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食品真空冷冻干燥机技术研究-草莓

2018-07-30

草莓属于浆果类水果,色泽鲜艳、香气浓郁、酸甜可口。据分析,每100 g 草莓中含碳水化合物6 g ,蛋白质1 g ,脂肪0. 6 g ,钙32 mg ,磷41 mg ,铁1. 1 mg ,Vc8. 1 mg ,以及多种氨基酸等营养成分。草莓还有润肺生津、健脾护胃等功效但草莓收获期短、产量集中、保存困难。农产物料在独特的高真空度、低温环境条件下干燥,微生物的生长和酶的作用受到抑制,能最大限度地保持产品原有的色、香、味。目前,真空冷冻干燥农产品在国际市场上的价格是热风干燥产品的4~6 倍,是速冻产品的7~8 倍。

 

草莓真空冷冻干燥

真空冷冻干燥机干燥箱和冷阱预冷后,放入经超低温冰箱冷冻后的草莓样品,抽真空至10~30Pa ,设定升华温度50 ℃,升华干燥20 h ,其升华曲线见图1 。

图1 草莓真空冷冻干燥曲线

在升华干燥过程中,加热板层温度除一开始上升较高外,以后逐渐接近于设定升华温度50 ℃,并在此上下波动。草莓温度不断上升,并且其变化曲线与板层温度相并行。由此可知,在草莓干燥过程中,其导热性能良好,整个干燥过程保持稳定的真空度和冷阱温度。

切片处理对草莓真空冷冻干燥速率的影响

草莓切半、切片处理和整个草莓冷冻干燥其失水率随干燥时间变化曲线见图2 ,升华干燥4~12 h 段曲线较陡,干燥速率大;升华干燥12~20 h 段曲线较平缓,干燥速率变小。草莓切分处理后干燥速率明显大于整个草莓,切半与切片处理之间差异并不十分明显。50 ℃冷冻干燥20 h 后, 整个、切半和切片草莓的含水量分别为2. 5 %、6. 7 %和23. 8 % ,可见,不经切片处理的草莓还需继续冻干一段时间。

温度对草莓失水率的影响

为考察不同冷冻干燥温度对草莓失水率的影响,采用了45 ℃和50 ℃两种升华温度进行试验。冷冻干燥14 h 后,两种升华温度下草莓的失水率有明显差异,即切分处理后的草莓失水率相差12 %以上, 整个草莓失水率相差8 %。可见,适当提高升华温度可加快草莓冷冻干燥速率,并且切分处理后效果更明显(图3) 。

冷冻干燥对草莓色泽的影响

草莓冷冻干燥后, 外表面亮度(L值) 有所下降,红色程度(a 值) 有所增加,黄色程度(b 值) 下降幅度较大。冷冻干燥草莓切面的亮度提高了,红色程度下降甚微,蓝色程度有所下降(表1) 。

冻干草莓的色泽变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鲜草莓饱满、有光泽,亮度自然下降;失水后红色素被浓缩,致使红色加深,黄色程度被掩蔽。草莓切面的红色素较表面少得多,冻干后呈白色、亮度增大,红、黄色程度略被掩蔽。总的看来,冷冻干燥对草莓色泽的影响较小。

冷冻干燥草莓的Vc 含量、复水比及密度

冷冻干燥草莓(含水量控制在5 %~6 %) Vc 以切半处理的含量最高,其次为切片处理,整个草莓冷冻干燥后Vc含量最低。这可能与整个草莓冻干需要较长的时间,切片处理受温度影响更直接和切口Vc 流失损失有关,而切半处理既有较快的干燥速率又能避免直接的温度接触和过多的切口流失。冻干草莓的复水比较大,复水性好。冻干草莓密度较小,质地酥松、多孔。切分处理对冻干草莓复水比及密度无影响(表2) 。

 

草莓分段冷冻干燥节能试验

在冷冻干燥试验过程中,我们发现干燥的前2/ 3 阶段草莓含水量高,干燥速率较大;而干燥的后1/ 3 阶段草莓含水量低,干燥速率很小。为此,我们把前2/ 3 阶段冷冻干燥后的半成品草莓集中起来,用少量干燥面积(约20 %~40 %)进行后1/ 3 阶段冷冻干燥。同时,剩下的60 %~80 %干燥面积放入下一批草莓一起冷冻干燥。冻干结束后,前一批草莓为冻干终产品,后一批草莓为冻干半成品,依次类推。这样,每次冷冻干燥草莓量虽为原来的60 %~80 % ,但干燥速度提高了1 倍,真空冷冻干燥机运行成本也降了一半。综合结果,草莓冻干速度为原来的1. 2~1. 6 倍,冻干成本为原来的62. 5 %~83. 3 %。

 

 

结论

草莓真空冷冻干燥产品品质看,外表面色泽除黄色程度有一定下降外,其余色泽因素变化不大。冻干草莓质地疏松、多孔,复水性好,切半处理草莓Vc保存达91. 7 % ,是高品质的农产品精深加工产品。

 

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