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本文针对香葱真空冻干生产的全过程进行了大量研究工作,并重点对香葱真空冷冻干燥工艺进行优化;利用SPME-GC-MS技术对新鲜香葱、冻干香葱和热风干燥香葱中挥发性物质进行分析,研究加工方法对香葱风味的影响;并对热风干燥和真空冷冻干燥两种生产技术进行了经济效益分析.具体研究结果如下:
1、兴化香葱的共晶点和共熔点温度分别为-14℃和-12℃。香葱的最佳冻结温度为-22℃;在-22℃的预冻温度下,香葱原料中心温度在90~120min之间就可以达到共晶点以下,完全冻结。物料切分尺寸会影响冻干过程中传热传质的速度,为了提高冻干效率,香葱的切分长度应为0.8~1.2cm之间。最终确定香葱冻干物料层最佳厚度为2.5~3.0cm。
2、将香葱真空冷冻干燥影响因素和相应的考察因素实验值输入BP神经网络模型,BP网络通过学习、模拟,进行收敛和预测,得到一组预测值。通过预测值与实验值的比较发现,预测值与实验值的误差在0.1%以内,说明应用BP神经网络能够比较好地对香葱真空冷冻干燥进行模拟和优化。BP网络对升华温度、解析温度和冻干室压强3个实验因素进行重要性分析,得到以下结果:升华温度对香葱真空冷冻干燥的影响最大,解析温度影响次之,冻干室压强的影响最小。通过BP网络模型对香葱冻干过程的模拟和优化,得到优化后的香葱冻干工艺:升华干燥温度为90℃,解析温度为55℃,冻干室压强为60Pa。
3、三种香葱样品中共检出风味物质113种,包括含硫化合物、芳香族化合物及其衍生物、烃类化合物、醛类化合物、醇酮类化合物、酸类化合物、酯类化合物、胺类化合物和其他物质。其中新鲜香葱样品种检出挥发性物质97种;真空冻干样品检出33种,保留了新鲜香葱中25种挥发性成分,干燥过程中产生8种新的挥发性物质;热风干燥样品中检出挥发性成分31种,保留了原料中的18种风味物质,干燥过程种产生13种新的挥发性物质。通过分析结果可以发现,热风干燥产品所保留的挥发性物质,冻干产品中全部能够检出。说明冻干技术在保留原有风味成分的方面优于热风干技术。
4、在贮藏期间,冻干和热风脱水香葱产品的3种包装处理方法中,充空气和充CO2包装对产品质量影响较大,Vc和叶绿素含量明显下降;真空包装能很好的保持产品的特性不改变,但是真空包装会使产品因挤压而产生破碎,对保持产品质地不利。
5、在冻干香葱和热风干燥香葱的总成本中,所占比例最大的是原料支出;除了包装和贮藏费用没有差别,其余各项支出冻干产品都远远高于热风干燥产品,尤其是能耗和折旧,冻干产品甚至是热风干燥产品的4倍多。冻干香葱的总成本约是热风干燥产品的1.5倍,每天产量也低于热风干燥香葱,但是冻干香葱的价格大大高于热风干燥香葱,所以最后冻干产品的利润和效益也是热风干燥香葱的3倍甚至4倍以上。