一種利用真空冷凍干燥技術(shù)制作凍干銀耳梨子羹的實(shí)驗(yàn)方法

王慧麗，嚴(yán)佩峰 ，張晶晶，王蘇珊，王曉，王何寅

(1.安慶師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，安徽 安慶 246133；2. 信陽(yáng)農(nóng)林學(xué)院 食品學(xué)院，河南 信陽(yáng) 464000)

1 實(shí)驗(yàn)的地位和作用

安慶師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院十分注重學(xué)生的創(chuàng)新及實(shí)踐動(dòng)手能力。根據(jù)生命科學(xué)學(xué)院食品專業(yè)課程設(shè)置，食品水分干燥實(shí)驗(yàn)是食品專業(yè)重要的基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)之一。已有研究表明，實(shí)驗(yàn)方法和保護(hù)劑的選取對(duì)食品干燥的效果起到了決定性的作用[1]。為了達(dá)到教學(xué)的目的，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，本實(shí)驗(yàn)結(jié)合真空冷凍干燥技術(shù)制作了一款凍干食品——凍干銀耳梨子羹。真空冷凍食品無(wú)添加劑且保存時(shí)間長(zhǎng)，符合現(xiàn)代人們對(duì)非膨化、非油炸、高纖維、低脂肪等食品的追求[2]。

2 實(shí)驗(yàn)原理

目前人們對(duì)食品安全和營(yíng)養(yǎng)成分越來(lái)越重視。為了減少由于防腐劑的添加帶來(lái)的危害，人們不斷改進(jìn)新鮮食物的干燥方法。由于水分條件決定了新鮮食物中各種微生物和酶的存活，因此必須將水分控制在安全比例內(nèi)食物才不易腐爛變質(zhì)[3]。一般的干燥是將物料中的水分由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)；而真空冷凍干燥(Vacuum freeze-drying)是將物料凍結(jié)到共晶點(diǎn)溫度以下，在低壓狀態(tài)下將物料中的水分從固態(tài)直接升華為汽態(tài)，并通過(guò)冷凝器凍結(jié)水蒸汽，除去濕物料中的水分[4-6]。由于該操作是在低溫、低氧下進(jìn)行，因此大多數(shù)生物反應(yīng)停滯，能較大限度地保持所制作食品的營(yíng)養(yǎng)成分、優(yōu)越的口感、風(fēng)味和色澤，且食品的復(fù)水性好[7-8]。

本實(shí)驗(yàn)將利用銀耳、梨、紅棗和枸杞等，制作出一款創(chuàng)新型凍干類食品。該產(chǎn)品的孔隙度高、復(fù)水性能好，同時(shí)沖調(diào)飲品質(zhì)量輕、體積小、易于包裝攜帶，既保證了營(yíng)養(yǎng)成分又方便食用，可干吃可沖泡。干吃口感像雪餅一樣酥脆。開水沖泡，只需60 s即可沖泡出一杯香糯可口的營(yíng)養(yǎng)羹。

3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h3>

熟悉真空冷凍干燥方法和保護(hù)劑的常用方法。掌握利用真空冷凍干燥技術(shù)制作凍干銀耳梨子羹的實(shí)驗(yàn)方法和操作技能。

3.2 實(shí)驗(yàn)材料

鮮銀耳、梨、蘋果、紅棗、桂圓、枸杞、新鮮綠茶、海藻糖、冰糖、檸檬酸、碳酸氫鈉、NaCl等。

3.3 實(shí)驗(yàn)儀器

SJ型雙嘉真空冷凍干燥機(jī)；JJ124BC電子天平；超低溫冰箱；ZS-1830五谷雜糧磨粉機(jī)；小型超聲波發(fā)生器；DF-101S集熱式磁力攪拌器。

3.4 評(píng)價(jià)方法

本試驗(yàn)以凍干銀耳梨子羹的感官評(píng)定為評(píng)分方法。評(píng)定結(jié)果分別從色澤、表現(xiàn)狀態(tài)、適口性、香味、口味5個(gè)方面打分，這5個(gè)方面的評(píng)分權(quán)重分別為10%、15%、30%、20%、25%，評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)及分值見表1。

表1 凍干銀耳梨子羹的感官密定評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

3.5 實(shí)驗(yàn)方法

3.5.1 原料挑選及清洗 選取無(wú)病蟲害、色澤正常、成熟度適中的新鮮蘋果、梨、桂圓為原料，去蒂去皮，先用1%碳酸氫鈉和1%NaCl混合液20℃溫水浸泡10 min，然后撈出，水洗干凈后待用。

3.5.2 切片 原料去核后進(jìn)行切片，操作速度要快，防止原料長(zhǎng)時(shí)間暴露在空氣中(也可在低溫冷凍環(huán)境下操作)。為使樣品均勻干燥，增大干燥表面積降低厚度，長(zhǎng)寬皆保持在1～3 cm，厚度為1～5 mm，使厚薄盡量均勻一致。一般果片切得越薄，烘干的時(shí)間越短，口感也越好。

3.5.3 凍干護(hù)色保護(hù)劑制備 將檸檬酸和海藻糖配制成四種不同比例的混合液，分別為0∶0、1∶1、1∶5和1∶10，用磁力攪拌器攪勻30 min。檸檬酸具備抗氧化性、抗自由基，抑制絡(luò)氨酸酶的形成，可以顯著提高保存期且不發(fā)生褐變[9]。海藻糖可有效防止凍干制品變性 ，可以阻止凍干制品的表面硬化[10]。保護(hù)劑即配即用。將切好的果片放入護(hù)色液浸泡1 min，護(hù)色完畢后取出，裝盤，晾干。原料裝盤時(shí)應(yīng)均勻逐一平放，不疊加堆放。

3.5.4 綠茶粉的制備 通過(guò)磨粉機(jī)將鮮綠茶進(jìn)行粉碎，過(guò)篩后得到50目左右的粉，罐裝密封待用。

3.5.5 銀耳梨子羹熬制 將鮮銀耳100 g、梨子粒100 g、蘋果粒50 g、紅棗30 g、桂圓30 g、枸杞10 g、老冰糖10 g按比例稱好。將銀耳、梨子粒、蘋果粒、紅棗、枸杞、老冰糖放入1000 mL沸水中，大火煮1 h后改為文火加熱1～2 h，不停攪拌，防止粘鍋，關(guān)火冷卻降溫后盛出，裝入硅膠模具中。因?yàn)檠b盤厚度等直接影響著干燥的進(jìn)程和產(chǎn)品的品質(zhì)，我們的裝盤厚度設(shè)定為2～3 cm。

3.5.6 預(yù)凍 為了使物料內(nèi)部的水分固化，將分裝好的銀耳梨子羹在-40℃超低溫冰箱里預(yù)凍處理，凍藏時(shí)間為12～24 h。

3.5.7 真空冷凍干燥 干燥方法一：將冷凍好的銀耳梨子羹帶模具均勻裝載在凍干機(jī)的4個(gè)托盤中，放入真空冷凍干燥機(jī)中，關(guān)閉料門，啟動(dòng)真空冷凍干燥機(jī)，冷阱溫度開機(jī)20 min后至-40℃，凍干真空度為0.1 Pa。在解吸干燥階段，為了迅速逸出解吸出來(lái)的水蒸氣，必須使產(chǎn)品內(nèi)、外形成較大的蒸汽壓差，真空下持續(xù)抽48～72 h，中途不可中斷。關(guān)閉閥門，停止真空泵，破真空，將其取出。

干燥方法二：將冷凍好的銀耳梨子羹帶模具放入真空冷凍干燥機(jī)中，啟動(dòng)真空冷凍干燥機(jī)，預(yù)凍溫度-40℃，抽真空至10～40 pa，干燥時(shí)間10～12 h，然后放到小型超聲波發(fā)生器震動(dòng)網(wǎng)格上，功率160～220 W，作用時(shí)間10～15 s；第二次干燥溫度-20℃～-40℃，抽真空至10～40 pa，干燥時(shí)間10～12 h。超聲聯(lián)合冷凍干燥技術(shù)，能夠加快物料由冰升華到水蒸氣的速率，節(jié)省25%～40%干燥時(shí)間，以減少能耗，并使得冷凍操作的產(chǎn)品質(zhì)量更好[11]。

3.5.8 成品切塊包裝 物料冷卻后，切為大小適宜的塊狀，撒上少量綠茶粉，即為成品。干燥后可采用真空密封包裝。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

4.1 水分的測(cè)定

根據(jù) GB/T 5009.3-2010 食品水分測(cè)定方法，用105℃恒溫直接干燥法進(jìn)行測(cè)定。從圖1中可以看出，使用三種不同比例保護(hù)劑后凍干成品的含水率分別為2.15%、1.93%、1.97%，比未使用保護(hù)劑的含水率(2.96%)小。真空干燥不僅升華了銀耳梨子羹中的自由水，還將與固體結(jié)合較強(qiáng)的吸附水去除，97%以上的水分得以干燥，制品重量輕，適合于長(zhǎng)途運(yùn)輸。特別是檸檬酸與海藻糖比例為1∶5時(shí)，成品含水率達(dá)到最低1.93%，故綜合考慮選擇1∶5為檸檬酸與海藻糖最佳比例。

4.2 復(fù)水時(shí)間測(cè)定

稱5 g凍干銀耳梨子羹加入50 mL 100℃熱水中，并加蓋，凍干銀耳梨子羹成品完全復(fù)水(銀耳梨子羹中心完全軟化)所需時(shí)間即為凍干銀耳梨子羹復(fù)水時(shí)間。從圖2中可以看出，使用三種不同比例保護(hù)劑后凍干成品的復(fù)水時(shí)間在62～69 s，比未使用保護(hù)劑的復(fù)水時(shí)間85 s短。特別是檸檬酸與海藻糖比例為1∶5時(shí)，成品復(fù)水時(shí)間達(dá)到了最短時(shí)間62 s，且成品復(fù)水后能夠保持銀耳梨子羹原有的形態(tài)和結(jié)構(gòu)，具有較好的速溶性和快速?gòu)?fù)水性。檸檬酸與海藻糖比例1∶10時(shí)，成品復(fù)水時(shí)間開始上升，故綜合考慮選擇1∶5為檸檬酸與海藻糖最佳比例。注意沖制時(shí)，加入的水不宜過(guò)多，否則成品不太濃稠會(huì)影響口感。

圖1 不同比例保護(hù)劑對(duì)凍干成品含水率影響 圖2 不同比例保護(hù)劑對(duì)凍干成品復(fù)水時(shí)間的影響

4.3 檸檬酸與海藻糖比例對(duì)凍干銀耳梨子羹品質(zhì)的影響

不同的檸檬酸與海藻糖比例和未使用保護(hù)劑制作的凍干銀耳梨子羹成品的感官整體鑒定數(shù)據(jù)見表2，從表2中可以看出使用護(hù)色凍干保護(hù)劑后其感官指標(biāo)有明顯提高。檸檬酸與海藻糖比例1∶5時(shí)感官評(píng)分較高，達(dá)到89分，由于海藻糖甜度相當(dāng)于蔗糖的45%，不影響凍干品口感，且可提升食品品質(zhì)。檸檬酸與海藻糖比例1∶1時(shí)，由于檸檬酸比較酸，凍干銀耳羹較酸，影響成品口味；檸檬酸與海藻糖比例1∶10時(shí)，成品感官評(píng)價(jià)分值開始下降，故綜合經(jīng)濟(jì)因素考慮選擇1∶5為檸檬酸與海藻糖最佳比例。

表2 不同檸檬酸與海藻糖比例感官鑒定結(jié)果

5 結(jié)論

通過(guò)凍干成品感官評(píng)價(jià)、含水率、復(fù)水時(shí)間等多方面實(shí)驗(yàn)，我們遴選出了最適合凍干銀耳梨子羹的護(hù)色保護(hù)劑為1%檸檬酸和5%海藻糖，該混合液可以保持凍干制品細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，阻止不良收縮，防止氧化，從而保護(hù)營(yíng)養(yǎng)成分[11]。

利用真空冷凍干燥技術(shù)進(jìn)行銀耳梨子羹食品的制作，試驗(yàn)過(guò)程中干燥是在低溫真空條件下進(jìn)行，食品中易氧化物質(zhì)得到了保護(hù)，有效保持了銀耳梨子羹原有的色、香、味以及維生素等營(yíng)養(yǎng)成分，且口感酥脆、方便攜帶運(yùn)輸、貯藏期長(zhǎng)，真空冷凍干燥后的銀耳梨子羹更符合現(xiàn)代人健康時(shí)尚的飲食方式[12]。同時(shí)，通過(guò)本實(shí)驗(yàn)讓食品專業(yè)的學(xué)生了解了干燥方法和保護(hù)劑對(duì)健康食品的意義，鍛煉了學(xué)生的實(shí)踐能力，增強(qiáng)了學(xué)生的專業(yè)情趣。