刺梨鮮果塊真空冷凍干燥工藝的分析

常 秋，黃易安，張明豪，石 艷

（安順學(xué)院，貴州安順 561000）

我國貴州等地開展刺梨規(guī)模化栽培生產(chǎn)項目，刺梨食品加工隨之發(fā)展，目前市售產(chǎn)品包括刺梨飲料、刺梨片及刺梨果脯等，和其他刺梨食品相比，對刺梨鮮果塊進行真空冷凍干燥，可最大限度地保留刺梨營養(yǎng)成分。

真空冷凍干燥工藝是在含水物質(zhì)干燥處理前，通過冷凍技術(shù)，將含水物質(zhì)凍結(jié)為固體，再在真空環(huán)境下，干燥處理含水物質(zhì)，使水分蒸發(fā)，將物質(zhì)保留在冷凍產(chǎn)生的冰架中[1]?；谏鲜鲈?，真空冷凍干燥處理后，不會改變物質(zhì)體積，而是使物質(zhì)內(nèi)部疏松多孔[2]。刺梨中的SOD等營養(yǎng)成分熱不穩(wěn)定性較強，傳統(tǒng)干燥方法易破壞營養(yǎng)成分，建議食品加工企業(yè)采用真空冷凍干燥工藝處理，盡最大限度保留SOD等營養(yǎng)成分活性，避免其在刺梨鮮果塊運輸或存儲期間被破壞，提高刺梨加工水平[3]。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

刺梨，購自貴州某基地，ZG-25 m2型真空冷凍干燥機。

1.2 真空冷凍干燥工藝流程

在刺梨鮮果塊真空冷凍干燥處理中，本文選擇變溫壓差膨化干燥技術(shù)，具體工藝流程如下。①刺梨果預(yù)處理。將清洗好的刺梨鮮果進行切塊處理，切塊時將刺梨果統(tǒng)一切成4～6 mm大小的鮮果塊。②預(yù)凍。清潔凍干機托盤，在托盤上均勻鋪設(shè)切好的刺梨果塊，再將托盤置于預(yù)凍庫中，實施快速冷凍處理。將預(yù)凍庫的預(yù)凍溫度設(shè)置為低于-30 ℃，在刺梨果快預(yù)凍溫度達到-30 ℃以下后，繼續(xù)預(yù)凍超過1.5 h，保證刺梨果快的所有水分被凍結(jié)。③升華干燥。準(zhǔn)備真空冷凍干燥機，轉(zhuǎn)換冷媒實施捕水器制冷處理，確保捕水器溫度降低到-50 ℃左右；將預(yù)凍完成的刺梨果塊轉(zhuǎn)移至凍干倉區(qū)域，觀察真空冷凍干燥機的真空度數(shù)值，在升華干燥3 h后，控制加熱板升溫，要求其溫度緩慢提升，直到真空度值為30～60 Pa，持續(xù)處理8～9 h。④解析干燥。升華干燥處理后，刺梨果塊內(nèi)無凍結(jié)冰，但仍存在少量水分，為降低刺梨果快的水分，確保其含水量符合標(biāo)準(zhǔn)要求，對其實施解析干燥處理。觀察真空度變化，緩慢提升加熱板溫度，直到真空度維持在10～30 Pa，溫度低于50 ℃，持續(xù)處理，直到凍干結(jié)束。

1.3 真空冷凍干燥工藝分析

在真空冷凍干燥機能耗分析中，分析指標(biāo)為裝料量與凍干時間。凍干機托盤的裝料量分別設(shè)置為150 kg、175 kg、200 kg、225 kg、250 kg和275 kg，按照上述流程進行真空冷凍干燥處理，統(tǒng)計生產(chǎn)參數(shù)，計算能耗。

2 結(jié)果與分析

2.1 真空冷凍干燥機能耗分析

由表1知，結(jié)合上述實驗結(jié)果，在裝料量為200 kg，凍干時間為16.5 h時，真空冷凍干燥機單位能耗最少，生產(chǎn)效益最高，建議食品加工企業(yè)按照該生產(chǎn)參數(shù)進行刺梨鮮果塊的真空冷凍干燥處理。

表1 真空冷凍干燥機能耗分析結(jié)果

2.2 真空冷凍干燥處理后的刺梨鮮果塊質(zhì)量評估

對真空冷凍干燥處理后的刺梨鮮果塊質(zhì)量進行評估，發(fā)現(xiàn)刺梨鮮果塊呈淺黃色、金黃色或黃色，具有濃郁的刺梨香味和滋味，酸甜爽口，內(nèi)部呈蜂窩狀，未出現(xiàn)干縮狀態(tài)。理化指標(biāo)顯示，刺梨鮮果塊的維生素C含量超過160 mg/g，SOD含量為5 016.8 U/g，水分含量低于3%。

綜合上述實驗結(jié)果，探究可用于食品加工企業(yè)生產(chǎn)實踐的刺梨鮮果塊真空冷凍干燥工藝如下。①刺梨處理。規(guī)范處理刺梨鮮果塊，每次凍干處理200 kg。②預(yù)凍。預(yù)凍溫度控制在25 ℃以內(nèi)，預(yù)凍時間超過1.5 h。③升華干燥。3 h后緩慢提升加熱板溫度，控制真空度在30～60 Pa范圍內(nèi)，處理8～9 h。④解析干燥。根據(jù)真空度變化，逐步提升加熱板溫度，將真空度控制在10～30 Pa范圍內(nèi)，溫度低于50 ℃，凍干時間為16.5 h。

3 討論

就目前技術(shù)水平，具體優(yōu)化方案有以下3種。①熱風(fēng)真空冷凍干燥工藝。在真空冷凍后，利用熱空氣的熱能處理食物中的水分，促進水分蒸發(fā)，實現(xiàn)干燥處理目標(biāo)[4]。在實際加工生產(chǎn)中，該工藝可減少食物中營養(yǎng)成分流失，降低加工生產(chǎn)能耗，解決熱風(fēng)干燥存在的干燥時間長、食物質(zhì)量差問題。有研究指出，在同樣能耗低，使用熱風(fēng)真空冷凍干燥處理杏鮑菇，和熱風(fēng)干燥處理相比，前者處理后的杏鮑菇品質(zhì)更優(yōu)[5]。②高壓電場真空冷凍干燥工藝。在食品加工處理中，先利用高壓電廠實施食品預(yù)處理，減少干燥時間，提高水分蒸發(fā)效率，加大食物成分細胞的通透性，殺滅食物中的細菌。有研究指出，在海參干燥處理中，高壓電場真空冷凍干燥可減少加工能耗，提高海參質(zhì)量，減少海參的硬度收縮率，提高海參蛋白質(zhì)含量與復(fù)水率。但高壓電場真空冷凍干燥工藝研發(fā)時間較短，并未在食品加工企業(yè)中推廣普及，需進一步加大研究廣度與深度。③變溫壓差膨化干燥工藝。該工藝具有綠色生態(tài)優(yōu)勢，通過汽化生成的水蒸氣，對食物進行膨化處理，實現(xiàn)干燥處理目的。有研究指出，食品加工企業(yè)可通過實驗優(yōu)化調(diào)整變溫壓差膨化干燥工藝的膨化溫度、抽空溫度等參數(shù)，降低干制品的含水量，提高干制品品質(zhì)，使食品干制品呈現(xiàn)出疏松多孔的結(jié)構(gòu)，優(yōu)化消費者感官體驗?？偟膩碚f，目前真空冷凍干燥工藝在食品加工企業(yè)中的應(yīng)用仍處于探究階段，需進一步優(yōu)化研究相關(guān)干燥機理。

4 結(jié)論

綜上所述，建議食品加工企業(yè)按照刺梨鮮果處理、預(yù)凍、升華干燥、解析干燥流程進行真空冷凍干燥處理，處理時最優(yōu)裝料量為200 kg，最優(yōu)凍干時間為16.5 h，取得優(yōu)質(zhì)刺梨鮮果塊干燥食品，可推廣普及。食品加工企業(yè)可加大相關(guān)技術(shù)研發(fā)，進一步提高食品干制品質(zhì)量。