CN101228896B - 冻干与真空微波联合干燥制备果蔬或水产休闲食品的方法 - Google Patents

Abstract

一种冻干与后续真空微波联合干燥制备果蔬或水产品休闲食品的方法，属于休闲食品加工技术领域。本发明主要过程：将果蔬或水产品原料先进行精选、漂烫灭酶或预煮熟化、在调味液中冷却浸泡、速冻，先进行冷冻干燥使原料的水分含量降至60％～30％，之后进行真空微波干燥，使果蔬的含水量最终降至5％以下。本发明采用前期冷冻干燥与后续真空微波分阶段联合干燥脱水的新工艺，在最大程度保留产品的营养与形状的同时，可以明显缩短干燥时间，降低干燥能耗，节省成本，并且能够有明显的膨化效果，改善了休闲食品的综合品质。

Description

冻干与真空微波联合干燥制备果蔬或水产休闲食品的方法

技术领域

一种冻干与后续真空微波联合干燥制备果蔬或水产品休闲食品的方法，属于休闲食品加工技术领域。

背景技术

冻干(FD)是指冷冻真空干燥技术，是冷冻技术与真空技术相结合的干燥脱水技术。该技术采用了低温低压下的传热传质机理，将被干燥的物料在低于物料共晶点温度下的低温环境中进行冻结，然后将其置于高真空环境中，使物料中的水分以冰晶状态直接升华为气体，从而将物料中的水分除去。FD果蔬维持了原有结构，因此复水性好，但FD的缺点是：1)干燥时间较长导致能耗高、运行成本高；2)虽然复水性好但作为终端直接食用产品并不理想；3)容易吸潮。

微波真空干燥膨化是指在真空条件下利用微波能进行物料的干燥膨化加工。微波穿透力强，能深入物料内部，使物料内、外同时升温形成整体加热，干燥时间大大缩短；由于内部水分迅速汽化和迁移，产生强大的径向推动力，膨胀内部组织结构，可使产品形成疏松、均匀的微孔结构，起到膨化作用；但常压微波干燥易导致过热损害产品品质，出现烧焦、糊化、表面硬化等现象。真空环境可允许水分在较低温度下快速蒸发，使物料能在低温条件下进行干燥，同时还可防止物料的氧化反应。但是，其营养成分的保留率仍然低于冷冻干燥，并且干燥后果蔬制品质构较硬。

由于能耗和产品品质是企业和消费者所最关心的问题，为了最大限度地降低生产过程中的能耗并提高产品品质，也有一些联合干燥的研究报道和专利。如：胡庆国(2006，江南大学博士论文)针对热风及真空微波两种干燥方式的干燥特点，即：热风干燥前期失水速率较快，而后期非常缓慢；以及真空微波干燥对于后期蒸发出去的一部分水分干燥效率较高，并且对物料品质影响较小，但在前期存在着因失水速度过快而产生排湿困难，从而会加大设备的干燥负荷。采用前期热风与后期真空微波的联合干燥方式可以解决这一问题。并优化了联合干燥工艺参数，得出最佳的工艺参数为：前期用70℃热风干燥20min(含水量52％)，后期用微波强度9.33W/g在最大真空度-95kPa(表压)下连续工作15min。同时张慜、杜卫华、孙金才、胡庆国等人对此技术申请了发明专利“前期热风后期真空微波联合干燥制备颗粒状果蔬脆粒的方法(授权号：ZL200510038918.6)。该专利属于果蔬食品加工技术领域。其发明的主要过程为：先取一定量的果蔬原料如蔬菜、水果、豆类等，经过清洗、整理切丁、漂烫灭酶(90～100℃)、流动水冷却后沥干，经过或不经过速冻(-20～-30℃)、冻藏备用(-15～-20℃)、解冻过程，再进行浸泡调味(1小时左右)处理，沥干后热风预脱水(60～70℃，风速1～3m/s)得到半成品(水分含量为40％～60％)，最后进行真空微波干燥(-90～-96kPa，2000～3500W)得到成品(水分含量为2％～5％)。此发明采用了先通过对颗粒果蔬浸泡调味平衡内部极性溶质，再进行常压热风干燥与真空微波后续联合干燥的新工艺，其果蔬脆粒产品营养成分及色泽保持较好，产品质构酥脆，又不存在油炸食品含油量高、口感油腻的问题，生产成本又远低于真空冷冻干燥产品，具有生产周期短、成本低、产品质量好等特点。但此法也存在缺陷就是热风干燥对于热敏性果蔬物料也有很大的破坏。

徐艳阳(2005，江南大学博士论文)为了解决冻干技术生产中存在的高能耗问题，系统研究了真空冷冻与热风联合干燥技术，确定联合干燥的方式和转换点。在单因素试验的基础上，以转换含水率、热风温度以及热风风速为自变量，以含水率、复水比和单位能耗为因变量，通过三因素五水平的响应面分析，研究联合干燥参数对试验指标的影响，确定了脱水笋片联合干燥的优化工艺，即转换含水率为20％(w.b.)、热风温度为55℃～65℃以及热风风速为1.5m/s～2.0m/s。同时肖功年、张慜、杜卫华、徐艳阳、孙金才、陈移平、安建申，利用此技术申请了发明专利“一种真空冷冻干燥再热风干燥的联合脱水果蔬制备方法(授权号：ZL200510040867.0)，用该专利进行脱水果蔬的生产。该发明主要过程为：将果蔬原料先进行选取、洗涤、去皮或核、切片、漂烫灭酶、调理、冷冻、一阶段冻干、二阶段热风干燥、包装和储藏。该发明由于在水分最大蒸发期(70％～90％)采用了真空冷冻干燥，在短时间内脱去大部分水分、尽快形成并固定果蔬原有形态，有效保留了产品质构完整和复水快的特点；由于果蔬在热风脱水过程中的皱缩只会在脱水前期产生，因此后续采用热风干燥对产品的质构形态没有明显影响，却可以大幅度降低能耗和生产周期，从而降低成本。该发明适用于所有的果蔬脱水，在一些质构嫩、易损伤，但对外型要求高的果蔬如草莓、香菇、猕猴桃等原料脱水时优越性更为显著。但此法生产出的产品不适合作为休闲食品，口感不好。

水产品和新鲜果蔬含有大量水分又富有营养，因此很适宜微生物生长，造成腐烂。果蔬和水产品干制，即将果蔬和水产品中的大量水分排除，使微生物的繁殖和酶的活性受到抑制，有利于干制品的长期保存。大多采用热风干燥方法(AD)脱水，但存在干燥速度慢、脱水时间长、产品品质差的普遍问题。冷冻干燥(FD)技术虽可较大程度地保存产品的天然品质和营养价值，但是干燥时间过长、设备价格昂贵、生产成本高，使其适用范围受到局限。胡庆国，张慜等人(2006)做了不同干燥方式对颗粒状果蔬品质变化的影响。分别对真空微波干燥、冷冻干燥、热风干燥及热风与真空微波联合干燥等不同干燥方式对颗粒状果蔬质量变化的影响进行了讨论，以VC和叶绿素的保持、色泽的差异、收缩和复水性能等为质量参数，分别进行比较。真空微波干燥在以上各质量参数方面虽比冻干产品有一定差距，但远优于常规热风干燥。最后得出采用常规热风与真空微波联合干燥方式也能较好地改善颗粒状果蔬的品质。但就冷冻与真空微波联合干燥报道的不多，有待进一步探讨。冷冻与真空微波联合干燥就是前期冷冻干燥将水分含量降至60％～30％，再转至真空微波干燥。

膨化度提高的方法主要有：1)压力骤变(爆米花)；2)真空。本发明的特点：采用联合干燥转换点控制技术来调控最终产品的膨化度。未见这方面报道，很有研究意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种冻干与后续真空微波两阶段联合干燥开发果蔬或水产品休闲食品的方法，涉及果蔬或水产品脱水加工，可用于果蔬或水产品休闲食品的制作。

技术解决方案：一种冻干与后续真空微波联合干燥制备果蔬或水产品休闲食品的方法，将果蔬或水产品原料先进行选取、漂烫灭酶或预煮熟化、在调味液中冷却浸泡、速冻，先进行冷冻干燥使果蔬或水产品的水分含量降至60％～30％，之后进行真空微波干燥，使果蔬或水产品的含水量最终降至5％以下，膨化率达到1.5～2.0。

前期冷冻干燥，采用加热板温度为60～70℃，干燥一定时间使果蔬或水产品含水量控制在60％～30％。

后续真空微波干燥，真空度为-60～-80kPa，微波强度为5W/g～10W/g，干燥时间依前期冷冻干燥后的含水量而定，使果蔬或水产品的含水量最终降至5％以下，膨化率达到1.5～2.0。

冷冻干燥包括以下几个过程：物料的预处理和制备、物料的冷却固化过程、干燥过程。其中干燥过程分为升华干燥(一次干燥)和解析干燥(二次干燥)，在干燥初期，升华的表面积较大，随着升华过程的进行，水分逐渐逸出，留下不能升华的多孔固体状基体，于是升华表面积逐渐向内部退缩，这样升华表面越来越小传质阻力越来越大，从而导致干燥速率越来越小。在以往的实验过程中我们发现干燥的前2/3阶段物料含水量高，干燥速率较快；而干燥的后1/3阶段物料含水量低，干燥速率很小。冷冻干燥到了后阶段，蒸发没有冻结的水分时，干燥速率明显下降。另外，冷冻水分全部升华后，产品已经定型。所以采用前期冷冻干燥，一方面可以最大限度的保留产品的营养成分，形成稳定的固体骨架；另一方面可以节能。

微波加热速度快，物料内部气体(空气)温度急剧上升，由于传质速度慢，受热气体处于高度受压状态，而有膨胀的趋势，达到一定的压强时，物料就会发生膨胀。高水份含量的物料，水分在干燥初期大量蒸发，使制品表面的温度下降，膨化效果不好。当水分低于20％时，由于物料的粘稠性增加，致使物料内部空隙中水分和空气较难泄出而处于高度积聚待发状态，从而能产生好的膨化效果。与普通冻干产品相比，冻干与后续真空微波两阶段联合干燥后产品的膨化率为1.5～2.0，适合休闲食品所需的质构。

冷冻干燥前期失水速率较快，而后期非常缓慢；以及真空微波干燥对于后期较难除去的一部分水分干燥效率较高，并且对物料品质影响较小，但在前期存在着因失水速度过快而产生排湿困难，从而会加大设备的干燥负荷。综合利用两种干燥方式的优点，使产品品质提高、能耗降低，是本发明的创新所在。

本发明的有益效果：

与先热风后进行真空微波干燥，其前期对热敏性物料的热敏性成分破坏性极大相比，本发明采用前期冷冻干燥，最大程度保留了产品的形状和营养成分。

与先冷冻干燥后进行热风干燥生产出的产品口感和外观相比，本发明用后续真空微波干燥，使产品有一种膨化的效果，膨化率达到1.5～2.0，并且外观也得到了一些改善。本发明在最大程度保留产品的营养与形状的同时，通过缩短干燥时间尽可能地降低了能耗。

具体实施方式

实施例1：冷冻与真空微波联合干燥用于生产毛豆休闲食品。

购买新鲜上市的毛豆(含水率约70％)进行挑选、剥皮、护色(1％的碳酸钠浸泡5min)，漂烫(0.02％氯化锌溶液，100℃，100s)，冷浸(调味液，1h)，速冻处理。冷冻干燥至水分含量40％～30％，条件：加热板温度60～70℃，物料装载量2kg，干燥时间依含水量而定。之后快速进行真空微波干燥使产品的终水分为5％以下，条件：真空度-60kPa，微波强度5w/g，干燥时间依前期冷冻干燥后的含水量而定。膨化率达到1.5～1.6，最后充氮包装、储藏。

实施例2：冷冻与真空微波联合干燥用于生产草莓休闲食品。

原料选择及预处理：选择七八分熟、大小一致的新鲜草莓(含水率约90％)，用水清洗，去蒂以后，装盘备用；预冻：将预处理好的草莓送入急冻间预冻。前期冷冻干燥至水份含量为60％～50％，条件：加热板温度60～70℃，物料装载量2kg，干燥时间依含水量而定。后续真空微波干燥使产品的终水分为5％以下，条件：真空度-80kPa，微波强度10w/g，干燥时间依前期冷冻干燥后的含水量而定。膨化率达到1.8～2.0，最后充氮包装、储藏。

实施例3：冷冻与真空微波联合干燥用于生产海参休闲食品。

原料预处理：首先对原料进行清洗、切割整形、预煮灭酶，冷浸调味(含调味液，1～2h)，速冻处理。前期冷冻干燥至水分含量为50％～40％，条件：加热板温度60～70℃，物料装载量2kg，干燥时间依含水量而定。后续真空微波干燥使产品的终水分为5％以下，条件：真空度-70kPa，微波强度8w/g，干燥时间依最终的含水量而定。膨化率达到1.6～1.8，最后充氮包装、储藏。

Claims (3)

1.一种冻干与后续真空微波联合干燥制备果蔬或水产品休闲食品的方法，其特征是将果蔬或水产品原料先进行选取、漂烫灭酶或预煮熟化、在调味液中冷却浸泡、速冻，先进行冷冻干燥使果蔬或水产品的水分含量降至60％～30％，之后进行真空微波干燥，使果蔬或水产品的含水量最终降至5％以下，膨化率达到1.5～2.0。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是前期冷冻干燥，采用加热板温度为60～70℃，干燥一定时间使果蔬或水产品含水量控制在60％～30％。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是后续真空微波干燥，真空度为-60～-80kPa，微波强度为5W/g～10W/g，干燥时间依前期冷冻干燥后的含水量而定，使果蔬或水产品的含水量最终降至5％以下，膨化率达到1.5～2.0。