CN103330266A - 一种利用中短波红外干燥法生产蓝莓全果的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用中短波红外干燥法生产蓝莓全果的方法。本发明所提供的利用中短波红外干燥法生产蓝莓全果的方法，包括如下步骤：将待干燥蓝莓全果进行如下条件的中短波红外干燥，得到蓝莓全果产品：波长为1-4μm、功率为24.75KW、温度为80-90℃、时间为66-165min。本发明所提供的利用中短波红外干燥法生产蓝莓全果的方法，不添加色素和其他添加剂等，尽量保留了原水果的颜色和风味，纯净天然，安全卫生。利用本发明所提供方法制备的蓝莓全果可直接作为新型、天然、绿色的休闲食品。

Description

一种利用中短波红外干燥法生产蓝莓全果的方法

技术领域

本发明属于食品加工领域，涉及一种利用中短波红外干燥法生产蓝莓全果的方法。

背景技术

蓝莓（Blueberry），又称越桔、蓝浆果、蓝莓果等，杜鹃花科越桔属落叶或常绿灌木，是多年生的浆果类果树，有3大商业栽培类型：高丛蓝莓、兔眼蓝莓、矮丛蓝莓。蓝莓果富含花青素、低糖、低脂肪，抗氧化能力强，因此被国际粮农组织列为人类5大健康食品之一，广泛应用于保健食品和药剂中。

蓝莓具有很高的营养价值和保健功能，因此被誉为“浆果之王”。根据研究证实，蓝莓果实中除了常规的糖、酸和蛋白质外，富含VC、VE、VA、VB、SOD、熊果苷、花青素以及丰富的K、Fe、Zn、Ca等矿质元素。蓝莓鲜果中花青苷色素含量高达163mg/100g，蛋白质400-700mg/100g、脂肪500-600mg/100g、碳水化合物12.3-15.3mg/100g，维生素A高达81-100IU/100g、维生素E2.7-9.5μg/100g、SOD5.39IU/100g。微量元素含量也很高，鲜果中钙220-920μg/g，磷98-274μg/g，镁114-249μg/g，锌2.1-4.3μg/g，铁7.6-30.0μg/g，锗0.8-1.2μg/g，铜2.0-3.2μg/g。蓝莓果实中含有丰富的营养成分，属高氨基酸、高锌、高钙、高铁、高铜、高维生素的营养保健果品，具有防止脑神经老化、强心、抗癌软化血管、增强人体免疫等功能。

蓝莓果肉细腻，甜酸适度，适于鲜食，更适于加工。蓝莓果中的果胶物质可制造果酱、果冻、糖果、果糕和馅饼等；花青素可用来制药、生产食用色素、加工成保健食品或精细化工产品；加工剩余果渣可用来提取红色素、酿醋和生产酶制剂。国内现有蓝莓加工产品主要有蓝莓酒、蓝莓醋、果酱、乳酸饮料、果脯、蓝莓粉等，蓝莓干燥加工主要以热风干燥为主，加工产品形式较为单一，并且热处理造成蓝莓营养成分损失比较大。

中短波红外干燥技术是一种新型的干燥技术，它是一种提供高能量、高强度、全波段、高密度、穿透性强的高效加热技术。其广泛应用于涂装、印染、电子、医药、纺织皮革、木材、纸业、塑料、家具、金属、汽车、印刷等领域。

中短波红外干燥技术原理：（1）发热元件。中短波红外加热管，根据波长的不同分为中短波红外加热管和短波红外加热管，系以耐高温稀有金属制成的丝状辐射体，经特殊工艺绕制于高纯度石英管中。加热管表面温度能够达到700-1000℃，在能量传递过程中，以辐射能为主，占总能量的78-90%，使用寿命可达20000h以上，利用这种发热元件制成的加热设备，能大大地提高工作效率，缩短加热周期，节约加热能源，降低成本，无污染。（2）定向反射系统。平面板状反射元件其辐射率最大为50%，管状元件一般为34%，通过定向聚焦技术可使辐射能的利用率提高到70-80%。即在石英管的背面喷镀半面的镀金反射层，使元件辐射以最小的损失二次反射到元件上并被吸收，一次反射到反射层，损失能量为8%，其余92%的能量则以二次辐射达到工件表层，完成能量交换。（3）无需预热。所有的电加热、热风、远红外加热、烘道都必须预热，预热时间一般为30-60min，有些甚至90min，浪费大量的热能。而中短波红外烘道升温时间非常短，从常温（20℃）升至工作温度200℃，一般只需5-7min，且可随时关闭和打开电源。（4）温控系统。红外辐射加热技术的控温是以工件的温度作为控制目标参数，在工件的升温过程，全功率投入，升温区的加热元件均为满负荷工作,将能量转换提高至最大，可在最短的时间内使工件升温。当工件达到设定温度后进入保温区，加热元件进入保温控制程序。采用调功或调压来控制空气的温度，使空气温度与工件温度相等,空气与工件彼此间热转换平衡,保持工件温度。采用红外辐射加热技术,工件升温时间比普通加热炉升温时间缩短1/2-3/4,而保温段因工件带走热量很少，所以所需功率投入也很少，从而保证了炉内的温度均匀，且不需提高装机功率的前提下，实现快速升温、快速固化的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用中短波红外干燥法生产蓝莓全果的方法。

本发明所提供的利用中短波红外干燥法生产蓝莓全果的方法，具体可包括如下步骤：将待干燥蓝莓全果进行如下条件的中短波红外干燥，得到蓝莓全果产品：波长为1-4μm、红外灯功率为24.75KW、温度为80-90℃、时间为66-165min。

在上述方法中，所述中短波红外干燥的条件可进一步如下：波长为1-4μm、功率为24.75KW、温度为85-90℃（如85℃或90℃）、时间为66-132min（如66min或132min）。

更加具体的，在本发明的一个实施例中，所述中短波红外干燥的条件如下：波长为1-4μm、红外灯功率为24.75KW、温度为85℃、时间为132min。在本发明的另一个实施例中，所述中短波红外干燥的条件如下：波长为1-4μm、红外灯功率为24.75KW、温度为90℃、时间为66min。

在上述方法中，进行所述中短波红外干燥时需开启中短波红外干燥设备的风机，风机频率为40-50Hz（如50Hz）。

在上述方法中，所述待干燥蓝莓全果是经过质量分数为2-5%（如4%）的氢氧化钠水溶液中浸泡过15-20min（如15min）的蓝莓全果。

在本发明中，上述方法中的所述蓝莓具体可为北路蓝莓。

更加具体的，本发明所提供的利用中短波红外干燥法生产蓝莓全果的方法，包括如下步骤：

（1）原料清洗：用水清洗蓝莓，去除表面污物。

（2）预处理：常温（25℃）下，把步骤（1）洗好的蓝莓浸泡在质量分数为2-5％（如4%）的氢氧化钠水溶液中15-20min（如15min），用水清洗备用。

（3）干燥：把步骤（2）预处理后的蓝莓放在中短波红外干燥箱中进行干燥，波长为1-4μm、功率为24.75KW、温度为85-90℃（如85℃或90℃）、时间为66-132min（如66min或132min）；进行所述中短波红外干燥时开启所述中短波红外干燥箱的风机，风机频率为40-50Hz（如50Hz或40Hz）；最终得到蓝莓全果产品。

利用以上本发明所提供的方法制备得到的所述蓝莓全果产品也属于本发明的保护范围。

利用以上本发明所提供的方法制备得到的所述蓝莓全果产品，含水量为3.79-4.12%（质量分数）。另外，所述蓝莓全果产品的其它的理化指标如下：总糖为39.87-47.50%（质量分数），还原糖为18.58-24.50%（质量分数），维生素C为37.43-47.40mg/100g，总酸为2.12-2.50%（质量分数），总酚为2.89-3.20mg/g，SOD为12.27-16.08IU/g，花青素为272.42-291.90mg/100g。

本发明所提供的利用中短波红外干燥法生产蓝莓全果的方法，在加工过程中不添加色素和其他添加剂等，尽量保留了原水果的颜色和风味，纯净天然，安全卫生。利用本发明所提供的方法制备得到的所述蓝莓全果产品，可直接作为新型、天然、绿色的休闲食品，携带和食用方便；另外，这种中短波红外干燥产品也可以进一步经过超微粉碎后生产新型果蔬营养粉，作为生产新型功能食品（尤其适用于儿童或老年人）的原料；蓝莓超微粉也可以直接调配作为健康饮品。

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

蓝莓：北路蓝莓，国家保鲜中心提供。

中短波红外干燥设备：泰州圣泰科红外科技有限公司。

电热恒温鼓风干燥箱：上海精宏实验设备有限公司，DHG-9123A。

紫外可见分光光度仪：日本岛津公司，UV1800。

离心机：德国Sigma公司，3K15。

葡萄糖标准品：国药集团化学试剂有限公司，10010592。

维生素C标准品：国药集团化学试剂有限公司，10004092。

没食子酸标准品：国药集团化学试剂有限公司，10010218。

福林-酚试剂：美国Sigma-aldrich公司，101141612。

实施例1、中短波红外干燥法生产蓝莓全果

一、新鲜蓝莓理化指标的检测

选取新鲜北路蓝莓作为原料，按照下述方法测定新鲜北路蓝莓原料的各项指标：

（1）水分测定方法：干燥法。具体为：精确称量样品2-10g（干燥前重量，即鲜重），置于干燥、冷却并称重的有盖称量瓶中，移入95-105℃的常压烘箱中，开盖烘2-4h后取出，加盖置于干燥器（以上所述有盖称量瓶）内冷却0.5h后称重。再移入95-105℃的常压烘箱中，开盖烘1h后取出，加盖置于干燥器内冷却0.5h后称重。重复此操作，直至前后两次质量差不超过2mg即视为样品已恒重，水分含量（%）＝[鲜重-干燥后恒重]/鲜重×100%。

（2）总糖测定方法：采用苯酚-硫酸比色法。具体为：

待测样品制备：精确称量蓝莓鲜样2g充分研磨，过滤，取其滤液溶于烧杯中，加入2ml浓度为6mol/L的HCl溶液，在96℃的水浴锅中水浴2h，冷却后加入2ml浓度为6mol/L的NaOH水溶液进行抽滤后用蒸馏水定容至500mL，得待测样品。

标准曲线的绘制：准确称取葡萄糖标准品1.1g于1000ml容量瓶中，加蒸馏水至刻度，取上述溶液10ml定容于100ml容量瓶中，即得到100μg/ml葡萄糖标准液。分别吸取0.2、0.4、0.6、0.8及1.0ml，各以蒸馏水补至1.0ml，然后加入1.0ml质量分数为5%的苯酚及5.0ml质量分数为98%的浓硫酸，摇匀冷却，室温放置20min后于490nm测光密度，以1.0ml水按同样显色操作为空白，横坐标为总糖微克数，纵坐标为光密度值，得标准曲线。

待测样品总糖测定：吸取2.0ml待测样品，然后加入1.0ml质量分数为5%的苯酚及5.0ml质量分数为98%的浓硫酸，摇匀冷却室温放置30min后于490nm测光密度。每次测定取双样对照。以标准曲线计算待测样品的总糖含量。

（3）还原糖测定方法：DNS比色法。具体为：

待测样品的制备：精确称量样品2g（干燥前重量，即鲜重），置于研钵中研磨，加入20mL蒸馏水，置于50℃的水浴锅中水浴20min，然后冰水冷却，加入2mL中性醋酸铅溶液和0.5g无水硫酸钠，倒入50mL离心管中离心，取上清液定容至50mL。其中，中性醋酸铅的配方如下：称取20g醋酸铅，加新煮沸放冷的蒸馏水超声溶解，再滴加醋酸使溶液澄清，再加蒸馏水至200ml。

DNS试剂：3.15g3,5-二硝基水杨酸加蒸馏水定容至500ml，搅拌5s，水浴至45℃，然后逐步加入100ml0.2g/ml的氢氧化钠溶液，同时不断搅拌。直到溶液清澈透明（注意：在加入氢氧化钠过程中，溶液温度不要超过48℃）。再逐步加入四水酒石酸钾钠91.0g、苯酚2.50g和无水亚硫酸钠2.50g。继续45℃水浴加热，同时补加蒸馏水300ml，不断搅拌，直到加入的物质完全溶解。停止加热，冷却至室温后，用蒸馏水定容至1000ml。

标准曲线的绘制：准确称取葡萄糖标准品50mg于100ml容量瓶中，加蒸馏水至刻度，即得到0.5mg/ml葡萄糖标准液。分别吸取0.4、0.6、0.8、1.0、1.2及1.4ml，各以蒸馏水补至2.0ml，然后加入1.5ml的DNS试剂。放置于540nm测光密度，以2.0ml蒸馏水按同样显色操作为空白，横坐标为还原糖毫克数，纵坐标为光密度值，得标准曲线。

待测样品还原糖测定：取0.2ml待测样品，用蒸馏水补充到2ml，然后加入1.5mlDNS试剂，在540nm处测定光密度值。每次测定取双样对照。以标准曲线计算待测样品的还原糖含量。

（4）维生素C测定方法：参考文献《Folin B分光光度法测定蔬菜中维生素C的含量》。具体为：精确称量样品5g，置于高速匀浆机中，立即加入20ml pH3的三氯乙酸水溶液，匀浆后，转移至l00mL容量瓶中，用三氯乙酸水溶液定容至刻度，摇匀，过滤（抽滤），弃去初滤液（抽滤刚开始那部分滤液），然后吸取滤液1.0mL，然后在910nm处测其吸光值，根据标准曲线得到样品中维生素C含量。

标准曲线的绘制：准确称取10mg维生素C标准品，加入20ml pH3的三氯乙酸水溶液溶解，并用三氯乙酸水溶液定量到100ml容量瓶中，即得维生素C标准溶液（100μg/ml）。将维生素C标准溶液稀释成0、20、40、60、80、100μg/ml的溶液，各取2.0ml，放置于910nm测光密度，以2.0ml蒸馏水按同样显色操作为空白，横坐标为维生素C毫克数，纵坐标为光密度值，得标准曲线。

（5）总酸测定方法：按照国家标准GB/T 12456-90食品中总酸的测定方法测定总酸含量。

（6）总酚测定方法：福林-酚法。具体为：精确称取样品1g，置于研钵中捣碎，加入4mL提取液（取20.9ml的浓盐酸，用80%的甲醇定容至500ml。），放置4℃冰箱中过夜，8000r/min离心15min收集上清液，用蒸馏水定容至100mL。在725nm处测其吸光值，根据标准曲线得到样品中总酚含量。

标准曲线的绘制：称取0.11g没食子酸标准品，用蒸馏水溶解并定容到200ml，即得到没食子酸标准溶液（0.55mg/ml）。分别取3、4、5、6、7ml没食子酸标准液用蒸馏水定容至100ml，取1ml上述5种不同浓度溶液，之后分别加入1ml福林-酚溶液和2ml碳酸钠水溶液，静置1h后在725nm测光密度，以1.0ml蒸馏水按同样显色操作为空白，横坐标为总酚毫克数，纵坐标为光密度值，得标准曲线。

（7）超氧化物歧化酶活性（SOD）测定方法：按照国家标准GB/T5009.171-2003保健食品中超氧化物歧化酶（SOD）活性的测定方法测定SOD活性。

（8）花青素测定方法：pH示差法。具体为：精确称取样品1g，加入含1%（体积分数）HCl的甲醇溶液30mL，在35℃水浴中加热搅拌1h，8000r/min离心15min收集上清液。用1%（体积分数）的HCl水溶液定容至50mL，取1mL分别用pH1.0缓冲液（浓度为0.2mol/L的KCl水溶液：浓度为0.2mol/L的HCl水溶液=25:67（V/V））和pH4.5缓冲液（浓度为1mol/L的NaAc水溶液：浓度为1mol/L的HCl水溶液：H₂O=100:60:90（V/V））定容至10ml，分别在510nm和700nm处测其吸光度。

样品吸光度A按下式计算：A=(A₅₁₀-A₇₀₀)_pH1.0-(A₅₁₀-A₇₀₀)_pH4.5

花青素含量(mg/L)=[(A×M_w)/(ε×1)]×Df×1000。

其中，M_w-矢车菊素葡萄糖苷的相对分子质量（484.82mg/mol）；ε-矢车菊素葡萄糖苷的摩尔消光系数（24825mol^-1）；Df-稀释因子。

上述各项理化指标的检测均设置三次重复，结果取平均值。结果如表1所示。

表1新鲜北路蓝莓的指标测定结果

营养成分	重复1	重复2	重复3	平均值±标准差
					鲜样含水量（%）	87.66	87.53	87.61	87.60±0.07
总糖（%）	12.36	10.99	12.17	11.84±0.74
					还原糖（%）	6.00	6.50	5.69	6.06±0.41
维生素C（mg/100g）	40.52	41.23	38.95	40.23±1.17
					总酸（%）	0.12	0.09	0.05	0.09±0.03
总酚（mg/g）	1.3	1.4	1.4	1.37±0.06
					SOD（IU/g）	40.3	37.4	37.8	38.50±1.57
花青素（mg/100g）	143.28	142.78	142.28	142.78±0.5

注：表中各百分含量均为质量百分含量。

二、中短波红外干燥法生产蓝莓全果

中短波红外干燥法生产蓝莓全果的步骤：原料清洗；预处理；中短波红外干燥；具体方法如下：

（1）原料清洗：选取新鲜北路蓝莓，去除残次果，用清水清洗，去除表面污垢。

（2）预处理（碱处理）：在常温下，把步骤（1）洗好的蓝莓在4%（质量分数）的氢氧化钠水溶液中浸泡15min。然后用流动水进行清洗。

（3）中短波红外干燥：

方案A：把步骤（2）预处理后的蓝莓全果放在中短波红外干燥箱中进行干燥，波长为1-4μm，红外灯功率为24.75KW，干燥温度设置为85℃，风机频率设置为50Hz，干燥时间设置为132min，使蓝莓水分含量为3-5%。

方案B:步骤（2）预处理后的蓝莓全果放在中短波红外干燥箱中进行干燥，波长为1-4μm，红外灯功率为24.75KW，干燥温度设置为90℃，风机频率设置为50Hz，干燥时间设置为66min，使蓝莓水分含量为3-5%。

（4）分级、包装：将步骤（3）两方案得到的中短波红外干燥法制备的蓝莓产品分别采用手工或自动分级机进行分级；包装采用充氮包装。

三、中短波红外干燥法生产的蓝莓全果产品的品质检测

1、感官检测

将被测样品（步骤二两方案所得中短波红外干燥法制备的蓝莓全果产品）倒在洁净的白瓷盘中，用肉眼直接观察色泽、形态和杂质，嗅其气味，品尝滋味。方案A所得蓝莓全果产品的感官检测结果如表2所示；方案B所得蓝莓全果产品的感官检测结果如表3所示。

表2方案A所得蓝莓全果产品的感官检测结果

表3方案B所得蓝莓全果产品的感官检测结果

由表可知，步骤二所得的中短波红外干燥法制备的蓝莓产品能较好地保留鲜果的色泽、滋味和香气，口感较好，无异味。

2、理化指标的检测

参照步骤一中所述方法检测步骤二中采用中短波红外干燥法制备的蓝莓全果产品的含水量、总糖含量、还原糖含量、VC含量、总酸含量、总酚含量、SOD活性、花青素含量。

上述各项理化指标的检测均设置三次重复，结果取平均值。

步骤二中方案A所得蓝莓全果产品的各项理化指标的检测结果具体如表4所示：含水量为4.12%，总糖含量为47.50%，还原糖含量24.50%，维生素C含量为47.40mg/100g，总酸含量为2.50%，总酚含量为3.20mg/g，SOD活性为16.08IU/g，花青素含量为291.90mg/100g。步骤二中方案B所得蓝莓全果产品的各项理化指标的检测结果具体如表5所示：含水量为3.79%，总糖含量为39.87%，还原糖含量18.58%，维生素C含量为37.43mg/100g，总酸含量为2.12%，总酚含量为2.89mg/g，SOD活性为12.27IU/g，花青素含量为272.42mg/100g。

表4方案A所得蓝莓全果产品的各项理化指标的检测结果

营养成分	重复1	重复2	重复3	平均值±标准差
					含水量（%）	4.25	3.88	4.23	4.12±0.21
总糖（%）	46.83	48.93	46.74	47.50±1.24
					还原糖（%）	23.94	24.32	25.24	24.50±0.67
维生素C（mg/100g）	47.22	47.53	47.46	47.40±0.16
					总酸（%）	2.44	2.36	2.70	2.50±0.18
总酚（mg/g）	2.98	3.26	3.35	3.20±0.19
					SOD（IU/g）	16.29	16.05	15.89	16.08±0.20
花青素（mg/100g）	292.6	283.57	299.53	291.90±8

注：表中各百分含量均为质量百分含量。

表5方案B所得蓝莓全果产品的各项理化指标的检测结果

营养成分	重复1	重复2	重复3	平均值±标准差
					含水量（%）	3.66	3.82	3.88	3.79±0.11
总糖（%）	39.52	39.21	40.87	39.87±0.88
					还原糖（%）	18.88	18.25	18.62	18.58±0.32
维生素C（mg/100g）	38.21	37.03	37.07	37.43±0.67
					总酸（%）	2.20	2.14	2.01	2.12±0.10
总酚（mg/g）	2.96	2.79	2.91	2.89±0.09
					SOD（IU/g）	12.21	12.36	12.23	12.27±0.08
花青素（mg/100g）	278.56	273.15	265.54	272.42±6.54

注：表中各百分含量均为质量百分含量。

对比例1、传统热风干燥法生产蓝莓全果产品

取与实施例1相同批次的北路蓝莓，采用与实施例1步骤二相同的前处理条件，仅将实施例1步骤二中的步骤（4）替换为：85℃热风干燥6h（于电热恒温鼓风干燥箱中进行）。按照实施例1步骤三的方法对所得蓝莓全果进行感官及理化指标的测定。

结果如表6和表7所示。从结果中可以看出，该方法所得蓝莓全果感官检测结果明显不及中短波红外干燥蓝莓全果，理化指标中除总酸外的其他指标明显低于中短波红外干燥蓝莓全果。可见，实施例1中获得的中短波红外干燥蓝莓全果产品在保留新鲜蓝莓全果的颜色和风味方面，以及在浓缩新鲜蓝莓全果中的多种营养成分（如糖、维生素C、酚、SOD、花青素等）方面，与传统干燥方式相比具有一定优势。

表6热风干燥所得蓝莓全果产品的感官检测结果

表7热风干燥所得蓝莓全果产品的各项理化指标的检测结果

	重复1	重复2	重复3	平均值±标准差
					含水量（%）	4.13	4.28	4.33	4.25±0.10
总糖（%）	30.86	31.65	31.58	31.37±0.44
					还原糖（%）	11.63	16.13	10.63	12.80±2.93
维生素C（mg/100g）	30.21	29.89	28.18	29..43±1.09
					总酸（%）	2.87	2.88	3.11	2.96±0.14
总酚（mg/g）	2.06	1.87	1.73	1.89±0.17
					SOD（IU/g）	9.21	9.32	9.26	9.26±0.06
花青素（mg/100g）	51.77	57.28	56.54	55.20±2.99

注：表中各百分含量均为质量百分含量。

Claims (6)

1.一种利用中短波红外干燥法生产蓝莓全果的方法，包括如下步骤：将待干燥蓝莓全果进行如下条件的中短波红外干燥，得到蓝莓全果产品：波长为1-4μm、红外灯功率为24.75KW、温度为80-90℃、时间为66-165min。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述中短波红外干燥的条件如下：波长为1-4μm、功率为24.75KW、温度为85-90℃、时间为66-132min。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述方法中，进行所述中短波红外干燥时开启中短波红外干燥设备的风机，控制风机频率为40-50Hz。

4.根据权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于：所述待干燥蓝莓全果是经过质量分数为2-5%的氢氧化钠水溶液中浸泡过15-20min的蓝莓全果。

5.根据权利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于：所述蓝莓为北路蓝莓。

6.利用权利要求1-5中任一所述的方法制备得到的所述蓝莓全果产品。