摘要：目的 通過對微波和微波聯合干燥技術干燥效果的探討，以期為我國果蔬采后加工貯藏的研究提 供理論參考。方法 介紹果蔬微波干燥以及果蔬微波聯合干燥的原理、特性、研究進展和存在的問題， 并對我國果蔬干燥加工的研究進行展望。結果 微波干燥技術在果蔬加工方面具有很好的應用前景，它 不僅可以達到干燥的目的，提高果蔬的經濟效益，還能縮短果蔬的干燥時間，減少能量的消耗，維持產 品較好的色香味和營養物質含量。 結論 微波干燥技術在采后的果蔬加工方面發揮著極其重要的作用， 是果蔬采后加工過程中重要的技術，具有廣闊的應用前景。

　　關鍵詞：果蔬;微波干燥;微波聯合干燥;研究進展

　　果蔬含有豐富的營養物質，深受大家的喜愛。由 于果蔬水分含量較高，生命活動和呼吸代謝強，因此 不宜貯藏時間過長，極易發生腐敗變質問題。最常見 的果蔬保存方式之一就是干燥。果蔬中的水分以自由 水和結合水存在，干燥可除去自由水，但是結合水難 以去除[1]。隨著國家的進步，人民生活水平逐漸提高， 不再局限于溫飽問題，而是更加看重健康和營養。

　　傳統的干燥技術不僅會造成果蔬的營養成分大量流失， 而且還會產生對人體健康危害的物質，嚴重影響果蔬 干制品的經濟效益，因此，果蔬加工過程急需一種有 效的干燥技術。 果蔬微波干燥的原理是果蔬中水分吸收微波能 后轉變為熱能，使果蔬溫度升高，水分蒸發散失，從 而達到干燥的效果[2]。相對于單一的干燥技術，微波 聯合干燥技術在干燥時間、品質、能量消耗等方面具 有較好的優勢，是一個很好的發展方向[2]。微波干燥 技術在果蔬干燥加工方面發揮著極其重要的作用。文 中通過對微波干燥以及微波干燥聯合其他干燥技術 的干燥效果進行探討，為我國果蔬采后干燥貯藏的研 究提供參考，并對我國果蔬采后干燥技術的進一步研 究進行展望。

　　1 果蔬微波干燥技術

　　1.1 原理和特點

　　果蔬微波干燥的微波頻率為 300 MHz~3000 GHz，波長為 0.1 mm~1 m，果蔬在微波的輻射條件 下，內部的分子運動產生熱量，使得果蔬的溫度上升， 游離水和結合水散失，從而達到干燥的目的[3—7]。微波干燥技術在保持果 蔬的營養物質、復水性、產品的外觀形狀以及產品的 色香味等方面均具有較好的優勢，而且果蔬微波干燥 過程不僅干燥速度快、時間短，且無污染物和熱量的 殘留[8—9]。

　　微波干燥技術縮短了干燥的周期，主要是由于微波干燥時，微波具有極強的穿透性，使得果蔬內部溫度遠高于表面溫度，內部的水分化學勢也顯著 高于表面，在化學勢差的作用下，水分由內到外的傳 遞速度加快，且其熱傳導方向與水分擴散方向相同， 這為水分的蒸發制造了有利條件，促進了果蔬中水分 的蒸發，提高了干燥速率。

　　微波能的利用率較高，主 要是由于在密閉的系統中，微波能主要用于加熱，其 他方面的消耗極少，大大地節約了能量，并且裝置的 內壁對微波能具有反射作用，再次減少了微波能的損 失[10—11]。微波干燥技術的不足之處在于干燥不均勻， 產品顏色和形狀變化較大，水分的含量難以控制等方 面。果蔬內外溫度相差過大或者溫度過高會造成果蔬 干制品品質的下降，若表面的熱量和水分散發不及 時，會對果蔬的品質造成破壞[12]。

　　1.2 研究現狀

　　近幾年來，微波干燥技術在果蔬干燥加工方面研 究較為普遍。魏來[13]、賈淞[14]、劉夢迪[15]、孔慶新[16]、 Concetta[17]、馬林等[18]分別研究了采用微波干燥技術 對白胡椒、油菜花、綠萼梅、南瓜粉、西西里紅色大 蒜和枸杞進行干燥的效果，發現微波干燥速度較快， 可縮短干燥時間，干燥產品具有較好的質量、色澤和 感官性狀，而且會產生一些對人體有益的活性物質， 深受消費者的喜愛。

　　干燥功率和時間是影響營養物質 含量減少的主要因素，應選擇合適的微波功率和處理 時間。王美霞等[19]在研究微波干燥蘋果切片過程中發 現，干燥產品的相對含水量不能過低或者過高，過低 會造成焦糊，過高則不能達到干燥的目的。和珊等[20] 研究表明，微波功率與菜籽干燥的速度呈正相關，但 微波功率過高會對營養物質造成不必要的損失。張 怡[21]、張芳等[22]對蓮子和當歸進行了微波干燥研究， 發現微波的功率與鈍化蓮子 PPO 活性呈正比，但功 率過高或時間過長會造成焦化現象;當微波干燥功率 為 12 kW，水分的質量分數為 15%時，當歸的外觀和 品質最佳。微波干燥的功率和時間對果蔬的干燥影響 較大，均不宜過大，否則會造成焦化現象。

　　最佳的微 波干燥功率和時間不僅可以縮短干燥時間、保持果蔬干制品較好的外觀和提高產品品質，還能達到滅菌的 目的。微波干燥的不足之一在于干燥的不均勻性，有 研究者通過改變干燥設備提高干燥的均勻性。俞建峰 等[23]以胡蘿卜為實驗材料，在干燥的過程中通過增加 轉盤和攪拌扇片的速度來降低微波干燥的不均勻性， 從而增加干燥的均勻性，達到更好的干燥效果。

　　2 果蔬微波冷凍干燥技術

　　2.1 原理和特點

　　果蔬在低溫條件下水結冰，再轉變為蒸汽而蒸發 的過程稱為果蔬冷凍干燥。由于該技術消耗的成本和 能量較大，且干燥時間過長，導致其在果蔬干燥方面 的應用受到限制。微波冷凍干燥技術不僅能降低生產 成本，減少能量消耗和縮短干燥周期，還能使果蔬保 持較好的營養物質含量、產品復水性和色香味[24—29]。 微波冷凍干燥技術是在低溫、低壓下將凍結在果蔬 中的水分直接升華為水蒸氣而散失，以達到干燥效 果[27]。由于微波冷凍干燥設備成本高，且優質品率較 低，另外部分產品很難達到冷凍生產產品的質量要 求，因而使其的推廣應用受到限制�？梢酝ㄟ^優化干 燥工藝，以達到更好的脫水干燥效果。微波冷凍干燥 技術被認為是傳統冷凍干燥技術的替代品。

　　2.2 研究現狀

　　在果蔬干燥研究領域，相對于微波熱風干燥和微 波真空干燥而言，針對微波冷凍干燥的研究較少。微 波冷凍干燥果蔬的優勢主要集中在能維持較好的營 養成分方面。江昊[30]采用微波冷凍干燥和冷凍干燥技 術對香蕉片進行對比研究，發現微波冷凍干燥技術的 干燥效果更好，可減少能耗大約 33.8%，縮短干燥時 間 40%，且更好地維持香蕉片的色香美和營養物質含 量。

　　吳翔等[31]以刺梨為實驗材料，研究微波冷凍干燥 技術對其品質的影響，發現刺梨產品保持了較好的物 理性狀、外觀形狀和回復性，且可減少營養物質的流 失。李偉等[32]研究了楊梅果粉的干燥過程，發現采用 微波聯合冷凍干燥技術所得楊梅的色香味和營養成 分含量保持效果最佳，香氣損失最少，維生素 C 含量 最高，產品的水分含量最低。劉文超[33]研究表明，微 波冷凍干燥微波密度(即微波密度與物流質量之比) 對雙孢菇干燥產品的外觀和內在營養成分的影響更 顯著(P<0.05)。

　　3 果蔬微波真空干燥技術

　　3.1 原理和特點

　　真空干燥技術是在真空條件下，降低水的沸點， 干燥果蔬時水分更容易達到蒸發的溫度，從而加快了干燥的速率，縮短了干燥時間。微波干燥技術則是果 蔬在微波的輻射條件下，內部的分子產生運動，并產 生熱量，使得果蔬的溫度上升，內部的水分散失，能 夠更快地實現干燥，縮短干燥時間。微波真空聯合干 燥技術克服了微波和真空的不足，結合了兩者的優 點，是一項新技術，相對于單一的干燥技術，進一步 縮短了干燥時間，干燥后產品安全環保，能保持較好 的微觀結構、外觀形狀和營養品質[34—37]。

　　3.2 研究現狀

　　Monteiro[38]、Nowacka[39]、張向陽等[40]研究了不 同干燥技術對果蔬的效果，發現微波真空干燥技術具 有時間較短、速度較快，還可提高產品的品質，干燥 效果最佳。溫建榮[41]的研究結果表明，微波真空干燥 的櫻桃番茄干制產品色澤和營養成分的保留量最高， 維生素 C 和番茄紅素的質量分數分別可達到 82%和 65.2%;真空冷凍干燥技術的效果次之;熱風干燥技 術的效果較差。汪小娉[42]、黃艷斌[43]等研究了微波真 空干燥南瓜片、檸檬片，發現影響干燥效果的主要因 素是切片厚度、微波強度和真空度。

　　南瓜片通過微波 真空干燥可獲得較高的營養成分。郭正南[44]研究了黃 秋葵的質量、微波功率和真空度與產品多糖含量的關 系，發現不同的質量、微波功率和真空度的搭配均可 使多糖的含量達到最大值。仇干 [45]、劉娟 [46]、 Weerachai 等[47]將微波真空干燥技術分別用于紫馬鈴 薯片、鮮地黃和紅辣椒的干燥，發現真空度對干燥效 果的影響較小，切片厚度和微波功率對干燥效果的影 響最大，在一定微波功率范圍內，功率越大，干燥的 速度越快、時間越短。

　　Krulis 等[48]研究發現，草莓的 初始含水率和微波功率的大小直接影響理化性質的 好壞，要獲得較好的理化性質，應該提高草莓的初始 含水率和微波功率。Michalska[49]、Candia-Muoz[50]、 王國錠等[51]分別研究了不同的干燥技術對梅粉、藍莓 和洋蔥粉性質的影響，研究發現微波真空干燥技術能 獲得較好質量的產品，干燥產品的色香味、外觀形狀 保持效果最佳;在一定微波功率范圍內，微波功率與干燥的速度呈正相關，功率越大，果蔬干燥速度越快。

　　優化干燥工藝以獲得更佳的干燥產品是近幾年研究 的熱點。周琦[52]、付輝戰[53]、羅鳴等[54]將微波真空干 燥檸檬片、桑椹和青梅的工藝參數進行了優化，得出 檸檬片最佳干燥工藝的微波功率和切片厚度分別為 1.01 kW 和 4 mm，桑椹最佳干燥工藝的微波功率和 切片厚度分別為 3.0 kW，30 mm;當干燥溫度為 65 ℃ 左右，微波功率為 2 kW 時，青梅的外觀最好，微波 功率為 1 kW 時，達到最高的含糖量。

　　4 果蔬微波熱風干燥技術

　　4.1 原理和特點

　　熱風干燥對果蔬的影響較大，不僅營養損失嚴重， 而且干燥的時間長，干燥環境溫度和濕度難以控制。微 波干燥不均勻，對干燥產品的品質影響較嚴重[55]。微波 熱風干燥技術是根據不同干燥時期的需求，采取不同 的方式進行干燥[56]，避免了耗時、營養成分嚴重損失 和不均勻性干燥等問題的發生，不僅達到了干燥的目 的，還保證了產品的質量。微波熱風干燥技術不僅在 外觀品質和內在品質方面均具有較強的優勢，還能夠 進一步縮短干燥時間，提高干燥效率;能夠內外同時 加熱果蔬;干燥的成本低;既達到了干燥的目的，還 具有殺菌的效果[57]。相關研究表明，微波熱風干燥技 術的效果高于單一的熱風干燥技術[11]。

　　4.2 研究現狀

　　王宸之[58]、顧熟琴等[59]研究結果表明，龍眼采用 熱風干燥技術的效率低于微波干燥技術的效率;熱風 干燥油棗，其黃酮含量與干燥時間、干燥溫度以及油 棗的質量密切相關，不同的干燥溫度、干燥時間和油 棗質量都會達到不同的干燥效果。彭郁等[60]研究了間 歇式微波干燥白胡蘿卜，發現當干燥的白胡蘿卜中心 溫度和表面溫度相差最低，干燥效果最佳時，間歇比 為 5s/20s，熱風溫度為 30℃。

　　Vafith 等[61]研究發現， 相較于單一的干燥技術，聯合干燥技術較占優勢。李 湘利[62]、劉清[63]、王浩等[64]研究發現，當熱風溫度和 微波功率分別為 60 ℃和 550 W 時，蒜片干燥產品的 品質最好，干燥速率最快，感官品質較好;油菜籽在 干燥溫度和微波功率分別為 80 ℃，500 W 時，其含 水率下降了 0.49%，達到了快速干燥的效果;灰棗片的干燥溫度為 80 ℃，時間為 4~5 h 時，所獲得干制 品的干燥效果最好。Ilknur[65]、 雷苗[66]、羅樹燦[67]、 WANG 等[68]分別以南瓜脆片、木瓜粉、荔枝和香菇為 干燥對象，綜合考慮各種因素，確定微波熱風干燥技 術為最優的干燥方法，在此方法下，干燥產品的品質 最佳，大大縮短了干燥的時間，干燥效果最好。

　　相較于單一的熱風干燥技術和微波干燥技術而言，采用微波熱風干燥技術的果蔬質量和性質較好，微波功率、 熱風溫度和干燥時間對于微波聯合熱風干燥的效 果影響較大，要想達到最佳的干燥效果，應根據不 同果蔬的性質，確定不同的微波功率、熱風溫度和 干燥時間。

　　5 果蔬微波聯合干燥技術存在的問題和應用前景

　　通過干燥不僅解決了新鮮果蔬難貯藏、易腐爛 變質等難題，還帶來了更高的經濟價值。傳統的干燥 方式主要采用單一的干燥技術。冷凍干燥消耗的成 本和能量較高，且干燥時間較長;真空干燥不易控制 水分和溫度;熱風干燥的溫度過高，會造成揮發性成 分的損失，以及酶活性的鈍化;微波干燥不均勻，產 品色澤和外觀變化較大。

　　干燥速度快，無熱量和污染 物殘留，干燥產品具有較好的品質是微波干燥技術 的最大優勢[8—9]。微波干燥果蔬能基本保持其原有的 形狀、色澤、味道和營養成分，食用方便，同時由于 含水量較少，容易運輸，貯藏時間長，能有效地調節 蔬菜生產淡旺季，因此廣泛應用于各種果蔬的加工過 程中。微波聯合干燥蔬菜的主要品種有胡蘿卜、馬鈴 薯、辣椒、油菜花、蒜、食用菌、白菜、甘藍和姜等， 干燥水果主要有蘋果、柿子、藍莓、南瓜、檸檬和香 蕉等。

　　為獲得更好的干燥效果，需要尋找有效的干燥方 式，聯合干燥技術是當前研究的一大熱點。微波聯合 其他技術干燥，是將單一的干燥方式結合起來，彌補 單一干燥的缺陷，發揮各自的優點，除去果蔬中的水 分，達到干燥的目的，在干燥時間、能量消耗、生產 成本，以及干燥產品的內外品質等方面均具有較大的 優勢[69]。

　　常見的微波聯合干燥技術有微波聯合冷凍干 燥、微波聯合真空干燥、微波聯合熱風干燥。微波聯 合冷凍干燥技術具有成本過高、能量消耗大、干燥時 間長、生產力小等缺陷，導致該技術無法推廣，從而 限制了其發展。微波真空干燥技術無法監測水分和溫 度的變化。微波聯合熱風干燥技術具有加熱不均勻等 缺點。 微波聯合干燥技術較好地克服了單一干燥技術 的缺陷，具有很高的應用價值，相對于單一干燥技術 而言，不僅能縮短果蔬干燥的時間，得到高品質的果 蔬干制品，而且還能降低能量消耗。為了使干燥效果 達到更佳，可對聯合干燥工藝進一步進行優化，選擇 出最佳的干燥條件。

　　農業果蔬論文投稿刊物：《江蘇農業科學》(月刊)是由江蘇省農業科學院主管并主辦的綜合性農業科技期刊，《江蘇農業科學》發表的文章被世界著名的CABI、AGRIS等農業數據庫廣泛收錄，CABI的13種檢索刊物和FAO的《AGRINDEX》收錄了本刊發表的文章。在國內，本刊發表的論文被中國科學引文數據庫、中國農林文獻數據庫、《中國農業文摘》收錄，全文收錄于"萬方數據--數字化期刊群"、《中國學術期刊(光盤版)》和"中國期刊網"、重慶維普中文科技期刊數據庫、中國生物學文獻數據庫、臺灣華藝中文電子期刊數據庫。

　　6 結語

　　微波聯合干燥技術是果蔬采后干燥的關鍵技術，干燥的果蔬不僅具有較好的色香味和品質，而且降低 了果蔬的損失，提高了果蔬的市場經濟價值。微波干 燥技術果蔬干燥加工方面具有廣闊的應用前景，是未 來干燥加工行業發展的一個方向。

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　　作者：張鵬 1 ，顏碧 2 ，李江闊 1 ，李春媛 1