蒸烤一體機(jī)果蔬烘干可行性研究

黃聞霞 胡艷 周璐倩 王曉倩

摘要：以我司蒸烤一體機(jī)為研究對(duì)象，以蘋(píng)果為典型果蔬烘干食材，開(kāi)展蒸烤一體機(jī)果蔬烘干速率提升及品質(zhì)改善研究。本研究主要以電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)、腔體排濕和烘干溫度為影響因子，在單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行正交分析確定蘋(píng)果干最佳制作工藝。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)蘋(píng)果干的烘干溫度為90℃，箱門(mén)開(kāi)門(mén)角度為2o，電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)為2500r/min時(shí)，蘋(píng)果干的烘干速率可提高50%，此時(shí)蘋(píng)果干的口感和色澤達(dá)到最佳水平，這為在蒸烤一體機(jī)中實(shí)現(xiàn)美味、健康、快速的果蔬烘干功能提供參考。

關(guān)鍵詞：蒸烤一體機(jī);果蔬烘干;熱風(fēng)干燥

中圖分類(lèi)號(hào)：TS972.2

1引言

果蔬含水量高、易腐爛，極易因環(huán)境和微生物因素發(fā)生不良變化，無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存。果蔬烘干是指采用一定的干制工藝脫去新鮮果蔬中的水分，使水分降低到安全比例，殺菌消毒，抑制微生物生長(zhǎng)[1]。目前果蔬烘干技術(shù)主要集中在工業(yè)化領(lǐng)域，常用的果蔬烘干技術(shù)有熱風(fēng)干燥、真空微波干燥、真空冷凍干燥、遠(yuǎn)紅外干燥、低溫真空膨化干燥、變溫壓差膨化干燥等[2][3]，家用電器果蔬烘干研究較少，但是隨著物流、種植技術(shù)進(jìn)步，果蔬的人均消費(fèi)量越來(lái)越大，家用果蔬烘干技術(shù)的研究也十分有必要。檢驗(yàn)果蔬干制品優(yōu)劣主要采用感官品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)素（復(fù)水比、多酚、花青素、維生素C等），同時(shí)品質(zhì)優(yōu)劣影響果蔬干制品儲(chǔ)存、口感和營(yíng)養(yǎng)。

家庭果蔬烘干設(shè)備采用熱風(fēng)干燥較多，以我司產(chǎn)品為例，主要使用熱風(fēng)干燥功能制備果蔬干。熱風(fēng)干燥是將熱量以熱空氣為媒介傳遞給物料，使物料表面水分受熱汽化，擴(kuò)散到空氣中[4]。家庭果蔬烘干設(shè)備主要使用電烤箱或蒸烤一體機(jī)，由程序控制、供熱、通風(fēng)排濕三大系統(tǒng)組成。利用高速循環(huán)熱風(fēng)帶走果蔬中水分，使果蔬快速脫水至干燥、適合貯存的狀態(tài)。家用電器設(shè)備可以精準(zhǔn)控制果蔬烘干溫度、濕度、時(shí)間，形成烘干工藝曲線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)智能化控制，提高烘干效率和果蔬干制品品質(zhì)。由于熱源供熱精準(zhǔn)控制，通風(fēng)排濕，果蔬干制品著色均勻，色澤亮麗，營(yíng)養(yǎng)豐富。

本研究采用老板電器蒸烤一體機(jī)JZCQ926作為果蔬烘干設(shè)備進(jìn)行研究，主要考察散熱風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)、箱門(mén)開(kāi)合角度和果蔬烘干溫度等因素來(lái)確定最適合果蔬烘干的烹飪工藝[5]。

2材料與方法

2.1試驗(yàn)原料

試驗(yàn)原料為紅富士蘋(píng)果，購(gòu)買(mǎi)自杭州當(dāng)?shù)爻?。蘋(píng)果的初始含水率為86.0±2.0%，蘋(píng)果處理流程為：蘋(píng)果原料→清洗→去皮→切制→抗氧化處理→吸干表面水分→裝盤(pán)→干燥→整理→指標(biāo)檢測(cè)。

操作要點(diǎn)：

（1）準(zhǔn)備干燥的蘋(píng)果，約150g/個(gè)，需大小均勻、無(wú)損傷，才可作為實(shí)驗(yàn)物料，清洗蘋(píng)果表面后，對(duì)蘋(píng)果進(jìn)行去皮。

（2）蘋(píng)果切制方法：蘋(píng)果去皮后，先沿果核縱向?qū)η?，再沿果核切成約3mm的薄片。

（3）蘋(píng)果抗氧化處理方法：將純凈水800g、鹽8g、檸檬汁8g混合攪拌均勻，放入蘋(píng)果片，抗氧化護(hù)色浸泡10min后取出，用廚房紙吸干蘋(píng)果片表面水分。

（4）裝盤(pán)：將處理好的蘋(píng)果片平鋪在烤盤(pán)中，隨后放入蒸烤一體機(jī)中開(kāi)始干燥。

2.2主要試驗(yàn)裝置

試驗(yàn)裝置工作時(shí)，通過(guò)產(chǎn)品控制面板可以設(shè)定不同的電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)、烘干溫度和烘烤時(shí)間，通過(guò)電鉸鏈箱門(mén)控制開(kāi)合角度來(lái)實(shí)現(xiàn)腔體排濕功能，最終呈現(xiàn)升溫、保溫、排濕和進(jìn)風(fēng)等各種功能。

數(shù)顯傾角儀：型號(hào)DMI820-30，生產(chǎn)廠(chǎng)家深圳瑞芬科技有限公司，用來(lái)測(cè)量器具箱門(mén)打開(kāi)角度。

快速水分測(cè)定儀：型號(hào)HC103，生產(chǎn)廠(chǎng)家梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司，用于快速測(cè)定蘋(píng)果干中的水分含量。

分光測(cè)色計(jì)：型號(hào)CM-2300D，日本Konica-Minolta柯尼卡美能達(dá)，生產(chǎn)廠(chǎng)家翁開(kāi)爾集團(tuán)，用于測(cè)定蘋(píng)果干烘干前后的色差值。

2.3試驗(yàn)方法

打開(kāi)基于溫濕度控制的蒸烤一體機(jī)JZCQ926，預(yù)熱至設(shè)定溫度值后，再次設(shè)定各階段干燥的溫度及保持時(shí)間。將物料單層均勻平鋪于烤盤(pán)上，烤盤(pán)置于蒸烤一體機(jī)中間層，從干燥開(kāi)始對(duì)蘋(píng)果干定時(shí)自動(dòng)稱(chēng)量，直至其含水率降低到5%以下時(shí)結(jié)束試驗(yàn)。用分光測(cè)色計(jì)測(cè)定物料的收縮及色澤變化情況。每組試驗(yàn)重復(fù)3次，取平均值作為試驗(yàn)結(jié)果。

2.4試驗(yàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)[6]

2.4.1含水率

含水率是干燥過(guò)程中重要的測(cè)定指標(biāo)。對(duì)干燥過(guò)程中各階段的物料，采用 HC103快速水分測(cè)定儀（梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司）測(cè)定其含水率。設(shè)定加熱溫度為105℃，判定時(shí)間為40s，將大于0.5g的樣品放置于水分儀物料盤(pán)上進(jìn)行測(cè)定，多次測(cè)量，取樣品含水率顯示值的平均值為當(dāng)前時(shí)間的含水率數(shù)值。

3單因素實(shí)驗(yàn)

3.1不同烘干溫度的影響

通過(guò)不同烘干溫度（70℃、80℃、90℃、100℃、110℃）測(cè)試對(duì)蘋(píng)果干的影響，從表2可以看出，隨著溫度提高，復(fù)水比的值先變大后變小，從色差看，色差越來(lái)越大，說(shuō)明果干顏色變深，到110℃，果干顏色變淺棕色。從烘干時(shí)間來(lái)看，90℃比70℃時(shí)烘干速率提升50%。從感官評(píng)價(jià)分?jǐn)?shù)來(lái)看，90℃的蘋(píng)果干烘干效果最佳，食用口感最佳。根據(jù)測(cè)試結(jié)果，兼顧烘干時(shí)間，選擇80℃、90℃和100℃為正交實(shí)驗(yàn)烘干溫度的3個(gè)水平。

3.2不同箱門(mén)打開(kāi)角度（腔體排濕）的影響

果蔬烘干需要充分排濕換風(fēng)，如果烘干過(guò)程中產(chǎn)生的水蒸氣排不出去，果蔬長(zhǎng)期處在高濕高溫的環(huán)境中，不僅烘不干，還很容易發(fā)生氧化褐變。通過(guò)電鉸鏈箱門(mén)將蒸烤一體機(jī)的開(kāi)門(mén)角度控制在一定范圍，達(dá)到排濕換風(fēng)的目的。表3顯示，當(dāng)蒸烤一體機(jī)箱門(mén)打開(kāi)角度（腔體排濕）越來(lái)越大，蘋(píng)果干含水量越來(lái)越大，說(shuō)明開(kāi)門(mén)角度越大，腔體實(shí)際溫度越低，水分含量越高。復(fù)水比先變大后變小，說(shuō)明果干品質(zhì)與腔體排濕之間有一個(gè)最佳值。當(dāng)箱門(mén)打開(kāi)角度為2o時(shí)，果干品質(zhì)最好，同時(shí)食用口感最好。根據(jù)測(cè)試結(jié)果，兼顧門(mén)體電鉸鏈控制難度，選擇1o、2o和3o為正交實(shí)驗(yàn)開(kāi)門(mén)角度的3個(gè)水平。

3.3不同電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的影響

表4顯示，隨著散熱風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的提高，蘋(píng)果干含水量越來(lái)越小，復(fù)水比越來(lái)越大，色差越來(lái)越小，說(shuō)明果干品質(zhì)隨著電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的提高越來(lái)越好。根據(jù)測(cè)試結(jié)果，兼顧實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景，選擇1500、2000和2500 r/min為正交實(shí)驗(yàn)電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)的3個(gè)水平。

4正交實(shí)驗(yàn)

在單因素考察的基礎(chǔ)上，選取烘干溫度、開(kāi)門(mén)角度、電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)為影響因素，每個(gè)因素考察3個(gè)水平，進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)。正交實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果見(jiàn)下表5。

根據(jù)表5的測(cè)試結(jié)果，選出最佳工藝，即烘干溫度90℃，箱門(mén)開(kāi)門(mén)角度2o，電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)2500 r/min時(shí)，果蔬烘干效果最佳，口感和色澤達(dá)到最佳水平;同時(shí)針對(duì)復(fù)水比、色差值2個(gè)指標(biāo)進(jìn)行極差分析。

表5的測(cè)試結(jié)果表明，烘干溫度、開(kāi)門(mén)角度和電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)三個(gè)因素對(duì)復(fù)水比的影響排序?yàn)殚_(kāi)門(mén)角度>溫度>電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，說(shuō)明當(dāng)果蔬干水分含量低于5%時(shí)，箱門(mén)的打開(kāi)角度（腔體排濕）對(duì)復(fù)水比影響最大。三個(gè)因素對(duì)色差的影響排序?yàn)闇囟?gt;開(kāi)門(mén)角度>電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，說(shuō)明溫度對(duì)果蔬干的色澤影響最大。因此，想獲得品質(zhì)最佳的果蔬干，關(guān)鍵是要控制烘干溫度和腔體濕度。而腔體濕度控制可以通過(guò)箱門(mén)的打開(kāi)角度（本研究采用的方法）或者其他排氣系統(tǒng)控制，溫度可以通過(guò)電控制系統(tǒng)控制;同時(shí)可考慮安裝溫濕度探頭監(jiān)控溫濕度，目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有可監(jiān)控溫濕度的家用電器產(chǎn)品，本研究將為新技術(shù)開(kāi)發(fā)指明方向。

利用復(fù)水比這一指標(biāo)進(jìn)行影響因子顯著性分析，表6顯示，3個(gè)因素的影響均顯著，開(kāi)門(mén)角度對(duì)復(fù)水比的影響最顯著。

5結(jié)論

目前果蔬干制品還是以工業(yè)化生產(chǎn)為主，家庭果蔬干制品制作尚屬起步階段，利用蒸烤一體機(jī)制作果蔬干操作簡(jiǎn)單，無(wú)添加劑，口感爽脆，更適合兒童和老人食用。本研究表明，影響蒸烤一體機(jī)果蔬烘干功能的主要因素為烘干溫度、腔體排濕（箱門(mén)開(kāi)門(mén)角度）、散熱風(fēng)機(jī)電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)，為了獲得品質(zhì)最佳的果蔬干要對(duì)這三個(gè)因素進(jìn)行控制。當(dāng)蘋(píng)果干的烘干溫度為90℃，箱門(mén)開(kāi)門(mén)角度為2o，電機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)為2500 r/min時(shí)，蘋(píng)果干烘干速率可提升50%，口感和色澤達(dá)到最佳水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]王浩，張明，王兆升.干制技術(shù)對(duì)果蔬干制品品質(zhì)的影響研究進(jìn)展[J].果蔬加工，2018（11）：15-20.

[2]韓旭，董京磊，宮俊杰，鄭振佳.果蔬干燥技術(shù)的研究進(jìn)展[J].中國(guó)食物與營(yíng)養(yǎng)，2020（9）：37-40.

[3]沈靜，王敏，冀曉龍.果蔬干制技術(shù)的應(yīng)用與研究進(jìn)展[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2019 （03）：95-97.

[4]謝靜，高振江.基于溫濕度控制的熱風(fēng)干燥技術(shù)對(duì)果蔬物料干燥適應(yīng)性研究[J].農(nóng)業(yè)工程，2019（1）：37-48.

[5]王勇，陳晨，李阿敏，姜欣，阮華平.蒸烤箱炸制速率提升及品質(zhì)改善研究[J].家電科技，2021（4）：94-97.

[6]荊雪松.果蔬蒸汽燙漂與組合干燥一體化加工技術(shù)及設(shè)備的研究[D].陜西科技大學(xué)，2019.