范蘭娣 蘇小紅 劉爍 蘭州工業(yè)研究院 甘肅蘭州 730050

　　通訊作者:范蘭娣(1963.2—),女,漢族,山西新絳,本科,副高級(jí)工程師,研究方向:低能耗凍干食品工藝的研究與生產(chǎn)。

　　作者簡(jiǎn)介:蘇小紅(1982.4—),女,回族,甘肅天水市,碩士,工程師,研究方向:天然成分的提取與分離。

　　摘 要:通過對(duì)冬瓜條凍干工藝過程的試驗(yàn)研究,確定了冬瓜條冷凍干燥的最佳操作條件和凍干曲線,對(duì)工業(yè)化生產(chǎn)加 工具有指導(dǎo)和參考價(jià)值。

　　關(guān)鍵詞:冬瓜條;加工工藝;凍干曲線

　　近年來,隨著我國居民收入水平不斷提高,休閑娛樂支出占比逐步提升,休閑食品市場(chǎng)發(fā)生了翻天覆地的變化,并日漸成為主流消費(fèi)食品。相關(guān)資料顯示,食用休閑食品能減輕人的心理壓力,并能緩解自身情緒,保持心情舒暢。因此 “開發(fā)綠色、天然、營(yíng)養(yǎng)、健康和功能性食品將是休閑食品市場(chǎng)的大趨勢(shì),提高人體免疫力、低熱量、低糖的休閑食品是今后新品開 發(fā)的主流方向”[1]。

　　冬瓜是一種藥食兩用瓜類蔬菜。據(jù)《神農(nóng)本草經(jīng)》記載:冬瓜性微寒,味甘淡無毒,入肺、大小腸、膀胱三經(jīng)。能清肺熱 化痰、清胃熱除煩止渴,甘淡滲痢,去濕解暑,能利小便,消除水腫之功效。其它中醫(yī)典籍諸如《別錄》、《開寶本草》、《本 草綱目》中都有關(guān)于冬瓜藥用的記載,在民間通常用來治療肺熱咳嗽、水腫脹滿、暑熱煩悶、瀉痢、痔瘡、哮喘、糖尿病、腎炎浮腫、魚蟹中毒等。真空冷凍干燥技術(shù)能最大限度地保留物料的營(yíng)養(yǎng)成分和生理活性物質(zhì),用該技術(shù)加工冬瓜休閑食品可以獲得低糖低熱量并有一定生理功效的健康休閑食品。本文對(duì)其生產(chǎn)過程進(jìn)行了深入的研究,探討了控制生產(chǎn)的合理工藝參數(shù),得出了對(duì)工業(yè)化生產(chǎn)具有重要參考價(jià)值的凍干曲線和基礎(chǔ)數(shù)據(jù) [2]。

　　1. 材料和方法

　　1.1 材料與設(shè)備

　　材料:新鮮冬瓜(市售)、葡萄糖(食品級(jí))

　　設(shè)備:JDG——0.2 型凍干機(jī)(蘭州科近真空凍干技術(shù)有限公司),HQ-72 全自動(dòng)水分測(cè)定儀(瑞典)

　　其它設(shè)備:實(shí)驗(yàn)室常用設(shè)備

　　1.2 實(shí)驗(yàn)方法

　　1.2.1 水分含量的測(cè)定

　　用 HQ-72 全自動(dòng)水分測(cè)定儀測(cè)定凍干冬瓜條的含水量。

　　1.2.2 共晶點(diǎn)和共熔點(diǎn)的測(cè)定

　　采用電阻測(cè)試方法:將電極和測(cè)溫探頭插入冬瓜物料內(nèi),進(jìn)行冷凍,記錄電阻和溫度的大小。當(dāng)冬瓜內(nèi)液體全部?jī)鼋Y(jié)成固體時(shí),其電阻就會(huì)突然增大,且?guī)缀鯙闊o窮大,此時(shí)溫度即為共晶點(diǎn)。同理,解凍時(shí)根據(jù)電阻突然由大變小的現(xiàn)象來測(cè)定物料的共融點(diǎn)溫度。

　　1.2.3 工藝流程

　　鮮冬瓜→清洗、消毒→漂洗→去皮剜心→切條→硬化→漂燙→冷卻→瀝水→拌料→裝盤→預(yù)凍→干燥→出倉→成品包裝

　　1.2.4 技術(shù)要點(diǎn)

　　1.2.4.1 原料選購

冬瓜以皮色青綠、帶白霜、形狀端正、表皮無斑點(diǎn)或外傷,表皮硬、肉質(zhì)緊密,種子已經(jīng)成熟的黃褐色的冬瓜為佳。

　　1.2.4.2 清洗、消毒、漂洗

將挑選好的原料放在清洗臺(tái)案上,打開淋雨頭用刷子對(duì)冬瓜表面粘有的泥土及其他雜質(zhì)進(jìn)行刷洗,然后放入 200ppm 濃度的次氯酸鈉消毒池中殺菌 5min,再用流動(dòng)水進(jìn)行漂洗。

　　1.2.4.3 去皮切分、挖心切條

　　用刨刀或旋皮機(jī)去掉冬瓜皮,用長(zhǎng)刀將冬瓜橫切為寬 15cm 的瓜圈,除去瓤和籽,再用切割機(jī)切成 6 *1*1.5cm 的瓜條。

　　1.2.4.4 硬化

　　將切割好的瓜條在 0.3~0.5% 的 CaCl2 溶液中浸泡 1hr,然后漂洗。

　　1.2.4.5 漂燙

　　用 95~100°C的水中熱燙 3~5min,撈出后立即用臭氧水冷卻,然后離心瀝水。

　　1.2.4.6 拌料

　　裝盤,將事先調(diào)配好的調(diào)味液按每盤裝料量稱重,均勻拌料 ,裝盤。

　　1.2.4.7 預(yù)凍

　　凍結(jié)速率控制在每分鐘 0.24~0.3°C,當(dāng)溫度達(dá)到 -25~-30°C 時(shí),維持 2hr。

　　1.2.4.8 干燥、出倉、包裝 。

　　2. 結(jié)果與討論

　　2.1 冬瓜的共晶點(diǎn)與共熔點(diǎn)對(duì)凍干過程的影響

　　通過電阻法測(cè)定冬瓜的共晶點(diǎn)溫度為 -20°C,共熔點(diǎn)溫度 為:-18°C .

　　共晶點(diǎn)溫度是物料在冷凍過程中所有可固化水分全部變?yōu)楸臏囟?這是預(yù)凍要求的最高溫度。實(shí)際操作中,特別是大 型生產(chǎn)中,考慮到操作中的溫度損耗,一般要比共晶點(diǎn)的溫度再低 -5 ~ -10°C,即冬瓜條必須預(yù)凍至 -25~-30°C。而共熔 點(diǎn)溫度是凍結(jié)狀的物料在升溫過程中開始出現(xiàn)液態(tài)時(shí)的溫度,這是升華干燥階段要求升華界面不能超過的最低溫度。升華干燥是在真空狀態(tài)下進(jìn)行的,若凍結(jié)物料中有部分液體存在,在真空下就會(huì)閃急蒸發(fā),從而造成物液濃縮、營(yíng)養(yǎng)成分流失、起泡、體積干縮等現(xiàn)象,影響產(chǎn)品質(zhì)量。

　　2.2 裝料厚度對(duì)凍干過程的影響

　　冷凍干燥是升華界面不斷有表層向內(nèi)部推進(jìn)的過程,物料的凍干時(shí)間通常是隨其厚度的增加而延長(zhǎng),但是單位厚度所用 的凍干時(shí)間卻不相同。所以研究物料裝料厚度與凍干時(shí)間的關(guān)系,對(duì)提高設(shè)備的生產(chǎn)能力是十分重要的。

　　綜合考慮備料及凍干階段的能耗、人力、物力消耗等,一般選取 10 ~ 15mm 厚度為宜。

　　2.3 加熱溫度對(duì)凍干過程的影響

　　在凍干過程中,加熱板溫度的控制是關(guān)鍵因素,如果控制不當(dāng),將很快出現(xiàn)起泡、崩解、干縮等現(xiàn)象。溫度控制的原則是:在升華階段,控制升華界面的溫度接近其共熔點(diǎn),但又必須低于共熔點(diǎn),即在保證凍結(jié)物料不熔化的前提下獲得最大的傳質(zhì)推動(dòng)力。本研究取 -18°C為最高升華界面的溫度。

　　但在進(jìn)入干燥解析階段后,由于不存在物料熔化的問題,可以迅速提高加熱板溫度,使物料表面及中心溫度盡快達(dá)到最高限制溫度。本實(shí)驗(yàn)取 50°C為物料最高限制溫度。

　　2.4 干燥倉壓力對(duì)凍干過程的影響

　　在升華階段要嚴(yán)格控制凍干倉內(nèi)的壓力,壓力高,對(duì)流傳熱效果好,但不利于水蒸氣的順利逸出并達(dá)到冷凝器的表面;當(dāng) 升華溫度恒定,在干燥倉內(nèi)壓力低于一定值時(shí),壓力再降低,升華速率也不再增加,而且升華壓力低時(shí),換熱效果差,為提供相同的熱量就需要高的加熱板溫度,但高的加熱板溫度容易造成物料的熔化崩解。故把壓力控制在略低于最高升華溫度對(duì)應(yīng) 的飽和蒸氣壓的二分之一的壓力為干燥倉內(nèi)的壓力,即冬瓜條升華階段的倉內(nèi)壓力應(yīng)控制在 30 ~ 80Pa 之間。在解析干燥階段,干燥倉內(nèi)壓力較低,此時(shí)需要增加倉內(nèi)壓力來改善傳熱,可采用調(diào)壓法來周期性地改善倉內(nèi)壓力,加速解析。本實(shí)驗(yàn)采用高壓 180Pa、低壓 20Pa,每 20min 循環(huán)一次,最后 1 小時(shí)保溫階段,關(guān)閉調(diào)壓電磁閥,使壓強(qiáng)為系統(tǒng)最低壓。實(shí)驗(yàn)證明:循環(huán)交替變壓更有利于縮短凍干時(shí)間。

　　3. 結(jié)論

　　(1)通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得冬瓜的共晶點(diǎn)為 -20°C,共熔點(diǎn)為 -18°C . (2)冬瓜條凍干曲線分析

　　由圖 1 凍干曲線可以看出:物料的中心溫度在前期幾乎無變化,當(dāng)其進(jìn)入解析階段時(shí)才逐漸上升。這是因?yàn)樯A階段,要盡量控制升華界面的溫度接近但不能超過共熔點(diǎn)溫度,以獲得最大的傳質(zhì)推動(dòng)力,進(jìn)入解析階段后,不存在物料熔化的問題,可加大加熱溫度使物料表面盡快達(dá)到最高限制溫度。所以冬瓜條凍干的加熱溫度與物料表面溫度在升華階段結(jié)束時(shí)有顯著的升溫。

　　(3)用凍干技術(shù)加工冬瓜休閑食品,是一種較理想的良好加工手段,為低糖低熱量健康休閑食品又添一丁。本文通過試驗(yàn)研究確定的工藝參數(shù)及凍干曲線,對(duì)凍干冬瓜條的開發(fā)生產(chǎn)具有指導(dǎo)意義和參考價(jià)值。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]段瑞輝.淺析我國凍干食品的發(fā)展與前景[J]食品安全導(dǎo)刊,2019 (10):60-61.

　　[2]姜 麗.日本食品加工領(lǐng)域新技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]農(nóng)業(yè)工 程,2019,9(03):56~58.