CN107251983A - 一种浸渍预处理与真空微波联合冷冻干燥制备草莓休闲脆的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种浸渍预处理与真空微波联合冷冻干燥制备草莓休闲脆的方法，将清洗沥干后草莓在混合浸渍液中超声真空浸渍、然后进行高功率瞬时真空微波预膨化预脱水处理，以及真空冷冻干燥等步骤。通过预处理后高功率瞬时真空微波预膨化预脱水处理，并联合冷冻干燥，可显著提高其草莓产品干燥后的硬度和脆度，同时保留了产品营养成分，缩短了干燥时间，提升了产品品质。
Description
技术领域
本发明属于果蔬加工技术领域，具体涉及一种浸渍预处理与真空微波联合冷冻干燥制备草莓休闲脆的方法。
背景技术
草莓(Fragaria×ananassa Duch.)属浆果类，色泽鲜艳、香气浓郁、酸甜可口，有“水果皇后”之称。它营养丰富，含有氨基酸、维生素、胡萝卜素、粗纤维等多种营养成分。草莓以鲜食为主，加工量仅占总产量的少部分，故应提高草莓加工比重、扩增其加工品种类，同时提高草莓资源利用率和附加值，以满足草莓淡季市场需求。
目前，市场上常见的草莓脆片多以冻干产品为主。冻干技术能够最大限度的保留食品的营养成分，具有复水快、保藏时间长、不变形等优点；但是传统的冻干技术存在干燥效率低、能耗大、成本高等缺点，限制了冻干技术在食品干燥方面的应用。随着科学技术学科交叉研究的快速发展，一些新技术与传统冻干技术的结合能够实现高效节能。
一种改善脱水草莓质构的方法(专利号：CN 103518830 A)，采用一种复合渗透液并结合高压处理的预处理技术，显著提高了脱水草莓在复水后的口感，解决了一般脱水草莓存在的组织塌陷、口感绵软、质构较差的问题。然而该专利只是说提高了脱水草莓复水后的口感，并未提及脱水草莓的口感、质构如何。一种用于改善速冻草莓品质的渗透处理工艺(专利号：CN 105309600 A)，该发明的工艺方法，对草莓进行超声波预处理，结合渗透剂处理，提高了草莓硬度和可溶性固形物等指标。然而并不知道采用该渗透工艺处理的草莓经干燥后，其产品品质如何；且该专利中的渗透工艺参数是特定的，不具有一般适用性。
一种即食冻干加糖草莓的加工方法(专利号：CN 105685355 A)，超低温冷冻草莓干及其生产工艺(专利号：CN 105831382 A)，一种脱水草莓片的生产工艺(专利号：CN106262109 A)，以上专利都是糖渍后经冷冻干燥获得一种草莓干或片，虽然保留了草莓组织结构、营养成分和风味物质，但这些产品复水前存在口感绵软、质构差等问题，而且以复水食用为主，也不可作为一种即食休闲产品食用。
发明内容
针对以上专利存在的问题，本专利通过预处理技术结合预干燥技术，获得了一种外形好、口感佳、营养高的草莓休闲脆产品，是一种营养健康型休闲食品。因此本发明不仅获得了一种休闲草莓脆的制作方法，而且为提高草莓的利用率和经济价值提供实际生产应用参考。
即本发明的目的在于提供一种浸渍预处理与真空微波联合冷冻干燥制备草莓休闲脆的方法，包括以下步骤：
1)筛选清洗：草莓原料筛选分级、清洗沥干；
2)超声真空浸渍：清洗沥干后草莓在混合浸渍液中超声真空浸渍；
3)真空微波预干燥：浸渍预处理后草莓进行高功率瞬时真空微波预膨化预
脱水处理；
4)冷冻干燥：将预干燥后草莓进行真空冷冻干燥后获得草莓休闲脆产品；
5)包装、贮藏：将所述草莓休闲脆产品冷却至室温，采用铝箔袋真空充氮包装，常温下避光贮藏。
优选地，在本发明所述的浸渍预处理与真空微波联合冷冻干燥制备草莓休闲脆的方法中，所述步骤1)筛选分级为根据果实大小进行分级筛选，所述清洗为去蒂后，盐水清洗。
优选地，在本发明所述的浸渍预处理与真空微波联合冷冻干燥制备草莓休闲脆的方法中，所述步骤2)超声真空浸渍方法为：将超声浸渍罐抽为真空状态，然后至于超声设备中进行超声浸渍处理；所述超声真空浸渍中的浸渍液成分为6-12％重量的白砂糖、4-10％重量麦芽糊精和6-10％重量的氯化钙，所述真空浸渍的时间为15-30min，浸渍液温度保持在55-60℃之间。
优选地，在本发明所述的浸渍预处理与真空微波联合冷冻干燥制备草莓休闲脆的方法中，所述步骤2)超声真空浸渍处理中，超声频率为45-80kHZ，超声功率为350W，真空度为0.085-0.095Mpa。
优选地，在本发明所述的浸渍预处理与真空微波联合冷冻干燥制备草莓休闲脆的方法中，所述步骤2)超声真空浸渍处理中可根据草莓采收批次、果实大小，选择不同浸渍液浓度和超声浸渍时间，使得超声真空浸渍后的草莓糖度为12-15Brix。
优选地，在本发明所述的浸渍预处理与真空微波联合冷冻干燥制备草莓休闲脆的方法中，所述步骤3)中高功率瞬时真空微波预膨化预脱水处理中，微波功率为15-20W/g，干燥时间为1.5-3.0min。
优选地，在本发明所述的浸渍预处理与真空微波联合冷冻干燥制备草莓休闲脆的方法中，在所述步骤4)的真空冷冻干燥前还包括预冷冻阶段，所述预冷冻的时间为3～4小时。
优选地，在本发明所述的浸渍预处理与真空微波联合冷冻干燥制备草莓休闲脆的方法中，所述步骤4)真空冷冻干燥中冷阱温度维持在-(40-45)℃，真空度15-25pa，冻干仓起始温度-40℃。
优选地，在本发明所述的浸渍预处理与真空微波联合冷冻干燥制备草莓休闲脆的方法中，在所述步骤4)的真空冷冻干燥包括以下步骤：升华干燥阶段和解析干燥阶段；更优选地，所述升华干燥阶段中冻干仓温度由-40℃升至0℃，耗时10-12小时；所述解析干燥阶段中冻干仓温度由0℃升至30℃，耗时7-8h，干燥2-3h后获得产品。
本发明还提供了经过上述浸渍预处理与真空微波联合冷冻干燥方法获得的草莓休闲脆。
术语解释：
【超声处理】：超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，它方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声波，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等。在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。超声处理主要是利用它的功率特性和空化作用，改变或者加速改变物质的某些物理、化学、生物特性或状态。
【空化作用】：超声波作用于液体时可产生大量小气泡。一个原因是液体内部局部出现拉应力而形成负压，压强的降低使原来溶于液体的气体过饱和，进而从液体逸出，成为小气泡；另一原因是强大的拉应力把液体“撕开”成一空洞，空洞内为液体蒸汽或溶于液体的另一种气体，甚至可能是真空。因空化作用形成的小气泡会随周围介质的振动而不断运动、长大或突然破灭，破灭时周围液体突然冲入气泡而产生高温、高压，同时产生激波。在液体中进行超声处理的技术多与空化作用有关。
【真空浸渍】：真空浸渍技术是与传统浸渍过程结合的一种新技术，真空浸渍过程是主要利用压力的改变使得食品孔隙内部气体和液体与外部溶液进行交换。将果实浸渍于含有某种组分的溶液中，溶液上方通过真空泵形成部分真空，溶液中的离子或特定溶质分子由于压力差的作用可以渗透入果实中，利用此技术可强化维生素、风味物质如糖类及保藏剂氯化钙或乳酸钙和护色剂等。
【微波干燥】：微波干燥是利用介电加热原理，通过电磁波把能量传递到被干燥物料的内部，引发内部分子高速运动，微波能转化为热能，温度迅速升高，物料水分由内部向外扩散，这种传热方式克服了传统热传导方式中温度上升慢的问题，具有干燥速率高、干燥周期短、清洁及无环境污染等优点。
【真空微波干燥】：即微波干燥和真空干燥并联结合的干燥方法，水在真空状态下沸点较低，物料中水分沸腾蒸发速度快，可加快干燥速率，缩短干燥时间；另外，真空状态下避免与氧气接触，物料中易氧化和热敏性物质破坏小。
本发明是基于以下发现做出的：一般来说，一个完整的微波干燥过程包括三个阶段：升温期、恒温干燥期和降温干燥期。微波干燥由于干燥时间短、效率高，被看作是用于处理热敏产品的一种新技术。然而，由于微波场在空间分布的随机性，会导致微波干燥过程中出现加热不均匀现象，有些物料会因过热而焦化，这是微波干燥最大的缺陷。此外，由于干燥速率过快，也会导致产品品质的劣变。因此，通过微波与不同干燥方式进行组合，能有效克服单一微波干燥的缺陷。
本发明意外地发现通过预处理后草莓采用高功率瞬时真空微波预膨化预脱水处理，并联合冷冻干燥，可显著提高其草莓产品干燥后的硬度和脆度，同时保留了产品营养成分，即本发明与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明采用超声真空浸渍预处理技术，保持草莓原有形状；同时根据草莓采收批次、果实大小的不同，采用不同浸渍液浓度，使浸渍后草莓糖度一致，提高其产品口味；
(2)本发明中预处理后草莓采用高功率瞬时真空微波预膨化预脱水处理，联合真空冷冻干燥，可显著提高其干燥后产品硬度和脆度，同时保留了产品营养成分，缩短了干燥时间，提升了产品品质。
具体实施方式
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1 浸渍预处理与真空微波联合冷冻干燥制备草莓休闲脆
1、原料筛选分级、清洗：采摘于江苏省南京市江宁区汤山草莓园的新鲜章姬草莓(采收初期和中期)，根据果实大小进行人工分级筛选，挑选出果型较大的进行处理，去蒂、盐水清洗后沥干；
2、超声真空浸渍：清洗沥干后草莓在浸渍液浓度为8％白砂糖、6％麦芽糊精和6％氯化钙的混合浸渍液中超声真空浸渍15min，其中超声频率为80kHZ、超声功率为350W，浸渍后草莓糖度为12Brix；
3、真空微波预干燥：浸渍预处理后草莓在XMJD6SW-2型真空微波设备中进行高功率瞬时真空微波预膨化预脱水处理，其中微波功率为20W/g，处理时间为2.0min；
4、冷冻干燥：将预干燥后草莓平铺于干燥盘并推入冻干仓内，先给物料预冻4h，然后进行真空冷冻干燥；干燥过程中，冷阱温度维持在-42℃左右，真空度20pa左右；冻干仓起始温度为-40℃；干燥过程分为升华干燥阶段和解析干燥阶段，其中升华干燥阶段，冻干仓温度由-40℃升至0℃，耗时12h；解析干燥阶段，冻干仓温度由0℃升至30℃，耗时8h，干燥3h后获得草莓休闲脆产品。草莓脆产品硬度为1951g、脆度为781g。
5、包装、贮藏：干燥后获得的草莓休闲脆冷却至室温，采用铝箔袋真空充氮包装，常温下避光贮藏。
实施例2 浸渍预处理与真空微波联合冷冻干燥制备草莓休闲脆
1、原料筛选分级、清洗：采摘于江苏省南京市江宁区汤山草莓园的新鲜章姬草莓(采收后期)，根据果实大小进行人工分级筛选，挑选出果型较大的进行处理，去蒂、盐水清洗后沥干；
2、超声真空浸渍：清洗沥干后草莓在浸渍液浓度为6％白砂糖、8％麦芽糊精和10％氯化钙的混合浸渍液中超声真空浸渍25min，其中超声频率为60kHZ、超声功率为350W，浸渍后草莓糖度为15Brix；
3、真空微波预干燥：浸渍预处理后草莓在XMJD6SW-2型真空微波设备中进行高功率瞬时真空微波预膨化预脱水处理，其中微波功率为18W/g，处理时间为2.5min；
4、冷冻干燥：将预干燥后草莓平铺于干燥盘并推入冻干仓内，先给物料预冻4h，然后进行真空冷冻干燥；干燥过程中，冷阱温度维持在-42℃左右，真空度20pa左右；冻干仓起始温度为-40℃；干燥过程分为升华干燥阶段和解析干燥阶段，其中升华干燥阶段，冻干仓温度由-40℃升至0℃，耗时10h；解析干燥阶段，冻干仓温度由0℃升至30℃，耗时8h，干燥2h后获得草莓休闲脆产品。草莓脆产品硬度为1528g、脆度为496g。
5、包装、贮藏：干燥后获得的草莓休闲脆冷却至室温，采用铝箔袋真空充氮包装，常温下避光贮藏。
实施例3 浸渍预处理与真空微波联合冷冻干燥制备草莓休闲脆
1、原料筛选分级、清洗：采摘于江苏省南京市江宁区汤山草莓园的新鲜章姬草莓，根据果实大小进行人工分级筛选，挑选出果型较小的非商品果进行处理，去蒂、盐水清洗后沥干；
2、超声真空浸渍：清洗沥干后草莓在浸渍液浓度为12％白砂糖、6％麦芽糊精和10％氯化钙的混合浸渍液中超声真空浸渍30min，其中超声频率为45kHZ、超声功率为350W，浸渍后草莓糖度为13Brix；
3、真空微波预干燥：浸渍预处理后草莓在XMJD6SW-2型真空微波设备中进行高功率瞬时真空微波预膨化预脱水处理，其中微波功率为16W/g，处理时间为3.0min；
4、冷冻干燥：将预干燥后草莓平铺于干燥盘并推入冻干仓内，先给物料预冻4h，然后进行真空冷冻干燥；干燥过程中，冷阱温度维持在-42℃左右，真空度20pa左右；冻干仓起始温度为-40℃；干燥过程分为升华干燥阶段和解析干燥阶段，其中升华干燥阶段，冻干仓温度由-40℃升至0℃，耗时10h；解析干燥阶段，冻干仓温度由0℃升至30℃，耗时7h，干燥2h后获得草莓休闲脆产品。草莓脆产品硬度为2308g、脆度为504g。
5、包装、贮藏：干燥后获得的草莓休闲脆冷却至室温，采用铝箔袋真空充氮包装，常温下避光贮藏。
实施例1～3产品参数如下：
表1不同来源草莓脆质构参数比较
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (11)
1.一种浸渍预处理与真空微波联合冷冻干燥制备草莓休闲脆的方法，包括以下步骤：
1)筛选清洗：草莓原料筛选分级、清洗沥干；
2)超声真空浸渍：清洗沥干后草莓在混合浸渍液中超声真空浸渍；
3)真空微波预干燥：浸渍预处理后草莓进行高功率瞬时真空微波预膨化预脱水处理；
4)冷冻干燥：将预干燥后草莓进行真空冷冻干燥获得草莓休闲脆产品；
5)包装、贮藏：将所述草莓休闲脆产品冷却至室温，采用铝箔袋真空充氮包装，常温下避光贮藏。
2.根据权利要求1所述的浸渍预处理与真空微波联合冷冻干燥制备草莓休闲脆的方法，其特征在于，所述步骤1)筛选分级为根据果实大小进行分级筛选，所述清洗为去蒂后，盐水清洗。
3.根据权利要求1所述的浸渍预处理与真空微波联合冷冻干燥制备草莓休闲脆的方法，其特征在于，所述步骤2)超声真空浸渍方法为：将超声浸渍罐抽为真空状态，然后至于超声设备中进行超声浸渍处理；所述超声真空浸渍中的浸渍液成分为6-12％重量的白砂糖、4-10％重量麦芽糊精和6-10％重量的氯化钙，所述真空浸渍的时间为15-30min，浸渍液温度保持在55-60℃之间。
4.根据权利要求1所述的浸渍预处理与真空微波联合冷冻干燥制备草莓休闲脆的方法，其特征在于，所述步骤2)超声真空浸渍处理中，超声频率为45-80kHZ，超声功率为350W，真空度为0.085-0.095Mpa。
5.根据权利要求3或4所述的浸渍预处理与真空微波联合冷冻干燥制备草莓休闲脆的方法，其特征在于，所述步骤2)超声真空浸渍后的草莓糖度为12-15Brix。
6.根据权利要求3或4所述的浸渍预处理与真空微波联合冷冻干燥制备草莓休闲脆的方法，其特征在于，所述步骤3)中高功率瞬时真空微波预膨化预脱水处理中，微波功率为15-20W/g，干燥时间为1.5-3.0min。
7.根据权利要求1所述的浸渍预处理与真空微波联合冷冻干燥制备草莓休闲脆的方法，其特征在于，在所述步骤4)的真空冷冻干燥前还包括预冷冻阶段，所述预冷冻的时间为3～4小时。
8.根据权利要求1所述的浸渍预处理与真空微波联合冷冻干燥制备草莓休闲脆的方法，其特征在于，所述步骤4)真空冷冻干燥中冷阱温度维持在-(40-45)℃，真空度15-25pa，冻干仓起始温度-40℃。
9.根据权利要求1所述的浸渍预处理与真空微波联合冷冻干燥制备草莓休闲脆的方法，其特征在于，在所述步骤4)的真空冷冻干燥包括以下步骤：升华干燥阶段和解析干燥阶段。
10.根据权利要求9所述的浸渍预处理与真空微波联合冷冻干燥制备草莓休闲脆的方法，所述升华干燥阶段中冻干仓温度由-40℃升至0℃，耗时10-12小时；所述解析干燥阶段中冻干仓温度由0℃升至30℃，耗时7-8h，干燥2-3h。
11.根据权利要求1～10任意一项所述浸渍预处理与真空微波联合冷冻干燥制备草莓休闲脆的方法获得的草莓休闲脆。
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