低温高压膨化技术-李曼曼20060801320.doc

苹果脆片低温高压膨化技术研究小二字号，题目字数20 06食本（3）班 20060801320 李曼曼 五号摘 要：低温高压膨化是一种生产果蔬膨化食品的干燥技术。低温高压膨化苹果脆片既是一种新型营养休闲食品，也可以制成营养粉、方便食品的调料或新型保健食品，具有广阔的市场前景。低温高压膨化技术应向着低温、连续、短时的方向发展。 小五关键词：苹果脆片；低温高压 ；膨化技术 小五The Engineering Research of The Apple Crisp Piece Low Temperature High Pressure Puffs 小二Abstract：Expansion is a kind of low-temperature high-pressure production of fruits and vegetables puffed food drying technology. Expanded low-temperature high-pressure apple crisp is a new type of nutritious snack food, but also can be made into nutritious flour, convenience food seasoning or new health food products, and has broad market prospects. Expanded technology should be toward the low-temperature high-pressure, continuous, short-term direction. 小五Keywords：apple cisp；low-temperature high-pressure ；expanding technology小五低温高压膨化果蔬脆片被国际食品界誉为“二十一世纪食品”，它以新鲜水果蔬菜为原料，采用低温高压膨化技术制成，是继油炸果蔬脆片、真空油炸果蔬脆片之后的第三代产品。在国际市场上，膨化果蔬脆片以其味道鲜美、口感酥脆、色泽鲜艳、营养丰富、适合不同口味人群及易于保存和携带方便等特点而异军突起，成为流行的特色食品。膨化果蔬脆片具有低脂肪、低热量、高纤维、富含维生素和矿物质等特点，浓缩了果蔬原有的风味，并克服了真空低温油炸果蔬脆片口感油腻、易腐败变质、不易吸收等缺点。这种膨化果蔬既可作为休闲食品，也可将其进行超微粉碎，作为其他食品加工时使用的高附加值营养基料，应用前景十分广阔1。 正文都用五号字，行间距为固定值20磅1低温高压膨化技术 标题都用小四号字，单倍行距，段前段后均为0.5行1.1 低温高压膨化技术介绍低温高压膨化干燥又称爆炸膨化干燥(explosionpuffingdrying)、气流膨化干燥、微膨化干燥或加压减压气流膨化干燥等。这里所说的低温(80一105)是相对于挤压膨化工艺而言，高压是采用外界空气、氮气等气体通过压缩机产生，一般压力差达0.1MPa0.5MPa2。膨化是原料组织在高温高压下瞬间泄压时内部产生的水蒸汽突然释放的过程，干燥是膨化的原料在真空(膨化)状态下抽除水分的过程。苹果低温高压膨化干燥是以新鲜苹果为原料，经过清洗、去皮、去核、切分、护色、预干燥等前处理工序后，采用低温高压膨化设备干燥的过程。1.2 产品的特点及应用低温高压膨化产品不添加色素、抗氧化剂、防腐剂等添加剂，是纯的绿色天然食品。原料加热加压后瞬间泄压，水分汽化，体积膨胀，形成均匀的多孔结构，赋予产品酥脆的口感及良好的复水性能。低温操作极大限度的保留原料营养，产品富含纤维素，并且低热量、低脂肪。膨化食品还具有食用方便，因为低水分、低油脂而易于保存等特点。膨化果蔬主要用于生产新型天然的绿色膨化食品、生产新型超微果蔬营养粉、作为方便食品的调料或作为生产新型保健食品的原料。1.3 低温高压膨化设备的发展1856年美国的沃德就申请了关于膨化技术的专利。1936年，挤压法生产膨化玉米首次成功.20世纪50年代，膨化技术应用于饼干的生产。70年代生产出膨化的大豆蛋白和马铃薯食品，同时膨化技术也用于水果脱水。果蔬膨化设备由最初的小型谷物膨化机发展而来，经过小型、大型变化后，发展成所需压力小、容器壁薄、具有喷嘴和气流控制阀的符合果蔬膨化的设备;80年代，为了节约劳动力、提高生产能力，设计出连续式膨化机，该设备对预处理至水分含量为15%的苹果，生产能力达190kg/h;对预处理至水分含量为25%的苹果，马铃薯粒，生产能力达454kg/h3。1.4 低温高压膨化技术的发展现代低温高压膨化技术原理与80年代低温高压膨化技术一样，均是利用相变和气体的热压效应原理，使被加工物料内部的液体迅速升温汽化、增压膨胀，并依靠气体的膨胀力，带动组织中高分子物质的结构变性，从而使之成为具有网状结构特征、定型的多孔状物质。美国农业部东部研究中心(theUSoAEasternRegionalResearehCenter)对果蔬膨化研究较多。Sullivan等研究了压力、温度、含水量对产品容积密度、复水率、颜色、轻甲基糠醛、糖损失等特性的影响，确定了苹果的生产工艺。AndersA等对胡萝卜、马铃薯、苹果、蓝薄、蘑菇、芹菜、洋葱、甜菜、洋节、梨、菠萝、甘蓝等进行了研究4。2 苹果片低温高压膨化技术研究低温高压膨化苹果片是指苹果经过清洗、切片、护色之后，由低温高压膨化干燥处理得到的膨化苹果产品，水分降至7%以下，色泽为浅黄色，口感酥脆。国内外苹果低温高压膨化工艺研究主要集中在苹果片厚度、护色、预干燥处理、膨化工艺、产品质量评价等几个方面。2.1 苹果片低温高压膨化生产工艺流程苹果原料清洗去除不可食部分切分预处理回软低温高压膨化干燥冷却分级包装5。2.2 主要设备清洗设备、预处理设备、预干燥设备、真空膨化设备、调味设备、包装设备等;辅助设备有锅炉、空压机组、真空机组、热交换系统等6。2.3 苹果片厚度与形状研究Lerici等研究了表面积与体积比不同的四种形状(条、棒、环、粒)的苹果浸泡在糖液中的脱水与固体吸附状况，结果显示随着表面积与体积比的降低，苹果获得的固形物含量增加，环状苹果片水分损失最大。N.H.vanNieuwenhuijzen等7在此基础上研究三种不同大小(直径分为12mm、17mm、20mm)的柱状苹果在渗透干燥中脱水与固体吸附状况，发现随着直径的增加，苹果获得的固形物含量减少，水分损失速率降低。张培正等8对脱水速率、膨化度、复水性方面考察了苹果片厚度与膨化效果的关系，发现随着厚度的增加，产品膨化度增加，复水率下降。有其他作者对苹果粒的低温高压膨化工艺作过研究。由此可见苹果形状与大小对护色浸泡的影响，自然，对不同厚度的苹果片干燥至同一水分，预干燥时间不同，膨化过程中高温停滞时间也会不同。2.4 苹果护色研究苹果含有丰富的多酚氧化酶和糖分，在加工过程中易发生酶促褐变和非酶褐变。在抑制酶活性方面，大量研究表明最有效的方式是利用502，20世纪80年代苹果膨化加工工艺研究中用l%NaHSO3做护色处理。因SO2对人体有害，研究了许多无硫物质作为抑制酶促褐变的添加剂，如可与酶活性部位的铜离子相互作用的半肤氨酸、叠氮化合物等;对苹果干燥过程中非酶褐变的机理和过程也有较多研究，得到许多褐变动力学方程，研究表明5干燥中的褐变仅依赖于褐变后直至干燥结束时的温度，与褐变前的干燥速率、干燥方式等不相关，褐变发生前采用高温干燥，褐变发生后稍低温干燥可以获得高质量的产品;并证实了褐变的发生与水分含量和相对湿度有关。2.5 苹果片预干燥工艺研究苹果片需经过预干燥达到一定低的水分含量才能进入膨化机中进行膨化。最初的研究认为果蔬中水分含量过高，膨化后不能保持完整性，从而断定果蔬不能膨化;后来的研究在特定压力下找到了合适的水分含量，确定了果蔬膨化的工艺。张培正等9在现在的研究中都认为苹果的水分含量应该控制在20%左右，其解释为过高的水分含量可能会在膨化过程中产生过大的膨化力而使产品爆裂或者使产品难达到要求的低水分，过低的水分含量则在膨化过程中不能产生足够的蒸汽，不能形成足够的膨化动力而使产品的膨化度较低。一般苹果片是经过热风干燥而失去一部分水分，但也有研究报道对原料进行不同的预处理后，原料干燥后的特性会发生改变。M.N.Eshtia等7研究了高压、冷冻预处理对绿豆、胡萝卜、马铃薯干燥过程中颜色、质地的影响，发现高压处理过的产品复水率最低，但复水后的质地与干燥前的最接近;冷冻处理过的产品复水性最好。J.Wang等8研究了辐照预处理对苹果片干燥特性的影响，发现辐照后苹果原料结构被破坏，干燥速率加快。由此可见高压、冷冻、辐照可能引起苹果组织结构破坏而对低温高压膨化产生影响。2.6 苹果膨化工艺研究苹果片膨化过程压力差研究。张晋民等9对低温高压膨化过程中采用的压力都作了研究但研究范围都在200kPa以下，认为苹果组织疏松忠膨化所需压力100kPa左右就可以，但国内某些设备上维持400kPa和100kPa所耗的能量几乎一样，而400kPa压力差对膨化效果的影响还未有研究。苹果片膨化过程中操作温度、停滞时间研究。J.F.Sullivan等在间歇式和连续式膨化苹果片中都升温到120或更高，但在此高温下仅维持几分钟，现在国内的研究将操作温度都降到100以下，石启龙等的研究认为85停留35min膨化出来的产品效果很好。2.7 膨化苹果片产品质量评价研究膨化苹果片产品的质量包括诸多方面。早期评价果蔬膨化工艺参数优劣主要是通过比较干燥曲线和产品复水率。AUrtorH等10也将产品的容积密度、不完整率、颜色、经甲基糠醛含量、水分含量、SO2含量作为评价膨化苹果片产品质量优劣的指标。张培正、石启龙等11将膨化度、失水速率、Vc损失率作为评价指标以选择最佳苹果片膨化生产工艺。在这些研究中采用的都是仪器分析，对膨化苹果片的感官指标研究得较少;其他物理、化学、营养卫生指标没有研究，产品质量评价标准不完善。3苹果低温高压膨化技术存在的问题3.1 设备需要进一步改进我国低温高压膨化设备存在不足。国外较早已有连续式膨化机，而我国现在还普遍采用间歇式膨化机，实验过程中发现，加热时压力罐上下层、内外侧的温度分布不均，整个罐内温度控制困难，针对不同设备需经过大量摸索才可能较好控制参数，这样造成许多人力和时间的浪费，且产品不稳定。3.2 原料需进一步选择苹果低温高压膨化品种没有确定。不同品种的苹果其果肉组成不同、风味不同、加工特性也不尽相同，应选择一种风味上、结构组织特性都合适的品种进行加工。3.3 产品评价标准体系没有建立膨化苹果产品质量评价体系不完善。需尽快完善低温高压膨化苹果片的工艺和产品标准。4 苹果低温高压膨化技术的发展趋势和应用前景4.1 技术发展趋势未来苹果低温高压膨化技术将向着操作温度更低、营养损失更少、保质期更长的方向发展。膨化苹果脆片结构疏松多孔，虽无油脂，但本身具有一定的含糖量，易吸湿发软，影响口感，所以要尽量降低产品水分，寻找合适包装，使产品具有尽可能长的货架期。苹果低温高压膨化设备向着应用范围广、价格便宜、便于操作、利于环保的方向发展。膨化设备应在能够保证良好产品品质的同时，尽量控制设备成本，以降低产品成本。因此膨化设备要尽量设计成自动化操作。食品加工过程中产生的废料较多，应尽量减少废弃物的排放、节约能源，苹果脆片生产中产生的苹果皮、苹果渣，可以从中萃取有益成分或者进行发酵等深加工;护色液的排放应符合相关标准，冷凝装置和蒸汽发生器可以连通使用，以减少耗水量等。4.2 产品应用前景膨化果蔬加工技术引起包括日本、美国、新加坡在内的很多国家和地区的重视。在国际市场上，膨化果蔬以其味道鲜美、口感酥脆、原果颜色、营养丰富、适合不同口味人群及易于保存和携带方便等特点而异军突起，成为流行的特色食品。我国果蔬资源丰富，产量高，价格低，具有一定优势。膨化果蔬生产线易于推广和使用，发展膨化果蔬产业，不仅能使膨化果蔬食品享誉全国，而且能走向世界，抢占国际果蔬市场，对于促进我国果蔬行业健康快速发展、繁荣地方经济、增加我国农产品的国际市场竞争力具有重要意义。参考文献 此标题为五号字，段前段后0.5行1 刘自强.食品膨化机理的理论探析J. 食品工业科技, 1997, 6(1):52 53.2 潘永康.果蔬低温高压膨化干燥机理讨论M. 化学工业出版社，1998,210 250.3 刘教华，徐桂花.真空低温膨化苹果脆片的研制J. 宁夏农学院学报，2000，21(2):85 87.4 Anders A，Bilboa C，Fiot P. 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