CN108208154B - 脉动真空射频和微波联合干燥制备高复水性香菇的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了脉动真空射频和微波联合干燥制备高复水性香菇的方法，将清洗后的香菇置于密闭的物料处理仓内，并向物料处理仓内循环通入脉动压力，并结合射频和微波联合干燥香菇至含水量为15‑35％，再将香菇以其他干燥方式干燥至含水量低于15％，所述脉动压力的一个脉动周期具体为：1)将常压泄压至低压的时间小于0.2s；2)在低压下保持5‑10min；3)将低压升至常压的时间为12‑60s；4)在常压下保持2‑5min，并在该阶段内采用射频和微波同时干燥香菇；脉动压力的低压幅值为3‑10kPa。本发明的方法干燥时间短，制备的香菇皱缩率低、复水性高、保质期长、品质好。
Description
技术领域
本发明涉及香菇的干燥方法。更具体地说，本发明涉及一种脉动真空射频和微波联合干燥制备高复水性香菇的方法。
背景技术
香菇是一种营养丰富、高蛋白、低脂肪、多氨基酸和大量微量元素的食用菌，素有“菇中之王”的美称。新鲜香菇采摘后会发生一系列的生理变化，如呼吸作用会使其散失水分；糖、氮代谢等降低其新鲜度，不易贮藏，因此，通常食用的香菇多为其干制品。
目前香菇干燥主要的方法为热风干燥和传统日晒干燥。这两种干燥方式所需的干燥时间都较长，产品皱缩率较高导致组织结构致密，产品复水速率较慢。
随着微波的发展，微波干燥也逐步应用于食品的干燥过程中，其特点是在物料内部产生热源，使得干燥时间大大缩短。但是普通微波干燥穿透能力较弱，物料内部受热较少，因此很容易导致干燥不均匀和结壳现象，致使产品的质量大大下降。
发明内容
本发明有一个目的是提供一种采用脉动真空射频和微波联合干燥香菇的方法，制备的干香菇复水性高、质地均匀，该方法干燥时间短、干燥效率高。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种脉动真空射频和微波联合干燥制备高复水性香菇的方法，将清洗后的香菇置于密闭的物料处理仓内，并向所述物料处理仓内循环通入脉动压力，并结合射频和微波联合干燥香菇至含水量为15-35％，再将香菇以其他干燥方式干燥至含水量低于10％，所述脉动压力的一个脉动周期具体为：1)将常压泄压至低压的时间小于0.2s；2)在低压下保持5-10min；3)将低压升至常压的时间为12-60s；4)在常压下保持2-5min，并在该阶段内采用射频和微波同时干燥香菇；
其中，步骤4)中通过间歇式开启射频和微波控制物料处理仓内温度为60-70℃，射频频率为27.12MHz，射频功率为2-6W/g，微波频率为2450MHz，微波功率为2-6W/g；
其中，脉动压力的低压幅值为3-10kPa。
优选的是，所述的脉动真空射频和微波联合干燥制备高复水性香菇的方法，所述其他干燥方式的具体步骤包括：
A、将联合干燥后的香菇冷却至室温，将涂膜液以雾化的形式喷涂到香菇表面进行涂膜，每50重量份香菇喷淋1重量份的涂膜液，所述涂膜液由以质量百分比的如下原料组成：果胶2-5％、壳聚糖2-5％、甘油2-4％、氯化钙0.2-1％、柠檬酸0.5-2％、抗坏血酸钙0.2-1％、乳酸链球菌素0.2-0.5％和丙酸1-1.5％，其余为水；
B、将涂膜后的香菇放入超声辅助真空红外干燥设备中干燥，至含水率为5-10％，其中，红外线的波长为0.5-30μm，红外功率为2-5W/g，真空度为3-10kPa；超声波的功率为1-2W/g，频率为10-20MHz；干燥温度为50-60℃。
优选的是，所述的脉动真空射频和微波联合干燥制备高复水性香菇的方法，联合干燥置于一体化脉动真空射频-微波联合干燥机中进行，所述一体化脉动真空射频-微波联合干燥机包括：
物料处理仓，其顶部设有仓门，所述仓门上设有进气口和排气口，以及分别用于启闭进气口和排气口的进气阀与泄压阀，所述物料处理仓连接有压力计，所述物料处理仓内设有射频发射器、微波发射器和温度传感器；
真空罐，其通过泄压阀与物料处理仓连接，所述真空罐的体积为物料处理仓体积的20-50倍；
干燥控制器，其与所述射频发射器、微波发射器和温度传感器通讯连接，用于开启或关闭射频发射器和微波发射器；
真空控制器，其与压力计、进气阀、泄压阀和干燥控制器电连接，所述真空控制器依次控制泄压阀开启以使物料处理仓内压力于0.2s内下降至低压，再关闭泄压阀保持低压5-10min，再开启进气阀0.2-1min以使物料处理仓低压升高至常压，再关闭进气阀维持常压2-5min实现脉动压力的一个脉动周期变化，从而向物料处理仓内循环通入脉动压力；在维持常压2-5min的阶段内，干燥控制器启动射频发射器和微波发射器进行干燥处理，并通过间歇式干燥控制干燥期间的物料处理仓内温度为60-70℃。
优选的是，所述的脉动真空射频和微波联合干燥制备高复水性香菇的方法，射频功率为2-4W/g，微波功率为2-4W/g，在步骤4)中通过间歇式干燥控制物料处理仓内温度为60-65℃。
优选的是，所述的脉动真空射频和微波联合干燥制备高复水性香菇的方法，步骤B中红外线波长为0.76-4.2μm，红外功率为3-4W/g，真空度为3-5kPa，超声波的功率为1.5W/g，频率为15MHz；干燥温度55-60℃。
优选的是，所述的脉动真空射频和微波联合干燥制备高复水性香菇的方法，所述涂膜液由以质量百分比的如下原料组成：果胶4％、壳聚糖4％、甘油3.5％、氯化钙0.5％、柠檬酸1％、抗坏血酸钙0.5％、乳酸链球菌素0.5％、丙酸1％和水85％。
优选的是，所述的脉动真空射频和微波联合干燥制备高复水性香菇的方法，所述涂膜液喷涂之前，将涂膜液置于磁化装置中间歇式搅拌处理2h，具体以每60r/min的搅拌速度搅拌15min，停歇5min，其中磁化装置内壁沿其圆周方向等间隔设有多个强度为3000-4000GS的永磁块；所述涂膜液喷涂之后，将涂膜后的香菇置于保鲜袋中密封，置于0℃下保藏30min，之后在进行干燥。
本发明的干燥香菇的方法，干燥速度快，效率高，制备的干燥香菇保质期长、形态饱满、复水速率高、贮藏期品质保持好，至少包括以下有益效果：
1)利用射频结合微波进行干燥，充分利用射频的高穿透力加热物料中心水分，可实现物料的均匀加热，避免了过干点的出现，提高了产品品质的均匀性，避免干燥过程中的表面结壳现象，实现香菇内部水分更加快速的散失，另外在脉动真空条件下，香菇中水分多次剧烈向外闪蒸，促使香菇内部形成数量众多的孔隙，使香菇形成疏松的蜂窝状微观组织结构，呈现出明显的膨化效果，脉动真空明显改善了香菇的多孔结构，使干燥香菇复水时通过多孔结构快速向内吸收水分，从而大幅度提高了干燥香菇的复水率，并且该脉动真空循环处理式大大缩短了干燥时间，提高了干燥效率；
2)采用涂膜液对半干香菇(含水量15-35％)喷雾涂膜，利用红外辐射对物料表面加热快的特点和超声波对物料的空化作用，采用超声辅助真空红外干燥快速脱除物料剩下的水分，相比采用热风干燥或晾干大大缩短了干燥时间，并且降低了香菇的皱缩率，同时，涂膜液中有效成分隔绝了贮藏过程中空气中的水分、氧气等成分与香菇接触，延长干燥香菇的保质期，且复水过程中避免维生素B溶出，因此营养保留率高，贮藏期香菇品质好，并且涂膜液能有效防止香菇干在贮藏期间吸潮，同时可减少物料中维生素氧化降解，延长保质期，涂膜液中的果胶和壳聚糖还保持香菇形态，降低皱缩率；
3)本发明的联合干燥使用的一体化脉动真空射频-微波联合干燥机，结构简单，操作方便；
4)涂膜液喷雾前经过磁化处理，可以促进涂膜液中有效成分在香菇上的附着，减少超声辅助红外干燥过程中涂膜液中有效成分的散失，从而更好地提高香菇的品质，另外，涂膜液喷涂后将香菇置于保鲜袋中于0℃下保藏30min之后在进行干燥，可以促使涂膜液快速进入香菇内部实现香菇内外水分和涂膜液有效成分的平衡，进一步降低超声辅助红外干燥过程中的皱缩率。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的一个实施例的一体化脉动真空射频-微波联合干燥机的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1：
一种脉动真空射频和微波联合干燥制备高复水性香菇的方法，将清洗后的香菇置于密闭的物料处理仓内，并向所述物料处理仓内循环通入脉动压力，并结合射频和微波联合干燥香菇至含水量为15％，再将香菇以热风60℃干燥至含水量低于10％，所述脉动压力的一个脉动周期具体为：1)将常压泄压至低压的时间小于0.2s；2)在低压下保持5min；3)将低压升至常压的时间为12s；4)在常压下保持2min，并在该阶段内采用射频和微波同时干燥香菇(该阶段指的是4)中的常压下2min内)；
其中，步骤4)中通过间歇式开启射频和微波控制物料处理仓内温度为70℃，射频频率为27.12MHz，射频功率为6W/g，微波频率为2450MHz，微波功率为6W/g；
其中，脉动压力的低压幅值为3kPa。
实施例2：
一种脉动真空射频和微波联合干燥制备高复水性香菇的方法，将清洗后的香菇置于密闭的物料处理仓内，并向所述物料处理仓内循环通入脉动压力，并结合射频和微波联合干燥香菇至含水量为35％，再将香菇日晒干燥至含水量低于10％，所述脉动压力的一个脉动周期具体为：1)将常压泄压至低压的时间小于0.2s；2)在低压下保持10min；3)将低压升至常压的时间为60s；4)在常压下保持5min，并在该阶段内采用射频和微波同时干燥香菇；
其中，步骤4)中通过间歇式开启射频和微波控制物料处理仓内温度为60℃，射频频率为27.12MHz，射频功率为2W/g，微波频率为2450MHz，微波功率为2W/g；
其中，脉动压力的低压幅值为10kPa。
实施例3：
一种脉动真空射频和微波联合干燥制备高复水性香菇的方法，将清洗后的香菇置于密闭的物料处理仓内，并向所述物料处理仓内循环通入脉动压力，并结合射频和微波联合干燥香菇至含水量为20％，再将香菇以热风60℃干燥至含水量低于10％，所述脉动压力的一个脉动周期具体为：1)将常压泄压至低压的时间小于0.2s；2)在低压下保持8min；3)将低压升至常压的时间为30s；4)在常压下保持3min，并在该阶段内采用射频和微波同时干燥香菇；
其中，步骤4)中通过间歇式开启射频和微波控制物料处理仓内温度为65℃，射频频率为27.12MHz，射频功率为4W/g，微波频率为2450MHz，微波功率为4W/g；
其中，脉动压力的低压幅值为6kPa。
实施例4：
在实施例3的基础上，所述的脉动真空射频和微波联合干燥制备高复水性香菇的方法，所述其他干燥方式的具体步骤包括：
A、将联合干燥后的香菇冷却至室温，将涂膜液以雾化的形式喷涂到香菇表面进行涂膜，每50重量份香菇喷淋1重量份的涂膜液，所述涂膜液由以质量百分比的如下原料组成：果胶2％、壳聚糖2％、甘油2％、氯化钙0.2％、柠檬酸0.5％、抗坏血酸钙0.2％、乳酸链球菌素0.2％和丙酸1％，其余为水；
B、将涂膜后的香菇放入超声辅助真空红外干燥设备中干燥，至含水率为5％，其中，红外线的波长为0.5μm，红外功率为2W/g，真空度为3kPa；超声波的功率为1W/g，频率为10MHz；干燥温度为50℃。
本实施例中除第二次干燥方法以及干燥后香菇的含水率与实施例3不同之外，其与均与实施例3相同。
实施例5：
在实施例3的基础上，所述的脉动真空射频和微波联合干燥制备高复水性香菇的方法，所述其他干燥方式的具体步骤包括：
A、将联合干燥后的香菇冷却至室温，将涂膜液以雾化的形式喷涂到香菇表面进行涂膜，每50重量份香菇喷淋1重量份的涂膜液，所述涂膜液由以质量百分比的如下原料组成：果胶5％、壳聚糖5％、甘油4％、氯化钙1％、柠檬酸2％、抗坏血酸钙1％、乳酸链球菌素0.5％和丙酸1.5％，其余为水；
B、将涂膜后的香菇放入超声辅助真空红外干燥设备中干燥，至含水率为10％，其中，红外线的波长为30μm，红外功率为5W/g，真空度为10kPa；超声波的功率为2W/g，频率为20MHz；干燥温度为60℃。
本实施例中除第二次干燥方法以及干燥后香菇的含水率与实施例3不同之外，其与均与实施例3相同。
实施例6：
在实施例3的基础上，所述的脉动真空射频和微波联合干燥制备高复水性香菇的方法，所述其他干燥方式的具体步骤包括：
A、将联合干燥后的香菇冷却至室温，将涂膜液以雾化的形式喷涂到香菇表面进行涂膜，每50重量份香菇喷淋1重量份的涂膜液，所述涂膜液由以质量百分比的如下原料组成：果胶4％、壳聚糖4％、甘油3.5％、氯化钙0.5％、柠檬酸1％、抗坏血酸钙0.5％、乳酸链球菌素0.5％和丙酸1％，其余为水；
B、将涂膜后的香菇放入超声辅助真空红外干燥设备中干燥，至含水率低于8％，其中，红外线的波长为4.2μm，红外功率为3W/g，真空度为5kPa；超声波的功率为1.5W/g，频率为15MHz；干燥温度为55℃。
本实施例中除第二次干燥方法以及干燥后香菇的含水率与实施例3不同之外，其与均与实施例3相同。
实施例7：
在实施例3的基础上，所述的脉动真空射频和微波联合干燥制备高复水性香菇的方法，联合干燥置于一体化脉动真空射频-微波联合干燥机中进行，如图1所示，所述一体化脉动真空射频-微波联合干燥机包括：
物料处理仓1，其顶部设有仓门，所述仓门上设有进气口和排气口，以及分别用于启闭进气口和排气口的进气阀11与泄压阀12，所述物料处理仓1连接有压力计，所述物料处理仓内1设有射频发射器、微波发射器和温度传感器，本实施例中，物料处理仓1可以通过仓内进行进出料，也可以额外设置一个进料门，用于放入和取出香菇；
真空罐2，其通过泄压阀12与物料处理仓1连接，所述真空罐2的体积为物料处理仓体积的20-50倍，该真空罐通过连接真空泵3保持真空罐内真空；
干燥控制器，其与所述射频发射器、微波发射器和温度传感器通讯连接，用于开启或关闭射频发射器和微波发射器；
真空控制器，其与压力计、进气阀、泄压阀和干燥控制器电连接，所述真空控制器依次控制泄压阀开启以使物料处理仓内压力于0.2s内下降至低压，再关闭泄压阀保持低压8min，再开启进气阀30s以使物料处理仓低压升高至常压，再关闭进气阀维持常压3min实现脉动压力的一个脉动周期变化，从而向物料处理仓内循环通入脉动压力；在维持常压3min的阶段内，干燥控制器启动射频发射器和微波发射器进行干燥处理，并通过间歇式干燥(即同时开启或关闭射频发射器和微波发射器)控制干燥期间的物料处理仓内温度为65℃。
需要说明的是，真空罐与物料处理仓保持适当的体积比，是为了保证打开泄压阀的瞬间，通过物料处理仓与真空罐的压力平衡，保证物料处理仓的压力迅速下降所需的真空状态，而这一过程可使香菇内部水分快速向外闪蒸，同时带动因脱水而塌陷的物料，体积膨胀；本发明通过对物料处理仓内循环通入脉动压力，一是通过香菇膨化作用减小香菇的皱缩率，二是大幅加快干燥速率。为了向物料处理仓内通入脉动真空压力，发明人也采用了以真空泵直接抽取物料处理仓内的压力进行试验，但其泄压达到所需的低压幅值(或真空度)所花费的时间较长，并不能较好的实现香菇内水分迅速向外闪蒸，因此，发明人通过与物料处理仓连接体积远大于它的真空罐对其进行泄压，达到了香菇内部水分闪蒸、香菇膨化的目的，从而提高干燥香菇的品质。
在本实施例中，联合干燥使用的设备为本发明的申请人根据干燥条件的需求研制得到的，该设备只需满足干燥所需的脉动真空压力调节、射频条件、微波条件以及温度控制即可。因此，本发明的脉动真空射频和微波联合干燥制备高复水性香菇的方法并不仅限于该设备实现，在能满足联合干燥条件下也可以使用其他干燥设备。另外，本实施例的一体化脉动真空射频-微波联合干燥机结构简单，控制方便，易于工业化生产，操作也容易。
实施例8：
在实施例6的基础上，所述的脉动真空射频和微波联合干燥制备高复水性香菇的方法，所述涂膜液喷涂之前，将涂膜液置于磁化装置中间歇式搅拌处理2h，具体以每60r/min的搅拌速度搅拌15min，停歇5min，其中磁化装置内壁沿其圆周方向等间隔设有多个强度为3000-4000GS的永磁块；所述涂膜液喷涂之后，将涂膜后的香菇置于保鲜袋中密封，置于0℃下保藏30min，之后在进行干燥。
对比例1：
将清洗后的香菇采用热风60℃干燥至水分含量低于12％。
对比例2：
将清洗后的香菇日晒脱水干燥至水分含量低于12％。
为了说明本发明的脉动真空射频和微波联合干燥制备高复水性香菇的方法的有益效果，本发明的发明人针对实施例1-3、实施例6和实施例8以及对比例1-2的方法干燥香菇，并记录各实施例或对比例得到干燥香菇的维生素B含量、复水比、收缩率、保质期以及整个干燥过程所花费的干燥时间，见表1。
表1.不同实施方案下制备干燥香菇的品质和干燥时间
从表1可以看出，本发明的实施例1-3、实施例6和实施例8的维生素B含量、复水比均高于对比例1和对比例2，而收缩率和干燥时间远小于对比例1和对比例2，且保质期时间比对比例1和对比例2长。本发明的实施例中，脉动真空射频和微波联合干燥在脉动压力的周期循环变化下，在每一次瞬时泄压过程中，泄压引起香菇内部的水分闪蒸，促使香菇体积膨胀，减小香菇干燥过程中的体积收缩程度，从而使香菇保持较好的状态，也同时提高了香菇的复水比。从实施例3与实施例6对比可以看出，第二次干燥采用涂膜液涂膜后采用超声辅助真空红外干燥比直接热风干燥得到的香菇品质更好，香菇维生素B含量更高，香菇皱缩率更低，复水比更高。从实施例6和实施例8可以看出，涂膜液喷涂前经磁化处理，香菇喷涂涂膜液之后密封低温保藏更好地提高了干燥香菇的品质。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (4)
1.脉动真空射频和微波联合干燥制备高复水性香菇的方法，其特征在于，将清洗后的香菇置于密闭的物料处理仓内，并向所述物料处理仓内循环通入脉动压力，并结合射频和微波联合干燥香菇至含水量为15-35%，再将香菇以其他干燥方式干燥至含水量为5-10%，所述脉动压力的一个脉动周期具体为：1）将常压泄压至低压的时间小于0.2s；2）在低压下保持5-10min；3）将低压升至常压的时间为12-60s；4）在常压下保持2-5min，并在常压下保持2-5min内采用射频和微波同时干燥香菇；
其中，步骤4）中通过间歇式开启射频和微波控制物料处理仓内温度为60-70℃，射频频率为27.12MHz，射频功率为2-6W/g，微波频率为2450MHz，微波功率为2-6W/g；
其中，脉动压力的低压幅值为3-10kPa；
联合干燥置于一体化脉动真空射频-微波联合干燥机中进行，所述一体化脉动真空射频-微波联合干燥机包括：
物料处理仓，其顶部设有仓门，所述仓门上设有进气口和排气口，以及分别用于启闭进气口和排气口的进气阀与泄压阀，所述物料处理仓连接有压力计，所述物料处理仓内设有射频发射器、微波发射器和温度传感器；
真空罐，其通过泄压阀与物料处理仓连接，所述真空罐的体积为物料处理仓体积的20-50倍；
干燥控制器，其与所述射频发射器、微波发射器和温度传感器通讯连接，用于开启或关闭射频发射器和微波发射器；
真空控制器，其与压力计、进气阀、泄压阀和干燥控制器电连接，所述真空控制器依次控制泄压阀开启以使物料处理仓内压力于0.2s内下降至低压，再关闭泄压阀保持低压5-10min，再开启进气阀12-60s以使物料处理仓低压升高至常压，再关闭进气阀维持常压2-5min实现脉动压力的一个脉动周期变化，从而向物料处理仓内循环通入脉动压力；在维持常压2-5min的阶段内，干燥控制器启动射频发射器和微波发射器进行干燥处理，并通过间歇式控制干燥期间的物料处理仓内温度为60-70℃；
所述其他干燥方式的具体步骤包括：
A、将联合干燥后的香菇冷却至室温，将涂膜液以雾化的形式喷涂到香菇表面进行涂膜，每50重量份香菇喷淋1重量份的涂膜液，所述涂膜液由以质量百分比的如下原料组成：果胶2-5%、壳聚糖2-5%、甘油2-4%、氯化钙0.2-1%、柠檬酸0.5-2%、抗坏血酸钙0.2-1%、乳酸链球菌素0.2-0.5%和丙酸1-1.5%，其余为水；
B、将涂膜后的香菇放入超声辅助真空红外干燥设备中干燥，至含水率为5-10%，其中红外线波长为0.76-4.2μm，红外功率为3-4 W/g，真空度为3-5kPa，超声波的功率为1.5W/g，频率为15MHz；干燥温度55-60℃。
2.如权利要求1所述的脉动真空射频和微波联合干燥制备高复水性香菇的方法，其特征在于，射频功率为2-4W/g，微波功率为2-4W/g，在步骤4）中通过间歇式干燥控制物料处理仓内温度为60-65℃。
3.如权利要求1所述的脉动真空射频和微波联合干燥制备高复水性香菇的方法，其特征在于，所述涂膜液由以质量百分比的如下原料组成：果胶4%、壳聚糖4%、甘油3.5%、氯化钙0.5%、柠檬酸1%、抗坏血酸钙0.5%、乳酸链球菌素0.5%、丙酸1%和水85%。
4.如权利要求3所述的脉动真空射频和微波联合干燥制备高复水性香菇的方法，其特征在于，所述涂膜液喷涂之前，将涂膜液置于磁化装置中间歇式搅拌处理2h，具体以每60r/min的搅拌速度搅拌15min，停歇5min，其中磁化装置内壁沿其圆周方向等间隔设有多个强度为3000-4000GS的永磁块；所述涂膜液喷涂之后，将涂膜后的香菇置于保鲜袋中密封，置于0℃下保藏30min，之后再进行干燥。
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