真空低温干燥法加工高vc香酥脆枣可行的研究.doc

真空低温干燥法生产高VC香酥脆枣的可行性研究许牡丹1，高红芳2*，刘红梅3（陕西科技大学， 陕西西安， 710021）摘 要：以佳县全红期木枣为原料，对真空低温干燥法生产高Vc香酥脆枣的工艺进行了研究，并比较了不同干燥方法对香酥脆枣营养成分及感官品质的影响。结果表明：真空低温干燥法可将加工时间缩短至真空冷冻干燥时间的1/8、热风干燥时间的1/6。而且真空低温干燥法生产的香酥脆枣不易吸潮，口感酥脆。并且保持了枣皮原有的玫瑰红色和枣肉原有的浅绿色，并对三种干燥方法的成本进行比较，真空低温干燥的成本较低，可适用于工厂化的大规模生产。关键词：香酥脆枣，干燥方法，品质分析，成本分析The feasibility of low-temperature drying on crisp jujube with high VcXU Mu-dan1, GAO Hong-fang2*, LIU Hong- mei3（Shanxi university of science and technology, Shanxi Xian 710021）Abstract: Jiaxian red jujube as raw materials, the effect of drying methods on nutrition and sensory quality were studied. The result indicated that the time of vacuum -drying processing can be reduced to 1 / 8 times of Freeze -vacuum drying and 1/6 times of air-dryings. The production of vacuum-drying method is not easy to absorb moisture. The product kept its original color flavor and nutrition. Comparing the three drying methods, the cost of vacuum low-temperature drying is the lowest and has great economic benefit.Key Words: fragrantly crisp jujube; drying method; quality analysis; cost analysis .香酥脆枣是指口感酥脆，枣香味浓郁、水分含量5%的干制品。目前市售干枣一般采用常规热风干制法由于在加工的过程中，受温度、空气、等因素影响受温度和氧化的双重影响，VC、Vp等营养成份损失严重。VC含量一般仅为1.550mg/100g。为了生产出营养价值高、成本相对较低的香酥脆枣，本文以新鲜去核枣为原料，利用国家重点新产品ZGT型低温真空干燥设备，在低于50的真空氛围温度下，对香酥脆枣的加工工艺进行了研究探讨。并将此干燥方法与热风干燥、真空冷冻干燥方法从对香酥脆枣品质的影响及成本方面进行了分析比较。1材料和方法1.1试验材料与试剂红枣，陕北佳县新鲜木枣；盐酸、北京化工厂；淀粉、天津市百世化工有限公司；草酸、天津市东丽区天大化学试剂厂；天津市耀华化学试剂有限责任公司；碘化钾、天津天泰精细化学品有限公司；无水乙醇、天津市富宇精细化工有限公司；抗坏血酸、陕西省西安化玻沾化学厂；亚铁氰化钾、汕头市光华化学厂；2，6-二氯靛酚、国药集团化学试剂有限公司。GT型真空干燥机：国家重点新产品项目(2000G041D850028) ，采用四级蒸汽喷射真空系统,真空系统乏汽作为供热源,以间壁式辐射供热为加热方式。干制制真空度范围为267-400pa ,干燥室内氛围温度在055范围内调控；锅电热恒温水浴锅：北京化玻联医疗器械有限公司。754PC紫外分光光度计，上海光谱仪器有限公司；电热恒温水浴锅，北京化玻联医疗器械有限公司；YP2001N电子天平，北京赛多利斯仪器系统有限公司；2W型阿贝折光仪，上海精密光学仪器公司；LYO-1型真空冷冻干燥机，上海东富龙有限公司。1.2 实验方法 基金项目：陕西省科技攻关项目(2008K03-15)作者简介：许牡丹（1963-），女，教授，研究方向：果蔬加工与保鲜* 通讯作者：高红芳（1984-），女，在读硕士，研究方向：果蔬加工与保鲜，E-mail：1.2.1工艺流程 热风干燥原料预处理 预冻 真空冷冻干燥 出枣 散温 包装 真空低温干燥1.2.2不同干燥方法的确定热风干燥将预处理后的去核枣放入物料盘中，均匀铺成一薄层，在温度50下干燥水分至4%-5%，干燥时间为30h。每隔2.0h测定一次物料的含水量，干燥过程重复两次，水分取三次的平均数。真空低温干燥将预处理后的去核枣放置在真空低温干燥设备的物料盘中，均匀铺成一层，干制工作绝对压强267400Pa，干燥室内氛围温度1045，至成品水分为4-5%。加热机制为双面平板辐射传热，蒸汽作加热介质，间壁式供热。每隔0.5h测定一次物料的含水量，干燥过程重复两次，水分取三次的平均数。真空冷冻干燥(1)预冻：将处理好的去核枣装入冷冻干燥的料盘中，均匀铺成一层，置于冰柜中预冻12h，预冻温度一般为-25以下，使之完全冻结。(2)升华：把预冻后的物料移入冻干机内，开启板冷阀，等物料的温度降到- 45以下，保持40min关掉板冷阀，开启冷凝阀，将冷凝器的温度调至- 40以下，并保持0.5h，开启真空泵，当压力降至10Pa后，提高板层温度开始升华， 去核枣的温度始终维持在低于而又接近共晶点。当去核枣温度明显上升，温度超过共晶点时，标志着升华干燥阶段快要结束。(3)解析干燥：在该阶段，虽然产品内不存在冻结冰，但产品内还存在10 %左右的水分，为了使产品达到合格的水分含量，必须对产品进行进一步的干燥。当产品的温度上升到0时，开启掺气阀，并将压力升高到30MPa，当物料温度接近或达到板层温度时提高真空度，到温度上升到40，冻干结束。1.2.2指标测定方法含水量的测定：采用常压烘箱干燥法（GB5009.3-2003）；Vc的测定：2,6-二氯靛酚滴定法1；叶绿素的测定2；褐变度的测定3 4；体积收缩率的测定5； 吸湿性的测定6。感官评定：由10名评价员组成感官评价小组，评价香酥脆枣的色泽、质构、口感、气味。按五分制计，每个样取10个人所打分值的平均值。2实验结果与分析2.1真空低温干燥加工高VC香酥脆枣工艺参数的确定 图1真空低温干燥工艺曲线Fig 1 Process condition of vacuum low-temperature drying试验过程中通过控制隔板温度和真空箱氛围温度来控制香酥脆枣的品质，通过大量试验，按照上图所示的参数条件可加工出枣皮色泽鲜亮，枣肉呈浅绿色的香酥脆枣。从图1可以看出当开始供热时此时热量大部分用于枣脱水缩需要的热量，真空箱内的氛围温度稍有下降，此阶段持续时间大约20分钟后，真空氛围温度开始上升,大约4小时后真空氛围温度上升到50，此时如果继续供热，枣体温度会上升导致产品的质量下降，因此，在此氛围温度下维持5分钟后开始冷水循环，隔板温度开始下降，真空氛围温度也随之下降，保持在48左右，在整个干燥过程中干燥箱的氛围温度始终保低于50。2.2不同干燥方式对香酥脆枣品质的影2.1.1干燥时间的比较图2不同干燥方法的干燥速率曲线Fig2 Drying curves of different drying methods 由图2可知，用不同干燥方式干燥去核枣水分至4-5%，热风干燥需要30h，真空冷冻干燥需40h，而真空低温干燥仅需5.5-6h。真空低温干燥时间是真空冷冻干燥时间的1/8，是热风干燥时间的1/6。 由此可见，真空低温干燥大大缩短了干燥时间。2.1.2 Vc保存率的比较大枣中Vc的含量很高，并且Vc是热敏性极强的成分，很容易在加工过程中受温氧化的作用而损失。VC在温度较高时会发生氧化褐变，这些因素是造成果蔬干制品品质下降的主要原因。因此温度越高，干燥时间越长，Vc破坏就越严重。本试验将去核枣50热风干燥、真空冷冻干燥、真空低温干燥后Vc的保存率进行比较，如表1所示。表1不同干燥方法对Vc保存率的影响Tab1 Effect of different drying methods on the retention rate of vitamin c干燥方法 热风干燥 冷冻干燥 真空低温Vc含量(mg/100g) 25.2 825.2 812.3Vc保存率(%) 2.97 97.4 95.8从表1中可以看出，热风干燥、真空冷冻干燥、真空低温干燥的Vc保存率分别为2.97%，97.4%和95.8%。热风干燥时，原料暴露在空气中，Vc含量较低。而真空冷冻干燥和真空低温干燥的Vc含量较高，这证实了在低温和真空条件下有效地防止物质的分解，保护了易氧化成分，故对Vc的保留率很高。2.1.3体积收缩率的比较果蔬在各种不同干燥方式中出现收缩是一种常见的物理现象，其脱水后收缩量大小也是反映果蔬质量的一个重要指标，因为收缩会使果蔬的整体形状发生变化，从而影响人们的感官印象，图1是香酥脆枣的变形情况。 表2 大枣干燥后体积收缩率的比较Tab 2 Shrinkage of jujube dried by three drying methods干燥方法热风干燥冷冻干燥真空低温干燥干燥时间(h)体积收缩率(%)30405.526.57260由表2可知，冷冻干燥得到的产品变形最小，这是因为在冷冻干燥过程中，物料脱水前先经冻结，形成稳定的骨架，所以水分升后，骨架基本保持不变，干制品不失原有的固体结构。通过试验结果看出，真空冷冻干燥与真空低温干燥的变形情况较为接近。而热风干燥体积收缩率较小，变形明显。2.1.4色泽比较色泽是果蔬干制品的一个重要指标之一，果蔬在干燥过程中会发生物理和化学方面的变化，其中变色最为常见，它是由酶褐变和非酶促褐变或果蔬本身色素物质（如叶绿素和胡萝卜素等）受破坏引起的。样品干燥后，测定其褐变度和叶绿素含的含量，间接表示其颜色的变化，结果见表4。表3干燥后香酥脆枣颜色的比较Tab3 Color values of crisp jujube干燥方法热风干燥冷冻干燥真空低温干燥褐变度(A420)叶绿素含量(mg/g)0.5181.5-30.11516.190.13916.78表3结果表明：真空低温干燥叶绿素含量最高，褐变度较小，有利于色泽的保留。但真空低温干燥的产品褐变度较真空冷冻干燥的低，这是因为在真空冷冻干燥的过程中产品果肉有发白的现象所致。2.1.5吸潮性的比较香酥脆枣营养丰富，酥脆可口，但易吸潮发生皮软现象，香酥脆枣的吸性不仅与其成分和温度有关，而且还与干制方式密切相关，其干燥方式不同得到的香酥脆枣的质地结构不同，从而会影响制品的吸潮，不同干燥方式下香酥脆枣的吸湿性曲线见下图2 图3 不同干燥方法香酥脆枣的吸湿性曲线 Fig.3 Hygroscopic capacity curves of different drying methods从图3可以看出，在0-14 h，吸湿率随时间的增加而平稳增加。三种干燥方式中，冷冻干燥产品的吸湿速率最大；热风干燥和真空低温干燥产品的吸湿速率较为接近，都小于冷冻干燥产品的。稀释速率越大，产品越容易吸潮，因而影响到产品的脆性。2.1.6感官品质的比较表4香酥脆枣感官评定Tab 4 the value of evaluation for crisp jujube干燥方法 感官描述 热风干燥 果皮为深红色、果肉为红褐色、有亮泽，疏松、质脆，有焦苦味真空冷冻干燥 果皮为淡红色、果肉为白色、无光泽，疏松、质脆，枣香味较淡真空低温干燥 果皮为红色、果肉为淡绿色、有光泽，疏松，质脆，枣香味浓郁 表5香酥脆枣感官评定的分值表Tab 5 the value of evaluation for crisp jujube干燥方法 颜色 口味 形状 酥脆性 香味 亮度 总分 鲜枣 5 5 5 5 5 5 30热风干燥 3.8 2.8 3.2 4.6 3.0 4.5 21.9真空冷冻干燥 3.1 3.7 4.7 4.3 3.2 3.1 22.1真空低温干燥 3.7 4.5 3.9 4.5 4.2 4.0 生产成本的比较 表6 不同干燥方法能耗分析表Tab6 Analysis of energy consumption of different dry methods能耗参数热风干燥真空冷冻干燥真空低温干燥实测功率/kw冻干时间/h最终水分含量/%总能耗/kwh3.6304.791089404.32360285.54.28154由表6结果可知，三种干燥方法干燥脆枣水分至含水率为5%左右，热风干燥需30h，真空冷冻干燥时间为40h，真空低温干燥时间仅需要5.5h。在能耗方面，真空冷冻干燥的能耗最多，为360kwh，热风干燥的能耗最少，为108kwh，真空低温干燥的能耗为154kwh。真空低温干燥得到的脆枣品质最好，但从能耗角度讲，真空低温干燥的能耗比热风干燥要高，但是比真空冷冻干燥要低很多。3结论与讨论3.1脆枣营养成分分析结果Tab 7 Nutrient composition analysis results of crisp jujube营养成分水分(%)总糖(%)总酸(%)VCmg/100g)VC保存率(%)含量4.2875.372.24812.395.8由表7可以看出，真空低温干燥的红枣水分含量低，VC保存率很高，酸甜可口，果肉保持原有的淡绿色，枣香浓郁。利用真空低温干燥技术研制生产高VC脆枣，不仅对我国红枣深加工意义重大，而且可以为其他果蔬加工提供技术依据。3.2讨论(1)本试验采用的真空低温干燥方法可有效减少产品营养物质的损失，所加工产品的质量接近冻干产品，保持原有的色泽，而且枣香味浓郁。真空冷冻干燥的产品营养物质损失少，但是干燥时间长，操作成本大。不同干燥方法既有各自的优点，也有不同的局限性，因此在不断完善各种干燥方法自身不足的同时，还应该根据物料各自的