CN104397616A - 一种脉动压差闪蒸干燥果蔬的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种脉动压差闪蒸干燥果蔬的方法。本发明包括如下步骤：(1)预处理后的果蔬置于升温后的干燥仓中，然后对干燥仓进行泄压；(2)对干燥仓进行增压，并进行保压；(3)对干燥仓进行泄压；(4)对干燥仓进行升温；(5)重复步骤(2)-步骤(4)，直至果蔬的质量含水率为10～25％；经真空干燥即实现对果蔬的干燥。本发明具有以下优点：果蔬物料内部高温高压的水分将会多次发生“爆炸性”的剧烈气化，实现水分快速向物料外部的迁移。如此反复多次的脉动性“闪蒸”，则可实现物料快速脱水，大幅缩短干燥时间，提高干燥效率，节约成本；并且增大了物料内部组织结构间的孔隙，使产品具有独特的酥脆的口感和质地，而且较好的保存了营养物质。

Description

一种脉动压差闪蒸干燥果蔬的方法
技术领域
本发明涉及一种脉动压差闪蒸干燥果蔬的方法，属于果蔬食品加工领域。
背景技术
干制是果蔬加工的重要手段之一。目前，果蔬干燥加工的主要方式有日晒风干、热风干燥、真空冷冻干燥、微波干燥、真空油炸等。传统的日晒和风干，干燥时间长，产品品质差，特别是在潮湿的南方难以进行；热风干燥是现在应用最广的干燥加工方式之一，但因这种干燥方法温度较高和干燥时间较长等原因导致果蔬干燥产品的色泽、品质、质量等方面都较差；真空冷冻干燥是目前对原料原有营养成分保留最好的干燥方式，但是因为其加工周期长、能源消耗大、经济成本高等问题也使得该加工方式难以进行工业化；微波干燥速度快，干燥时间短、干燥后产品的质量高，但其能耗较大；真空油炸干燥效果好，但产品含油量多，能量较高。综上所述，开发新型果蔬的干燥加工技术，对解决当前国内的果蔬加工比例低、加工产品单一、精深加工技术缺乏、产品标准化程度低等问题有着重要的意义。同时，加强对果蔬干燥加工技术的研究，也可以延长热带果蔬产业链，提高产品附加值，增加果农收入，进而促进地区经济发展。
发明内容
本发明的目的是提供一种脉动压差闪蒸干燥果蔬的方法，本发明利用在特定温度下压力的规律性循环变化，即压力的周期性脉动变化，实现果蔬中水分多次的快速爆炸性闪蒸，大幅缩短了果蔬干燥时间；并且生产的产品，具有口感质地酥脆，营养成分保持较好的特点；还具有新型、环保和节能的特点。
本发明提供的脉动压差闪蒸干燥果蔬的方法，包括如下步骤：
(1)将果蔬置于升温后的干燥仓中，然后对所述干燥仓进行泄压；
(2)对所述干燥仓进行增压，并进行保压；
(3)对所述干燥仓进行泄压；
(4)对所述干燥仓进行升温；
(5)重复步骤(2)-步骤(4)，直至所述果蔬的质量含水率为10～25％；经真空干燥即实现对果蔬的干燥。
上述的方法，步骤(1)和步骤(4)中，将所述干燥仓升温至60～120℃，具体可为90℃、100℃、105℃、90～100℃、100～105℃或90～105℃。
上述的方法，步骤(1)和步骤(3)中，所述干燥仓泄压后的压力可为0.004～0.01MPa，具体可为0.006MPa。
上述的方法，步骤(2)中，所述干燥仓增压后的压力为0.1～0.6MPa，具体可为0.2MPa、0.4MPa、0.6MPa、0.2～0.4MPa、0.4～0.6MPa或0.2～0.6MPa，所述保压的时间为1～10min，具体可为3min。
上述的方法，步骤(2)中，通过向所述干燥仓中充入氮气、二氧化碳和/或空气的方式进行增压，使用氮气和/或二氧化碳作为增压气体时，可保护果蔬不受氧化。
上述的方法，步骤(5)中，所述真空干燥的压力可为0.001～0.01MPa，具体可为0.009MPa、0.005MPa、0.004MPa、0.004～0.005MPa、0.005～0.009MPa或0.004～0.009MPa，温度为50～90℃，具体可为58℃、65℃、75℃、58～65℃、65～75℃或58～75℃；
所述真空干燥后所述果蔬的质量含水率小于7％，具体可为4.05％、4.10％、5.23％、5.7％、4.05％～4.10％、4.10％～4.05、4.05％～5.23％、5.23％～5.7％或4.05％～5.7％。
上述的方法，所述果蔬可为菠萝蜜、火龙果、番石榴、番木瓜、梨、苹果、香蕉、桃、柑橘、胡萝卜、芋头、香菇、杏鲍菇、马铃薯和黄瓜中任一种。
上述的方法，步骤(1)之前还包括如下1)或2)预处理的步骤：
1)依次进行的清洗、整理、切分、护色和预干燥，具体如苹果、番木瓜和胡萝卜经依次进行的清洗、整理、切分、护色和预干燥
2)依次进行的清洗、整理、切分、预冻、漂烫和预干燥，具体如菠萝蜜依次进行的清洗、整理、切分、预冻、漂烫和预干燥。
上述的方法，所述切分步骤将所述果蔬切分成片状、条状或丁状；具体可切分为3～20mm厚的片状、10～50mm×1～5mm×1～5mm的条状或5～20mm×5～20mm×10～20mm的丁状；
所述预冻的温度可为-40～80℃，具体可为-40℃，时间为2～12h，具体可为3h，以达到破坏果蔬细胞结构，加快干燥速度的目的；
所述漂烫的温度可为70～100℃，具体可为100℃，时间为0.5～5min，具体可为5min，所述漂烫以改变果蔬的特性以提高后期干燥速度，或者实现杀青灭酶；
所述预干燥的温度可为60～120℃，具体可为70℃、75℃或70～75℃，所述预干燥的方法可采用热风干、中短波红外干燥、微波真空干燥、太阳能干燥、热泵干燥、真空冷冻干燥或玻态干燥；
所述预干燥的处理使所述果蔬的质量含水率达到40～80％，具体可为50％、60％、70％、50～60％、60～70％或50～70％；
所述护色的处理采用护色剂可为异抗坏血酸钠、柠檬酸、氯化钙和焦亚硫酸钠中的至少一种。
使用本发明脉动压差闪蒸干燥果蔬的方法时，对所述干燥仓进行泄压，以将干燥仓中的气体和水分抽走，然后对干燥仓进行增压，使所述果蔬内部在高温高压状态下的水分将会发生“爆炸性”的剧烈气化，实现水分向所述果蔬外部的快速迁移，然后又经增压后泄压的循环过程，呈现脉动性的压力差，使所述果蔬经“闪蒸”，则可实现所述果蔬内的水分快速脱除。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)采用脉动压差闪蒸干燥，果蔬物料内部高温高压的水分将会多次发生“爆炸性”的剧烈气化，实现水分快速向物料外部的迁移。如此反复多次的脉动性“闪蒸”，则可实现物料水分的快速脱除，大幅缩短干燥时间，提高干燥效率，节约成本。如利用传统热风干燥技术，生产果蔬脆片一般需要8-12h，而利用本方法仅需3-5h左右。
(2)采用脉动压差闪蒸干燥时压力剧烈变化过程中，每次物料中水分的迁移将带动其周围生物大分子运动，不断增大了物料内部组织结构间的孔隙，最终形成多孔结构，使产品具有独特的酥脆的口感和质地。
(3)本发明生产的果蔬脆片具有多孔结构，特别适合作为进一步制作高纯度果蔬营养粉的原料。
(4)将整个干燥过程中果蔬物料大部分时间都置于真空或者高压惰性气体时，几乎不与氧气接触，有效抑制了维生素C、酚类等营养成分的氧化，使得果蔬原料中的营养成分得以较好的保持。
(5)采用护色处理，结合脉动压差和真空干燥过程，能较好地保留了果蔬原有的色泽品质。
(6)采用本发明生产果蔬片，无需添加任何添加剂、防腐剂、助干剂，产品绿色天然、营养健康、方便食用。
附图说明
图1为本发明脉动压差闪蒸干燥果蔬的方法的流程图。
图2为本发明实施例1中干燥过程的压力和温度的变化图。
图3为本发明实施例1制备的苹果片的外观和微观图。
图4为本发明实施例2制备的菠萝蜜条的外观和微观图。
图5为本发明实施例3制备的番木瓜丁的外观和微观图。
图6为本发明实施例4制备的胡萝卜的外观和微观图。
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。
实施例1、脉动压差闪蒸干燥苹果的方法
本发明干燥方法的流程示意图如图1所示。
(1)将苹果预处理；
1)选取完整、成熟度和大小相近的新鲜苹果，剔除有损伤、虫害和腐烂的残次果，用清水洗净；
2)将清洗后的苹果，用工具(或用机器)去皮，同时用去核机去核，获得苹果果肉；
3)切分：苹果果肉经切片机(或人工)切片，即得厚度为8mm的苹果片；
4)护色：苹果片与护色剂按照1:5的质量混合，苹果片在护色剂中浸泡30min，其中，护色剂中柠檬酸的质量百分浓度为1％、氯化钙的质量百分浓度为1.5％、亚硫酸钠的质量百分浓度为0.5％；浸泡后捞出，沥干水分；
5)预干燥：将护色处理后的苹果片立即放入微波真空干燥设备中，于70℃条件下干燥30min，得到质量含水率为50％的苹果片。
(2)将苹果片在闪蒸干燥机中进行脉动压差闪蒸干燥，具体为如下步骤：
1)升温：干燥仓温度升至预定温度(100℃)后，将半干苹果片放入干燥仓，关闭仓门；
2)泄压：打开真空阀门，干燥仓内压力下降至0.006MPa时，关闭真空阀门；
3)增压：打开增压阀门，充入氮气，使干燥仓内压力达到0.4MPa；在0.4MPa压力条件下，保压3min；
4)泄压：打开干燥仓真空阀门，使干燥仓内压力瞬间降低至0.006MPa，关闭真空阀门；
5)升温：关闭干燥仓真空阀门，使干燥仓温度重新升至100℃；
然后重复上述步骤(2)中3)-5)步骤，直到苹果片中质量含水率达到20％。
步骤(2)中压力变化如图2所示，苹果片经增压后泄压的循环过程，呈现脉动性的压力差，使果蔬经“闪蒸”，则可实现果蔬内的水分快速脱除。
(3)真空干燥：将干燥仓预定温度调整到65℃，在压力为0.004MPa，进行真空干燥，直到苹果干中质量含水率降至7％以下，即得干燥的苹果片。
(4)后处理：
冷却：关闭设备真空泵，打开冷却水阀门，使苹果片降温至40℃；
平衡压力：缓慢打开排气阀，使干燥仓内压力与外界平衡；
出仓：打开干燥仓门，将载有苹果片的不锈钢托盘取出；
包装：取下不锈钢托盘上的苹果脆片，产品经检验合格后，快速移入包装室内，按形状、大小、色泽分级，称重后进行充氮包装，包装密封后即得成品。
如图3所示，为本发明脉动压差闪蒸干燥果蔬的方法制备的苹果片的外观和微观图。
本发明制备的苹果片的检测结果如表1所示，经本发明制备的苹果片色泽诱人，香味浓郁，味道酸甜适中，口感酥脆；质量含水率为4.05％，营养含量保持好，总干燥时间为3.2h。
表1苹果片的检测结果
上述可滴定酸、Vc和货架期均按照国家标准测定的。
上述膨化度的具体测定方法如下：
采用英国Stable Microsystem公司生产的Volscan Profiler VSP 3000045食品体积自动测定仪。
前期处理为：将果蔬整理(去皮、去核或其他)、切分后，随机选出大小相同的果蔬片，并将其平均分为两组，分别标记为“膨化前”、“膨化后”。将“膨化前”一组置于烘箱烘干，“膨化后”一组进行变温压差膨化干燥处理。食品体积自动测定仪预热30min后，启动分析软件。分别测定两组桃片的体积，平行测定3次，取其平均值，之后按下述公式进行计算，得到样品的膨化度。
R1＝V前/V后
式中：R1——膨化度，％；V前——膨化前果蔬片体积，mL；V后——膨化后果蔬脆片体积，mL。
上述出品率的具体测定方法如下：
将果蔬鲜样整理(去皮、去核或其他)、切分后，随机选出大小相同的果蔬片，并将其平均分为两组，分别标记为“膨化前”、“膨化后”。用电子天平称量“膨化前”一组的重量并记录，取其平均值m1，“膨化后”一组经过苹果变温压差膨化处理后称重并记录，取其平均值m2，出品率即m1/m2。按式(2)计算产出比。
R2＝m2/m1
式中：R2——出品率；m1——膨化前果蔬片的重量，g；m2——膨化后果蔬片的重量，g。
实施例2、菠萝蜜脉动压差闪蒸干燥的方法
本发明干燥方法的流程示意图如图1所示。
(1)将菠萝蜜预处理；
1)选取成熟度在七分熟左右的新鲜无虫害的苞汁较少、肉质较紧密的干苞品种的菠萝蜜果实，剔除有损伤、虫害和腐烂的残次果；
2)将菠萝蜜去皮，去花序轴，去果腱和苞丝，去籽，纵向切分成0.5cm×0.5cm×5cm的条状；
3)预冻：将切分好的菠萝蜜条放在真空冷冻干燥盘里，放在-40℃左右的环境中进行预冻3h，直至菠萝蜜全部冻住。冷冻后，将果蔬置于-18℃的条件下贮藏，以待备用；
4)漂烫：将菠萝蜜条于100℃进行漂烫，漂烫时间为5min；
5)预干燥：冻藏的菠萝蜜条取出，放入中短波红外干燥设备中，于75℃条件下干燥25min，得到质量含水率为60％的菠萝蜜条。
(2)将菠萝蜜条在闪蒸干燥机中进行脉动压差闪蒸干燥，具体为如下步骤：
1)升温：干燥仓温度升至预定温度(90℃)后，将菠萝蜜条放入干燥仓，关闭仓门；
2)泄压：打开真空阀门，干燥仓内压力下降至0.006MPa时，关闭真空阀门；
3)增压：打开增压阀门，充入高压CO2，使干燥仓内压力达到0.4MPa；在0.4MPa压力条件下，保压3min；
4)泄压：打开干燥仓真空阀门，使干燥仓内压力瞬间降低至0.006MPa，关闭真空阀门；
5)升温：关闭干燥仓真空阀门，再次设定干燥仓温度至90℃；
然后重复上述步骤(2)中3)-5)步骤，直到菠萝蜜条中质量含水率达到15％。
(3)真空干燥：将干燥仓预定温度调整到58℃，在压力为0.005MPa，进行真空干燥，直到菠萝蜜条中质量含水率降至7％以下，即得干燥的菠萝蜜条。
(4)后处理：
冷却：关闭设备真空泵，打开冷却水阀门，使菠萝蜜条降温至35℃；
平衡压力：缓慢打开排气阀，使干燥仓内压力与外界平衡；
出仓：打开干燥仓门，将载有菠萝蜜条的不锈钢托盘取出；
包装：取下不锈钢托盘上的菠萝蜜条，产品经检验合格后，快速移入包装室内，按形状、大小、色泽分级，称重后进行充氮包装，包装密封后即得成品。
如图4所示，为本发明脉动压差闪蒸干燥果蔬的方法制备的菠萝蜜条的外观和微观图。
本发明制备的菠萝蜜条的检测结果如表2所示，经本发明制备的菠萝蜜条色泽金黄，香味浓郁，味道酸甜适中，口感酥脆；质量含水率为5.7％，营养含量保持好，总干燥时间为4.2h。
表2菠萝蜜条的检测结果
实施例3、番木瓜脉动压差闪蒸干燥的方法
本发明干燥方法的流程示意图如图1所示。
(1)将番木瓜预处理；
1)选取完整、成熟度和大小相近的新鲜番木瓜，剔除有损伤、虫害和腐烂的残次果，用清水洗净；
2)清洗后的番木瓜，用工具去皮，同时把番木瓜籽掏除，获得番木瓜果肉；
3)切分：将番木瓜果肉切成10mm×10mm×10mm的丁状；
4)护色：切分后的番木瓜丁进行护色处理，将番木瓜丁与护色剂按照质量比1:5进行混合，浸泡20min，其中护色剂中维生素C的质量浓度为1％、氯化钙的质量浓度为1.5％，浸泡后捞出，沥干水分；
5)预干燥：护色处理后的番木瓜丁立即放入热风干燥设备中，于70℃条件下干燥60min，得到质量含水率为70％的番木瓜丁。
(2)将番木瓜丁在闪蒸干燥机中进行脉动压差闪蒸干燥，具体为如下步骤：
1)升温：干燥仓温度升至预定温度(105℃)后，将番木瓜丁放入干燥仓，关闭仓门；
2)泄压：打开真空阀门，干燥仓内压力下降至0.006MPa时，关闭真空阀门；
3)增压：打开增压阀门，利用空气压缩机加压充入空气，使干燥仓内压力达到0.2MPa；在0.2MPa压力条件下，保压3min；
4)泄压：打开干燥仓真空阀门，使干燥仓内压力瞬间降低至0.006MPa，关闭真空阀门；
5)升温：关闭干燥仓真空阀门，再次平衡干燥仓温度至105℃；
然后重复上述步骤(2)中3)-5)步骤，直到番木瓜丁中质量含水率达到15％。
(3)真空干燥：将干燥仓预定温度调整到75℃，在压力为0.009MPa，进行真空干燥，直到番木瓜丁中质量含水率降至7％以下，即得干燥的番木瓜丁。
(4)后处理：
冷却：关闭设备真空泵，打开冷却水阀门，使番木瓜丁降温至35℃；
平衡压力：缓慢打开排气阀，使干燥仓内压力与外界平衡；
出仓：打开干燥仓门，将载有番木瓜丁的不锈钢托盘取出；
包装：取下不锈钢托盘上的番木瓜丁，产品经检验合格后，快速移入包装室内，按形状、大小、色泽分级，称重后进行充氮包装，包装密封后即得成品。
如图5所示，为本发明果蔬脉动压差闪蒸干燥的方法制备的番木瓜丁的外观和微观图。
本发明制备的番木瓜丁的检测结果如表3所示，经本发明制备的番木瓜丁色泽金黄，香味浓郁，味道酸甜适中，口感酥脆；质量含水率为5.23％，营养含量保持好，总干燥时间为4.5h。
表3番木瓜丁的检测结果
实施例4、胡萝卜脉动压差闪蒸干燥的方法
本发明干燥方法的流程示意图如图1所示。
(1)将胡萝卜预处理；
1)选取完整、成熟度和大小相近的新鲜胡萝卜，剔除有损伤、虫害和腐烂的残次果，用清水洗净；
2)清洗后的胡萝卜，用工具去皮；
3)切分：将胡萝卜切成3-6mm圆片；
4)护色：切分后的胡萝卜片进行护色处理，将胡萝卜与护色剂按照质量比1:5进行混合，浸泡20min，其中护色剂中维生素C的质量浓度为0.5％、氯化钙的质量浓度为1.5％，浸泡后捞出，沥干水分；
5)预干燥：护色处理后的胡萝卜片立即放入热风干燥设备中，于70℃条件下干燥60min，得到质量含水率为60％的胡萝卜片。
(2)将胡萝卜片在闪蒸干燥机中进行脉动压差闪蒸干燥，具体为如下步骤：
1)升温：干燥仓温度升至预定温度(100℃)后，将胡萝卜片放入干燥仓，关闭仓门；
2)泄压：打开真空阀门，干燥仓内压力下降至0.006Pa时，关闭真空阀门；
3)增压：打开增压阀门，利用空气压缩机加压充入空气，使干燥仓内压力达到0.2MPa；在0.2MPa压力条件下，保压3min；
4)泄压：打开干燥仓真空阀门，使干燥仓内压力瞬间降低至0.006MPa，关闭真空阀门；
5)升温：关闭干燥仓真空阀门，再次平衡干燥仓温度至100℃；
然后重复上述步骤(2)中3)-5)步骤，直到胡萝卜片中质量含水率达到15％。
(3)真空干燥：将干燥仓预定温度调整到75℃，在压力为0.004MPa，进行真空干燥，直到胡萝卜片中质量含水率降至6％以下，即得干燥的胡萝卜片。
(4)后处理：
冷却：关闭设备真空泵，打开冷却水阀门，使胡萝卜片降温至35℃；
平衡压力：缓慢打开排气阀，使干燥仓内压力与外界平衡；
出仓：打开干燥仓门，将载有胡萝卜片的不锈钢托盘取出；
包装：取下不锈钢托盘上的胡萝卜片，产品经检验合格后，快速移入包装室内，按形状、大小、色泽分级，称重后进行充氮包装，包装密封后即得成品。
如图6所示，为本发明果蔬脉动压差闪蒸干燥的方法制备的胡萝卜片的外观和微观图。
本发明制备的胡萝卜片的检测结果如表4所示，经本发明制备的胡萝卜片色泽金黄，香味浓郁，味道酸甜适中，口感酥脆；质量含水率为4.10％，营养含量保持好，总干燥时间为5.0h。
表4胡萝卜片的检测结果

Claims (9)

1.一种脉动压差闪蒸干燥果蔬的方法，包括如下步骤：
(1)将果蔬置于升温后的干燥仓中，然后对所述干燥仓进行泄压；
(2)对所述干燥仓进行增压，并进行保压；
(3)对所述干燥仓进行泄压；
(4)对所述干燥仓进行升温；
(5)重复步骤(2)-步骤(4)，直至所述果蔬的质量含水率为10～25％；经真空干燥即实现对果蔬的干燥。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤(1)和步骤(4)中，将所述干燥仓升温至60～120℃。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤(1)和步骤(3)中，所述干燥仓泄压后的压力为0.004～0.01MPa。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述干燥仓增压后的压力为0.1～0.6MPa，所述保压的时间为1～10min。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：步骤(2)中，通过向所述干燥仓中充入氮气、二氧化碳和/或空气的方式进行增压。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于：步骤(5)中，所述真空干燥的压力为0.001～0.01MPa，温度为50～90℃；
所述真空干燥后所述果蔬的质量含水率小于7％。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于：所述果蔬为菠萝蜜、火龙果、番石榴、番木瓜、梨、苹果、香蕉、桃、柑橘、胡萝卜、芋头、香菇、杏鲍菇、马铃薯和黄瓜中任一种。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于：步骤(1)之前还包括如下1)或2)预处理的步骤：
1)依次进行的清洗、整理、切分、护色和预干燥；
2)依次进行的清洗、整理、切分、预冻、漂烫和预干燥。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述切分步骤将所述果蔬切分成片状、条状或丁状；
所述预冻的温度为-40～80℃，时间为2～12h；
所述漂烫的温度为8～100℃，时间为0.5～5min；
所述预干燥的温度为60～120℃；
经所述预干燥后所述果蔬的质量含水率为40～80％。
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