2．2果蔬變溫壓差膨化干燥工藝研究

    最初的變溫壓差膨化干燥工藝ji優(yōu)條件主要通過比較熱風(fēng)干燥和膨化干燥曲線以及產(chǎn)品質(zhì)量而確定。早期的研究表明水果和蔬菜在原始的狀態(tài)下并小能被直接膨化，因?yàn)樵谂蚧倪^程中會發(fā)生爆裂，不同的原料都對應(yīng)一個(gè)特定的膨化壓力和原始含水率，進(jìn)而才能膨化并形成多孔的結(jié)構(gòu)。美國NONG業(yè)部東部研究中心(the united States Depanment of Agriculture，Eastern Regional Research Center)對果蔬的膨化干燥工藝=研究較多，其對蘋果進(jìn)行了較QUAN面的研究，包括原材料的測驗(yàn)、滲透脫水、預(yù)干燥的研究、連續(xù)化生產(chǎn)的JI佳工藝、能量估算、品種影響等，如J．F．Sullivan，J．C．Craig1980)和D．Torrcggiani(1995)等都對蘋果的連續(xù)式膨化干燥進(jìn)行了詳細(xì)研究。J．F．Sullivan在研究中設(shè)計(jì)壓力、溫水率幾個(gè)因素，分析容積密度、復(fù)水率、顏色、羥甲基糠醛、糖損失等方面，確定了ji佳生產(chǎn)工藝為：蘋果在82℃條件下熱風(fēng)干燥到含水率為15％，膨化壓力為117kPa，膨化溫度為121℃，應(yīng)用CEPS進(jìn)行蘋果的加工的產(chǎn)最為190kg/h；J．F．sullivan(1983)鈴薯和胡蘿卜進(jìn)行膨化干燥試驗(yàn)，確定了馬鈴薯的ji佳生產(chǎn)工藝：在93℃條件下熱風(fēng)干燥到含水率為25％，膨化壓力為414kPa，膨化溫度為176℃，應(yīng)用CEPS馬鈴薯的膨化加工的產(chǎn)量為454kg／h；確定了胡蘿卜的佳生產(chǎn)工藝：在95℃條件下熱風(fēng)十燥到含水率為25％，膨化壓力為275kpa，膨化溫度為149℃[15-17]。A.Nath等(2007)也對馬鈴薯高溫短時(shí)膨化工藝進(jìn)行了研究，確定了膨化溫度，膨化時(shí)間，原料的最初含水率和淀粉含量為對膨化影響最顯著的因素，并對膨化工藝進(jìn)行了優(yōu)化研究[18]，優(yōu)化條件為：預(yù)處理含水率為36．74%，溫度為235．46℃，膨化時(shí)間為51s。國外一些學(xué)者對馬鈴薯膨化前處理也進(jìn)行了較細(xì)致的研究，重點(diǎn)研究了燙漂與干燥條件對馬鈴薯膨化率、外部干燥層的影響，并通過電鏡觀察其微觀結(jié)構(gòu)的變化，對于在加工過程中對溫度和壓力要求較高的物料，如馬鈴薯等，原料的前處理尤為的重要，適當(dāng)?shù)那疤幚砜梢苑乐乖显诩庸み^程中顏色的改變并增加產(chǎn)品的膨化效果。A．I．V．a(chǎn)malis等(2001)研究了預(yù)處理包括熱燙、硫漂、熱風(fēng)T燥時(shí)間等對馬鈴薯膨化效果的影響，研究表明硫處理對馬鈴薯的膨化效果沒有顯著的影響，但是可以有效地防止加工過程中顏色的改變；經(jīng)過熱燙后再進(jìn)行熱風(fēng)干燥，會增加馬鈴薯的膨化效果，但是隨著熱風(fēng)十燥時(shí)間的增加，膨化效果逐漸下降[6,19]。新型、環(huán)保、節(jié)能的非油炸食品果蔬變溫壓差膨化干燥技術(shù)，通俗點(diǎn)又稱瞬間膨化干燥、氣流膨化干燥或微膨化干燥等，屬于一種新型、環(huán)保、節(jié)能的非油炸膨化干燥技術(shù)。M．F．Kozenlpel(1989)等對蘿卜、馬鈴薯、蘋果、藍(lán)莓、蘑菇、芹菜、洋蔥、甜菜、洋芋、梨、菠蘿、甘藍(lán)等果蔬原料的變溫壓差膨化工藝進(jìn)行了廣泛地研究，確定了蒸汽壓力，膨化溫度，于燥時(shí)間、切片尺寸、含水率、品種等對膨化產(chǎn)品的影響[12]。以蘋果為例，影響其膨化的關(guān)鍵因素是膨化前原料的含水率、膨化溫度、膨化壓力、停滯時(shí)間、抽真空溫度和抽真空時(shí)問。國外學(xué)者在探討變溫壓差膨化過程中發(fā)現(xiàn)，并不是所有的原料都可以進(jìn)行膨化試驗(yàn)，比如豆類，因堅(jiān)硬的外殼而無法進(jìn)行膨化，花生和椰子也無法成功地進(jìn)行膨化，谷物類食物，比如小麥、黑麥、大米的壓力需要大于700kPa，肉類等蛋白質(zhì)類食品也不易被膨化[12,20,21]。

食品脫水是一個(gè)復(fù)雜的過程，在進(jìn)行脫水的時(shí)候，食品的理化性質(zhì)可能會發(fā)牛不同程度的改變，如發(fā)生顏色的改變，芳香氣味的損失和再水合能力的下降等[5]。多數(shù)的干燥豐要經(jīng)過3個(gè)階段：即物料預(yù)熱階段、恒速干燥階段和降速下燥階段，在干燥的第3個(gè)階段，干燥速度明顯下降，并且耗費(fèi)了更多能量[22-25]。果蔬變溫壓差膨化干燥是在熱風(fēng)干燥的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，當(dāng)果蔬原料進(jìn)行一定時(shí)間的熱風(fēng)干燥后，在進(jìn)入降速干燥期前，進(jìn)行膨化干燥的處理從而減少能耗。A．I．Vamalis等(2001)研究表明，經(jīng)過熱風(fēng)丁燥后馬鈴薯表面形成的部分干燥層(PDL，Panially Drier Layer)對膨化足否能成功和產(chǎn)品膨化后形狀的保持是一個(gè)十分重要的條件[19]。原料經(jīng)切分后在一定的十燥溫度F進(jìn)行預(yù)干燥，會在物料表面形成部分干燥層，這是由丁物料表面和內(nèi)部失水速度不同造成的。干燥時(shí)間過長，物料內(nèi)部水份散火過多，在變溫壓差膨化發(fā)生的時(shí)候，沒有足夠的水汽化并帶動預(yù)干燥后的物料膨化；反之，如果預(yù)干燥時(shí)間不夠，沒有形成一定厚度的部分干燥層，不利于膨化產(chǎn)品外形的固定和保持，并且預(yù)十燥不足還會導(dǎo)致在后期膨化T．燥階段耗費(fèi)更多的能最。膨化果蔬脆片是近年來才發(fā)展起來的一種新產(chǎn)品，該產(chǎn)品在色、香、味、形、營養(yǎng)及衛(wèi)生等方面有其獨(dú)特之處目前，我國果蔬脆片生產(chǎn)大都采用低溫真空油炸技術(shù)，由于其加工溫度低，時(shí)間短，從而保留了原果蔬的風(fēng)味和大部分營養(yǎng)成分。變溫壓羞膨化干燥也可以產(chǎn)生類似與冷凍十燥品質(zhì)的產(chǎn)品，在顏色和風(fēng)味改變上與冷凍干燥都比較接近。研究表明，經(jīng)過變溫壓差膨化干燥的產(chǎn)品由于原料內(nèi)部產(chǎn)牛了多孔、海綿狀的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)提高了產(chǎn)品的復(fù)水能力[26-28]，大部分產(chǎn)品可以在5min內(nèi)完全復(fù)水，有三種需要注意的果蔬原料，山藥和胡椒的的復(fù)水時(shí)間分別為10min和2min，菠蘿的復(fù)水時(shí)間僅為1min[12]。T．Karamanou，N.K.Kannellopoulos和V.G.lBelessiotis(1996)比較了經(jīng)過部分熱風(fēng)干燥的蔬菜原料，研究表明在整個(gè)干燥過程中熱風(fēng)干燥的時(shí)間越長，商品的復(fù)水能力越弱[29,30]。此外，與燥相比，變溫壓差膨化丁燥過程中形成的多孔結(jié)構(gòu)加速了干燥的過程，這樣可以節(jié)約大概40％的干燥時(shí)間，節(jié)約了加工的成本[31-35]。

芒果滲透脫水和變溫壓差膨化干燥的研究

我國是世界上大的芒果生產(chǎn)國之一，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)。畢博士此項(xiàng)研究的一個(gè)突出貢獻(xiàn)，是為大量農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)用該原理進(jìn)行商品轉(zhuǎn)化提供了一套切實(shí)可行的新標(biāo)準(zhǔn)，從而為化解農(nóng)產(chǎn)品賣難開辟了一個(gè)新途徑。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)市場廣闊。鑒于這種現(xiàn)狀，本文對芒果的滲透脫水規(guī)律和變溫壓差膨化干燥技術(shù)進(jìn)行了一定的探索，開發(fā)出新型芒果脆片產(chǎn)品。主要的研究內(nèi)容和結(jié)果如下：

　　 1、對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，但高濃度的糖液會降低其固增率和固形物擴(kuò)散系數(shù)；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。果蔬膨化產(chǎn)品可用來生產(chǎn)新型、天然的綠色膨化小食品，攜帶方便，易于食用。

　　 2、對比研究真空、脈沖真空和超聲波技術(shù)對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)；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。鑒于這種現(xiàn)狀，本文對芒果的滲透脫水規(guī)律和變溫壓差膨化干燥技術(shù)進(jìn)行了一定的探索，開發(fā)出新型芒果脆片產(chǎn)品。