（农产品加工及贮藏工程专业论文）真空冷冻干燥草莓粉工艺研究.pdf

摘要 草莓果肉细嫩，柔软多汁，甜酸适度，具有诱人的色泽和一般水果所没有的宜人 芳香，是水果中难得的色、香、味俱佳者。而且草莓营养丰富，具有较高的营养价值 和医疗保健功效，素有“水果皇后”的美称。但草莓的耐贮性较差，采后极易因破损或 感染细菌而腐烂，不利于贮藏和运输。采用真空冷冻干燥法将其加工成草莓粉，可以 有效地延长保存期，较好地保留草莓原有的营养成分，还可以将草莓粉添加到其他食 品中，扩大草莓的应用范围。本研究以新鲜草莓为试验材料，对湿法超微粉真空冷冻 干燥生产草莓粉工艺进行了系统研究。通过研究确定了真空冷冻干燥生产草莓粉的护 色工艺、超微粉碎工艺和真空冷冻干燥工艺，并对草莓粉在贮藏过程中的质量稳定性 进行了研究。主要研究内容和研究结论如下： ( 1 ) 护色工艺：护色工艺分为漂烫处理和添加护色剂两方面，漂烫处理的主要 作用是抑制草莓中过氧化物酶( p o d ) 和多酚氧化酶( p p o ) 的活性，防止酶促褐变 反应的发生；调节草莓浆的p h 值( 用柠檬酸调节) 和添加e d t a - 2 n a 可以增强草莓 红色素的稳定性，减少因氧化反应造成的草莓红色素损失并克服其他金属离子对色素 的影响。通过研究漂烫条件对总糖保留率、v c 保留率以及p o d 活性的影响，确定较 好的漂烫工艺条件为：草莓切片厚度2 5 锄，采用沸水蒸汽漂烫3m i n 。通过l 1 6 ( 4 5 ) 正交试验结果的方差分析和多重比较，确定e d t a 2 n a 为冻干草莓粉适宜的护色剂， 添加量为0 0 4 ，调节草莓浆p h 值为2 5 。 ( 2 ) 湿法超微粉碎工艺：首先通过研究胶磨次数对草莓浆总糖保留率、v c 保留 率和草莓浆粒度的影响，确定适宜的胶磨次数为2 次，此时，草莓浆粒度均一性较好， 且总糖和v c 保留率较高。然后通过向草莓浆中添加助干剂以改善真空冷冻干燥过程， 由b ( 3 4 ) 正交试验结果的方差分析和多重比较结果确定助干剂为麦芽糊精和c m c ， 用量分别为草莓浆可溶性固形物含量的5 0 7 5 和0 4 0 6 。 ( 3 ) 杀菌工艺：为减少高温杀菌对草莓营养成分的破坏，采用巴氏杀菌法对草 莓浆进行杀菌处理。通过不同杀菌温度对草莓感官品质的影响，确定杀菌温度为 7 0 ；通过测定不同杀菌时间下的菌落总数和大肠杆菌数，确定杀菌时间为1 5m i n 。 ( 4 ) 预冻工艺：预冻工艺条件主要包括预冻温度、预冻时间和物料装填厚度三 个参数，草莓共晶点温度为- - 1 5 ，由于护色剂和助干剂等溶质的加入会使共晶点温 度降低8 i o c ，所以选择物料装填厚度、预冻时间和预冻温度为因素，作 u 1 2 ( 1 2 1 x 6 1 x 4 1 ) 均匀试验，计算回归系数，确定物料装填厚度为1 1m m ，预冻时间为5 h ，预冻温度- - 2 6 。 ( 5 ) 真空冷冻干燥工艺：根据不同温度下冰晶表面的饱和蒸汽压力表，确定干 燥室工作压力范围为6 6 6 5 4 0 0p a ，选择干燥室工作压力、升华温度和解析温度为 因素，作l 9 ( 确正交试验。通过对试验结果进行方差分析和多重比较，确定较好的冻 于工艺为；工作压力4 5p a ，升华温度5 5 ，解析温度6 5 。 ( 6 ) 真空冷冻干燥草莓粉质量稳定性研究：通过定期测定真空包装的冻干草莓 粉的营养成分含量，表明真空冷冻干燥草莓粉能够较好地保留草莓原有的营养成分， 产品质量较好，特别是在贮藏的前三个月，草莓粉营养物质含量基本保持稳定。研究 还确定在打散时向草莓粉中添加0 1 班g 的s i 0 2 ，可以保证冻干草莓粉具有良好的抗 结性和流动性。 ( 7 ) 湿法超微粉碎真空冷冻干燥草莓粉工艺：参照其他果蔬粉产品湿法超微粉 碎方法和真空冷冻干燥方法进行草莓粉湿法粉碎冻干工艺的研究，在整个试验过程中 通过对每个具体工艺环节的研究，对生产工艺进行及时调整和修正，最终确定了草莓 粉湿法超微粉碎真空冷冻干燥工艺：新鲜草莓、清洗、灭霉、切片、蒸汽漂烫、湿法 超微粉碎( 打浆、调制、胶磨) 、杀菌、真空冷冻干燥、打散、包装。 关键词：草莓粉；真空冷冻干燥；湿法超微粉碎；漂烫；护色；助干剂；抗结剂 t h e s t u d yo dv a c u u m f r e e z ed r y i n gt e c h n o l o g y o fs t r a w b e r r yp o w d e r a u t h o r ：强n gw e i m a j o r ：f o o dp r o c e s sa n ds t o r a g ee n g i n e e r i n g s t r a w b e r r yi sh i g h t c d “t h eq u e e no ff r u i t ”f o ri t sa l l u r i n gc o i o u r , p l e a s a n ta r o m aa n d e x c e l l e n tt a s t e f u r t h e r l n o r ci th a sh i g h e rn u t r i t i o n a lv a l u ea n dh e a l t h f i i le f f i c a c y b u ti ti s d i f f i c u l tt os t o r a g ea n dt h eh a r v e s t e ds t r a w b e r r yi sf i a b l et ob l e tb e c a u s eo fd a n m i f i c a t i o n o ri n f e c t i o nb yb a c t e r i u m t h es t o r a g el i f ec a nb ee x t e n d e da n dt h en u t r i e n tc o n t e n t 啪b e r e t a i n e dm o r eb yv a c u u m 慨z cd r y i n gt os t r a w b e r r yp o w d e r t h es t r a w b e r r yp o w d e ra l s o 啪b ca p p e n d e di no t h e rf o o d s t u f ft oe x t e n dt h ea p p l i c a t i o no fs t r a w b e r r y s os t r a w b e r r y w a sc h o s e na st h ee x p e r i m e n t a lm a m r i a l a n dt h ef r e e z ed r y i n gt e c h n o l o g yo fs t r a w b e r r y p o w d e rw i t hu l t r a - f i n ep u l v e r i z a t i o nb yw e tp r o c e s s i n gw a ss y s t e m a t i c a l l ys t u d i e di nt h e p a p e r t h et e c h n o l o g yo fp r e t r e a t m e n ta n dh y d r o - u l t r a s t r a c t u r es h a t t e r , a n dt h et e c h n o l o g y o f p r e f r e e z i n gh a v eb e e nd e t e r m i n e db ye x p e r i m e n t s a n dt h ep a r a m e t e r so fv a c u u m f r e e z e d r y i n go fs t r a w b e r r yp o w d e ra n dt h eq u a l i t a t i v es t a b i l i t yo fd e h y d r a t e ds t r a w b e r r yp o w d e r h a v ea l s ob e e ns t u d i e d t h em a i na s p e c t sa n dt h er e s u l t sw e r er e p r e s e n t e da sf o l l o w s ： ( 1 ) t h et e c h n o l o g y o fc o l o rm a i n t a i n ：s c a l d i n ga n da d d i n ga d d i t i v ew e r et w op a r t so f t h et e c h n o l o g y t h es c a l d i n gc o u l dr e s t r a i nt h ea c t i v i t yo fp o da n dp p ot op r e v e n tt h e b r o w n i n go fe n z y m e i tc o u l di n c r e a s et h es t a b i l i t yo ft h ep i g m e n ti ns t r a w b e r r y , a n d d e c r e a s et h el o s i n go ft h ep i g m e n tb e c a u s eo fo x i d a t i o na n di r o nb ya d j u s t i n gt h ep ha n d a p p e n d i n ge d t a 一2 n a t h et e c h n o l o g yo fs c a l d i n gh a sb e e nd e t e r m i n e dt h r o u g ht h e r e l a t i o n s h i po fs c a l d i n gw i t ht h er e t a i no fs u g a r , v c , a n dt h ea c t i v i t yo fp o d ：t h i c k n e s s2 5 c m , s c a l d i n gt i m e3m i l l t h r o n g ht h el 1 6 ( 4 ) o r t h o g o n a ld e s i g n ，i tw a sm a d e t h a tt h eb e t t e r t e c h n o l o g yo f c o l o rm a i n t a i nw a s ：a d d i n g0 0 4 e d t a - 2 n aa n dp h 7 5 ( 2 ) t h et e c h n o l o g yo fu l t r a - f i n ep u l v e r i z a t i o nb yw e tp r o c e s s i n g ：f i r s to fa l l , i th a s b e e n c o n f u m e dt h a tc o l l o i dm i l lt w i c ew a sb e n e f i c i a lt or e t a i ns u g a ra n dv c ，a n di n c r e a s et h e h o m o g e n e o u so fg r a n u l a r i t y t h r o u g ht h er e s u l to fb ( 3 o r t h o g o n a la n a l y s i s ，i tw a sm a d e t h a t t h e b e t t e r t e c h n o l o g y o f u l t r a f i n e p u l v e r i z a t i o n b y w e t p r o c e s s i n g w a s ：a d d i n 9 5 0 7 5 m a l td e x t r i na n d0 4 o 6 c m c ( 3 ) t h et e c h n o l o g yo fs t e r i l i z a t i o n ：t h ep a s t e u r i s mh a sb e e nu s e di ns t r a w b e r r yp o w d e r p r o c e s s i n gi no r d e rt os t e r i l i z a t i o na n dd e c r e a s i n gt h ed e s t r o yo fn u t r i e n t i th a sb e e n c o n f i r m e dt h a tt h et e m p e r a t u r eo fs t e r i l i z a t i o nw a s7 0 ，b yc o m p a r e dt h es t r a w b e r r y p h y s i c a ls t a t ew i t hd i f f e r e n tt e m p e r a t u r ec o n d i t i o n t h r o t i g ht h et o t a lo fb a c 【e f i u ma n d c o l i f o r mo fs t r a w b e r r yp o w d e r , i tw a sc o n f i r m e dt h a ts t e r i l i z a t i o nl a s t i n g1 5m i n ( 4 ) t h et e c h n o l o g yo fp r e f r e e z i n g ：t h et e c h n o l o g yi n c l u d e dt h ep r e f r e e z i n gt e m p e r a t u r e t h ep r e f r e e z i n gt i m ea n dt h el o a d i n gt h i c k n e s s t h ee u t e c t i ct e m p e r a t u r eo fs t r a w b e r r yi s - - 1 5 c t h r o u g ht h eu 1 2 ( 1 2 1 x 6 1 x 4 1 1u n i f o r md e s i g nt h et e c h n o l o g yo fp r e f r e e z i n gh a s b e e nd e t e r m i n e dt h a t ：l o a d i n gt h i c k n e s s1 1m m ，p r e f r e e z i n gl a s t i n g5h r e f r e e z i n gt e m - p e r a t u r e - - 2 6 1 2 ( 5 ) t h et e c h n o l o g yo fv a c u u mf r e e z ed r y i n g ：a c c o r d i n gt ot h es a t u r a t e dv a p o rp r e s s u r e o fi c es u r f a c ei nd i f f e r e n tt e m p e r a t u r e i th a sb e e nm a d et h a tt h ep r e s s u r eo ft h eh o t h o u s e w a s6 6 6 5 4 0 0 p a a n dt h eo p t i m a lv a c u u mf r e e z ed r y i n gt e c h n o l o g yh a sb e e no b t a i n e d t h r o u g hb ( 3 o r t h o g o n a ld e s i g nw e r ep r e s s u r e4 5p a , t e m p t e r a t u r eo fs u b l i m a t i o n5 5 1 2 ， t e m p e r a t u r eo fr e s o l u t i o n6 5 c ( 6 ) t h es t u d yo nt h eq u a l i t a t i v es t a b i l i t yo fd e h y d r a t e ds t r a w b e r r yp o w d e r ：i th a sb e e n s h o w e dt h a tt h ev a c u u mf r e e z ed r y i n gs t r a w b e r r yp o w d e rp a c k a g e dw i t hv a c u u mc o u l d r e t a i nn u t r i e n t sa n dc o l o rm o r eb ym e a s u r e i n gv a r i o u sn u t r i e n t sa n dc o l o ri nt h es t o r a g e ， e s p e c i a l l yi nt h ef i r s tt h i n em o n t h s i th a sa l s ob e e np r o v e dt h a ta p p e n d i n g0 1g k gs i 0 2i n t h e d e h y d r a t e ds t r a w b e r r yp o w d e r c o u l di n c r e a s et h ef l u i d n e s sa n dd e c r e a s et h e a g g l o m e r a t i o n ( 7 ) t h et e c h n o l o g yo fu l t r a - f i n ep u l v e r i z a t i o nb yw e tp r o c e s s i n gv a c u u mf r e e z ed r y i n g s t r a w b e r r yp o w d e r ：a c c o r d i n gt ot h et e c h n o l o g yo fu l t r a - f i n ep u l v e r i z a t i o nb yw e t p r o c e s s i n ga n dv a c u f u nf r e e z ed r y i n go fo t h e rf t u i t s ，a n da d j u s t i n gt h ep a r a m e t e r so fe v e r y p e r i o di nt h et e c h n o l o g y , t h et e c h n o l o g yo fu l t r a f i n ep u l v e r i z a t i o nb yw e tp r o c e s s i n g v a c u u mf r e e z ed r y i n gs t r a w b e r r yp o w d e rh a sb e e nd e t e r m i n e d ：s t r a w b e r r y , l a u n d e r , d e s t r o y m i l d e w , s l i c eu p ，s c a l d i n gb yv a p o r , u l t r a f i n ep u l v e r i z a t i o nb yw e tp r o c e s s i n g ( s m a s h , c o n c o c t i o n ，c o l l o i dm i l l ) ，s t e r i l i z a t i o n , v a c u u mf r e e z ed r y i n g , s c a r e r ，p a c k i n g k e yw o r d s ：s t r a w b e r r yp o w d e r v a c u u mf r e e z ed r y i n g ，u l t r a - f i n ep u l v e r i z a t i o nb yw e t p r o c e s s i n g , s c a l d i n g , c o l o rm a i n t a i n ，d r y i n ga d j u v a n ta d d i t i v e ，a n t i a g g l o m e r a t i o n 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经 发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得塑些壅些盘堂或其他教育机构的学 位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：引易签字日期：矽咿7 年月，严日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解塑j 垦壅些盘堂有关保留、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。本人授权塑i 垦壅些盘堂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) 学位论文作者签名： 签字目期：7 叼年6 月f 乒日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位： 通讯地址： 导师签名：4 砀饺 签字日期：& 印7 7 年 电话 邮编 ， 月 铲衙叮6 咋 真空冷冻干燥草莓粉工艺研究 1 1 草莓概述 1 1 1 草莓的营养价值和医疗保健功能 1 引言 草莓( f r a g a d aa t k l l t a s d u c k ) 属蔷薇科( r o s a c e a e ) 草莓属( f r a g a r l a ) 多年生草本植物， 全世界有5 0 多种。草莓全体有柔毛，有匍匐茎；基生三出复叶，小叶卵形或菱形，边缘有锯齿； 3 4 月开花，聚伞花序，有花十余朵，花瓣椭圆形，白色或略红色；花托增大变为肉质聚合果， 多汁，鲜红色，有香味。因此，我们吃的草莓果实是由花托发育而成的，这与一般水果由子房发 育而来是不同的。草莓成熟后为鲜红至紫红色，果重5 1 5g ，平均1 0g 左右，国外栽培品种可 达3 0g 。草莓原产于欧洲，其栽培始于1 4 世纪的法国，以后传到英国、荷兰、丹麦等国，至1 8 世纪育出大果草莓后，开始广泛传播，我国大果草莓栽培始于1 9 1 5 年当今，世界上草莓品种 不下2 0 0 0 个，我国引进的品种已逾百个，随着培育的新品种不断地出现，原有的旧品种不断被 淘汰，草莓品种还会不断地推陈出新 草莓果实营养十分丰富。据测定，草莓浆果每1 0 0 克中含糖4 5 1 2 9 ，蛋白质1 9 ，脂肪0 6 9 ， 有机酸0 6 1 6 9 ，无机盐0 6 9 ，粗纤维1 4 9 以上，维生素c 5 0 1 2 0 m g ，胡萝h 素0 o l m g ， 磷4 1 m g 、铁1 8 m g 、钙3 2 m g 、钠4 2 m g 、锰0 4 9 m g 锌0 1 4 m g 、铜0 0 4 m g 、硒0 7 0 m g ， 还有丰富的维生素a 、维生索b 、核黄素、硫胺素等多种营养成分。草莓还含有1 4 种人体所需 的氨基酸，其中天门冬酰胺占7 0 以上。其次丙氨酸约占9 天门冬氨酸、谷氨酸各占5 左右， 还有少量的苏氨酸、谷氨酰胺、苯丙氨酸、缬氨酸、组氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、甘氨 酸。草莓含有较多的果胶类物质，约o 7 。草莓的芳香成分十分复杂，含有多种酯类，使得草莓 风味独特、浓郁。草莓的芳香成分集中在接近果皮的果肉层中，为各种碳氢化合物、酸和醇，大 约1 0 种酮及1 0 0 种酯，其中1 9 种是醋酸酯。构成草莓芳香物质的主要成分是各种醋酸、酪酸， 2 - 甲基丁酸、己酸和辛酸的甲醋、乙酯、a 丁酯和a - 辛酯，还有未饱和的脂肪酸和脂肪酸甲酯。 前者如油酸、亚油酸和亚麻酸，后者如月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸。草莓的典型芳香成 分有萜二烯、沉香醇和肉桂酸甲酯。目前，对草莓芳香成分的研究还在不断深入普遍认为草莓 的香气属多种组分共同形成的，是典型的混合香气l l 草莓果肉细嫩，柔软多汁，甜酸适度，不仅有诱人的色彩，还有一般水果所没有的宜人的芳 香，是水果中难得的色、香、味俱佳者，因此，特别受到人们的青睐，是世界七大水果之一祖 国医学认为，草莓性凉味酸，无毒，具有健脾解酒、清热解暑、生津止渴、清肺化痰、健胃润脾、 补血利尿止泻等功效。现代医学研究认为草莓对胃肠道和贫血均有一定的滋补调理作用，草莓 除了可以预防坏血病外，对防治动脉硬化、冠心病也有较好的功效。草莓中的维生素及果胶对改 善便秘和治疗痔疮、高血压、高血脂病均有一定效果。此外，它含有的一类胺类物质，对白血病、 再生障碍性贫血等血液病亦有辅助治疗作用。草莓还是鞣酸含量丰富的植物，在体内可阻止致癌 化学物质的吸收，具有防癌作用草莓中维生素c 含量比葡萄、梨和苹果高出7 1 0 倍，日本有 “草莓是活的维生素c 结晶”，。每天吃一颗草莓对美容健身大有裨益”、“每天吃1 0 颗草莓延年益 寿”等说法。草莓对头发、皮肤有健美作用，美国把草莓列为十大美容食品之一，德国把草莓誉 河北农业大学硕士学位( 毕业) 论文 为呻 奇之果一。因此，草莓是世界公认的“水果皇后，1 1 ”“。 1 1 2 草莓生产现状 ( 1 ) 世界草莓的生产及贸易情况 年代以前，世界的草莓产业主要集中于发达国家，据世界稂农组织( f a 0 ) 的统计资料， 1 9 8 1 年1 9 9 0 年全球草莓总产量中，发达国家占8 8 5 ，其中欧洲占4 9 1 、美国占2 1 8 。 年代以后，中国、韩国、墨西哥、土耳其等发展中国家的草莓产业取得了快速发展 以2 0 0 2 年2 0 0 4 年3 年平均计，世界主要草莓生产国种植面积及产量捧名前五位的分别是： 中国，7 7 3 万b m 2 ，1 6 9 8 万t ；美国，1 9 5 万b m 2 ，8 4 6 万t ；西班牙，0 8 6 万h r n 2 ，2 9 2 万t ： 韩国0 7 6 万h m 2 2 0 8 万t 日本0 7 3 万h m 2 ，2 0 6 万t 单位面积产量( 以2 0 0 2 2 0 0 4 年3 年平均计) 前5 位的国家分别是美1 司( 4 3 5 t h m 2 ) 、以色列( 3 9 8 t ，h i n 2 ) 、摩洛哥( 3 7 2 t b m 2 ) 、哥 伦1 七亚( 3 5 1t ，h m ，、西班牙( 3 4 1t u m 2 ) 可见发达国家和发展中国家的草莓产业规模已是平分 秋色，但单位面积产量上发展中国家还落后很多。 2 0 世纪舳年代以来发达国家较高的劳动力成本制约着自身草莓产业的快速发展。而其稳 定上升的消费需求，必然要从国际市场( 特别是发展中国家) 寻求货源，致使近多年中草莓 的国际贸易呈现出快速的增长据f a o 统计资料1 9 8 1 年草莓的国际贸易量( 以进口量和出口 量平均计，下同) 为1 2 6 万t ，贸易额( 以进口额和出口额平均计，下同) 为2 1 2 亿美元，平均 价格为1 6 8 3 美元a 1 9 9 2 年分别增加到3 0 1 万t 和7 4 0 亿美元，平均价格为2 4 5 8 美元i t ；2 0 0 3 年又分别增加到5 1 5 万t 和9 亿美元，平均价格为1 9 0 3 美元，t 。草莓的主要进口市场是欧盟 和北美，发达国家在世界草莓总进口量中所占的份额虽从年代的9 9 以上下降到目前的9 5 左右，但草莓的国际市场主要在发达国家的格局没有改变 随着发展中国家草莓产业的发展，世界草莓贸易额虽快速增长，但草莓价格出现下滑。以波 兰为例，在2 0 0 5 年。波兰出口冷冻草莓的总量达到了创记录的1 1 9 6 5 万t ，比2 0 0 4 年出口的9 0 0 9 万t 增加了1 3 然而，2 0 0 5 年波兰的出口总收入只有1 5 亿美元，比2 0 0 4 年的1 1 0 9 亿美元 减少了9 ，而在2 0 0 3 年，波兰的出口量仅有8 4 2 万t 。可是出口收入却达到1 3 6 5 亿美元i ”。“ ( 2 ) 我国草莓的生产及贸易情况 我国的草莓产业起步较晚但在近2 0 年中得到了迅速发展。1 9 8 5 年全国草莓的栽培面积还 仅有0 3 3 万b e n 2 占当年世界草莓面积的1 6 7 ，1 9 9 5 年增加到3 6 7 万h m 2 , 占世界的1 4 2 0 ， 2 0 0 3 年又增加到7 7 3 万i n n 2 ，占世界草莓面积的2 6 6 3 。产量1 6 9 8 万t ，占当年世界草莓总 产量的3 5 2 6 ，成为世界第一大草莓生产国。 我国大多数的省市都生产草莓。河北保定和辽宁丹东是全国最早发展起来的两大草莓基地 据2 0 0 5 年统计，全国播种面积8 4 3 万b e n 2 ，总产量1 9 5 7 1 万t 。其中河北省播种面积1 5 5 万h m 2 ， 总产量4 9 3 万t ，居全国第一：山东省1 ”万h m 2 ，总产量3 9 3 1 万t ，列全国第二；辽宁省1 1 1 万b m 2 ，总产量2 7 8 2 万t ，位居第三上述三省约占全国草莓播种面积的4 0 ，产量约占全国总 产的6 0 。 我国的草莓产业凭借近2 0 多年发展起来的良好基础以及相对低廉的劳动力成本和加入世 界贸易组织( w t o ) 的良好机遇，在进入2 1 世纪后积极参与草莓的国际贸易已经显示出了明 2 真空冷冻干燥草莓粉工艺研究 显的竞争优势近年我国的草莓产品开始大量出口欧洲、日本、美国、香港和新加坡市场，成为 我国草莓产业发展的新的动力源泉。据农业部的统计，2 0 0 2 年全国草莓产量约1 1 5 万t ，出口量 约1 0 万t ；2 0 0 3 年中国仅对欧盟的草莓出口量就比上年猛增4 倍以上，由2 0 0 2 年的0 8 6 4 万t 增到2 0 0 3 年的3 5 3 2 万t ，占欧盟草莓进口总量的1 4 。成为欧盟第二大草莓供货国瞄明。 1 1 3 草莓生产加工中存在的问题 近年我国草莓进入国际市场的努力已经取得了明显的成效，我国的草莓产量己占到世界总产 量的3 5 以上，但出口量却达不到世界总出口量的1 0 ，这与我国是世界第一大草莓生产国相比 仍很不相称。与之相比，西班牙的草莓产量仅占世界的6 左右，出口量却占到世界的4 0 左右； 波兰草莓年产量仅占世界的3 左右，但在欧洲冷冻草莓市场上却依旧保持其草莓出口霸主的地 位，其生产的草莓8 3 用于冷冻出口和加工，出口鲜草莓占5 ，国内市场鲜食占1 2 1 1 “2 “2 2 。 虽然我国草莓在价格上具有一定的优势。但为了更好的进入国际市场，打开销路，就不得不正视 我国草莓产业现有的主要问题【”3 2 】： 出口产品种类单一草莓能加工成草莓酱、草莓罐头、草莓汁、草莓干、草莓脯、草莓醋、 草莓酒等多种产品，但我国出口的草莓主要是经过简单加工的冷冻产品。产品附加值低，在贮运 过程中能耗较大 贮藏保鲜技术还比较落后，几乎没有鲜果出口。草莓收获期短，上市期集中，果实容易因 破损或感染细菌而腐烂，即使在o 1 的冷藏条件下也最多只能贮存5 天左右贮藏技术的先进 程度直接影响草莓是否能鲜果出口。 加工技术跟不上世界先进水平真空冷冻干燥草莓在国际市场上走俏，但国内的冻干企业 规模、产量不够，技术还有待完善。冻干草莓出口量虽然逐年上升，但与发达国家相比还有一定 的差距。 我国的产品质量标准与国外的要求不同步，我们的出口草莓产品，还常常发生农残超标问 题。国内企业为生产高质量的冻干产品有时还需要从国外进口冷冻草莓进行再加工，国内草莓 质量不能满足要求 种植品种单一，没有形成品种多元化生产模式。在以往的市场变化中，曾多次出现这样的 现象，一方面栽培的品种过剩滞销，另一方面，国际市场需求的品种又没有种植规模如日本需 要的宝交早生、马希尔品种一直供不应求，美国需要的卡玛露莎、托泰姆，至今没有形成规模种 植，影响了产品出口数量的扩大另外，目前我国出口的草莓以国外品种居多，容易造成侵权， 导致赔偿发生日本已通过修改种苗法，使用d n a 检测手段，防止其品种被使用，这对今后的 草莓加工出口是一个不可忽视的问题，必须提高警惕性。 企业规模较小，制约了先进生产技术的应用，导致高新技术含量高、附加值高的草莓加工 产品较少，低附加值产品多，在国际市场竞争中缺乏质量优势。为了获益，生产企业通常竞相压 价来争得订单，而不是以产品质量竞争，致使近些年草莓及加工产品出口的价格逐年降低，影响 了草莓种植及加工业的良性发展。 河北农业大学硕士学位( 毕业) 论文 1 2 真空冷冻干燥 1 2 1 真空冷冻干燥原理 水的相平衡关系是研究和分析含水食品冷冻干燥原理的基础，水分子问的相互位置随着温 度、压力的改变而逐渐变化，直到量变引起质变，产生聚集态的转变。随着压力的不断降低，水 的沸点越来越低而冰点的变化不大，当压力下降到某一值时，沸点即与冰点相重合，固态冰就可 以不经液态而直接转化为气态，这时的压力为三相点压力，其相应的温度为三相点温度，水的三 相点压力为6 1 0 5p a ，三相点温度为0 0 0 9 8 。在压力低于三相点压力时固态的冰可以直接转 化为气态的水蒸气，为升华现象，水分升华时所吸收的潜热量称为升华潜热或升华热。如果压力 高于6 1 0 5p a ，从固态冰开始，等压加热升温后，必须要经过液态才能达到气态，但如果压力低 于6 1 0 5p a ，固态冰加热升温后将直接转化为气态，真空冷冻干燥最基本的原理就在于此，所以 真空冷冻干燥又称为冷冻升华干燥 3 3 州 1 2 2 真空冷冻干燥食品的发展 真空冷冻干燥技术早期主要用于生物体的脱水，上世纪卯年代后，随着西方社会工业化生 产的不断深入，人们的生活节奏越来越快，快餐产业得到了迅速发展，加速了真空冷冻干燥技术 在食品工业中的应用特别是在美、日、英、法及港、台等一些发达国家和地区，真空冷冻干燥 食品的工业化生产已达到相当高的程度 3 s 3 e 自真空冷冻干燥技术在食品工业中应用以来，经过几十年的发展，冻干食品在欧、美、日己 进入消费的方方面面，消费比例越来越大目前冻干食品的年消费量，美国是5 0 0 万t ，日本3 6 0 万t ，法国1 5 0 万t 。美国和日本市场上出售的脱水食品中，冻干食品己占到4 0 以上目前。世 界上共有规模较大的冻干食品企业约1 3 0 家，其中日本有2 5 家。年产值1 7 0 0 亿日元，日本市场 的真空冷冻干燥食品主要有：咖啡、红茶、绿茶类、豆酱类、蔬菜类、蘑菇类、果实类、海藻类、 加工食品、熟食品、酿制品和特殊用途食品。在大多数欧洲国家的商店里，都可以找到真空冷冻 干燥食品，但从冻干食品的消费现状来看，零售业只占一定比例，而主要用于食品工业、汤料工 业、快餐和公用事业部门，也可用于军队食品供给及其他即食食品“。 近二三十年来，真空冷冻干燥技术除在应用范围和应用水平上有了较大提高外，在理论研究 水平上也有了较快的发展。国内外研究者根据不同的物料，提出了很多种描述真空冷冻干燥的数 学模型，冻干理论和工艺的研究正在向着深入和广泛的方向发展。1 9 6 7 年s a n d a l l 等提出了冻干 冰界面均匀后移的稳态模型( u r i f 模型y ，试验证明能较好地计算出升华阶段所需的时间。1 9 6 8 年d y e r 等i 棚j 又提出了热量由搁板通过冷冻层，冻干室内气体通过已干层以及在辐射条件下的准 稳态冻干模型1 9 7 9 年l i t c h f i e d l d 等提出了冻干的吸附升华模型h ”，给出了数值解。 我国于二十世纪5 0 年代引进真空冷冻干燥技术，当时主要应用于医药及生物制品，年代 末期，开始在食品工业中应用1 4 日。广东、北京、上海、大连等地建立了冻干食品生产基地，当时 主要用于军需供给和战略储备，但后来由于形势原因以及当时的冻干食品成本高、缺乏市场，这 些基地相继拆除。直到年代后期，一些外商看中了中国丰富的原料市场，开始在大陆投资建 4 真空冷冻干燥草莓粉工艺研究 厂生产冻干食品，产品主要外销。如年代以后我国脱水蔬菜出口量约占世界总产量的2 3 ，每 年出口量以3 0 的速度增加。随着我国经济的增长和生活节奏的加快，快速方便食品越来越受到 欢迎。特别是高质量的婴儿食品和保健食品的需求量急剧增加，高档餐饮业也在各地应运而生。 这些都给冻干食品的推广普及提供了广阔的市场，冻干人参、蜂王浆、鳖粉、中草药、珍贵的动 植物等，在国内外已有相当的声誉总体来看，真空冷冻干燥技术在我国的发展现状是：冻干技 术与设备稳步提高，冻干食品企业快步发展，冻干产品市场缓步前进p 7 4 3 。 1 2 3 真空冷冻干燥技术的特点 真空冷冻干燥与其他干燥方法如晒干、烘干、真空干燥、喷雾干燥、气流干燥相比的特点有： ( 1 ) 食品是在低温下干燥，所以食品中的营养成分和风味特质损失很少，可以最大限度地 保留食品原有的营养、味道和香味。 ( 2 ) 保持食品原有的颜色和形状 ( 3 ) 复水性好，能很快地吸水还原成干燥前的鲜活状态。 ( 4 ) 脱水彻底，保存期长，贮存、运输、销售方便。 但经过真空冷冻干燥的食品，其成本也会相应地增加，大约为热风干燥的5 7 倍，是速冻 食品的7 8 倍，是喷雾干燥的7 倍。真空冷冻干燥被认为是最昂贵的一种干燥方法。由于其 设备投资成本高，生产过程中能耗高，致使一些厂家望而却步。就单纯的生产成本而言，它比其 他干燥方法的成本高。然而，产品的总成本应该全方位考虑，它包括原材料，干燥生产过程、贮 藏、运输及其它。据美国农业部提供资料表明，从整个流通领域的总成本来说，冻干食品为罐头 食品的1 0 2 倍，为冷冻食品的1 2 8 倍，三者相差不大而冻干食品的销售价格却高得多，是热 风干燥的3 4 倍，是冷冻食品的7 8 倍 4 5 1 。l o r e n t z e n l 6 1 对高值食品原料和低值食品原料的冻干 成本对比分析得出，冻干技术并不适合所有食品生产，仅适用于高价值食品和有高附加值的食品。 1 3 果蔬粉加工 1 3 1 果蔬粉的特点 果蔬产品含水量高，容易腐烂，现阶段我国新鲜水果损耗率达3 0 ，蔬菜则达到4 0 5 0 ， 而发达国家水果蔬菜的平均损耗率则不到7 ；目前我国果蔬产品生产总量已居世界第一，但加 工量不足全国总产量的1 0 ，因此发展果蔬的深加工变得非常迫切。近年来，果蔬的加工呈现出 四大新趋势：果蔬功能成分的提取；最少量加工；浓缩果汁、果蔬汁、复合果蔬汁、果肉饮料的 生产；果蔬粉的加工。其中，将新鲜果蔬直接加工成果蔬粉是近几年出现的一种加工方式，它以 其独特的物质存在形式随着现代食品工业进步的需要而崭露头角。 果蔬组织经过超微粉碎后颗粒可以达到微米级，由于颗粒的超微细化，具有表面积和小尺寸 效应，其物化性能发生巨大变化i ”，赋予了果蔬粉独特的优点： ( 1 ) 将新鲜果蔬加工成果蔬粉，其水分含量低于6 。可以达到长期保藏的目的，减少了因 腐烂造成的损失，而且其低含水量达到微生物不能利用的程度，所含酶的活性也受到抑制，能大 5 河北农业大学硕士学位( 毕业) 论文 大降低贮藏、运输、包装等方而的费用 ( 2 ) 果蔬制粉对原料的要求不高，特别是对原料的大小、形状没有要求，对一些可食性的 皮、核均可利用。拓宽了果蔬原料的利用范围 ( 3 ) 果蔬粉具有保存和食用方便、可调性强及营养丰富等特点，它保持了原有水果蔬菜的 营养风味以及果蔬皮和核的营养成份，已被用作配料加工其他食品，成为一种良好的营养深加工 产品【廿卅。 1 3 2 果蔬粉的应用 果蔬粉几乎能应用到食品加工的各个领域。用于提高产品的营养成分、改善产品的色泽和风 味、以及丰富产品的品种等，主要可用于面食制品、膨化食品、肉制品、固体饮料、乳制品、婴 幼儿食品、调味品、糖果制品、烧烤制品、方便面等1 5 5 删。 ( 1 ) 用果蔬粉制作饮料。不影响新鲜果蔬的风味：水果粉经发酵、勾兑、过滤工艺可制成 果酒、果醋 ( 2 ) 糖果、糕点、饼干、面包等诸多食品均可在生产过程中添加一定比例的果蔬粉，可改 善制品的营养结构，还能使制品在色、香，味上更胜一筹 ( 3 ) 果蔬粉中含有色索、果胶、单宁等成份，某些特定果蔬还含有药用成分，可以通过生 化途经从中提取有价值的副产品。 ( 4 ) 果蔬汁富含多种维生素和矿物质，经过适当的处理后，加入环状糊精等物质对果蔬汁 中的绝大多数营养元素进行有效的包埋保护。同时对一些营养成分进行强化，再均质，经真空冷 冻干燥得到营养型的果蔬粉。 ( 5 ) 在蜜幼儿及老年食品中添加果蔬粉。可以补充维生素和膳食纤维以均衡膳食 1 3 3 果蔬粉加工工艺 果蔬粉的生产在我国才刚刚起步，传统工艺是将果蔬原