CN100455200C

CN100455200C - 山药真空微波冻干工艺

Info

Publication number: CN100455200C
Application number: CNB2006101072426A
Authority: CN
Inventors: 王安建; 侯传伟; 黄纪念
Original assignee: Inst Of Farm And Sideline Product Processing Henan Prov Academy Of Agricultur
Current assignee: Inst Of Farm And Sideline Product Processing Henan Prov Academy Of Agricultur
Priority date: 2006-09-30
Filing date: 2006-09-30
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2026-09-30
Also published as: CN1927001A

Abstract

本发明涉及一种山药真空微波冻干工艺，把经过速冻的山药片装入真空罐中抽真空，在真空度75-145Pa、温度-20℃-30℃条件下开启微波源，在电场强度140-220V/cm下进行冻干。进行冻干时，先在140-220V/cm下持续2.5～4小时，当物料内部水分已除去80%时，逐渐降低微波功率，再经1～1.5小时，物料内部水分降至5%以下时冻干结束。本发明采用真空微波冻干方法，具有干燥时间短，干燥产品质量高的优点，与常规冻干相比干燥时间可缩短一半左右。本发明加工出的山药片复水性好，口感佳，产品水分含量在5%以下，经过真空充氮包装，产品保质期可达18个月以上。

Description

山药真空微波冻干工艺

技术领域

本发明涉及一种山药的加工方法，特别是涉及一种加工干山药片的方法。

背景技术

山药为薯蓣科多年生缠绕草质藤本，具有较高的营养价值。特别是怀山药具有较高的药用和食用价值，其药用部位为根茎，是著名的“四大怀药”之一。始载于《神农本草经》称薯蓣，列为上品。以产于古怀庆府(今河南省焦作市温县、沁阳市、武陟县等沿沁河一带)，为我国道地产区。怀山药又名薯蓣、淮山、怀山药，属薯蓣科。其块茎可药用或食用，其成分主要有淀粉、胆碱、糖蛋白、Vc，粘液中含甘露聚糖、植酸、16种氨基酸等。其味甘、性平，具有“健脾补肺、固肾、益精功能。主治伤中、补虚赢、除寒邪热、补中益气力、长肌肉、久服耳目聪明、轻身不饥、延年”之功效。用于治疗脾虚腹泻、肺虚喘咳，慢性肾炎、慢性肠炎、糖尿病、遗精和白带增多等症，深受人们喜爱，中药上也被广泛应用。

但由于怀山药的收获季节性强，造成周年均衡供应困难，资源利用水平较低。其加工大多还停留在传统的硫磺熏蒸、烘干制片、制段的工艺上，不但营养损失大，而且硫含量严重超标，对人体健康非常不利。目前对山药较好的加工和保鲜的研究，国内外报道较少，但鉴于怀山药来源丰富，无污染、无有害物质，因此，为充分利用自然资源，增进人体健康，有必要寻求新的加工方法。

冷冻干燥由于能够保持被干燥物料的营养成分、生物活性和原有性状，在食品、生物制品和药品等工业中得到了广泛的应用。但是由于常规加热的冷冻干燥过程其传热传质速率较低，能耗大，干燥时间长，因而限制了它的进一步推广。采用微波加热的冷冻干燥是为了克服上述缺点，而发展起来的一项新的干燥技术。微波加热能够实现被干燥物料内部容积加热，又避免了表面加热时，经常发生的物料局部高温的缺陷，且其干燥速率高，非常适合于各类热敏材料和具有生物活性材料的干燥。因此如何根据山药的特点，将冷冻干燥和微波加热结合起来对山药进行干燥处理，保持它的色、香、味及营养，同时提高贮存、运输和应用的方便性，成为一个亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种山药真空微波冻干工艺，该工艺能对山药片进行真空微波冻干，同时又能保持它的色、香、味及营养。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种山药真空微波冻干工艺，把经过速冻的山药片装入真空罐中抽真空，在真空度75-145pa、温度-20℃-30℃条件下开启微波源，在电场强度140-220V/cm下进行冻干。

进行冻干时，先在140-220V/cm下持续2.5～4小时，当物料内部水分已除去80％时，逐渐降低微波功率，再经1～1.5小时，物料内部水分降至5％以下时冻干结束。

所述逐渐降低微波功率的步骤为：在20～30分钟内将微波功率降至100～150V/cm，再经过20～30分钟，将微波功率降至70～100V/cm，直至冻干结束。

在物料装罐前，提前开启罐内制冷设备，使罐内温度降低至-20℃-30℃。

山药片是在-30～-40℃以下温度进行速冻2～3小时，直至山药片温度为-20℃-30℃。

山药片在速冻前经过护色、漂烫灭酶处理。

护色时，把山药片浸入浓度为0.2-0.3％的V_C、0.4-0.6％的柠檬酸、0.4-0.6％的氯化钠混合溶液中浸泡2-4小时，所述的浓度为质量百分比浓度，将护色后的山药片放入沸水中漂烫3～5min进行灭酶，把漂烫好的山药片沥干水分，均匀摊开，快速冷却至室温。

本发明采用真空微波冻干方法，具有干燥时间短，干燥产品质量高的优点，相对于真空冻干而言，能耗低，干燥周期大大缩短，与常规冻干相比干燥时间可缩短一半左右。微波干燥中，由于冰晶升华后物料吸收微波能减少，使干燥速率下降，所以微波冻干过程中等速干燥阶段很短，这是微波冻干与常温下微波加热干燥的重要区别。本发明加工出的山药片复水性好，口感佳，产品水分含量在5％以下，经过真空充氮包装，产品保质期可达18个月以上。由于是在真空、低温条件下干燥，因此有效地防止了由高温氧化产生的褐变。用本发明工艺加工的山药片，营养价值高，适合于各种消费人群。本发明加工成本低，易于操作，可实现工业化生产。

具体实施方式

选用原料时，要求山药成熟收获时不浸水捆扎，不重叠受压，轻拿轻放，大小、长短均匀，基本无断条，无机械伤，无病虫害，无斑疤。将山药去皮清洗，去皮时修去斑疤，用清水漂洗干净。切片时最好斜切，厚度0.8～1.2mm为佳。物料厚度不同时在干燥过程中冻干速率的变化趋势基本一致，但是随着物料厚度的增加，其冻干速率稍有减慢。

酶促褐变是导致怀山药漂烫及冻干加工过程中色泽变化的主要原因。通过研究山药中多酚氧化酶的最适PH值、最适温度等主要特性，本发明选取适当的非硫成分氯化钠、Vc、柠檬酸进行护色，通过正交实验得到一种安全有效的无硫复合护色液，即质量百分比浓度分别为0.2～0.3％的V_C、0.4～0.6％的柠檬酸、0.4～0.6％的混合水溶液。因为现有含硫的护色液对人体有害，且影响产品风味，采用上述的无硫护色液则克服了这一缺陷。对山药片进行护色有助于得到色泽良好的终产品。把山药片浸入上述护色液中浸泡2～4小时进行护色，再将护色后的山药片放入沸水中漂烫3～5min，进行灭酶。酶需要水分才有活性，水分减少时，酶的活性也就下降，只有当冻干制品的水分降到1％以下时，酶的活性才会完全消失，而冻干产品中的水分一般在4％左右，也就是说冻干产品的酶仍然还具有活性，从而影响产品的贮藏，因此有必要在冻干前进行灭酶处理。

把漂烫好的山药片放入格盘内沥水，均匀摊开以便使山药片快速冷却至室温。之后把冷却且已沥干水分的山药片放入速冻库，在-38℃以下温度进行速冻2～3hr，直至山药片温度达到-20℃～-30℃。

把速冻了的山药片均匀装入真空罐中，封闭罐口抽真空。在物料装罐前，应先提前开启罐内制冷设备，使罐内温度降低到-20℃～-30℃。打开真空泵抽真空，使罐内真空室压强达到75～145pa，物料温度降至-30℃。在山药片冻干过程中，在其他条件相同时，较高的真空室压强虽使干燥时间略有缩短，但真空度的影响总体上看并不明显。这是因为虽然提高压力能使升华速率提高，但是压力提高又会使蒸汽难以从升华面逸出，两者共同影响的结果使冻干速率的变化不大。过度增加真空室压强会使升华温度升高，使物料内部骨架和冰晶易出现崩解和熔化，导致冻干产品质量下降。在综合考虑各种因素后，本发明将真空室压强选择为75～145pa，可使物料的冰晶升华温度低于产品的崩解温度和冰晶的熔化温度，从而具有最好的冻干效果。

开启微波源，调节电场强度E至140～220V/cm，持续2.5～4小时，当物料内部水分已除去80％时，逐渐降低微波功率，再经1～1.5小时，物料内部水分降至5％以下，冻干结束。逐渐降低微波功率的步骤为：在20～30分钟内将微波功率降至100～150V/cm，再经过20～30分钟，将微波功率降至70～100V/cm，直至冻干结束。注意在微波加热过程中，物料温度不能超过-20℃。之所以在当物料内部水分已除去80％时，要逐渐降低微波功率，是因为在微波加热过程中，物料吸收的微波能量是与电场强度E的平方成正比的，因此虽然增大电场强度可以明显提高物料的干燥速率，但是过分加大电场强度会导致物料升温过快，引起冰核局部溶化，甚至产生焦糊，而引起干燥失败。因此当物料内部水分已除去80％时，采取上述方式逐渐降低微波功率，其电场强度的减小速率能很好地满足干燥速率与干燥品质的要求，大大提高干燥效果。将干燥过的山药片采用真空充氮包装。

在上述实施方式中，各工艺条件可按以下数值进行选择：

真空度：75pa、80pa、90pa、100pa、110pa、120pa、130pa、145pa；及75pa～145pa之间的任意数值；

冻干温度：-20℃、-25℃、-30℃及-20℃～-30℃之间的任意数值；

电场强度140V/cm、150V/cm、160V/cm、170V/cm、180V/cm、190V/cm200V/cm、210V/cm、220V/cm；及140-220V/cm之间的任意数值；

在冻干过程中：

在电场强度为140-220V/cm下持续2.5小时、3小时、3.5小时、4小时及2.5～4小时之间的任意时间。

当物料内部水分已除去80％时，逐渐降低微波功率，在20～30分钟内将微波功率降至100V/cm、110V/cm、120V/cm、130V/cm、140V/cm、150V/cm；以及100～150V/cm之间的任意强度；

再经过20～30分钟，将微波功率降至70V/cm、80V/cm、90V/cm、100V/cm以及70～100V/cm之间的任意强度，直至冻干结束。

速冻过程：在速冻温度为-30℃、-35℃、-40℃以及-30℃～-40℃之间的任意其它温度下进行速冻2～3小时，直至山药片中心温度为-20℃～-30℃。

护色液：

V_C质量百分比浓度：0.2％、0.25％、0.3％以及0.2％～0.3％之间的任意浓度；

柠檬酸和氯化钠溶液的质量百分比浓度：0.4％、0.5％、0.6％以及0.4～0.6％之间的任意浓度；

在本发明工艺中，可优选怀山药，主要是因其淀粉含量高，怀山药的功能成分多糖平均含量是非道地产区的1.35倍，且怀山药加工特性优于其它山药。

经冻干处理后，其各项指标如下：

色泽：冻干后均具有山药应有的正常颜色，每一包装袋中山药色泽基本一致，呈白色；

风味口感：具有山药应有的风味，无异味，无纤维感觉，酥脆、爽口；

组织形态：山药片大小均匀、形态完整，不收缩；怀山药片的含水率小于5％，复水率可达90％以上。

异物：不存在。

微生物指标：细菌总数≤1000cfu/g，大肠菌群≤30cfu/g，致病菌不存在。

贮运条件及保质期：在常温条件下贮运，保质期18个月。

Claims

1、一种山药真空微波冻干工艺，其特征在于，把经过速冻的山药片装入真空罐中抽真空，在真空度75-145pa、温度-20℃-30℃条件下开启微波源，在电场强度140-220V/cm下进行冻干，进行冻干时，先在140-220V/cm下持续2.5～4小时，当物料内部水分已除去80％时，逐渐降低微波功率，再经1～1.5小时，物料内部水分降至5％以下时冻干结束。

2、如权利要求1所述的山药真空微波冻干工艺，其特征在于，所述逐渐降低微波功率的步骤为：在20～30分钟内将微波功率降至100～150V/cm，再经过20～30分钟，将微波功率降至70～100V/cm，直至冻干结束。

3、如权利要求1所述的山药真空微波冻干工艺，其特征在于，在物料装罐前，提前开启罐内制冷设备，使罐内温度降低至-20℃-30℃。

4、如权利要求1、2或3所述的山药真空微波冻干工艺，其特征在于，山药片是在-30～-40℃以下温度进行速冻2～3小时，直至山药片温度为-20℃-30℃。

5、如权利要求1、2或3所述的山药真空微波冻干工艺，其特征在于，山药片在速冻前经过护色、漂烫灭酶处理。

6、如权利要求5所述的山药真空微波冻干工艺，其特征在于，护色时，把山药片浸入浓度为0.2-0.3％的V_C、0.4-0.6％的柠檬酸、0.4-0.6％的氯化钠混合溶液中浸泡2-4小时，所述的浓度为质量百分比浓度，将护色后的山药片放入沸水中漂烫3～5min进行灭酶，把漂烫好的山药片沥干水分，均匀摊开，快速冷却至室温。