82．1%\\(濕基含水率\\)。
2．2試驗儀器與設備
試驗所用微波干燥裝置是用美的微波爐廠生產的KD23－DA\\(X\\)型微波爐改制而成。干燥過程中任意時刻物料質量經YZC－1C應變式稱重傳感器\\(精度等級0．05g\\)測量，在T3805型質量顯示儀\\(讀數精度為0．5g\\)上顯示。干燥時枸杞物料內部溫度測量采用E型熱電偶，測量結果傳送至TM－902C型測溫儀\\(測量精度為±1℃\\)上顯示。主要測量數據通過ＲS232與計算機建立連接，并在計算機上進行分析、顯示和處理。試驗裝置和測定系統如圖1所示。
2．3試驗方法及測定方法
2．3．1枸杞微波干燥前預處理
枸杞鮮果初始含水率高、糖份含量高，直接采用微波干燥容易造成枸杞皮膨起破裂、籽外出、糖份外溢及產品感官狀態差的現象。故在進行微波干燥前對枸杞鮮果利用自制太陽能組合干燥系統\\(CSDE\\)對枸杞預干燥，將枸杞鮮果干燥至半干狀態，含水率約為23%～26%。
枸杞預處理工藝流程為:鮮果挑選、清理雜質→清洗\\(洗去鮮果表面的灰塵\\)→去?！栏杀砻孀匀凰鶦SDE系統干燥→冷卻→微波干燥。
2．3．2試驗方法
稱取一定質量枸杞半干果，均勻平鋪在帶孔物料盤上，加熱時物料盤放置于改制微波爐轉盤上，隨轉盤轉動受到均勻加熱。干燥過程中，每隔一定間隔時間記錄枸杞質量，并換算成含水率，繪制含水率隨干燥時間變換的干燥曲線，直至枸杞含水率達到安全儲藏含水率\\(13%\\)，結束試驗。
含水率計算公式為［7－8］
式中Xt—t時刻的含水率\\(%\\);X0—干燥前的初始含水率\\(%\\);m0—枸杞的初始質量\\(g\\);md—枸杞的干物質質量\\(g\\);mt—t時刻的枸杞質量\\(g\\)。
2．3．3測定標準與計算方法
枸杞半干果初始含水量的測定:按GB/T5009．3－2003《食品中水分的測定方法》。枸杞多糖保存率的測定:按GB/T18672－2005。
降水速率計算公式為η=Δm/Δt\\(3\\)式中Δm—相鄰兩次測量的失水質量\\(g\\);Δt—相鄰兩次測量的時間間隔\\(min\\)。
3結果與討論
3．1微波組合干燥與傳統組合干燥對比
試驗分為組1至組3，稱取枸杞鮮果300g，測得枸杞鮮果初始含水率為83．4%，分為3組。組1采用自然晾曬干燥，組2采用CSDE干燥方式進行干燥，組3采用CSDE微波組合干燥方式進行干燥。試驗結果如圖2所示。
由圖2可以得出以下結論:①微波干燥作用于枸杞干燥降速干燥階段可以大幅縮短枸杞干燥周期。②CSDE微波組合干燥較CSDE組合干燥縮短時間約11h，約占整個干燥周期的28%。③CSDE微波組合干燥較自然晾曬縮短時間約65h，約占自然晾曬干燥周期的72%。
3．2微波功率對枸杞失水特性的影響
試驗分為組1～組5，分別對應微波功率0．5、0．75、1．0、1．25、1．5kW。采用CSDE干燥系統干燥至半干狀態，稱重枸杞半干果100g，均勻平鋪在干燥盤中，組1至組5半干枸杞初始含水率分別為24．1%、24．7%、23．3%、25．3%、24．5%。后采用微波干燥至含水率不變，測量最終含水率。
不同微波功率下枸杞微波干燥曲線和降水速率變化曲線如圖3和圖4所示。
由圖3，圖4可以得出以下結論:①在裝載量相同的情況下，微波功率越高，干燥曲線斜率越大，所需的干燥時間越短。②干燥分為加速、恒速和降速3個階段，物料失水主要處于恒速干燥階段。微波功率越高，物料恒速階段越長。③在干燥初期，物料含水率高，對微波的吸收能量較強，物料溫度快速上升，迅速進入恒速干燥階段，物料溫度趨于穩定。隨著微波功率的增大，枸杞干燥速率增大。
3．3微波功率對枸杞干燥品質的影響
試驗與3．2試驗同步進行，待微波干燥后，對枸杞干燥品質進行直觀檢測，對枸杞多糖保存率進行測定，匯總結果如表1所示。
由表1可以得出以下結論:①CSDE微波組合干燥所需干燥時間最短，平均為25h17min，枸杞干果含水率最低，平均為13．2%。②枸杞干果從多糖保存率來說，自然晾曬多糖保存率＜CSDE微波組合干燥＜CSDE組合干燥。微波組合干燥多糖保存率平均為15．7%。③從枸杞干果感官狀態來講，采用CSDE微波組合干燥方式的產品，果皮呈紫紅色，有枸杞應有的滋味和氣味。隨著微波功率的增加，少些產品有膨脹破裂;微波功率1．5kW時，有約15%產品破裂，糖份外溢，粘手。故微波干燥用于枸杞干燥降速階段不宜采用過大的微波功率。
3．4裝載量對枸杞失水特性的影響
試驗分為組1至組3，微波功率采用1．0kW，稱取半干枸杞600g，測得初始含水率為25．2%。組1枸杞質量100g，平鋪物料層厚度為1cm;組2枸杞質量200g，平鋪物料層為2cm;組3枸杞質量300g，平鋪物料層厚度為3cm。
對不同枸杞層質量與厚度進行微波干燥，干燥曲線如圖5所示。
由圖5可以得出以下結論:①在微波功率相同的情況下，裝載量越大，干燥曲線越平緩，干燥所需時間越長。②組3干燥時間較組1干燥時間增加約18．2%。
4結論
1\\)微波干燥作用于枸杞干燥降速干燥階段可以大幅縮短枸杞干燥周期。CSDE微波組合干燥較自然晾曬縮短時間約65h，約占自然晾曬干燥周期的72%。
2\\)干燥功率和物料層厚度是影響微波干燥時間的重要因素，微波功率越大，物料層厚度越小，則物料干燥時間越短。
3\\)微波功率和物料層厚度對干后產品品質有較大影響，微波功率為1kW，物料層厚度為平鋪2cm時，干后產品多糖保存率和感官品質最好。
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