[發(fā)明專利]一種提高果蔬真空冷凍干燥速率的方法

無效

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• 申請日: 2014-05-07
• 公開（公告）號: CN103988891A
• 公開（公告）日: 2014-08-20
• 發(fā)明（設計）人: 吳亞麗;王曉君;王莉英;韓志軍;連小潔
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: A23B7/024
• 分類號: A23B7/024
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 李富元

技術領域

本發(fā)明屬于農產(chǎn)品加工技術領域，具體涉及一種提高果蔬真空冷凍干燥速率的方法。

背景技術

果蔬在農產(chǎn)品種類中占有較大比重，由于果蔬含水率高達70％-90％，在貯藏過程中容易發(fā)生腐爛變質，導致果蔬的損耗嚴重。據(jù)報道，我國新鮮果蔬腐爛損耗率，水果達到30％，蔬菜達40％-50％。因此，為了降低果蔬的損耗，延長保存期，常采用干燥脫水的方法對果蔬進行處理。對比熱風干燥、紅外干燥和微波干燥等方法，真空冷凍干燥加工技術是以低溫冷凍的方式進行脫水，將新鮮果蔬加工成薄片干制品或果蔬粉，不僅最大限度地利用了原料，而且干燥脫水后的產(chǎn)品容易儲藏，果蔬在冷凍和真空狀態(tài)下干燥，其營養(yǎng)成分、色澤和風味得到了最大限度地保持。冷凍干燥后的果蔬殘余含水量很低，在貯藏中不會引起水溶性成分的變化，拓寬了果蔬原料的應用范圍。但是真空冷凍干燥技術始終存在著干燥時間長、加工能耗大的缺點。

高壓脈沖電場預處理技術是以脈沖波的形式作用果蔬細胞，使果蔬的細胞組織結構、細胞內水分、酶、微生物等發(fā)生改變，達到干燥、鈍酶、殺菌等目的，具有非熱加工、處理均勻、加工時間短等優(yōu)點。研究表明，對果蔬采用高壓脈沖電場預處理，果蔬因受到高壓脈沖電場力的作用，細胞膜通透性發(fā)生改變，細胞內水分子產(chǎn)生有序排列，提高了水分的運轉速率。同時由于高壓脈沖電場的非加熱特性，處理過程中果蔬的溫度不會升高，避免了熱量對營養(yǎng)成分的損害。高壓脈沖電場預處理技術因為具有改善生物細胞膜通透性、提高果蔬在干燥過程中傳熱傳質效率等特點，與真空冷凍干燥技術相結合，能夠在保持果蔬制品營養(yǎng)成分的前提下，縮短果蔬實際干燥時間，顯著降低干燥能耗。

采用高壓脈沖電場預處理技術提高果蔬真空冷凍干燥速率，在農產(chǎn)品的保鮮與加工方面有廣闊的應用前景。因此，根據(jù)不同果蔬物性參數(shù)，尋找并確定高壓脈沖電場預處理參數(shù)最優(yōu)化組合，并據(jù)此設定并控制果蔬真空冷凍干燥能耗的過程參數(shù)，對果蔬干燥技術節(jié)能增效具有重要而現(xiàn)實的意義。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是：如何根據(jù)果蔬物性參數(shù)尋找并確定高壓脈沖電場預處理參數(shù)最優(yōu)化組合，控制影響真空冷凍干燥能耗的過程參數(shù)，實現(xiàn)預處理技術與冷凍干燥技術的融合，降低干燥能耗，提高生產(chǎn)效率。

本發(fā)明所采用的技術方案是：一種提高果蔬真空冷凍干燥速率的方法，按照如下步驟進行：

步驟1：選取果蔬物料，確定果蔬物性參數(shù)。選擇新鮮、無病蟲害的果蔬物料，如蘋果、梨、蘿卜、馬鈴薯等。用清水洗凈并去皮，抽樣測定共晶點溫度和初始含水率。

步驟2：制備果蔬待干燥品。將果蔬物料切成6mm-12mm的薄片。

步驟3：對果蔬待干燥品進行高壓脈沖電場預處理。選擇的預處理參數(shù)包括：脈沖強度、脈沖寬度、脈沖個數(shù)、脈沖間隔，采用這4個參數(shù)的優(yōu)化組合進行預處理。

步驟4：對預處理后的果蔬待干燥品進行預先冷凍。預凍溫度為低于其共晶點溫度的5℃-10℃，預凍時間為120min-180min。

步驟5：對經(jīng)過預凍的待干燥品進行真空冷凍干燥。選擇的過程參數(shù)包括：冷阱溫度、加熱板升華干燥階段溫度、加熱板解析干燥階段溫度、干燥機真空度；當冷阱溫度降為-40℃時，啟動真空冷凍干燥機；加熱板升溫后開始升華干燥階段，此階段加熱板溫度設定為60℃-80℃，真空度為40Pa-50Pa；達到上述設定溫度后開始解析干燥階段，此階段加熱板溫度設定為80℃-95℃，真空度為30Pa-40Pa，干燥至果蔬物料的濕基含水率≤3%時，凍干過程結束。

作為一種優(yōu)選方式：所述步驟1中果蔬物性參數(shù)包括：（1）物料共晶點、（2）初始含水率。其中，物料共晶點數(shù)值采用電阻式共晶點測試儀獲得；初始含水率根據(jù)《GB-5009.3-2010食品中水分的測定方法》進行測定。

作為一種優(yōu)選方式：所述步驟3中選取的高壓脈沖電場預處理參數(shù)的取值范圍為：脈沖強度1000V/cm-1500V/cm，脈沖寬度60μs-120μs，脈沖個數(shù)20個-50個，脈沖間隔400ms-600ms。

作為一種優(yōu)選方式：所述步驟5中升華干燥階段加熱板溫度從40℃開始，每10min遞增10℃，直至達到設定溫度（60℃-80℃）；解析干燥階段加熱板溫度從60℃-80℃（即升華干燥階段的設定溫度）開始，每10min增溫10℃至設定溫度（80℃-95℃）。