（食品科学专业论文）高复水性无硫竹笋干的生产技术研究.pdf

摘要 高复水性无硫竹笋干的生产技术研究 食品科学专业硕士研究生龚平 指导教师阚建全教授 摘要 二氧化硫在果蔬加工中具有抑制氧化酶、美拉德反应、漂白、抗氧化等功能，可保持果 蔬加丁制品良好的色泽和感官品质。但是人体长期摄入二氧化硫及亚硫酸盐等会破坏维生素 b 。，影响生长发育，易患多发性神经炎，出现骨髓萎缩等症状，也会造成肠道功能紊乱，从 而引发剧烈腹泻、头痛、损害肝脏，影响人体营养吸收，严重危害人体的消化系统健康。竹 笋干为了得到良好的感官品质，常加入二氧化硫，这已引起国内外各方的广泛关注。鉴于此， 利用新鲜竹笋，开发无硫竹笋干的脱水加- 技术，具有非常重要的意义。 本文拟采用现代的干燥技术，对竹笋的脱水技术进行了较系统的研究：利川现代的果蔬 护色技术，研究了竹笋在干燥预处理中添加无硫护色剂以达到无硫的加下和添加复水剂以达 到竹笋干的高复水性，最终获得了高复水性无硫竹笋干的脱水技术。主要研究结果如f ： ( 1 ) 通过对竹笋干无硫脱水技术的系统研究，研究结果表明，微波干燥和先热风后微 波的联合干燥方式不适合干燥竹笋，而热风干燥和先微波后热风的联合干燥方式适合竹笋的 干燥，但先微波后热风的联合干燥方式能较好的节省干燥时间、保持产品质量；竹笋热风干 燥的较佳t 艺条件是笋片厚度l c m ，长度8 c m ，漂烫时间为8 m i n ，漂烫温度9 0 ，热风干 燥风速2 1 m s ，热风干燥温度9 0 ，干燥5 h ；竹笋的较佳先微波后热风联合干燥工艺条件 是：笋片厚度l c m ，长度8 c m ，9 0 漂烫8 m i n ，2 8 0 w 微波干燥1 2 m i n 后转入在热风风速2 1 m s ， 热风温度8 0 下的热风干燥2 h 。 ( 2 ) 竹笋的无硫护色技术研究表明，氯化锌不适合作为竹笋干的护色剂，其他护色剂 中较优效果分别是o 1 柠檬酸、0 1 抗坏血酸、0 2 半胱氨酸、o 3 e d t a 一2 n a ，其护色 效果q 值分别是1 1 7 5 3 、1 0 7 5 8 、1 2 4 5 3 、1 2 6 4 1 。在柠檬酸、e d t a - 2 n a 、半胱氨酸的止交 组合中，没有一个冈素显著，且选取的正交组合0 2 柠檬酸+ o 2 半胱氨酸+ 0 3 e d t a 2 n a 的护色效果还不如单一护色剂0 3 e d t a 2 n a 。最优的护色。 艺条件是0 3 e d t a 2 n a 。 ( 3 ) 无硫竹笋干的复水技术研究表明，蔗糖组、麦芽糊精组对笋干的复水效果随蔗糖 或麦芽糊精溶液浓度的增人而增强，氯化钠纽对笋干的复水效果随氯化钠溶液浓度的增人而 减弱；单一复水剂中复水效果最好的是1 5 麦芽糊精，竹笋干的复水比达6 6 8 ，复水速率 1 6 7 h 1 。正交试验中麦芽糊精对复水效果的影响显著，其余两个因素都不显著；复水处理最 两南火学硕十学何论文 曼iii； 二i； 一 n ua mno i 鼍曼! 皇曼! 皇皇皇皇皇鼍曼烹 优组合是1 5 蔗糖+ 5 氯化钠+ 1 5 麦芽糊精。在此条件卜，复水比为8 6 ，复水速率是4 1 5 h 1 ，人人优丁单一组合。 ( 4 ) 通过本实验技术制备的无硫竹笋干与对照组和硫制组制各的竹笋干的晶质对比研 究，发现本试验本实验技术制备的无硫竹笋干品质大大优于对照组和硫制纽，成本仅比对照 组高o 0 5 元l ( g ，比硫制组高0 0 4 元；k g ，证明该t 艺是切实可行的。 关键词：竹笋干无硫加工干燥技术护色技术复水技术 l l a b s t r a c t s t u d y o nt h em a n u f a c t u r e t e c h n o l o g yo f h i g hr e h y d r a t i o nd r i e db a m b o os h o o t w i t h o u ts u l f e rd i o x i d e c a n d i d a t e ：p i n gg o n g a d v i s o r ：p r o f j i a n q u a nk a n a bs t r a c t t h es u l f u rd i o x i d eo f f e r st h ei n h i b i t i o no fe n z y m e ，b l e a c h i n ga n da n t i o x i d a n tf u n c t i o n sa n d a l s oc a nm a i n t a i ng o o ds e n s o r yq u a l i t ya n di m p r o v et h er e h y d r a t i o nr a t i oo f v e g e t a b l ea n df r u i t s b u ti n t a k i n gt h es u l f u rd i o x i d ef o ral o n gt i m em a k et h ep e o p l eb e c o m eb a dd i g e s t i o no f b i ，a b n o r m a lg r o w t ha n dm u l t i n e u r i t i s ，e v e nt h ea t r o p h yo fm a r r o w , i ta l s om a k e sd i s o r d e ro f i n t e s t i n a lf u n c t i ow h i c hl e a d st ot h ef i e r c el a c n e s s ，h e a d a c h ea n dh a r m f u lt ot h el i v e lb a di n f l u e n c e o fn u t r i t i o nb i o a v a i l a b i l i t y p e o p e l ea l w a y sa d d ss u l f u rd i o x i d et oo b t a i nr h eg o o ds e n s o r yq u a l i t y o fd r i e db a m b o os h o o t i th a sr e s u l t e di nt h ee x t e n s i v ea t t e n t i o n sb yi n t e r n a t i o n a la n dd o m e s t i ce y e s b a s e do nt h ea b o v es i t u a t i o n ，u s i n gt h ef r e s hb a m b o os h o o tt o e x p l o i tt h et e c h n o l o g yo f d e h y d r a t i o no fb a m b o os h o o tw i t h o u ts u l f u rd i o x i d ei sav e r ym e a n i n g f u lt o p i c t h i sa r t i c l eu s e st h ea d v a n c e dd e h y d r a t i o nt e c h n o l o g yt os t u d yd e h y d r a t i o no ft h eb a m b o o s h o o t a c o o r d i n gt ot h ea d v a n c e dm e t h o do fa d d i i t o no fa n t i - b r o w n i n ga d d i t i v ea n dr e h y d r a t i o n a d d i t i v ed u r i n gt h ep r e t r e a t m e n tp r o c e s st os u b s t i t u t et h ef u n c t i o no fs u l f u rd i o x i d ei nt h ep r o c e s s o fd e h y t r a t i o n ，w eo b t a i nag o o dd e h y d r a t i o nt e c h n o l o g yo fh i g hr e h y d r a t i o no fd r i e db a m b o os h o o t w i t h o u ts u l f u rd i o x i d e t h em a i nr e s u l t so f s t u d ya r ea sf o l l o w i n g ： ( 1 ) t h es t u d yo nt h ed e h y d r a t i o nt e c h n o l o g yo fd r i e db a m b o os h o o tw i t h o u ts u l f u r d i o x i d es h o w st h a tt h em i c r o w a v ed r y e ra n dh o ta i r - m i c r o w a v ed r y e ra r en o ts u i t a b l ef o rt h e d e h y d r a t i o no fb a m b o os h o o t ，h o ta i rd r y e ra n dm i c r o w a v e - h o t a i rd r y e ra r ea v a i l a b l ef o rt h e i i i 两南人学硕十学位论文 皇曼! ! ! ! ! 鼍蔓曼! ! ! 苎! ! ! ! 曼! 鼍! ! ! i ；i。! 皇! 皇! 竺皇! ! ! ! ! ! 曼! ! ! ! ! ! ! ! 鼍 d e h y d r a t i o no fb a m b o os h o o t t h em i c r o w a v e - h o t a i rd r y e rn o to n l ys a v et h ed e h y d r a t i o nt i m e ，b u t a l s om a i n t a i nt h eq u a l i t yo fp r o d u c t s t h eo p t i m a lt e c h n o l o g yo fh o ta i rd r y e ri s ：t h i c k n e s sl c m ， l e n g t h8 c m ，9 0 。cs t r e a m i n gf o r8 r a i n ，h o ta i rv e l o c i t y2 1m s ，h o ta i rt e m p e r a t u r e9 0 c ，d e h y d r a t i o n t i m e5 h 1 1 1 eo p t i m a lt e c h n o l o g yo fm i c r o w a v e - h o ta i rd r y e ri s ：t h i c k n e s sl c m 。l e n g t hi s8 c m ，9 0 c s t r e a m i n gf o r8 m i n 。2 8 0 wm i c r o w a v ed e h y d r a t i o nt i m e1 2 m i n ，t h e nh o ta i rv e l o c i t y2 1 r n s ，h o ta i r t e m p e r a t u r e8 0 d e h y d r a t i o nt i m e2 h ( 2 ) t h es t u d yo nt h ea n t i - b r o w n i n gt e c h n o l o g yw i t h o u ts u l f u rd i o x i d eo fd r i e db a m b o os h o o t s h o w st h a tt h ec h l o r i d ez i n ci sn o ts u i t a b l ef o rt h ea n t i - b r o w n i n ga d d i t i v ef o rd r i e db a m b o os h o o t ， a m o n gt h eo t h e ra n t i - b r o w n i n ga d d i t i v e s 0 1 a s c o r b i ca c i d 、0 1 c i t r i ca c i d 、0 2 c y c t e i n e 、a n d o 3 e d t a 一2 n ai sh a sg o o da n t i - b r o w n i n ge f f e c t s 1 1 1 eqv a l u eo fa d d i t i v e sm e n t i o n e da b o v ei s 1 1 7 5 3 、1 0 7 5 8 、1 2 4 5 3 、1 2 6 4 1 ，r e s p e c t i v e l y t h e r ei s n op r o m i n e n tf a c t o ri nt h eo r t h o g o n a l e x p e r i m e n t a n dt h eo r t h o g o n a lc o m b i n a t i o n0 2 c i t r i ca c i d + 0 2 c y c t e i n e + 0 3 e d t a 2 n ai sn o t b e t t e rt h a nt h es o l oa d d i t i v eo 3 e d t a - 2 h a s ot h eo p t i m a la n t i - b r o w n i n gc o n d i t i o ni s o 3 e d t a 2 n a ( 3 ) t h es t u d yo nt h er e h y d r a t i o nt e c h n o l o g yw i t h o u ts u l f u rd i o x i d eo fd r i e db a m b o os h o o t s h o w st h a tt h er e h y d r a t i o ne f f e c to fs u c r o s eg r o u pa n dd e x t r i ng r o u pi n c r e a s ew i t ht h er i s i n go f c o n c e n t r a t i o n t h es o l oo p t i m a lr e h y d r a t i o na d d i t i v ec o n d i t i o ni s15 d e x t r i n ；t h er e h y d r a t i o nr a t i o i s6 6 8 ，r e h y d r a t i o nv e l o c i t y i s1 6 7 h d e x t r i ni st h ep r o m i n e n tf a c t o ro f o r t h o g o n a le x p e r i m e n t ，t h e o t h e r sa r en o t t h e o r t h o g o n a lo p t i m a lr e h y d r a t i o n a d d i t i v ec o n d i t i o n ：15 d e x t r i n 15 s u c r o s e + 5 s o d i u mc h l o r i d e ，a n dt h er e h y d r a t i o nr a t i oi s8 6 ，r e h y d r a t i o nv e l o c i t y i s1 6 7 h l u l e o r t h o g o n a lo p t i m a lr e h y d r a t i o na d d i t i v ec o n d i t i o ni d b e t t e rt h a ns o l oo n el a r g e l y ( 4 ) a c c o r d i n gt h ec o m p a r i s o no fd r i e db a m b o os h o o tm a d ei nl a bb e t w e e nt h ec o n t r o lg r o u p a n ds u l f u rd i o x i d eg r o u p ，w ef o u n dt h a tt h eq u a l i t yo fd r i e db a m b o os h o o tm a d ei nl a bi sb e t t e rt h a n t h ec o n t r o lg r o u pa n ds u l f u rd i o x i d eg r o u pl a r g e l y , t h ec o s to fl a bo n ei so n l y0 0 5 y u a n k gd e a r e r t h a nc o n t r o lo n e ，0 0 4 y u a n k gd e a r e rt h a ns u l f u rd i o x i d eg r o u p i ta p p r o v e st h a tt h et e c h n o l o g yi d f e a s i b l e k e yw o r d ：d r i e db a m b o os h o o tp r o c e s sw i t h o u ts u l f u rd i o x i d e d e h y d r a t i o nt e c h n o l o g y a n t i - b r o w n i n gt e c h n o l o g yr e h y d r a t i o nt h e c h n o l o g y 独创性声明 本人提交的学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。论文中引用他人已经发表或出版过的研究成果，文中已加 了标注。 学位论文作者： 势夸 签字日期： 砒年舌月4 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解西南大学有关保留、使用学位论文的规 定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允 许论文被查阅和借阅。本人授权西南大学研究生部可以将学位论文的 全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫 描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：口不保密， 口保密期限至年月止) 。 学位论文作者签名：影，季 导师签名：厣芬彭气 签字日期： 1 。，年厂月妒日 签字日期： 撕6 月仁日 l 第1 章文献综述 第1 章文献综述 1 1 竹笋概述 竹笋，别名笋或闽笋，为多年生常绿草本植物，食用部分为初生、嫩肥、短壮的芽或鞭。 竹原产中国，类型众多，适应性强，分布极广。全世界共计有3 0 个属5 5 0 种，盛产于热带、 亚热带和温带地区。中国是t t c 界上产竹最多的国家之一，共有2 2 个属、2 0 0 多种，分布全国 各地，以珠江流域和长江流域最多，秦岭以北雨量少、气温低，仅有少数矮小竹类生长。我 国优良的笋用主要竹种有长江中下游的毛竹( 忍吵_ f o s t a c h y s p u b e s c e n e a z e l ，江西等地区) 、 早竹( 尸p r a e c o x 历c h ue t & c h a o ) 和珠江流域、福建、台湾等地的竹( s i n o c a l a m u s l a t i f l o r u sm c c l u r e ) 和绿竹( so l d h a m im c c l u r e ) 等。毛竹、早竹等散生型竹种的地下 茎入十较深，竹鞭和笋芽借土层保护，冬季不易受冻害，出笋期主要在春季。竹、绿竹等丛 生型竹种的地下茎入土浅，笋芽常露出十面，冬季易受冻害，出笋期主要在夏秋季。竹原产 热带、亚热带，喜温怕冷，主要分布在年降雨量1 0 0 0 m m - - 2 0 0 0 m m 的地区。毛竹生长的最适温 度是年平均1 6 - - - 1 7 c ，夏季平均在3 0 以下，冬季平均在4 左右。竹和绿竹要求年平均温 度1 8 2 0 ，1 月份平均温度在1 0 以上。故在我国南方竹林茂盛，而北方竹林稀少。竹需 要十层深厚，土质疏松、肥沃、湿润、排水和通气性良好的土壤，土壤p h 值以4 5 7 为宜。 在我国，食用竹笋历史悠久，曾有“素食第一品”，“无笋不成席”之说。按采时可分为 冬笋、春笋、毛笋、鞭笋等多种。冬季藏在士中的为冬笋，色泽洁白，肉质细嫩，鲜美无比， 有“笋中皇后“之誉。春天破十而出的叫春笋，笋体肥人，美味爽口。夏秋季生长在泥土中 的嫩权头是鞭笋，状如马鞭，色白，质脆，味微苦而鲜。在夏秋季上市的笋，除鞭笋外，还 有广笋、黄枯笋、卷笋、绿竹笋等。诗经有云：“加豆之实，笋菹鱼墟”，表明人民食用竹 笋有二千五百年以上的历史了。 根据竹笋各部分的营养成分测定，鲜笋含水量9 0 左右，竹笋中能被人体吸收的总糖2 5 以上，脂肪0 0 5 左右，膳食纤维0 0 6 0 1 2 ，含有人体所需的蛋白质3 左右和1 7 种氨基酸还含有c r 、z n 、m n 、f e 、n i 、c o 、c u 等多种矿物元素。可见竹笋蛋白质和膳 食纤维含量高，脂肪和淀粉含量低，从而对患有肥胖症、高血压和心血管疾病及糖尿病的人 大为有益。纤维素能促进肠道蠕动，对便秘的人亦有益。因此竹笋越来越受欢迎。 竹笋作为一种低脂肪、低糖，低热量的天然保健食品，具有“天然去雕饰，清水出芙蓉” 般的洁净，亦无化学、农药、灰尘的污染，满足了现代人同归自然的心理，故备受消费者的 青睐。咳嗽多痰、胸隔不利，常吃凉拌笋有疗效；春笋煮粥，可治胃肠有热、小便不利、大 便不畅。有高血压、冠心病、动脉硬化、糖尿病、便秘等老年性疾病的患者常吃竹笋也有辅 助治疗的作用。 两南人学硕十学伊论文 虽然竹笋营养丰富，味道鲜美，但是也含有人体不宜用的成分草酸盐。人们必须根据自 身的情况来选食竹笋。患有泌尿系统疾病和结石的患者不宜多吃，竹笋中的草酸盐易与其他 食物中的钙质结合成难以溶解的草酸钙，加重病情：少年儿童不宜多吃，因为他们是正处在成 长发育期的未成年人，骨骼的成长需要大量的钙质，而草酸盐会影响机体对钙的吸收。 另外，竹笋乃寒性食品，有涩味，含较多的粗纤维，容易使胃肠蠕动加快，对胃溃疡、 十二指肠溃疡、胃出血患者极为不利，慢性胃肠炎病患者也不易康复。为了减少草酸盐对人 体的影响，食用时最好将竹笋在开水中煮5 m i n - - l o m i n ，利用高温来分解、去掉大部分革酸 和涩味，捞出后再配以其他食品烹饪。 1 2 竹笋加工的研究现状 在各种半成品保藏形式中，硫制加上是一种被普遍采用的方式。硫制是以二氧化硫熏蒸 和亚硫酸盐溶液浸泡果蔬，使果蔬原料得以长期保藏的方法。浸硫是利用- 亚硫酸钠、亚硫酸 氢钠、低亚硫酸钠、焦硫酸钠等含硫溶液浸泡原料；熏硫就是通过燃烧硫磺产生二氧化硫 而作用于食品。经处理后的原料，亚硫酸盐与其中的糖、蛋白、色素、酶、维生素、醛、酮 等作用后，以结合型和游离型的s 0 。2 形式残留在食品中。弧硫酸盐类能抑制微生物活动， 其作用机理是：亚硫酸能穿过微生物细胞壁，与半胱氨酸结合成硫酯，减少酶中的二硫键， 与乙醛形成弧硫酸氢盐的加成化合物，降解硫胺素和辅酶，干扰需n a d 的日于吸作用，导致微 生物夕e 亡；另外，亚硫酸盐还有强还原性，能消耗食物中的氧，抑制嗜气菌的活性，进而达 到防腐的目的幢。二氧化硫及硫酸的还原作用还可以破坏酶的氧化系统，并且其本身能够 与氧发生反应，消耗氧生成硫酸，从而阻1 ：酶促褐变发生以及由各类有氧参与的氧化反应， 减少了这些物料的变质和变色。如阻j = 单宁等物质发生酶促褐变而变黑；抑制由还原糖与氨 基酸发生美拉德反应而导致的1 卜酶促褐变。较之其它保藏方法，硫藏在各类食品中可显示多 种技术效果：除具有良好的防腐功能外，还具有防褐变、漂白、抗氧化等作脂；操作方便， 无须冷热处理，可保持原料新鲜的状态和质地，较好的保持原料品质；成本低廉。因此，凉 果、蜜饯等的半成品保藏，硫藏是除盐腌保藏外的另一种重要保藏方式。但该方法应用不当， 如在半成品中超量使用，或在制作成品前脱硫不足，常造成产品中的二氧化硫残留超标的问 题。 早在1 9 8 1 年澳大利弧和美国科学家等就提出了亚硫酸盐的安全使用问题，人体长期摄入 二氧化硫及硫酸盐等会破坏维生素b 1 ，影响生长发育，易患多发性神经炎，出现骨髓萎缩 等症状，困此具有慢性毒性；如果长期食用硫磺熏蒸的食鼎，会造成肠道功能紊乱，从而引 发剧烈腹泻、头痛、损害肝脏，影响人体营养吸收，严重危害人体的消化系统健康。硫酸 盐还会引发，支气管痉挛食用过量可能造成呼吸困难、呕吐、腹泻等症状，气喘患者食入过 量，易产生过敏，可i l i j i 发哮喘，“亚硫酸盐还是杀伤力巨人的致癌物质”。1 此类漂白齐f j 还 2 第1 章文献综述 i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i 具有掩盖发霉的蜜饯半成品、银耳等的霉斑，困此经过此方法处理过的产品还可能属以次充 好，对消费者身体健康更加不利；同时熏蒸用的t 业硫磺由于纯度不高，可能还含有砷等有 害微量元素，对人体的危害性较大。 就目前而言，我国食品中二氧化硫残留量超标的现象时有发生，且有愈演愈烈之势。造 成其超标的主要原冈不外乎某些不法商贩片面追求经济利益，为使产晶保持鲜艳色泽、延长 食品的保质期而过量使用二氧化硫熏制或浸泡。如前不久，北京市就有3 5 种食品因二氧化硫 含量超标而被北京市食品安全办责令全市下架。含量超标的食品多数为果脯、瓜子、笋干、 金针菇等干制品h 1 ；2 0 0 3 年第1 季度，国家质检总局对蜜饯产品质量抽查结果表明，产品抽 样合格率仅为5 3 7 。二氧化硫残留量超标与过量使用糖精钠、苯甲酸，着色剂并列的四人 问题之一。 竹笋加工业受制于竹笋生产期短，产量集中，新鲜原料不易贮藏等问题，为延长加_ t 期 限，满足产品周年生产和上市的需求，生产上常对新鲜原料进行一定程度的硫制处理，以半 成品的形式保藏起来，留待后续加工使用；而竹笋在生产加工中为保持色泽鲜艳、延长产品 的保质期和提高加j ：质量也会在预处理中添加二氧化硫。云南地区徐平利 j 苯甲酸钠、焦亚 硫酸钠作化学i 条) j n 剂保存竹笋，但冈该类添加剂毒性较人，应用受剑限制。徐俐| 6 1 报道使用 硫熏后的半成品竹笋加工竹笋罐头，存在着二氧化硫残留量火大超过国家标准的问题，需要 额外进行脱硫处理。张海树1 7 】报道传统的玉兰片，在加工过程中采用二氧化硫熏制的方法进 行护色，熏制时间长达3 0 小时，玉兰片制晶存在着严重的二氧化硫残留量超标的隐患；江西 商报【8 1 报道一家竹笋加f 点，大量使用亚硫酸溶液浸泡竹笋以延长竹笋保质期，贵州都市报 旧1 报道某竹笋加一f ：站采用对人们身体健康产生非常有害的影响。对竹笋的进行无硫加丁已经 成为竹笋加工的最新趋势，采用添加其他护色剂的方法代替二氧化硫的保藏效果，做到在无 硫的情况下，也能加上出较好的竹笋制品叭。吴建生1 报道采用酸性氯化钠护色处理比亚硫 酸氢钠护色有更好的效果。张伟光u 2 1 报道在绿竹笋干制工艺中，采用0 1 5 柠檬酸 + 0 0 2 e d t a n a 溶液代替二氧化硫护色，能有效防止竹笋在干制中的褐变现象。李加兴报 道了在篌竹笋真空冰冻干燥：f 艺预处理中，采用0 2 抗坏血酸+ 0 1 柠檬酸+ 0 5 氯化钠进行 护色处理，可明显提高竹笋的感官效果。李安平1 报道微波干燥毛竹笋时，用n g 漂白剂护 色代替亚硫酸钠护色有更好的感官质量。肖丽霞5 i 报道在热加上竹笋时添加自制由柠檬酸、 抗坏血酸、山梨酸钾组成的护色液后有更好的保藏品质。 1 3 脱水与复水加工技术的研究现状 很早以前，人们就开始利川脱水干燥的方法把食物脱去水分，以延k 食物的保存期。脱水 技术的开发目的是控制食物内残余的水分，保证产品内微生物的数量低，使产品具有较长的 保存期，而且使保留产品的原有香味及维持良好的色泽。脱水技术一般可应用于不同的食品， 3 两南人硕 j 学伊论文 就果蔬而言，就包括有苹果、青香蕉、椰子、洋葱、大蒜、- 十豆、青椒、芹菜、荷兰芹、胡 萝卜、豌豆、卷心菜、菠菜、葡萄、甜菜等诸多新鲜水果和蔬菜。复水是脱水干制品在水中 浸泡重新吸收水分的过程。由于干燥是一个典型的非稳态不可逆过程，因此脱水制品想要通 过复水完全恢复品质几乎是不可能的n 引。复水性的好坏是衡量脱水果蔬品质的重要指标，包 括复水比和复水速率。传统的方法是通过控制复水时的浸泡温度、时间和用水量来达到目的。 近年来，通过预处理中添加亲水性的添加剂，如通过浸泡，在脱水竹笋的组织结构空隙中渗 入麦芽糊精、蔗糖、食盐等亲水性物质来提高复水效果7 1 9 1 。 1 3 1 热风干燥的脱水原理和应用 我国竹笋的脱水加工9 0 以上都是使用热风干燥的方式进行，它具有能耗低( 与其它干燥 方法相对而言) 、生产方法相对简单、产量高等优点啪1 。其干燥机理是竹笋内部水分通过扩 散到达外界。该方法的主要特点是通过合理的温度与风速来促进竹笋内部水分的扩散。从标 准干燥曲线可分析一般食物的脱水过程，标准干燥曲线可以分三个阶段进行分析：常率期、降 率期和扩散期。 ( 1 ) 常率期 在干燥曲线的常率期，食物粒子最容易释放出水分，而所脱去的人部份水分多存在于粒子 的表面。在此阶段，可以采用较高的干燥温度及较大的空气流速进行干燥脱水。当表面的水 分干掉后，热力向粒子中心的传导便会降低。也就减慢了热力往粒子中心的传递速度，与此 同时，粒子中心的水分要抵达表面以进行蒸发也显得较困难，降低了质量传递的速度，继而 进入了降率期。 ( 2 ) 降率期 当食物粒子进入降率期时，由于表面蒸发速率的下降促使食物对热变得敏感，而且表面 水分的蒸发冷却作用也会因而下降。这时干燥环境的控制必须随之而改变，空气的温度必须 减低，且只需要较少量的空气。由于在这阶段所需脱去的水分是位于食物粒子较深入的位置 热力必须要穿透更深，故此需要更长的时间去完成这个程序，干燥曲线亦冈而开始变得平坦 起来。 ( 3 ) 扩散期 在干燥曲线最后的扩散期，食物粒子的毛细作用把水分锁着不易释放出来，再加上几近 干透的粒子之绝热性能令粒子内的水分更难去掉，此时必须采i j 更低的干燥温度米避免食物 过热或焦化，并且使用非常小的气流为宜。经过这阶段之后，食物干燥的t 序便告完成。之 后，食物粒子可继续进行烘烤或色素及香味的控制。在整个干燥过程中，脱水的时间以最短 为佳。脱水的速率与干澡机内的干球温度成止比，只要能调校最犬可能的干球温度与最小的 湿球温度，便能得出最有效的脱水干燥效果。 张可喜乜对槟榔进行热风干燥，确定了较佳的槟榔热风干燥的工艺参数。诸爱士1 2 2 1 用隧 4 第1 章文献综述 道式热风干燥两芹，发现8 0 下，1 3 4 m s 的干燥条件下，能得到感官与复水性均较好的西 芹干制品。林启训幢3 1 采用热泵干燥绿竹笋，在干燥温度6 5 c ，风速1 5 m s 得到了脱水效率 最高、能耗最小、营养成分保留最大的工艺参数。王琳幢引采用热风干燥山楂，发现山楂热风 干燥温度最适宜7 5 ，热风风速对干燥质量影响不大，且干制品质量高。刘清斌【2 3 1 对复水黑 木耳进行热风干燥发现，相同干燥温度下，热风风速越快，干燥速率越快，且干燥预热与恒 速阶段比较快而降速阶段比较慢。周荣芬啪1 利用筛式热风干燥设备生产脱水卷心菜，得到了 符合出口标准的产品。宋现君幢采用的热风干燥技术生产的脱水胡萝卜粒色泽亮洁、营养丰 富、口感清脆。 1 3 2 微波干燥脱水的原理、特点及应用 现在研究的比较多的是竹笋的微波脱水技术。微波是频率在3 0 0 姗z 3 0 0 g h z ( 相当于 波长i m m 一- - im ) 之间的电磁波。在工业上允许使用两个频率即9 1 5 e l z 和2 4 5 0 m l l z 。微波加热 干燥是利用发生在分子和原子水平的极化作用。在交变电磁场的作用下，物料内的极性分子 从原来的随机分布状态，转向依照电场的极性排列取向，由于分子间的摩擦挤压作用l 2 8 ，使 物料迅速发热。由丁它采用的是一种穿透式加热方式，使被加热物体本身成为发热体，没有 常规加热的热传导过程，从而避免表面硬化及干燥不均匀等现象。在微波场的作用f ，竹笋 中的水分吸收微波能而迅速蒸发膨胀，在竹笋表面形成无数的细小孔隙，这些孔洞不仅加快 了水分的蒸发，而且改善了笋干的复水性啦引，提高了产品的品质。 利用微波干燥果蔬的优点有m 1 ：在降速干燥阶段干燥更有效；能鼙在物料中迅速 分散； 容易与其它干燥技术联合使用；根据适当的产品特性集中局部加热；避免过 热( 防止表面温度过高) ：可使物料膨松；可与真空处理相结合降低产品温度；减小水 溶性成分转移；节约能源。利用微波干燥果蔬存在的缺点有：加热不均匀问题。产 品边缘和角落温度过高可能导致不可逆的过热：需要通过控制能量输入来控制质鼍传递， 冈为传质太快可能会引起食品组织“蓬松”破坏；初始投资太大，影响了微波能的应用； 操作费用大，昂贵的磁控管需要频繁更换。 k e v i n 口别认为微波干燥是一种安全有效的干燥方式，同时在干燥中便丁控制水分从而达 到整体统一干燥。李安平引报道微波干燥毛竹笋，在笋片厚度5 m m ，微波功率0 7 5 k w k g 。f ， 可得到色泽洁白，复水性好的竹笋产品。杨金英n ”报道微波干燥春笋的较佳干燥i ：艺参数是 前期功率3 7 5 w ，后期功率1 5 0 w ，转换时干基含水量6 0 0 。莫小曼旧刮报道微波干燥香蕉片， 得到的产品比较可口。张洁1 35 】利用微波干燥香蕉片的最佳j 【艺参数是：前期功率9 0 0 w ，2 m i n ； 后期功率3 7 5 w ，i i 3 r a i n 。李远志m 研究了不同微波处理对马铃薯脆片的影响，发现微波功 率高，薯片脆度好，初始含水量1 5 左右的薯片进行微波干燥具有较好的膨化度。肖宏儒| 3 7 1 报道微波干燥金银花，可保持其色、香、味不变，且提高了金银花的规格和加：r 效率。王俊 5 陌南人学硕卜学伊论文 对稻谷的微波干燥特性及模型作了研究，认为微波干燥有利于稻谷的长时间储藏。 1 3 3 联合干燥脱水的原理和特点 果蔬中的水以游离水、胶体结合水和化合水3 种不同的状态存在。大部分游离水和胶体 结合水在干燥过程中能被除去，化合水一般不能用干燥的方法除去。联合干燥则利用各种干 燥方式的优点，在不同干燥阶段采用不同的干燥方法，分别以蒸发或升华等方式除去人部分 游离水和胶体结合水。同时，联合干燥以减少干燥时间、降低能耗提高质量、便丁操作、利 于环保、安全高效为基本原则。多数联合干燥具有速度快、时间短的特点，例如热风一微波 联合干燥，由于微波加热的特殊整体方式加热使物料温度短时间内快速升高，且温度梯度和 水分蒸发方向相同，致使干燥时间很短。多数联合干燥产品的性价比较高，如热风和冷冻联 合干燥既具有热风干燥低成本的特点，义有冷冻干燥品质高的特点。联合干燥方式优势互补， 避免了单独干燥方式的缺点，如热风干燥的食品易使产品收缩和变色，产品表面形成硬壳， 风味损失，不完全复水，而通过热风一微波冷冻联合干燥的方式可使这些缺点最小化。 当用微波能干燥时，通常将热风与微波系统联合使用。热风本身在除去自由水和表面附 近的水方面相对有效，而微波能特有的“泵送”作用可有效除去内部的自由水。将两种单 元操作以特定的方式联合起来，可提高干燥效率和经济性，在不破坏终产品品质特性的情况 下人人缩短干燥时间。微波能与热风联合干燥有两种方式m ：在脱水过程的初始阶段应用 微波能。物料内部快速加热至蒸发温度，蒸汽被迫向外表面移动，从而为热风从表面除去水 分创造了条件；干燥速率的提高归功于物料多孔通道的形成，促进了水蒸汽的传递。在低 水分含量时应用微波能，也就是常规于燥系统效率最低时使用，以完成干燥。考虑到物料在 用空气干燥时会囚收缩而引起干燥速率的降低，用微波加热则可迫使水蒸汽外移而阻j 卜组织 结构的收缩。在一些情况下，脱水工艺的最后阶段应用微波能干燥也能有效除去产品中的束 缚水：而用常规加热，必需使产品置于高温下才能破坏使水吸附在物料上的化学键。 关于微波热风干燥果蔬的研究报道已有很多。d g p r a b h a n j a n h 叫等报道了微波对流空 气干燥胡萝卜薄片，与常规干燥方法相比可实际减少干燥时间2 5 9 0 ，并且在功率较 低时干制品的品质更好，p a g e 的经验模型可用来描述微波对流干燥。t f u n e b o h 比较了热 风干燥和微波热风干燥的苹果和蘑菇，认为控制温度和空气流速可减少干燥时间，提高复水 能力和产品品质。g r e n 和f c h e n l 42 j 片；j 微波热风干燥了美国人参，发现联合干燥可缩短 干燥时间2 8 7 5 5 2 ，且对终产晶的颜色影响很小。m m a s k a n | 4 3 1 用微波一热风联合 干燥香蕉片至终点，缩短了6 4 3 的对流干燥时间，其产品色泽较浅，复水率最高。b a y s a l t 4 4 1 等对胡萝b 片应用微波一热风联合干燥，联合干燥的时间比传统的热风干燥缩短了3 0 ， 且无恒速期，干燥只发生在降速期，样品的千物质含量、色度角、相密度和多孔性没有明显 的差别，但联合干燥样品的水分活度、色差值和复水率明显高于对照品。s h a r m a 剐应用微波 一热风干燥大蒜和丁香，结果表明：微波一热风联合干燥缩短了干燥时间( 传统热风干燥) 的 6 第1 章文献综述 8 0 - - 9 0 ，且获得了较高的感官质量，具有较好的潜力，此微波一热风联合干燥过程较适合 p a g e 经验模型。 1 3 4 脱水过程中的护色技术 果蔬在干制加工中，经常发生色泽的变化，严重影响其感官品质，导致商晶价值下降。 色泽的变化，主要是褐变与叶绿素损失的一个综合结果。褐变现象的机理可分为酶促褐变与 非酶促褐变两种。酶促褐变是果蔬在受到机械损伤或外界异常条件的影响下( 受冷，受热) ， 细胞受到破坏，氧气人量进入，打破了细胞中醌一酚之间的动态平衡，醌进一步累积再聚合成 了褐色物质h 6 1 。褐变程度取决于果蔬中酶的活性，氧气浓度和温度47 。，因此利用热烫处理钝 化果蔬中的酶是一种行之有效的护色手段。 非酶促褐变是在没有酶的情况下发生的化学褐变反应。在果蔬的干制过程中，最主要的 非酶促褐变反应是美拉德反应。即使酶在热烫过程中被灭活，在加热干制过程中，美拉德反 应仍然能使果蔬发生褐变。而影响美拉德反应的条件有很多，其中加热的温度与时间是个很 重要的冈素。在干制中，尽量降低干制过程的温度与时间是防止美拉德褐变的有效手段 4 引。 叶绿素是果蔬早色的主要原冈，但是其化学性质并不稳定，容易在干制加1 ：过程中发生 变化。在加- l 过程中，叶绿素由于细胞被破坏而降解，导致了叶绿素一脂蚩白复合体的释放， 从而造成了叶绿素的分解m 1 。防止叶绿素分解的方法可用金属离子取代法啪1 ，即利用与叶绿 素中镁离子性质相似的二价锌离子，铜离子等作为护色剂，取代在加工过程中丢失的镁离子， 从而达到护色的目的。 现今在果蔬干制预处理中添加护色剂是一项1 f 常重要的护色技术，通过添加的护色剂， 可起到抑制非酶褐变、抗氧化、降低p h 值，螯合金属离子等多种护色效果。李嘉陵| 5 采用 葡萄糖酸锌处理再真空包装的蕨菜，1 8 0 天时其口感、色泽、风味仍保持不变。陆国权嵋2 1 报 道了在防止甘薯褐变时，抗坏血酸效果最好，柠檬酸其次，2 0 9 6 柠檬酸+ 0 0 5 抗坏血酸组合效 果最好。王许玲旧3 报道了经0 2 碳酸镁+ 0 4 维生素c 浸泡处理可显著提高蒲公英成品的质 量。韩涛嵋引报道了用1 柠檬酸+ 1 氯化钙+ 1 维生素c 浸泡，对切分山药在贮藏期间的色泽有 明显护色效果。杨金英伸3 1 报道住微波干燥春笋过程中，添加1 o 柠檬+ 2 0 氯化钙可取得较 好的护色效果。王琳1 24 】报道在山楂热风干燥中，添加氯化钙和柠檬酸作为护色剂进行预处理， 可得剑较高感官品质的干制品。高韩玉侣5 1 在热风干燥后的苋菜中添加1 0 蔗糖和5 食盐浸泡 液处理护色，可较显著保持苋菜干制后的色泽。 1 3 5 复水加工技术 复水是脱水干制品在水中浸泡重新吸收水分的过程。由于干燥是一个典型的非稳态不可 逆过程，因此脱水制品想要通过复水完全恢复品质几乎是不可能的。复水性的好坏是衡量脱 7 撕南人浮硕十学伊论文 水果蔬品质的重要冈素，其中复水比和复水速率是衡量脱水果蔬复水性的重要指标。传统的 复水方法通