无花果真空冷冻干燥工艺的研究

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无花果作为一种无污染、无农药残留、无公害的天然绿色食品,果实软甜可口,香味浓郁,具有很好的营养价值与药用价值;果实属于浆果类,皮薄质软,运输过程中极易受到机械伤害,不易保存运输,因此就要求我们开发出一系列优质的无花果加工制品,从而保证迅速发展的无花果产业能够得到可持续发展,增加其在国内与国际市场上的竞争力,为无花果的出口创汇开辟新道路。目前,无花果干制在大部分地区均以传统的自然晒干或烘干为主,干燥手段落后,产品品质不能得到保证。因此,为了提高无花果的干燥加工水平,满足国内外消费市场的需求,本文以山东威海的青皮无花果为试验材料,采用真空冷冻干燥方法,对无花果冻干过程中的切片厚度、加热板温度、干燥室压力进行了研究,确定了较优的无花果冻干工艺条件。试验结果表明:1.采用电阻法测得无花果的共晶点温度为-28℃,共熔点温度为-24℃。据此,确定无花果预冻温度为-35℃,预冻时间2h。2.本试验以干燥速率和冻干能耗作为无花果真空冷冻干燥工艺研究的试验测定指标,以切片厚度、干燥室压力、加热板温度为主要试验影响因素。通过单因素试验,确定了切片厚度的取值范围为710mm,干燥室压力为3050Pa,加热板温度为5060℃,此时,冻干无花果的干燥速率最大,冻干能耗最低。3.通过Box-Behnken试验设计,对真空冷冻干燥无花果的工艺参数进行进一步优化,采用Design Expert8.0.6软件对试验数据进行二元多次回归拟合,建立了各因素对干燥速率(Y1)和冻干能耗(Y2)的回归数学模型分别为:Y1=-6.47972+0.25403X1+0.19792X2+0.015583X3-1.1666710-3X1X2-3.33333×10-4X1X3+2.0×10-4X2X3-9.30556X12-1.75×10-3X22-3.125×10-4X32Y2=251.01972-5.71569X1-7.47528X2-0.036400X3+0.047833X1X2-0.014200X2X3+0.17047X12+0.069370X22+9.96750×10-3X32通过响应面分析,确定了无花果真空冷冻干燥工艺的理想参数条件为:物料厚度9.43mm,加热板温度55.34℃,干燥室压力38.40Pa,此时预测值干燥速率为0.51,冻干能耗为19.13kw·h。根据实际情况调整为物料厚度10mm,加热板温度55℃,干燥室压力40Pa,实际测得的干燥速率为(0.52±0.01)h-1,冻干能耗为(19.25±0.14)kw·h。4.真空冷冻干燥后的无花果在理化指标,营养成分,感官指标方面均表现出了较好的优势。其中,Vc保留率达95.09%,总糖保留率达96.89%,水分含量为4.05%,水分活度值为0.612,很好的抑制了微生物及相关酶的活性,可达到安全贮藏,复水比为6.16,复水性能良好;各种氨基酸保留率均达98%以上,必需氨基酸占氨基酸总量的32.09%;各种脂肪酸保留率均达90%以上,不饱和脂肪酸含量占脂肪酸总量的82.22%;微量元素Se的保留率最高,可达96.76%,Cu的保留率最低达90.54%,Fe和Zn的保留率分别达92.37%、91.28%;冻干后无花果的L*、a*值增大,即无花果冻干后表面亮度增大,红色程度加深,冻干前后△E*差值为5.51,即颜色变化达到了肉眼可以识别的程度;质构参数弹性、黏着性、咀嚼性均较小,脆性适度,说明冻干后物料容易咀嚼,口感良好,硬度不大,因此在运输中需采用真空包装等防止其挤压破碎。
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