祝佳媛
（唐山植物园，河北唐山063000）
摘要：以五种切花月季为试验材料，通过对其真空冷冻干燥过程中各种工艺参数的研究，本试验确定最佳干燥方法：‘仙境’-65℃低温冰箱预冷30min、真空冷冻干燥32h；‘海洋之歌’-65℃低温冰箱预冷27min、真空冷冻干燥26h；‘苏醒’-65℃低温冰箱预冷23min、真空冷冻干燥28h；‘香槟’-65℃低温冰箱预冷26min、真空冷冻干燥40h；‘金镶玉’-65℃低温冰箱预冷37min、真空冷冻干燥26h。
关键词：月季；立体干燥花；冻干；预冷；干燥工艺；
真空冷冻干燥（Vacuum Freeze Drying），简称冻干，又名升华干燥（Drying by Sublimation），是在真空低温环境下，研究被冻干物料内外传热传质过程、特点和规律的科学，真空冷冻干燥法就是把含有大量水分的物料预先冻结，是物料中的水分冻结成固体，然后在真空状态下，将物料中冻结了的水分从冰晶状态直接升华为水蒸气的一种干燥方法。
1.试验材料与方法
1.1试验材料
选定有月季鲜切花‘仙境’（红色）、‘香槟’（橙色）、‘海洋之歌’（紫红色）、‘金镶玉’（黄色）、‘苏醒’（粉色）为试验材料，选用初开期外层花瓣展开花朵，颜色为‘仙境’C30M95Y95K0、‘海洋之歌’C40M80Y55K0、‘苏醒’C0M60Y40K0、‘香槟’C10M65Y95K0、‘金镶玉’C5M5Y90K0。
1.2花材共晶点测定方法
根据电阻测定法的原理[4]，本试验选用万用表作电阻计测量电阻变化，低温测温仪作测温元件测量温度变化，冻结在冰箱中完成。
1.3 预冷时长的确定
本实验测定了五种月季花材在冷冻室温度为-65℃条件下，预冷所需要的时长，旨在简化供试花材预冷工艺的操作步骤。
1.4不同干燥时长对干燥花品质的影响
本试验通过预实验及对五种月季生物学特性的分析，设定了不同干燥时长，研究在干燥过程中不同干燥时长对供试花材含水量、颜色及品质的影响，旨在确定本试验条件下四种供试花材的最佳干燥时间。
2.结果与分析
2.1 月季花材预冷冻最终温度的确定
在鲜花真空冷冻干燥过程中，首先需要将花材进行预先冻结，预冷冻的最终温度是鲜花真空冷冻干燥中首先应确定的重要参数之一。目前，在真空冷冻干燥中，预冷冻最终温度常以物料的共晶点为依据，一般采用低于其共晶点温度5~10℃作为预冷冻最终温度[2]。
根据试验测得的温度变化值及相应的电阻变化值，绘制花材的电阻随温度变化关系的动态曲线，根据动态曲线分析得出5种供试验花材的共晶点。
根据物料冻结过程中的内部变化过程，可把冻结过程分为三个阶段晶核形成阶段、大冰晶成长阶段和共晶区阶段。从花材的温度-电阻关系曲线可以看出，试验前期电阻值随温度下降变化很小，这是由于这段时间花材内部还存在大量水分，有较多带电离子可以自由移动。随着温度的继续下降，花材内部水分逐渐冻结为冰晶，能够移动的带电离子数不断减少，其电阻值随温度下降缓慢增大。最后阶段，电阻值随着温度的下降急剧增大，这是由于花材内部水分全部冻结，使带电离子停止定向移动。不同的花材，电阻值急剧增大时所对应的温度值有所不同。理论上，物料的共晶点是其电阻突变时的温度值，但是由于诸多因素的影响，物料电阻值往往是在一个温度区内发生突变。依据马宁，在年对食品物料共晶温度测试系统的研制所得出的结论[3]，选择电阻变化率大于3MΩ/℃时的温度作为共晶区上限温度，电阻变化率小于1MΩ/℃时的温度作为共晶区下限温度。
为保证花材全部冻结，本试验选取其上限温度作为共晶点；根据花瓣的共晶点温度，本试验选取低于其共晶点温度5℃作为预冷冻最终温度。五种月季花材共晶点温度及预冷最终温度如下表所示。
表1 供试月季花材花瓣共晶点及预冷最终温度
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2.2 月季花材预冷冻时长的确定
根据试验测得的温度变化及相应的时间值，绘制供试花材的温度随时间变化的冷冻曲线，根据冷冻曲线分析得出五种月季在冷冻室温度为-65℃条件下的预冷时长。
由供试花材的冷冻曲线得出冷冻室温度为-65℃条件下达到预冷最终温度的所需时长，如表1。在供试花材的预冷过程中，只需供试花材的预冷时长可以达到本试验确定的预冷冻时长，就可以保证供试花材能够完全冻结，而不必每次都测定在预冷冻结束时供试花材的温度是否达到预冷冻的最终温度。
2.3 不同干燥时长对干燥花品质的影响
根据所测得供试花材经不同时长干燥后，花材的含水量、颜色以及品质结果如表2所示。‘仙境’C30M95Y95K0、‘海洋之歌’C40M80Y55K0、‘苏醒’C0M60Y40K0、‘香槟’C10M65Y95K0、‘金镶玉’C5M5Y90K0
表2 经不同时长干燥后供试花材干燥花品质
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注：花冠变形、脱落、鼓泡、收缩现象，因此部分花冠直径未测
由表2可以看出，月季花瓣经不同时长干燥后，含水量的差异很大，干燥时长越长，月季冻干花的含水量越低，干燥程度越高。真空冷冻干燥法制成的月季干花会出现花瓣颜色不均匀的现象，在花瓣底部颜色较浅，在花瓣边缘处颜色相对较深；月季鲜花的颜色与其冻干花在颜色上有一定差异，但是经过保色剂浸泡后，干燥花颜色鲜艳，具有较高的观赏价值。与月季鲜花相比，其冻干花在形态上有一定变化，花瓣出现一定程度收缩；但是，这种收缩现象并不严重，且冻干花在形态上仍保持较好的观赏性。在干燥后，大部分月季干花花瓣不脱落，未出现鼓泡现象，但是花瓣比较易碎。在本试验条件下，各种供试材料干燥时长为：‘仙境’32min、‘海洋之歌’26min、‘苏醒’28min、‘香槟’40min、‘金镶玉’26min时，采用真空冷冻干燥法能够制得的观赏性较好的月季立体干燥花。
3讨论
经过真空冷冻干燥技术制作的月季干燥花花瓣脆，触碰易碎，花瓣颜色与鲜花差异较明显，分析其主要原因在于：花材干燥后，大量失水，缺乏液体内容物，花瓣细胞中色素遭到破坏或分解，较好的解决方法就是对干燥花进行柔化及保色处理[4]。干燥花己经成为人们室内环境装饰的重要材料，具有广阔的市场发展前景和经济价值，经过多年的努力，我国虽然在干燥花的研制上取得了一定的成果，在一定程度上改善了干燥花的品质。但是，国内生产的干燥花种类仍相对比较单一，并且在质量上与世界上其它优秀的干燥花商品相比仍有相当大的差距，因此，丰富干燥花的种类，在花材干燥后最大限度的保持其原有的色、型及质感，提高干燥花的质量，将是今后干燥花研究的重点。
参考文献：
[1]胡纲.真空冷冻干燥过程中几个影响因素的探讨[J]，化工装备技术，2004，25（6）：5-7
[2]程远霞，谢秀英.食品共晶点和共熔点试验研究[J]，食品工业，2004（1）：49-50
[3]马宁，谢秀英.等食品物料共晶温度测试系统的研制[J]，洛阳工学院学报，1988，19（4）:85-89
[4]王向阳，包家波，袁海娜.玫瑰干花护形研究[J]，浙江农业学报，2002（6）:351-353
论文作者:祝佳媛
论文发表刊物:《科技新时代》2019年11期
论文发表时间:2020/1/8
标签：预冷论文; 温度论文; 干燥论文; 月季论文; 时长论文; 花瓣论文; 物料论文; 《科技新时代》2019年11期论文;