脱水蔬菜的技术研究及其应用综述.doc

脱水蔬菜的技术研究及其应用综述摘 要：本研究以脱水蔬菜的技术方法及其应用为研究对象，着重考虑技术方法中的低温蒸汽和真空脱水两工艺在蔬菜处理工艺中的应用现状及研究前景。参照国内外的研究成果，得出脱水蔬菜已经被社会广泛接受，并有了一定的发展。低温蒸汽在蔬菜加工中的应用还处在刚刚起步阶段，具有很大发展空间；真空脱水技术是被认为很先进的食品加工技术。这项技术的研究和应用在国外已经很成熟，但国内还尚未成熟,其市场前景、发展对策和生产工艺设计等都需做大量的调查研究工作。关键词：脱水蔬菜，低温蒸汽，真空脱水，食品加工 前言脱水菜又称复水菜，是用科学的方法脱去鲜菜中大部分水分而制成的一种干菜，食用前只要将其浸入水中即可复原，并保留鲜菜原有的色泽、风味及营养成分 NY/T 1045-2006 绿色食品脱水蔬菜S.中华人民共和国农业部,2006. 。目前,脱水蔬菜作为一种新兴的食品种类越来越多地受到人们的青睐。在日本、美国、香港等国家和地区,此类食品已成为一种适应现代人快节奏、高效率生活方式的流行食品;在我国,它不仅在方便食品领域大量使用,而且也是旅游、边防、地质等部门解决吃菜难的有效方法。此外,作为蔬菜深加工产品的一种,脱水蔬菜还具有新鲜蔬菜的色、香、味、形、质,而且便于贮存。这使得近10多年来,国内外市场上脱水蔬菜的需求量逐年增加, 而我国的脱水蔬菜加工业也正是在这种需求持续大幅增长的促动下得到了迅猛的发展 平凡.我国脱水蔬菜行业的现状、问题及对策J.山东食品科技,2010(7):1-3.。然而, 目前我国脱水蔬菜加工业的发展大多只是数量的增加,其科技含量依然较低, 大多数产品仍处于低产品档次、低经济效益的状况。因此,进行蔬菜脱水技术的深入研究, 并引进适合的高新技术,成为这一产品打开更广阔的发展空间的关键 邢银田.脱水菜-亟待开发的致富项目J.四川农业科技,2004(6):13-15.。如果能在蔬菜旺季或生产过剩地区把蔬菜加工成脱水菜，运往缺菜区或淡季销售，效益还是非常可观的 赵丽芹,韩玉梅.我国脱水蔬菜的生产现状和发展趋势J.中国食物与营养,2000(2):21-22.。如何将蔬菜加工脱水蔬菜，方法有很多。在实践中已经产生并应用了很多方法。通常所用的方法有：热风干燥、热泵干燥、真空微波干燥、真空冷冻干燥、真空干燥等 张绪坤,胡文伟,张进疆,等.脱水蔬菜组合干燥技术J.食品科技,2010(6):151-155. 。每个方法都有其自身的优缺点，不同的蔬菜有各自的加工属性，需要采用不同的方法进行加工。本文中主要就真空干燥技术加以分析探究。现在的人们对食品的质量要求越来越高，食品的附加值越来越高。如何提高产品的附加值，进而提高产品质量，已经得到食品界的广泛关注。最近几年低温蒸汽技术的运用，使得蔬菜等食品有了新的发展方向。低温蒸汽技术在食品特别是蔬菜的加工生产中不断得到改进和推广，在日本地区已经形成规模，成向全球蔓延的趋势。相信在不久地将来，低温蒸汽技术会更加全面，推广到世界各地，在蔬菜的深加工中体现它的优势！第一章 脱水蔬菜的发展现状1.1 脱水蔬菜的加工理论1.1.1 脱水蔬菜的学科基础脱水蔬菜是一门崭新的学科分支,其发展建立于多种学科的基础之上 于勇,胡桂仙,王俊.脱水蔬菜的研究现状及展望J.粮油加工与食品机械,2003(4):63-65.。首先,一般干燥理论是其最基本的理论基础。它包括各种果蔬的传热传质规律及其模型的建立和分析;环境物理因素、干燥设备结构因素和物料本身状态等干燥因子对干燥质量的影响规律,以及各种控制条件下一般性的和特定的指标测量和分析。其次,食品化学理论是脱水蔬菜加工过程中必不可少的。它包括水分、维生素、矿物质、糖类和蛋白质等专项研究,以及生物自由基化学和酶学等相关理论。最后,数理统计理论是脱水蔬菜生产实验中寻找最佳工艺、建立数学模型的基础。如目前应用较多的正交回归设计、旋转回归设计和D -最优设计等。此外,光学、流变力学农业物料学等学科的知识,也常被用于分析各种现象和机理。1.1.2 蔬菜脱水后的理化特性蔬菜脱水后的物理特性蔬菜脱水后其水分含量降至4%13%,水分活度降至0.17左右,使微生物和酶处于不活动状态,产品密封或真空包装即可长期保存达23年;与新鲜原料相比,质量减轻1020倍;产品一般310min内即可复鲜,复水比为13.510.5 ,复鲜度大于90%。此外,蔬菜脱水造成了不适合微生物生长的环境条件,防止了微生物,特别是致病菌的生长繁殖,达到防腐、保鲜的效果 成城,脱水蔬菜的生产技术J.农村科技开发,1994,(5):14. 。 蔬菜脱水后的化学特性蔬菜细胞组织脱水后,引起蛋白质化学特性改变, 细胞膜透性加强,细胞的结构和功能发生改变,细胞水解, 一些贮藏物质和部分结构物质,如淀粉、糖、蛋白质、果酸以及少量的脂肪物质,在酶的作用下分解成简单物质,其中淀粉分解成葡萄糖,双糖转化成单糖, 蛋白质和多肽分解成氨基酸,原果酸分解成果胶酸。这一变化可以使蔬菜脱水后风味有所提高,鲜、甜味有所增加,可溶性和不稳定的成分损失大,而不溶性成分、矿物质损失较小。由此可见,作为蔬菜深加工产品的一种,脱水蔬菜具有质量轻、食用方便、贮存时间长、营养成分不流失等优点,是一种极具开发潜力的蔬菜深加工产品。1.2 国内外脱水蔬菜的现状目前,世界脱水蔬菜年出口量已达100多万t, 我国的脱水蔬菜也已发展成为出口年 20多万t,创汇5000多万美元的商品。脱水蔬菜的主要品种有胡萝卜、食用菌类、白菜、甘蓝、豆角、黄瓜、芹菜、青辣椒、蒜薹、生姜、马铃薯、大蒜、洋葱、竹笋、黄花菜、食用菌等。我国是世界脱水蔬菜生产和出口的主要国家之一，现有品种20多个，主要销往西欧、美国、日本、香港等国家和地区。据国家海关总署、国家商检局的统计资料显示，自90年代以来，我国脱水蔬菜的出口量每年以30的速度递增。目前，我国脱水蔬菜的出口总量约占世界总量的2/3 平凡.我国脱水蔬菜的现状、问题及对策.山东食品科技,2004(7):1-3.。 脱水蔬菜在国内也有巨大的市场潜力。大中城市的超级市场、方便面生产企业以及一些边远地区对脱水蔬菜的需求量也十分大。我国山东、广东等沿海地区的少数食品厂家对此进行了小批量生产，加工的冻干香葱、大蒜、蘑菇等正成为日本、欧美超级市场的高附加值、出口创汇的好产品。这些冻干品也非常适合作即食食品的汤料或配料，受到国内外厂家的欢迎。 1.3 加工脱水蔬菜的前进方向干制技术的发展、干制品质量的改善，特别是其不必冷藏以及处理方便等优点使干制技术至今仍不失为一种颇有价值的加工方法，故在各国的蔬菜加工业中均有一定的生产量，并在国际贸易中占有一席位置。调查显示，目前脱水蔬菜在国内外市场的需求缺口都比较大。近10年来，脱水蔬菜在国际市场的贸易额每年都超过20亿美元。在我国各类出口农产品中，作为劳动密集型产业的蔬菜，一直是我国较有竞争实力和增长潜力出口农产品。从整体水平看，我国脱水蔬菜产业整体实力还比较薄弱。建议蔬菜加工企业重点发展技术含量高，附加值高的脱水蔬菜、冷冻或速冻菜及蔬菜罐头等系列产品，进一步提升脱水蔬菜质量档次和国际市场竞争力。 第二章 真空干燥技术2.1 真空干燥技术的技术理论 蔬菜中存在着多种成分，如水分、蛋白质、多糖、矿物质、色素等。水分由于与这些非水分之间发生着多种理化作用，从而使蔬菜中的水分有着多种存在状态。一般可将蔬菜中的水分为游离水和结合水。游离水 ,即机械结合水和物化结合水,它主要以吸附和渗透方式存在于物料表面 、孔隙、毛细管之中。结合水 ,以化学结合形式存在于物品的组织中。真空干燥主要是蒸发游离水 ,而不是结合水。蒸发游离水 ,即在真空环境中 ,形成水分气压差，提供给蒸发热 ,使水分蒸发 ,使水分从蔬菜中排除的过程。2.2 真空干燥技术的应用及发展在真空环境下的干燥的方法在实践中有很多，如真空微波干燥、真空冷冻干燥、真空干燥等。微波加热均匀, 可以避免一般加热干燥过程由于内外加热不匀而引起的品质下降, 并充分保持了新鲜蔬菜内原有的营养成分。目前, 一些发达国家已经开发出应用微波技术的干燥设备, 如日本生产的小型微波减压干燥装置。其特点是采用大功率间歇式微波急速加热的同时形成真空环境, 以干燥食品 王俊.热风、远红外和微波干燥特点的比较J.农牧与食品机械,1993,(6):17-19.。但是，微波的缺点是建厂投资很大，对于一般的投资商和低利润的产品是不适合的。另一个缺点就是设备的操作复杂，这在无形中增加了员工培训的费用，而且容易在操作实践中出现错误。真空冷冻干燥工艺的一般过程 孙企达.真空冷冻干燥及其应用J.食品加工,2007,(9):20.为预冻结、真空干燥、解析干燥。真空冷冻干燥的最核心的理念就是将物料中的水分变成结晶水，然后进行升华处理，从而达到干燥的目的。它的主要优点是能保持新鲜食品的色香、味、形，最大限度地保存食品内部的维生素、蛋白质等营养成分，且复水性好，能在常温下保存较长的时间。因而被广泛地用于方便食品、调理食品等方面。但是冻干食品的缺点是加工工艺复杂，而且对产品质量及生产效率有决定性作用 徐言生.真空冷冻干燥食品的加工工艺特性J.食品加工，1999,(3):82-84. 。再者，由于食品内的水分在结晶的过程中，会形成很多不规则状冰晶体。这些冰晶体由于是在被迫的情况下形成的，这样就改变了细胞的原有结构，冰晶体上的棱角会对细胞造成切伤损害，冰晶体本身的形状也会对细胞造成挤压损伤 夏延斌.食品化学M.北京:化学工业出版社,2007:22-26. 。真空干燥在蔬菜等食品加工中，经过发展实践，已经相对成熟。比起以上两种方法和热风干燥等方法都有许多优点。真空干燥是采用真空干燥设备创造真空环境并提供少许热量，使物料在相对良好的温度下脱水干燥。真空干燥的使用温度一般为50-80。比起热风干燥 王 敏,李元瑞,陈锦屏.南瓜丝热风干燥工艺参数的试验研究J.农业工程学报,1 9 9 6,12 (4) :199 -203. ，真空干燥使用的温度相对较低，这样就避免了因为高温而产生对产品的种种影响，造成维生素等易热变性的物质的分解，蛋白质和氨基酸的变性，风味物质的转变等等。比起冷冻干燥，真空干燥不会在食品内产生结晶水，避免了因为水的结晶对产品造成的组织损伤，口感变差的情况。真空干燥的设备廉价，操作简单。主要设备有：原料清洗切分机、真空抽气机、真空干燥箱、包装机等设备。设备的组装也相对简单，比起微波干燥设备，很多方面都有优势。第三章 低温蒸汽技术3.1低温蒸汽技术的技术理论所谓低温蒸汽 Yagi.S.The explanation of the low temperature stream-heating processJ. The Japan Society of cookery Science, 2005(38): 209-213.，顾名思义，就是指温度相对较低的水蒸气。一般由水加热蒸发的水蒸气多在100以上甚至几百度，温度太高势必会对所处理的物料造成物理和生化上的不良影响，这种温度下的水蒸气是不能用来处理蔬菜的。怎样得到较低温度下的水蒸气是低温蒸汽技术的关键一步。产生低温水蒸气的方法有几个：一，将高温水蒸气通过降温或冷却变成低温水蒸气；二，直接产生低温水蒸气。将高温水蒸气变成低温水蒸气的降温方法有很多，可以根据物料的属性、厂区特点、建厂能力所定。直接产生低温水蒸气的方法也有很多，也要具体情况具体分析。经过低温蒸汽处理过的蔬菜有很多优点。低温蒸汽可以是使产品的营养物质富集，产生一些必需的新氨基酸如赖氨酸 汪东风.食品化学M.北京:化学工业出版社,2009:126-129.，而且，大肠杆菌在55下即可杀死，采用60中性温度可以杀死大部分大肠杆菌等其他有害杂菌 Shouhei Yaghi .The Sterilization Effects of the Low Temperature Steam-Heating Process on VegetablesJ.The Japan Society of cookery Science,2007(6):384-389.。 不但保证了避免不良因素对产品造成的破坏，还提高了产品的食用价值，所以低温蒸汽的技术有很大发展空间和应用前景。3.2 低温蒸汽技术的应用及发展日本群山女子短期大学食品科学研究室开发，日本会津天宝酿造神指工场应用蒸气加工磨菇与蔬菜新技术，低温蒸气加热加工法项目起动，取得良好效益。新技术是将蘑菇菜类于5580蒸气加热5min到1h后急速冷却，能保持蘑菇、蔬菜等原来的色香及咀嚼感，食味及对人体有用的功能改善物质增加，鲜度感丰富，卫生安全，食品保存性提高。新技术的应用可望开发出系列鲜度感强的新型加工食品及色拉感浅等新感觉加工食品。低温蒸汽技术的应用在日本开始的相对较早，最近几年，低温蒸汽技术得到了不断的创新和改进，已经普及大多数蔬菜品种。接下来的低温蒸汽技术会朝着更加专业化、多元化、全球化的趋势发展。不久的将来，人们都可以享受到低温蒸汽技术带来的科技成果。4 金瓜的简介及功能特性南瓜，浙南、福建、台湾、山东东平地区称为金瓜，在河南省部分地区也叫北瓜、倭瓜。南瓜不仅营养价值高，而且具有极好的保健作用。近几年，南瓜食品在日本、韩国、东南亚等国倍受消费者青睐，其主要原日就是南瓜对于高血压、糖尿病、动脉粥样硬化、顽固性便秘等疾病具有很好的辅助治疗作用。南瓜中富含的果胶可粘结人体内多余的胆固醇。防止动脉粥样硬化 陈智民,王修梅,揭羽青,等.南瓜粉降血糖降血压作用的人体研究J.江西中医药，1994,25(2):23.。果胶也具极强的吸附性。能粘结和消除人体内细菌毒性和其它有毒物，具有抗环境毒物的作用；南瓜中含有的酶类成分，能破坏亚硝胺和食品中某些农药有害物等致癌物质；南瓜中含有的一些有效成分能帮助肝、肾功能减弱的患者增加肝、肾细胞的再生能力；并促进体胰岛素的分泌 张炳文.保健型真空油炸南瓜脆片的研制J. 适用技术市场,1994(2):8-9.。南瓜所含的营养元素除了有降血脂、抗癌、增加肝功能的作用外，南瓜中含有丰富的维生素E和-胡萝卜素。维生素E具有很强的抗氧化作用， 能有效地保护肌体免受一些氧自由基和过氧化物的损害，并可能具有一定的抗衰老作用。-胡萝卜素在肌体内能转变为人体具有重要生理作用的维生素A，维生素A对上皮细胞的正常生长和分化、 维持正常视觉、促进骨骼发育及肌体抗癌防癌等方面具有重要生理作用 贺小琼,陈彦红,肖建春,等.南瓜粉开发及营养成分分析J.昆明医学院学报,1999,20(3):46-48.。南瓜中含有丰富的瓜氨酸，可以驱除寄生虫，治疗血吸虫病及晚期血吸虫腹水等症状均有一定的疗效。另外南瓜还有明目、降脂、预防肥胖等作用 刘软枝,赵玉安.南瓜的功能特性J.中国食品与营养,2006(3):47-48.Dehydration vegetable technology research and reviewed applicationWang Jin，Zhang JiwuSchool of Food and Drug, Anhui Science and Technology University, Fengyang 233100, Anhui, ChinaAbstract: This study to dehydration vegetable technology method and its application as the research object, and in consideration of the low temperature vegetables dehydration technology method steam and vacuum technology in the vegetables in the two dehydration process the present situation of the application and research prospects. With reference to the research results at home and abroad, and concludes that the dehydration vegetable have been widely accepted, and society has a certain amount of development. Low temperature steam in the processing of vegetable i