芒果滲透脫水和變溫壓差膨化干燥的研究

我國(guó)是世界上大的芒果生產(chǎn)國(guó)之一，然而目前芒果深加工的比例較低、采后損失極為嚴(yán)重。滲透脫水廣泛地應(yīng)用于果蔬加工的前處理，可與果蔬干燥技術(shù)組合使用，提高產(chǎn)品品質(zhì)。變溫壓差膨化干燥是一種新型的果蔬干燥技術(shù)，它結(jié)合了熱風(fēng)干燥和真空冷凍干燥的優(yōu)點(diǎn)，膨化產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)良，消費(fèi)市場(chǎng)廣闊。鑒于這種現(xiàn)狀，本文對(duì)芒果的滲透脫水規(guī)律和變溫壓差膨化干燥技術(shù)進(jìn)行了一定的探索，開(kāi)發(fā)出新型芒果脆片產(chǎn)品。經(jīng)變溫壓差膨化干燥的柑橘皮中橙皮苷、橙黃酮、川陳皮素、桔皮素的含量均高于熱風(fēng)干燥，且發(fā)現(xiàn)浸糖預(yù)處理是導(dǎo)致柑橘皮中橙皮苷流失的關(guān)鍵因素。主要的研究?jī)?nèi)容和結(jié)果如下：

　　 1、對(duì)比研究芒果在不同濃度的蔗糖和果葡糖漿溶液中滲透脫水時(shí)發(fā)現(xiàn)，芒果的失水率、失重率、體積收縮率、水分?jǐn)U散系數(shù)等均隨著糖液濃度的增加(45％～65％)而增大，但高濃度的糖液會(huì)降低其固增率和固形物擴(kuò)散系數(shù)；且具有適用性廣、價(jià)格低、產(chǎn)生的廢棄物少、符合環(huán)保要求、操作簡(jiǎn)單、易于控制等特點(diǎn)，是集經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益于一體的高科技項(xiàng)目。在65％果葡糖漿溶液中，芒果的水分?jǐn)U散系數(shù)和固形物擴(kuò)散系數(shù)分別為3.20min-1/2、0.35min-1/2。

　　 2、對(duì)比研究真空、脈沖真空和超聲波技術(shù)對(duì)芒果滲透脫水的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)同常規(guī)滲透比較，真空、脈沖真空和超聲波技術(shù)都能有效促進(jìn)水分和固形物的擴(kuò)散，超聲波處理下芒果的水分?jǐn)U散系數(shù)極大(3.37min-1/2)，而真空處理下固形物擴(kuò)散系數(shù)極高(0.46min-1/2)；這種膨化果蔬既可作為休閑食品，也可將其進(jìn)行超微粉碎，作為其他食品加工時(shí)使用的高附加值營(yíng)養(yǎng)基料，應(yīng)用前景十分廣闊。另外可知，真空、脈沖真空和超聲波處理后芒果的滲透脫水效率有所下降。

本研究采用果蔬變溫壓差膨化干燥設(shè)備,采用新鮮的甘薯做為實(shí)驗(yàn)原料,研究不同預(yù)處理?xiàng)l件對(duì)膨化甘薯脆片的品質(zhì)影響;篩選影響甘薯脆片膨化干燥效果的關(guān)鍵因素,尋求甘薯脆片膨化干燥優(yōu)選工藝參數(shù);研究變溫壓差膨化干燥前后甘薯片的營(yíng)養(yǎng)成分和微觀結(jié)構(gòu)變化,對(duì)比分析三種不同干燥方式對(duì)甘薯片物理性質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)成分和微觀結(jié)構(gòu)的影響。本研究為后續(xù)深入研究甘薯變溫壓差膨化干燥技術(shù)提供一定的理論支持,對(duì)于我國(guó)變溫壓差膨化干燥技術(shù)的推廣和規(guī)?；幸欢ǖ膮⒖純r(jià)值。許多膨化蔬菜產(chǎn)品具有良好的速溶性、復(fù)水性、風(fēng)味和口感，可以作為其他方便食品的輔料或調(diào)味料，如將此類(lèi)產(chǎn)品作為方便面中的蔬菜調(diào)料，或可以直接生產(chǎn)調(diào)味干制品。

　　通過(guò)對(duì)膨化甘薯脆片合理工藝的研究,膨化甘薯產(chǎn)品理化性質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)成分和微觀結(jié)構(gòu)的比較分析,以及對(duì)比研究不同干燥方式對(duì)甘薯脆片品質(zhì)的影響,得出以下結(jié)論:

　　(1)預(yù)處理?xiàng)l件:加熱糊化5min,預(yù)凍溫度-20℃,預(yù)凍時(shí)間15h,滲透溶液為15％麥芽糖漿,滲透時(shí)間8h。單因素實(shí)驗(yàn)確定關(guān)鍵影響因素為:切片厚度為2mm,膨化溫度90℃,抽空溫度90℃,抽空時(shí)間1h,壓力差0.3MPa,停滯時(shí)間20min。應(yīng)用了三因子二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)設(shè)計(jì),應(yīng)用交互因素分析法和頻數(shù)分析法優(yōu)化甘薯脆片膨化工藝,合理操作參數(shù)范圍是:膨化溫度89.25℃～95.22℃,抽真空干燥溫度85.89℃～90.01℃,抽真空干燥時(shí)間0.92h～1.20h。為降低勞動(dòng)費(fèi)用，提高產(chǎn)量，更好地控制變溫壓差膨化干燥的過(guò)程，經(jīng)過(guò)多年對(duì)膨化腔的研究和改進(jìn)之后，1977年J．F．Sullivan等又膨化裝置(ContinuousExplosionPumngSystem，下簡(jiǎn)稱(chēng)CEPs)。

膨化是利用相變和氣體的熱壓效應(yīng)原理使被加工物料內(nèi)部的水份，瞬間升溫汽化，減壓膨化，并依靠氣體的膨化力帶動(dòng)組織中高分子物質(zhì)的結(jié)構(gòu)變性，從而形成具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)特性定型多孔狀物質(zhì)的過(guò)程。干燥是膨化的物料在真空（膨化）狀態(tài)。

除蒸發(fā)膨化掉水份，不破壞食品本身營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。保留食品原生態(tài)口味。變溫壓差膨化聯(lián)合干燥，以新鮮食品為原料，經(jīng)過(guò)清洗、去皮、去核、切分或著不切分，預(yù)處理和預(yù)干燥等前處理工序后，采用變溫壓差膨化干燥設(shè)備進(jìn)行干燥，變溫壓差膨化干燥設(shè)備主要由膨化罐和一個(gè)體積比膨化罐大5-10倍真空罐組成，原料經(jīng)過(guò)預(yù)干燥至水分含量為15%-35%（不同果蔬原料，要求力從常壓上升到0.1-0.4mpa。在膨化設(shè)備安裝了質(zhì)量和溫度傳感器，對(duì)膨化干燥過(guò)程物料的水分含量和產(chǎn)品溫度進(jìn)行在線控制，完善了變溫壓差膨化干燥技術(shù)，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)外的空白，為變溫壓差膨化干燥技術(shù)傳質(zhì)傳熱技術(shù)理論提供了技術(shù)支撐。物料升溫至一定程度，產(chǎn)品處于高溫高壓狀態(tài)。隨后迅速打開(kāi)連接膨化罐和真空罐（真空罐預(yù)先只抽真空）的泄壓閥，由于膨脹罐內(nèi)瞬間降ya（使水含量為3%-5%安全含水量）