廣西《香蕉片加工技術規(guī)程》編制說明

香蕉片加工技術規(guī)程（征求意見稿）編制說明廣西壯族自治區(qū)農業(yè)科學院農產品加工研究所一、任務來源和起草單位根據廣西壯族自治區(qū)質量技術監(jiān)督局下達的文件《關于下達2017年第四批廣西地方標準制定（修訂）項目計劃的通知》（桂質監(jiān)函〔2017〕169號）精神，我單位承擔的廣西地方標準《香蕉片加工技術規(guī)程》（編號：2017-0475）于2017年5月獲得立項。本標準由廣西壯族自治區(qū)農業(yè)科學院提出，廣西壯族自治區(qū)農業(yè)科學院農產品加工研究所負責起草。二、制定標準的必要性香蕉是世界上第4大糧食作物，也是世界重要的熱帶水果之一，近年來，香蕉產量迅速增加，全國總產已達1100萬噸，是僅次于蘋果、柑桔、梨之后的第四大水果，主要分布于廣東、廣西、海南、福建、云南和臺灣以及四川、貴州南部。2019年廣西香蕉總產量達到200多萬噸，種植面積120萬畝，已經成為廣西桂西、桂南、桂東南地區(qū)農村經濟的一大支柱產業(yè)。香蕉以其投資少、效益高、收益快等特點發(fā)展迅速，但同時也給香蕉儲藏運輸和銷售帶來了巨大的壓力。香蕉質地柔軟,氣味清甜爽口,柔軟滑膩,營養(yǎng)價值高。香蕉在人體內能幫助大腦制造一種化學成分——血清素，這種物質能刺激神經系統(tǒng)，給人帶來歡樂、平靜及瞌睡的信號，甚至還有鎮(zhèn)痛的效應。因此，香蕉又被稱為“快樂食品”。美國醫(yī)學專家研究發(fā)現，常吃香蕉可防止高血壓，因為香蕉可提供較多的能降低血壓的鉀離子，有抵制鈉離子升壓及損壞血管的作用。他們還認為，人如缺乏鉀元素，就會發(fā)生頭暈、全身無力和心率失常。又因香蕉中含有多種營養(yǎng)物質，而含鈉量低，且不含膽固醇，食后既能供給人體各種營養(yǎng)素，又不會使人發(fā)胖。因此，常食香蕉不僅有益于大腦，預防神經疲勞，還有潤肺止咳、防止便秘的作用。目前我國香蕉加工能力僅為10%左右，而發(fā)達國家加工比例通常達到60%以上；且香蕉不易貯藏，易變質，采后損失嚴重隨著我國香蕉產量的穩(wěn)步提高，香蕉價格的大幅波動將會嚴重影響著農民的收入香蕉產業(yè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。香蕉深加工是緩解香蕉鮮果銷售壓力、挖掘香蕉產品潛在價值、提高香蕉產業(yè)總體產值的極佳方式。與其他水果相比，香蕉加工存在其獨特的技術難點：由于屬于呼吸躍變型果實，并富含糖類、果膠、單寧及多種酶類，香蕉不僅難于膽存，而且加工過程中也極易褐變、難于干燥，從而導致產品顏色、營養(yǎng)和風味產生劣變，嚴重影響產品品質。運可能是導致香蕉食品加工落后的主要原因。因此，突破產品加工過程的技術瓶頸、提高香蕉制品的技術含量，是我國香蕉產業(yè)發(fā)展的必經之路。干制品加工難度低、水分活度低、耐儲藏，是香蕉重要的加工方式。目前廣西南寧品亞商貿有限公司、廣西恩度高科技股份有限公司等企業(yè)主要開展香蕉片的加工生產。經查證，目前我區(qū)尚未建立起規(guī)范化、標準化的香蕉片加工技術規(guī)程。因此，急需建立我區(qū)技術規(guī)程，以規(guī)范企業(yè)生產，提高香蕉片產品的品質，擴大國內外市場份額，進而促進農民增收。該技術規(guī)程的建立對于提升廣西香蕉產業(yè)具有積極的作用。三、課題研究工作和標準征求意見稿的起草經過1、研究工作基礎本團隊依托國家香蕉產業(yè)技術體系加工功能研究室、副產物綜合利用崗位，廣西農產品生物保鮮物流與加工八桂學者崗位，廣西果蔬貯藏與加工新技術重點實驗室，廣西香蕉保鮮與加工工程技術研究中心等科研平臺，開展了香蕉片加工技術研究。分別實施了國家香蕉產業(yè)技術體系專項、中央財政農業(yè)技術推廣服務資金項目（桂財農函[2014]294號），國家農業(yè)部2015年農業(yè)技術試驗示范（農產品加工）項目（農加科函[2015]26號）、廣西科技計劃項目人才專項（桂科AD16380015）、廣西農業(yè)重點科技計劃項目（201527）等項目。本課題組在香蕉片加工技術研究及示范方面，開展了大量的研究，并取得了系列的成果：（1）對廣西香蕉主要產區(qū)的主栽品種進行品質測定指標進行分析，建立了香蕉加工品質數據庫；（2）研究了微波真空干燥、真空冷凍干燥、低溫真空油炸等干燥方式對香蕉片的品質影響，優(yōu)化了干燥技術的工藝參數，授權國家發(fā)明專利《一種非油炸香蕉脆片的制備方法》（授權號：ZL201511013332.4）；（3）在廣西南寧品亞商貿有限公司建立香蕉片加工示范生產線，生產工藝流程符合綠色食品生產標準，產品加工過程符合國家食品安全生產企業(yè)的衛(wèi)生標準。起草單位廣西農業(yè)科學院農產品加工研究所成立于2008年12月，是廣西專門從事農產品加工研究的省級科研機構，主要開展農產品貯運保鮮、精深加工、農業(yè)廢棄物綜合利用及其相關質量標準、控制體系的研發(fā)與推廣。建有8個廣西農業(yè)科學院穩(wěn)定資助科研團隊，在職在編員工31人，其中博士5人、碩士19人，高級職稱20人，聘用職工28人。擁有國家百千萬人才工程人選、有突出貢獻中青年專家1人，國家“萬人計劃”青年拔尖人才1人，享受國務院政府特殊津貼專家1人，國家級品酒師4人，廣西“八桂學者”1人，廣西“新世紀十百千人才工程”第二層次人選2人，廣西高層次人才認定專家2人，廣西創(chuàng)新驅動發(fā)展科技重大專項首席專家4人，廣西“十百千知識產權中青年專家”4人，廣西農業(yè)科學院青年拔尖人才3人，外籍客座研究員2人，東盟杰出青年科學家來華入桂工作外籍學者2人，柔性引進高層次人才3人。建設有國家香蕉保鮮加工技術研發(fā)專業(yè)中心，國家香蕉產業(yè)技術體系加工功能研究室、副產物綜合利用崗位，廣西農產品生物保鮮物流與加工八桂學者崗位，廣西果蔬貯藏與加工新技術重點實驗室，廣西香蕉保鮮與加工工程技術研究中心，廣西超高油高蛋白玉米加工工程技術研究中心（共建單位）等科研平臺。先后主持承擔國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃項目課題、國家農業(yè)部公益性行業(yè)（農業(yè)）科研專項課題、國家“萬人計劃”人才專項、國家產業(yè)技術體系崗位科學家專項資金項目、中央財政農業(yè)技術推廣服務資金項目、中央引導地方科技發(fā)展專項資金項目、國家農業(yè)部農業(yè)技術試驗示范項目、國家星火計劃項目、國家人社部留學人員科技活動擇優(yōu)資助經費項目、國家級引進國外技術管理人才項目、廣西創(chuàng)新驅動重大專項、廣西科學研究與技術開發(fā)計劃項目、廣西自然科學基金重點項目、廣西農業(yè)重點科技項目等各級科研項目218項。截至目前，科技人員發(fā)表科研論文235篇，其中SCI收錄50篇、EI收錄8篇；獲批制定地方標準47項、團體標準41項；申請專利286件，獲授權專利106件。先后獲得獎勵：廣西科學技術進步獎一等獎，廣西農牧漁業(yè)豐收獎一等獎，廣西科學技術進步獎二等獎（4項），農業(yè)部“全國農牧漁業(yè)豐收獎三等獎”，農業(yè)部“中華農業(yè)科技獎三等獎”，廣東科技進步獎二等獎，中國產學研合作創(chuàng)新成果獎二等獎（2項），中國商業(yè)聯合會科技獎一等獎、二等獎，中國輕工業(yè)聯合會科技進步獎一等獎、三等獎（2項），中國技術市場協會金橋獎，中國熱帶作物學會科技進步獎二等獎，農業(yè)部加工局“農產品加工十大科技創(chuàng)新與推廣成果獎”，廣西重要技術標準獎（2項），廣西青年科技獎（2項），“國際糖業(yè)發(fā)展促進會（SSRP）學術論文報告”一等獎，廣西自然科學優(yōu)秀論文二等獎，廣西發(fā)明創(chuàng)造成果展覽交易會金獎、銀獎（10項），廣東省輕工業(yè)協會科學技術進步獎一等獎，南寧市科技進步二等獎，中國楊凌農業(yè)高新科技成果博覽會‘后稷特別獎’、‘后稷獎’（6項），中國科學院院長優(yōu)秀獎，廣西農業(yè)科學院科技進步獎一等獎（5項）、二等獎（3項），百色市科技進步獎三等獎，福建省自然科學優(yōu)秀學術論文二等獎，廣西五一勞動獎章，廣西青年五四獎章，廣西自治區(qū)敬業(yè)奉獻道德模范，廣西三八紅旗手，區(qū)直機關優(yōu)秀黨務工作者等各級各類獎勵99項。我所先后榮獲“全國巾幗文明崗”、“廣西三八紅旗集體”、“西鄉(xiāng)塘區(qū)科技工作先進單位”（2次）、“西鄉(xiāng)塘區(qū)科技工作科技成果轉化先進單位”、廣西農業(yè)科學院“先進基層黨組織”（2次）等榮譽稱號。2、標準征求意見稿的起草經過2017年5月至12月按照廣西壯族自治區(qū)質量技術監(jiān)督局《關于下達2017年第四批廣西地方標準制定（修訂）項目計劃的通知》精神，為做好標準的編制工作，我單位成立標準起草工作小組；部署了制標工作方案和小組成員分工負責標準起草工作時間安排表，全面開展《香蕉片加工技術規(guī)程》廣西地方標準的編制工作。2018年1月至12月，課題組對多年來的研究資料進行了匯合、分析和總結，并查閱了大量的國內文獻資料，確定了《香蕉片加工技術規(guī)程》廣西地方標準的基本內容和思路。經過反復研討，形成了標準的編制原則及綱要。2019年1月至12月，課題組對廣西南寧品亞商貿有限公司、廣西恩度高科技股份有限公司、廣西金穗農業(yè)集團有限公司等從事香蕉加工的企業(yè)以及香蕉種植主產區(qū)進行了調研。2020年1月至4月經廣西農業(yè)科學院農產品加工研究所編制小組成員的反復討論和寫作、修改，完成了《香蕉片加工技術規(guī)程》廣西地方標準的征求意見稿。四、標準編制原則及技術依據1、編制原則課題編制遵循“科學、適度、可行”原則，考慮標準前瞻性又顧及生產實際，確保標準可以作為政府部門監(jiān)督、指導生產的依據，在生產上切實可行。（1）科學性標準的制定過程中采用文案調查法、專家座談法、現場調查實驗等多種研究方法，科學的研究方法為標準內容的科學性提供了有力保障。（2）客觀性因各地從事香蕉果脯加工的企業(yè)水平和形式都具有一定的差異性，因此在標準制定過程中研究小組充分考慮了各地企業(yè)發(fā)展的實際情況，盡量做到標準內容切合大多數企業(yè)生產實際，在保證安全和產品質量的基礎上，不對企業(yè)所采用的具體工藝方法和設備做過多要求。（3）可操作性標準中所涉及的操作流程清晰，量化指標科學合理，提出的方法、要求易于操作，對于香蕉果脯加工企業(yè)能夠起到一定的引導和規(guī)范作用。2、技術依據本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的規(guī)定起草，并根據前期研究成果及應用資料，符合國家產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有關規(guī)定。2.1不同品種香蕉加工特性的研究2.2.1三種（類）香蕉品種加工特性研究（1）不同品種香蕉后熟過程中蛋白質含量的變化結果見圖1，香蕉果肉中蛋白含量較少，3種香蕉蛋白質含量排列順序為：粉蕉﹥大蕉﹥香牙蕉，3種香蕉后熟過程的蛋白質含量基本保持不變。（2）不同品種香蕉后熟過程中脂肪含量的變化由圖2，3種香蕉中的脂肪含量較少，后熟過程中的脂肪含量有增有減，但基本都在0.13%~0.17%變化，說明3種香蕉在后熟期間脂肪含量基本保持不變。（3）不同品種香蕉后熟過程中水分含量的變化不同品種香蕉的含水量存在較大差異。在成熟過程中，顏色由青色轉為黃色，水分含量呈遞增趨勢。從圖3，香牙蕉水分含量最高，粉蕉含水量最少；不同品種香蕉增加的水分增加量在3%~6%之間，香牙蕉水分含量增加最小，增加了3.31%；大蕉水分含量增加的最大，增加了5.91%。（4）不同品種香蕉后熟過程中可溶性固形物含量的變化香蕉中的可溶性固形物主要為可溶性糖和有機酸等。由圖4，3個品種香蕉間的可溶性固形物含量在未成熟時相差不大，即使完熟后，3個香蕉品種間的可溶性固形物含量差異也不大；但無論哪個品種的香蕉后熟過程中，可溶性固形物的含量增加都非常明顯，從未成熟時的4%左右增加到完熟時的19%左右。（5）不同品種香蕉后熟過程中灰分含量的變化由圖5，在后熟過程中，3種香蕉灰分含量基本維持不變，大蕉、粉蕉、香牙蕉的灰分含量分別為1.5%、1%、0.9%左右，3種香蕉灰分含量的排列順序為大蕉﹥香牙蕉﹥粉蕉。（6）不同品種香蕉后熟過程中果膠含量的變化果膠含量的下降是香蕉后熟軟化的原因之一。從圖6，3種香蕉在后熟過程中，果膠的含量逐漸降低，青香蕉時，大蕉和粉蕉果膠含量接近，分別為0.83%和0.81%，而香牙蕉果膠含量為1.03%。在后熟過程中與粉蕉和香牙蕉相比，大蕉果膠含量下降幅度較小，完熟后大蕉果膠含量最高，其次為粉蕉，香牙蕉含量最少。（7）不同品種香蕉后熟過程中有機酸含量的變化由圖7，3種香蕉后熟過程中的有機酸總量隨著成熟度的增加而升高，未成熟時，香蕉的有機酸含量最高，達到0.302%，大蕉和粉蕉的含量分別為0.213%和0.205%，經過一定時間的后熟后，大蕉的有機酸含量達0.695%，增加的最多，增加了0.482%，分別是香牙蕉、粉蕉后熟過程中有機酸增加量的2.87倍和3.07倍，這也應當是成熟大蕉的口感甜中帶酸的原因。（8）不同品種香蕉后熟過程中Vc含量的變化由圖8，3種香蕉的Vc含量隨著成熟度的增加而減少，大蕉的Vc含量從18.8μg/g減少到5.4μg/g、減少了13.4μg/g，粉蕉的Vc含量從14.9μg/g減少到3μg/g、減少了11.9μg/g，香牙蕉Vc含量下降了7μg/g，其減少量的順序為：大蕉﹥粉蕉﹥香牙蕉，但完熟后大蕉的Vc含量還是最高。（9）不同品種香蕉后熟過程中鉀含量的變化鉀是人體內不可缺少的元素，可以調節(jié)細胞內適宜的滲透壓和體液的酸堿平衡，參于細胞內糖和蛋白質的代謝，香蕉含有豐富的鉀元素。由圖9，3種香蕉的K元素含量為7.14~13.7mg/g，在同一成熟度時，K含量的大小次序均為：香牙蕉﹥大蕉﹥粉蕉，在后熟過程中，粉蕉K含量基本保持不變。（10）不同品種香蕉后熟過程中可溶性糖含量的變化3種香蕉在后熟過程中，可溶性糖含量明顯增加，增加量并不一致，香牙蕉增加的最多，從未成熟的3.03%增加到11.38%，增加了8.35%，粉蕉和大蕉分別增加了6.25%和5.84%（圖10）。香蕉在后熟過程中，淀粉等碳水化合物在淀粉酶、糖苷酶和磷酸化酶等作用下水解為葡萄糖、蔗糖和果糖等可溶性糖，這也是香蕉成熟過程中味道逐漸變甜的原因。（11）不同品種香蕉后熟過程中淀粉含量變化從圖11，3種香蕉在未成熟時淀粉的含量基本相同，大蕉的淀粉含量略高。3種香蕉在后熟過程中，淀粉含量急劇下降，從未成熟時的17%左右下降到成熟后的3%左右，香牙蕉淀粉下降速率相對其他大蕉和粉蕉更快。因此制備香蕉淀粉的原料一般為青香蕉，應盡可能地在香蕉采摘后立刻進行加工。（12）不同品種香蕉后熟過程中抗性淀粉含量變化抗性淀粉是一種新型膳食纖維，具預防結腸癌、調節(jié)血糖濃度、降低膽固醇、抑制脂肪堆積、增加礦物質的攝入、刺激益生菌的生長等多種生理作用，青香蕉中富含抗性淀粉。由圖12，3種香蕉的抗性淀粉含量也是隨著成熟度的增加而減少，在香蕉未成熟時，大蕉和粉蕉的抗性淀粉含量最高，分別為7.62%、7.29%，香牙蕉只有4.85%，待其成熟時，抗性淀粉含量分別只有1.69%、1.95%、0.89%。因此，青大蕉及青粉蕉更適宜作為制備香蕉抗性淀粉的原料。（13）不同品種香蕉后熟過程中膳食纖維含量的變化香蕉膳食纖維主要存在于香蕉皮中。由圖13，3種香蕉的膳食纖維含量在后熟過程中略有上升，在完熟后含量最高；在同一成熟度時，膳食纖維的含量大小排列順序為粉蕉﹥大蕉﹥香牙蕉。（14）不同品種香蕉后熟過程中糖酸比的變化糖酸比是衡量果實品質的一個重要指標，糖酸比越高，香蕉鮮食時越甜，適口性越好。由圖14，3種香蕉的糖酸比在后熟過程中呈上升趨勢，在完熟后含量最高，成熟度越高，鮮食適口性越好；香蕉完熟時，糖酸比大小排序為粉蕉﹥香牙蕉﹥大蕉，因次粉蕉和香牙蕉比大蕉更適合于鮮食，大蕉口感偏酸。2.2.213個香蕉品種后熟階段營養(yǎng)指標變化特性（1）13個香蕉品種后熟階段可滴定酸變化香牙蕉類可滴定酸含量較其他蕉類高，明顯高于雞蕉、金粉、大蕉、印度紅蕉、皇帝蕉。隨成熟度增加，香牙蕉類可滴定酸增加，到完全變黃成熟后，又開始下降（VB6、w11除外）。雞蕉、金粉、大蕉、印度紅蕉、皇帝蕉的可滴定酸在后熟階段沒有明顯變化。（2）13個香蕉品種后熟階段Vc含量變化香牙蕉類和雞蕉Vc含量較高，w3、w6、雞蕉隨成熟增加，Vc含量增加，同時褐化程度也較其他蕉嚴重。金粉、大蕉、印度紅蕉、皇帝蕉含量較低，褐化程度也較其他品種要輕。（3）13個香蕉品種后熟階段可溶性糖含量變化隨成熟度增加，可溶性糖含量增加，其中，金粉、皇帝蕉和大蕉的可溶性糖含量明顯高于其他品種，其次是雞蕉和w9。（4）8個香蕉品種后熟階段淀粉含量變化8個香牙蕉類淀粉含量隨成熟增加，逐漸下降，完全成熟時含量降到極低水平。w12在剛采收時淀粉含量明顯高于其他品種，X4的淀粉含量最少。w3、w9在后熟過程中淀粉含量下降很快。w6淀粉含量在4級成熟度的時候還保持較高水平，完全成熟時才極速下降。（5）13個香蕉品種后熟階段酶的變化①13個香蕉品種后熟階段過氧化物酶（POD）含量變化：隨成熟度增加，POD活性有所增加，完全成熟時，含量又開始下降到剛采收時的水平；紅蕉例外，隨成熟度增加，活性增加。VB6的POD活性最高，其次是w12和印度紅蕉，但這兩者的褐變程度在所有蕉類中并不是最高的，w3、w6和w9褐化程度高，可是POD活性并不是最高。雞蕉POD活性的最低，褐化程度亦較低。②13個香蕉品種后熟階段多酚氧化酶（PPO）含量變化：隨成熟度增加，13個香蕉品種PPO活性變化比較平緩，X4、w3和印度紅蕉的PPO活性最高；雞蕉和皇帝蕉最低，兩者果肉的褐變程度亦較輕。③13個香蕉品種后熟階段果膠酶活性變化：香牙蕉類果膠酶活性隨成熟度增加明顯增加，雞蕉、金粉、大蕉、印度紅蕉、皇帝蕉的果膠酶活性隨成熟度增加有緩慢下降趨勢。w12、w9和雞蕉果膠酶活性較高。④13個香蕉品種后熟階段果膠含量變化：13個香蕉品種的水溶性果膠含量遠低于原果膠的含量，香牙蕉類的水溶性果膠含量高于雞蕉、金粉、大蕉、印度紅蕉、皇帝蕉，但原果膠含量低于雞蕉、金粉、大蕉、印度紅蕉、皇帝蕉?？偣z含量以w3、w12和雞蕉最高，皇帝蕉最低。隨成熟度增加，SP和PP的含量下降。（6）13個香蕉品種果肉感官評價結果見下表：品種感官評價結果初步評定結果w2果肉白淡，香味一般，甜味淡褐變較輕w3果肉淡黃，香味純，無異味，無甜味褐變較輕，VC含量高w6果肉淡黃，香味淡，無甜味褐變嚴重，VC含量高，淀粉含量高，保持時間長w9果肉淡黃，香味濃，甜味足，成熟時可聞到明顯的甜味褐變嚴重，含糖量高，果膠含量高w11果肉淡黃，香味濃，甜味濃褐變程度一般w12果肉淡黃，香味濃，甜味濃，異味重褐變嚴重，淀粉含量高，果膠含量高X4果肉淡黃，香味濃，純，甜味淡褐變程度較輕，VC含量高VB6香味稍濃，甜味淡，有異味褐變程度一般，淀粉含量高雞蕉果肉黃色，香味甜味淡，有酸味褐變程度較輕，VC含量高，含糖量高，果膠含量高金粉果肉黃色，香味甜味淡，略有異味褐變程度較輕，含糖量高大蕉果肉金黃色，色深，香味甜味淡，有酸味褐變程度較輕，含糖量高紅蕉果肉淡黃色，香味淡，甜味濃，略有異味褐變程度較輕皇帝蕉果肉淡黃色，香味淡，純，甜味談，無異味褐變程度較輕，含糖量高2.2香蕉片干燥數據模型的建立2.2.1溫度對香蕉片熱泵干燥特性的影響干燥曲線常用于描述物料的平均濕度隨干燥時間的變化趨勢。香蕉片在熱泵干燥過程中，隨著水分蒸發(fā)，香蕉片的質量逐漸減小，香蕉片的含水率也隨之降低，因而研究香蕉片含水率變化比研究香蕉片的質量的變化更具有意義。圖1為香蕉片在50、60℃條件下熱泵干燥曲線，其中香蕉片厚度3mm，風速設定2.5m/s。香蕉片在不同的溫度下，表面水分蒸發(fā)和內部水分擴散的速率不同，理論上來說，溫度越高，物料表面水分蒸發(fā)及內部水分擴散的速度都會越快。從圖1中可知，2條干燥曲線光滑，呈逐漸下降趨勢，干燥1h后，50℃干燥曲線一直高于60℃干燥曲線；60℃干燥曲線干燥前期的曲線較陡，曲線下降相同高度經歷的時間較短，說明60℃條件下香蕉片的含水率比50℃條件下降低的快。這是由于溫度升高不僅加速了香蕉片表面的水分蒸發(fā)速度，而且降低了干燥房中干燥介質的相對濕度，從而使香蕉片表層水分向干燥氣體的擴散動力增加，進而縮短物料的干燥時間。圖1不同溫度條件下香蕉片熱泵干燥曲線圖2不同溫度條件下香蕉片熱泵干燥速率曲線圖2為50、60℃條件下香蕉片熱泵干燥速率曲線。由圖2可知，干燥初期2條曲線均表現出明顯的增速過程，然后急速下降。干燥2.5h內，60℃與50℃條件下干燥速率差別明顯；其后兩者干燥速率比較接近，干燥4.5h后，60℃與50℃條件下香蕉片干燥速率都在0.1kg/(kg·h)，且有一段恒速干燥過程。兩條曲線均存在明顯的降速干燥階段轉折點，但轉折點處2個溫度條件下的香蕉片水分含量并不同。干燥速率隨著香蕉片水分的降低而逐漸下降，這是由于香蕉片的含水率越少，水分從內部遷移到香蕉片表面的速率以及從表面蒸發(fā)到周圍空氣介質中的速率就越來越低，從而導致干燥變慢。圖3不同風速條件下香蕉片熱泵干燥曲線圖4不同風速條件下香蕉干燥速率曲線圖3為風速1.0、2.5m/s，厚度3mm的香蕉片，60℃條件下熱泵干燥曲線。由圖3可見，香蕉片在不同風速下的干燥曲線線形相似，整個干燥過程中，風速2.5m/s干燥曲線略低于1.0m/s；說明風速高一定程度加快了香蕉片水分蒸發(fā)，但從圖可知增加不明顯，風速對香蕉片干燥曲線的影響遠遠低于溫度對香蕉片干燥曲線的影響。在物料干燥過程中，適當的施加風速可以改變物料的干燥速率，但是風速在干燥過程中所起的作用主要是帶走物料表面水蒸氣，從而導致表面含水率與內部含水率存在一定的壓差，在壓差作用力下內部水分向物料表面遷移，但以壓差作為推動力加快干燥的進行，對內部水分擴散的影響較小。所以，熱泵干燥過程中，提高風速有利于提高物料表面的氣體擴散速率，但風速對干燥速率的影響較小。同時香蕉中富含果膠和糖類，兩類親水性物質也增加了香蕉內部水分向表面遷移的難度[13]。圖4為2種風速條件下香蕉片熱泵干燥速率曲線。在香蕉片的干燥初期，2.5m/s風速條件下干燥速率大于1.0m/s香蕉片熱泵干燥速率，但2h后，干燥速率比較接近。說明風速在干燥初期香蕉片干燥速率影響稍大，后期不明顯。圖5不同厚度條件下香蕉片干燥曲線圖6不同厚度條件下香蕉干燥速率曲線圖5為厚度3、6mm的香蕉片，風速2.5m/s，60℃條件下熱泵干燥曲線。從圖5可見，干燥曲線隨香蕉片的厚度不同而呈現明顯的變化，3mm厚的香蕉片水分比遠遠快于6mm香蕉片的降低速度，3mm香蕉片干燥3h的水分比與6mm干燥5.5h的水分比相近。在一定的溫度、風速條件下，香蕉片越厚，相同面積干燥盤容納的香蕉質量越大，香蕉片水分含量越多，將香蕉片干燥到同一含水量所要蒸發(fā)的水分越多，干燥需要的時間越長。香蕉片越薄，內部水分遷移的距離就越短，比表面積越大，與空氣接觸面積較大，物料溫度升高較快；相反，香蕉片厚度越大，與干燥空氣接觸的相對表面積越小，升溫變慢，內部傳熱傳質阻力越大，熱質傳遞受阻，導致干燥速率越慢。圖6為厚度3、6mm的香蕉片，風速2.5m/s，60℃條件下熱泵干燥速率曲線。從圖6可見，干燥2.5h內，3mm厚度香蕉片干燥速率大于6mm厚度的干燥速率，2.5h后6mm香蕉片干燥速率大于3mm香蕉片，表明3mm香蕉片后期隨著水分含量的降低，水分內部傳質阻力增大，干燥速率低于6mm香蕉片。2.2.2干燥模型的確定物料干燥是一個復雜的非穩(wěn)態(tài)的熱量質量傳遞過程。國內外眾多學者通過對不同物料開展長期試驗和數據分析，總結出多個理論、半理論和經驗模型用于描述干燥過程中物料水分比隨時間的變化規(guī)律。其中Lewis(Newton)模型、Page模型和HendersonandPabis模型是農產品干燥方面主要的經驗、半經驗數學模型。即：Lewis(Newton)模型?ln(MR)=ktPage模型ln[?ln(MR)]=lnk+nlntHendersonandPabis模型?ln(MR)=?lna+kt其中：t為干燥持續(xù)時間；k為干燥速率常數，a為待定速率系數，n為冪指數，都是與物料干燥有關的待定參數。為確定香蕉片熱泵干燥的數學模型，將實驗數據進行整理分析，計算不同干燥溫度、切片厚度和風速條件下每個時刻的MR、ln(MR)、ln[-ln(MR)]值，并繪制ln(MR)—t曲線圖（圖7、圖8和圖9）和ln[-ln(MR)]—lnt曲線圖（圖10、圖11和圖12）。圖7不同溫度下ln(MR)-t曲線圖8不同風速下ln(MR)-t曲線圖9不同厚度下ln(MR)-t曲線圖10不同溫度ln[-ln(MR)]-lnt曲線11不同風速ln[-ln(MR)]-lnt曲線圖12不同切片厚度ln[-ln(MR)]-lnt曲線表1回歸方程及相關系數因素水平ln(MR)-tln[-ln(MR)]-lnt回歸方程R2回歸方程R2風速2.5m/sy=-0.3819x-0.18430.9729y=0.6148x-0.19730.99751.0m/sy=-0.4212x-0.18250.9824y=0.8584x-0.53790.9943切片厚度3mmy=-0.4423x-0.14810.9928y=0.8529x-0.51460.99946mmy=-0.2836x-0.00930.9944y=0.9578x-1.18220.9970溫度50℃y=-0.3819x-0.18430.9729y=0.7876x-0.76140.991960℃y=-0.2835x-0.20160.9801y=0.8746x-0.64040.9880表1為3個因素條件下香蕉片熱泵干燥回歸方程和R2。從表中可知，香蕉片干燥試驗數據在lnMR-t坐標系內R2在0.9729~0.9944之間變化，而ln[-ln(MR)]-lnt坐標系內R2變化范圍在0.9880~0.9994之間。由此可得，試驗數據在ln[-ln(MR)]-lnt坐標系內線性擬合精度更高，即Page方程更適宜描述本實驗香蕉片熱泵干燥過程。由圖10～圖12可以判斷模型中系數k和n隨溫度（T，℃）、風速（V，m/s）及切片厚度（H，mm）變化而發(fā)生變化，即k和n是上述3個參數的函數。所以考慮T、V、H對k和n的影響，將k和n與T、V、H的函數關系表示成一次方程：k＝b＋b1T＋b2V＋b3Hn＝c＋c1T＋c2V＋c3H利用SPSS17.0統(tǒng)計軟件進行處理，對試驗數據擬合[11-12,14]，可求得熱泵干燥擬合方程的各待定系數，即：k=-1.53719+0.03539T+0.157981V-0.05347Hn=1.8874-0.01728T-0.1624V+0.056733H由此得出香蕉片熱泵干燥擬合方程：ln[-ln(MR)]=ln(-1.5372+0.03539T+0.1580V-0.05347H)＋(1.887-0.01728T-0.1624V+0.05673H)lnt2.2.2模型驗證為檢驗回歸模型與試驗數據的擬合度，選取熱泵干燥溫度50℃、風速2.5m/s、切片厚度3mm的這組試驗數據進行對比檢驗。由Page方程在上述條件下進行預測，預測值與實際值結果見圖13。從圖中可知，Page方程曲線與實驗值擬合度高、重疊性好；任意時刻MR的預測值與實驗值相對偏差（相對偏差=|試驗值-預測值|/試驗值）都在5%以內，表明Page方程能較好的反映香蕉片熱泵干燥規(guī)律，具有預測作用。圖13干燥數學模型檢驗曲線 香蕉片在熱泵干燥過程匯總，干燥溫度和切片厚度對香蕉片的干燥速率有較大影響，而風速對香蕉片干燥速率影響較小。香蕉片的熱泵干燥特性符合Page方程，通過SPSS17.0對試驗數據進行處理，得到香蕉片熱泵干燥的數學模型ln[-ln(MR)]=ln(-1.5372+0.03539T+0.1580V-0.05347H)＋(1.887-0.01728T-0.1624V+0.05673H)lnt(MR為水分比；T為干燥溫度（℃）；V為物料干燥熱風速率（m/s）；H為切片厚度（mm）；t為干燥時間（h）。模型擬合效果很好，經與試驗數據驗證，能正確反應香蕉片熱泵干燥規(guī)律，可較好地預測香蕉片在熱泵干燥過程水分比的變化過程。2.3不同加工方式對香蕉片綜合品質的影響2.3.1不同加工方式香蕉片的感官品質評價不同加工方式間香蕉片的感官評分存在顯著差異，感官評價總分由高到低依次是：低溫真空油炸＞真空冷凍干燥＞炭烤＞高溫油炸＞熱風烘干。其中香氣的變異系數超過了10%，表明數據間離散程度較大，對感官評價的影響要大于色澤、風味與口感、外觀；真空冷凍干燥方法得到的香蕉片香氣值最大，稍大于低溫真空油炸和熱風烘干；色澤指標除熱風烘干香蕉片具有最低評分外，其它方式均不存在顯著性差異；低溫真空油炸加工方式具有最高的色澤評價，稍高于炭烤、高溫油炸、真空冷凍干燥處理方式；在風味與口感方面，低溫真空油炸得到的香蕉片仍大于其他處理方式，具有最高評分；外觀指標具有最小的變異系數，數據不存在顯著性差異，只有低溫真空油炸處理方式略高于其他加工方式，說明不同加工方法處理的香蕉片都具有較好的形態(tài)組織。綜上所述，經低溫真空油炸的香蕉片較其他四種處理方式來說更易被大眾接受。表2不同加工方式香蕉片感官評價感官指標Sensoryindicators低溫真空油炸LTVF真空冷凍干燥VFD高溫油炸HTF熱風烘干HAD炭烤CG色澤Colorandluster17.40±1.14a16.40±1.14a16.60±1.14a13.60±1.15b16.80±0.84a風味與口感FlavorandTaste34.80±2.86a32.60±3.51ab29.00±1.58c28.40±2.61c31.00±1.58bc外觀Appearance17.00±0.71a16.40±1.14a16.80±1.31a15.80±0.84a16.60±0.89a香氣Aroma16.40±1.52a16.80±0.84a13.60±1.67b15.80±0.84a12.20±1.30b總分Totalscore85.60±4.88a82.20±5.72a76.00±3.32b73.60±3.85b76.60±1.34b注：同一列不同字母表示差異顯著（P<0.05），下同。表3不同加工方式香蕉片感官評價水平分析感官指標Sensoryindicators變化范圍Rangeofchanges平均值Averagevalue標準差Standarddeviation變異系數/%Coefficientofvariation色澤Colorandluster13.60~17.4016.161.489.15風味與口感FlavorandTaste28.40~34.8031.162.638.43外觀Appearance15.80~17.0016.520.462.79香氣Aroma12.20~16.8014.961.9813.21總分Totalscore73.60~85.6078.804.946.272.3.2不同加工方式對香蕉片物理性質的影響（1）不同加工方式對香蕉片色澤的影響不同加工方式處理的香蕉片色澤指標及其水平分析見表4、表5，因其品種、處理方式不同使香蕉片色澤具有明顯差異。變異系數均超過了10%，數據間比較離散，a*值變化范圍大于b*值和L*值。由表1可知，經真空冷凍干燥處理的香蕉片L*值最高，從明亮度指數上來說更趨近于白色，熱風烘干的香蕉片具有最低的L*值，更接近于黑色；高溫油炸的香蕉片a*值最低，在紅綠色范圍內趨近于灰色；低溫真空油炸的香蕉片因其油炸工藝具有最高的b*值，相對于以上加工方式的香蕉片來說，在黃藍色范圍內更近于黃色。表4不同加工方式香蕉片色澤指標的比較檢測指標Sensoryindicators低溫真空油炸LTVF真空冷凍干燥VFD高溫油炸HTF熱風烘干HAD炭烤CGL*值L*value72.04±3.56b77.55±2.75a64.43±4.37c40.71±5.41e52.25±3.91da*值a*value9.35±0.68b3.26±1.11c2.60±0.60c11.38±1.32a8.86±1.73bb*值b*value52.82±2.85a25.49±3.15b21.83±1.82c22.43±3.54c26.03±2.29b表5不同加工方式香蕉片色澤指標水平分析檢測指標Sensoryindicators變化范圍Rangeofchanges平均值Averagevalue標準差Standarddeviation變異系數/%CoefficientofvariationL*值L*value40.71~77.5561.4014.9624.37a*值a*value2.60~11.387.093.9255.29b*值b*value21.83~52.8229.7213.0443.88（2）不同加工方式對香蕉片質構的影響不同加工方式處理后香蕉片的質構指標及其水平分析見表6和表7，因品種、加工方法、切片厚度的不同使香蕉片硬度和脆度具有顯著差異和較大的變異系數。由表6可知，經過真空冷凍干燥處理的香蕉片具有最高的硬度，稍高于低溫真空油炸，而低溫真空油炸的香蕉片脆度最大，分別為是高溫油炸的11倍、10倍和8倍，高溫油炸香蕉片的硬度和脆度最小，與它的厚度最小具有直接關系；雖然真空冷凍干燥香蕉片厚度小于低溫真空油炸香蕉片，但兩種處理方式的硬度大小卻相當，結合前期感官評價指標說明利用低溫真空油炸工藝制備的香蕉片酥脆性更好；炭烤的香蕉片具有較薄的切片厚度從而得到了中等的硬度和脆度值。因熱風烘干方式得到的香蕉片不屬于香蕉脆片，故不做硬度和脆度試驗。表6不同加工方式香蕉片質構指標的比較檢測指標Sensoryindicators低溫真空油炸LTVF真空冷凍干燥VFD高溫油炸HTF熱風烘干HAD炭烤CG厚度mmThickness5.24±0.64a4.20±0.69b1.46±0.33e3.24±0.52c2.76±0.30d硬度gHardness2983.83±622.06a3206.00±597.97a295.40±82.81c—1663.29±121.40b脆度gBrittleness2507.75±176.87a1509.71±197.72b296.14±59.07d—1230.29±63.18c表7不同加工方式香蕉片質構指標水平分析檢測指標Sensoryindicators變化范圍Rangeofchanges均值Averagevalue標準差Standarddeviation變異系數/%Coefficientofvariation厚度mmThickness1.46~5.243.381.4442.44硬度gHardness295.40~3206.002037.131346.0966.08脆度gBrittleness296.14~2507.751385.97910.2565.67（3）不同加工方式香蕉片微觀結構的對比圖2為不同加工方式香蕉片的切面掃描電鏡圖，結合感官評價，可以看出低溫真空油炸的脆片結構上疏松多孔，內部組織比較飽滿，孔徑明顯增大，以致脆片內部結構較為疏松，使口感更加酥脆；真空冷凍干燥因其工藝特性能較好的保持香蕉片原有的外觀形狀，使香蕉片的內部結構蓬松，孔徑呈圓形和橢圓形，孔隙多、大且相對均勻，增加了香蕉片的酥松性；高溫油炸后的脆片微觀結構看起來松散膨脹，組織比較緊湊致密，孔隙較少，結合其切片厚度最薄，所以具有很好的酥脆性；熱風烘干的香蕉片在脫水條件下，內部結構萎縮、塌陷比較嚴重，孔隙多而密，大小不均，因含水量較大而形成了富有彈性、軟糯的香蕉片；炭烤方式得到的香蕉片內部組織大小不一，邊緣不夠光滑，孔隙較少且不均勻，相對其厚度較薄來說口感稍硬。圖2不同加工方式香蕉片的掃描電鏡圖注：a：低溫真空油炸；b：真空冷凍干燥；c：高溫油炸；d：熱風烘干；e：炭烤2.3.3不同加工方式對香蕉片營養(yǎng)品質的影響（1）不同加工方式對香蕉片風味物質的影響可溶性固形物、可滴定酸、可溶性糖、糖酸比值的高低可反映水果的成熟程度，并直接影響到風味品質狀況。由表8、表9可知，因受到不同品種、成熟度、預處理的影響，四個風味評價指標都具有較大的變異系數，其中，真空冷凍干燥和熱風烘干處理方式的可溶性固形物含量均超過了90%，高溫油炸具有最低的可溶性物質含量，是真空冷凍干燥的1/3；可溶性固形物主要成分是可溶性糖，相對應的可溶性糖含量排序與可溶性固形物的排序一致，為真空冷凍干燥＞熱風烘干＞低溫真空油炸＞炭烤＞高溫油炸；炭烤香蕉片因具有最低的可滴定酸含量而得到了最高的糖酸比，依次是其它4種加工方式的4.7、4.3、3.0、4.0倍，雖然炭烤香蕉片具有最大的糖酸比，但因為感官評價方法是通過視覺、嗅覺、觸覺、味覺和聽覺，用于分析和解釋產品而感知到的產品感官特性的一種科學方法，其風味與口感的感官評分并不是最高；低溫真空油炸香蕉片的糖酸比最低，其次是真空冷凍干燥，口感酸甜適中，可以更好的保留香蕉原有滋味。表8不同加工方式香蕉片風味品質指標的比較檢測指標Sensoryindicators低溫真空油炸LTVF真空冷凍干燥VFD高溫油炸HTF熱風烘干HAD炭烤CG可溶性固形物%Totalsolublesolids59.56±2.05c94.03±2.04a37.46±1.18e90.14±2.11b52.26±1.12d可溶性糖%Solublesugar57.60±0.43b64.20±0.87a14.01±0.98d63.58±1.40a31.06±0.47c可滴定酸%Titratableacid1.47±0.02a1.49±0.04a0.23±0.01c1.42±0.03b0.17±0.03d糖酸比Glycolicacidratio39.03±0.17c42.96±0.66b60.92±3.07b44.90±0.81b182.43±25.63a表9不同加工方式香蕉片風味品質指標水平分析檢測指標Sensoryindicators變化范圍Rangeofchanges平均值Averagevalue標準差Standarddeviation變異系數/%Coefficientofvariation可溶性固形物%Totalsolublesolids37.46~94.0366.6924.5536.81可溶性糖%Solublesugar14.01~64.2046.0922.4848.78可滴定酸%Titratableacid0.17~1.490.960.6972.19糖酸比Glycolicacidratio39.03~182.4374.0561.1682.59（2）不同加工方式對香蕉片理化品質的影響因品種及其加工工藝的差異性，由圖3和表10所知，所有營養(yǎng)品質指標的變異系數都較大，其中淀粉含量的變異系數高達92.22%，熱風烘干香蕉片的水分含量最大6.52±0.22%，高溫油炸的水分含量最低2.79±0.41%、脂肪含量最高44.09±0.17%，真空冷凍干燥具有最低的脂肪含量14.75±0.63%，其次是低溫真空油炸16.65±1.65%，其含量都低于20%，真空冷凍干燥保留的蛋白質含量最大5.51±0.07%，炭烤剩余的蛋白質含量最少1.85±0.03%，但炭烤、熱風烘干和低溫真空油炸處理得到的香蕉片多酚含量均超過了3mg/g，其果膠含量超過了20g/kg，熱風烘干得到的香蕉片的Vc含量最高54.23±1.01mg/100g，淀粉含量最少9.42±2.17mg/g，再次證明了其成熟度較高，炭烤香蕉片的粗纖維和淀粉含量最高，分別為1.63±0.42%和399.22±1.71mg/g，受成熟度和加工特性的影響，高溫油炸香蕉片多酚、Vc、粗纖維含量還是最小，分別為0.80±0.04mg/g、20.71±0.21mg/100g和0.59±0.59%。結合前期的感官評價，綜合考慮發(fā)現，低溫真空油炸和真空冷凍干燥兩種方式表