食品真空冷凍干燥機技術研究-草莓

草莓屬于漿果類水果,色澤鮮艷、香氣濃郁、酸甜可口。據分析,每100 g 草莓中含碳水化合物6 g ,蛋白質1 g ,脂肪0. 6 g ,鈣32 mg ,磷41 mg ,鐵1. 1 mg ,Vc8. 1 mg ,以及多種氨基酸等營養成分。草莓還有潤肺生津、健脾護胃等功效但草莓收獲期短、產量集中、保存困難。農產物料在*的高真空度、低溫環境條件下干燥,微生物的生長和酶的作用受到抑制,能zui大限度地保持產品原有的色、香、味。目前,真空冷凍干燥農產品在市場上的價格是熱風干燥產品的4～6 倍,是速凍產品的7～8 倍。

草莓真空冷凍干燥

真空冷凍干燥機干燥箱和冷阱預冷后,放入經超低溫冰箱冷凍后的草莓樣品,抽真空至10～30Pa ,設定升華溫度50 ℃,升華干燥20 h ,其升華曲線見圖1 。

圖1 草莓真空冷凍干燥曲線

在升華干燥過程中,加熱板層溫度除一開始上升較高外,以后逐漸接近于設定升華溫度50 ℃,并在此上下波動。草莓溫度不斷上升,并且其變化曲線與板層溫度相并行。由此可知,在草莓干燥過程中,其導熱性能良好,整個干燥過程保持穩定的真空度和冷阱溫度。

切片處理對草莓真空冷凍干燥速率的影響

草莓切半、切片處理和整個草莓冷凍干燥其失水率隨干燥時間變化曲線見圖2 ,升華干燥4～12 h 段曲線較陡,干燥速率大;升華干燥12～20 h 段曲線較平緩,干燥速率變小。草莓切分處理后干燥速率明顯大于整個草莓,切半與切片處理之間差異并不十分明顯。50 ℃冷凍干燥20 h 后, 整個、切半和切片草莓的含水量分別為2. 5 %、6. 7 %和23. 8 % ,可見,不經切片處理的草莓還需繼續凍干一段時間。

溫度對草莓失水率的影響

為考察不同冷凍干燥溫度對草莓失水率的影響,采用了45 ℃和50 ℃兩種升華溫度進行試驗。冷凍干燥14 h 后,兩種升華溫度下草莓的失水率有明顯差異,即切分處理后的草莓失水率相差12 %以上, 整個草莓失水率相差8 %。可見,適當提高升華溫度可加快草莓冷凍干燥速率,并且切分處理后效果更明顯(圖3) 。

冷凍干燥對草莓色澤的影響

草莓冷凍干燥后, 外表面亮度(L值) 有所下降,紅色程度(a 值) 有所增加,黃色程度(b 值) 下降幅度較大。冷凍干燥草莓切面的亮度提高了,紅色程度下降甚微,藍色程度有所下降(表1) 。

凍干草莓的色澤變化可能由草莓大量失水引起,草莓失水后表面看上去不象新鮮草莓飽滿、有光澤,亮度自然下降;失水后紅色素被濃縮,致使紅色加深,黃色程度被掩蔽。草莓切面的紅色素較表面少得多,凍干后呈白色、亮度增大,紅、黃色程度略被掩蔽。總的看來,冷凍干燥對草莓色澤的影響較小。

冷凍干燥草莓的Vc 含量、復水比及密度

冷凍干燥草莓(含水量控制在5 %～6 %) Vc 以切半處理的含量zui高,其次為切片處理,整個草莓冷凍干燥后Vc含量zui低。這可能與整個草莓凍干需要較長的時間,切片處理受溫度影響更直接和切口Vc 流失損失有關,而切半處理既有較快的干燥速率又能避免直接的溫度接觸和過多的切口流失。凍干草莓的復水比較大,復水性好。凍干草莓密度較小,質地酥松、多孔。切分處理對凍干草莓復水比及密度無影響(表2) 。

草莓分段冷凍干燥節能試驗

在冷凍干燥試驗過程中,我們發現干燥的前2/ 3 階段草莓含水量高,干燥速率較大;而干燥的后1/ 3 階段草莓含水量低,干燥速率很小。為此,我們把前2/ 3 階段冷凍干燥后的半成品草莓集中起來,用少量干燥面積(約20 %～40 %)進行后1/ 3 階段冷凍干燥。同時,剩下的60 %～80 %干燥面積放入下一批草莓一起冷凍干燥。凍干結束后,前一批草莓為凍干終產品,后一批草莓為凍干半成品,依次類推。這樣,每次冷凍干燥草莓量雖為原來的60 %～80 % ,但干燥速度提高了1 倍,真空冷凍干燥機運行成本也降了一半。綜合結果,草莓凍干速度為原來的1. 2～1. 6 倍,凍干成本為原來的62. 5 %～83. 3 %。

結論

草莓真空冷凍干燥產品品質看,外表面色澤除黃色程度有一定下降外,其余色澤因素變化不大。凍干草莓質地疏松、多孔,復水性好,切半處理草莓Vc保存達91. 7 % ,是高品質的農產品精深加工產品。