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浆果类水果包括桑葚,草莓,树莓等。其营养价值高,富含多种维生素、人体必需氨基酸、微量元素和矿物质等,被誉为“第三代水果”。草莓、桑葚味道鲜美,深受人们喜爱。但是其鲜果在在采摘、处理、运输、保藏过程中由于机械损伤、生理变性、微生物导致的腐败等原因,使其易腐烂。此类水果是一种很好的加工食品的原料,对此进行深加工,则不仅利于贮藏,延长其食用期,而且可以增值。
在草莓、桑葚加工工业过程中,无论是制作果酱,果汁,罐头还是粉类冲调品等,都需要先将果实制浆后才能进行,把握其浆料的流变特性对于质量控制、感官评价及工程实际应用等方面十分有益。例如工程应用方面,选取合适的流动模型可以对泵送管路系统的设计及乳化,雾化等加工单元的设计提供必要的参数。
因此,掌握草莓、桑葚浆料具体的流变学数据在其产品加工过程中显得十分必要。
本研究将成熟的草莓、桑葚果实用打浆机打浆,浆料于93℃下加热2分钟以去除果胶和其他酶,通过旋转蒸发仪将浆料调成8、10、12、14、16°Brix五个浓度,总可溶性固行物含量用阿贝折光仪测定。运用BRABENDER同轴圆筒式流变仪对草莓浆料和桑葚浆料进行流变测量。在不同温度(30℃-60℃)、浓度、均质条件下观察其剪切应力随剪切速率的变化。选用幂定律模型σ=k*γn来描述剪切应力和剪切速率的关系,其中k为稠度系数,n为流动行为指数,k和n被视为食品流变学中两个重要的参数。根据k和n的变化判断温度、浓度、均质等因素对其流变性质的影响。运用SPSS统计分析软件对实验数据曲线进行拟合,归纳稠度指数k和流动行为指数n随温度、浓度等因素变化的数学模型。
本文的目的在于寻找草莓浆料和桑葚浆料之间流变特性的相似性及差异性,并归纳总结浆果类水果浆料的流变特性其研究方法上的相似性。
结果显示,草莓浆料和桑葚浆料均为假塑性流体;其表观粘度随浓度的增大而增大,随温度的增大而减小;草莓浆料和桑葚浆料的稠度系数k与浓度成正比例关系,二次方程k=b0+b1*C+b2*C2和S曲线方程k=exp(b0+b1/C)可以更好的拟合稠度系数k随浓度变化的函数;其流动行为指数n与浓度成反比例关系,二次方程k=b0+b1*C+b2*C2和S曲线方程k=exp(b0+b1/C)可以很好的拟合流动行为指数n随浓度变化的函数;草莓浆料和桑葚浆料的稠度系数k与温度成反比例关系,阿列纽斯方程k=k0exp(Ea/RT)可以很好的拟合稠度系数k随温度变化的函数;其流动行为指数n与温度成正比例关系,直线方程n=b0*T+b1可以较好的拟合流动行为指数n随温度变化的函数;从微观结构上,均质对于草莓浆料和桑葚浆料有着明显的影响;在一定温度、浓度条件下,草莓浆料和桑葚浆料其稠度系数k的大小顺序为:未均质样品>均质1样品>均质2样品;其流动行为指数n的大小顺序为:未均质样品<均质1样品<均质2样品。
本研究属于基础性研究,所得到的成果可应用于草莓、桑葚加工过程中泵、热交换器、蒸发器等加工单元的设计及相关系数的计算。