CN108576707A - 一种蓝莓冷冻干燥加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种蓝莓冷冻干燥加工工艺。包括：S1.原料预处理：对蓝莓果皮进行割口处理；S2.预冷冻：将步骤S1.预处理后的蓝莓进行快速冻结处理；S3.冷冻干燥：将步骤S2.预冷冻后的蓝莓进行冷冻干燥。本发明加工工艺简单，容易操作，制备过程中不添加任何物质，且能最大限度保留蓝莓的色、型、味及原生态营养成分，同时含水率低，能够有效的延长蓝莓保质期，提升其产品价值。

Description

一种蓝莓冷冻干燥加工工艺
技术领域
本发明属于食品加工技术领域，具体涉及一种蓝莓冷冻干燥加工工艺。
背景技术
蓝莓(Blueberry)，是一种在欧美消费量大并且具有很高的经济价值和健康营养素的易腐烂型浆果，蓝莓口味醇厚，果肉细腻而多汁，蓝莓果实平均重0.5-2.5g，最大可重5g，可食率为100％，口感酸甜，且具有香爽宜人的香气，为水果佳品，营养价值极高且具有极多保健功效。蓝莓果实中的营养元素除了常规的糖、酸和维生素C外，富含维生素E、维生素A、维生素B、超氧化物歧化酶(SOD)、熊果苷、蛋白质、花青苷、食用纤维以及丰富的钾、铁、锌、钙等矿物质元素，微量元素也很高，属高氨基酸，高铜，高锌，高铁的果品。另外，蓝莓含有大量的花青素。因此其被世界粮农组织推荐为五大健康水果之一，被喻为水果皇后。
由于蓝莓具有很高的营养价值和甜美的口感，因此，国内外市场对蓝莓的需求量越来越大，品质要求越来越高，但是由于蓝莓鲜果营养丰富，含水量高达80～90％，具有一定的不耐储性和易破碎性，在贮藏和运输中也会发生各种物理化学生物性变化，这些变化会导致蓝莓鲜果的品质和营养价值发生损害从而降低，导致其鲜果并不能满足消费群体便携便食的需求。另外，蓝莓较短的贮藏时间也不符合商家延长货架期的需求。
冷冻干燥技术作为食品加工领域的高新技术，在水果等农副产品中已经具有较广泛的应用。目前，水果的冻干工艺主要是将预冻的水果在较高温度下快速干燥，同时往往需要添加保鲜剂、护色剂、凝胶剂等，不符合水果“零添加”的健康需求，实际上，现有冻干蓝莓果实往往品相差，果皮皱裂、塌缩严重，酥脆性良莠补齐，其色、型、味以及营养成分等仍与鲜果具有较大的差距，缺乏具体的优化技术工艺。
发明内容
为克服现有技术方法的不足，本发明提供一种蓝莓冷冻干燥加工工艺，本发明加工工艺简单，容易操作，制备过程中不添加任何物质，且能最大限度保留蓝莓的色、型、味及原生态营养成分，同时含水率低，能够有效的延长蓝莓保质期，提升其产品价值。
本发明的目的之一在于提供一种蓝莓冷冻干燥加工工艺。
本发明的目的之二在于提供上述加工工艺制备得到的蓝莓冻干产品。
本发明的目的之三在于提供上述加工工艺的应用。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一个方面，提供了一种蓝莓冷冻干燥加工工艺，包括：
S1.原料预处理：对蓝莓果皮进行割口处理；
S2.预冷冻：将步骤S1.预处理后的蓝莓进行快速冻结处理；
S3.冷冻干燥：将步骤S2.预冷冻后的蓝莓进行冷冻干燥。
进一步的，所述步骤S1.中对蓝莓果皮进行割口处理前将蓝莓洗净干燥；割口处理时室温优选维持在4℃，以降低蓝莓果实酶活等活性成分；所述割口处理有纵向穿孔、环割破皮和十字切割破皮等，优选十字切割破皮；采用此方法有利于在降低蓝莓果肉的组织结构的破坏的基础上，最大程度去除预冻蓝莓中的大量冰晶；
进一步的，所述步骤S2.中进行快速冻结处理温度不高于-40℃，处理时间大于1小时；更进一步的，所述处理温度为-40℃，处理时间4～5小时；
进一步的，所述步骤S3.中冷冻干燥工艺包括如下步骤：
S3.1控制隔板温度进行升温处理，在-40℃～0℃范围内控制升温速度为10℃/h，控制真空干燥系统真空度≤5Pa；
0～10℃为升华阶段，在此温度范围内控制升温速度为5℃/h，控制真空干燥系统真空度≤5Pa；
S3.2进入解析阶段后，控制隔板温度为10～20℃，真空干燥1小时，控制真空干燥系统真空度≤5Pa；
S3.3控制隔板温度为30℃，真空干燥1小时，控制真空干燥系统真空度≤5Pa；
S3.4控制隔板温度为45℃，真空干燥12小时，控制真空干燥系统真空度≤5Pa，得蓝莓冻干产品；
更进一步的，所述隔板单位承载量为800～1400g/m2(优选为1200g/m2)；
进一步的，所述蓝莓品种包括但不限于乔治宝石、双迪、达柔、奥尼尔、蓝丰；更进一步的，所述蓝莓品种为乔治宝石；
进一步的，一种蓝莓冷冻干燥加工工艺，包括：
S1.原料预处理：将品种为乔治宝石的蓝莓洗净干燥后对其果皮进行割口处理，所述割口处理优选为对蓝莓果做十字切割破皮；控制室温为4℃；
S2.预冷冻：将步骤S1.预处理后的蓝莓进行快速冻结处理，处理温度为-40℃，处理时间4～5小时；
S3.冷冻干燥：将步骤S2.预冷冻后的蓝莓放置于真空冷冻干燥设备的隔板上进行冷冻干燥，隔板单位承载量为1200g/m2，所述冷冻干燥工艺如下：
S3.1控制隔板温度进行升温处理，在-40℃～0℃范围内控制升温速度为10℃/h，控制真空干燥系统真空度≤5Pa；
0～10℃为升华阶段，在此温度范围内控制升温速度为5℃/h，控制真空干燥系统真空度≤5Pa；
S3.2进入解析阶段后，控制隔板温度为10～20℃，真空干燥1小时，控制真空干燥系统真空度≤5Pa；
S3.3控制隔板温度为30℃，真空干燥1小时，控制真空干燥系统真空度≤5Pa；
S3.4控制隔板温度为45℃，真空干燥12小时，控制真空干燥系统真空度≤5Pa，得蓝莓冻干产品；
本发明的第二个方面，提供上述加工工艺制备得到的蓝莓冻干产品。
本发明的第三个方面，提供上述加工工艺在制备蓝莓冻干产品中的应用。
本发明的有益效果：
(1)本发明提供的蓝莓冻干产品，通过割口预处理，使得后续蓝莓在冻干过程中对蓝莓果肉的组织结构的破坏降到极低且保持了原有色泽，可以直接除去预冻蓝莓中的大量冰晶，使得蓝莓内部细胞发生不规则排列，组织形变良好，形成蓝莓内部的多孔海绵状组织结构，而这种结构增大了复水过程中蓝莓内部与水的接触面积，从而可在蓝莓干果复水过程中将水分大量截留吸收，因而使蓝莓干制品显示出极佳的复水性；同时通过控制后续预冻时间和温度，既保证了冷冻效果，又最大化节省时间；通过控制冻干过程，在共晶点温度之下运行足够长的时间，使得蓝莓中的水分能够在其共晶点之下充分去除，从而最大限度保留蓝莓的色、型、味及原生态营养成分；
(2)干燥在真空低温下进行，使得蓝莓中的花青素等易氧化成分得到保护，保存了新鲜蓝莓中的天然营养保健成分，同时通过控制工艺参数和条件，使得本发明提供的蓝莓冻干产品无任何添加剂，形状未发生明显变化，口感酥脆，含水率低，使得干燥后的蓝莓能够较长期的保存；同时又具有良好的复水性，真正提升了蓝莓产品的附加值，具有广阔的工业化前景。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为单因素条件下解析干燥时间对感官评分的影响图；
图2为单因素条件下解析干燥时间对硬度的影响图；
图3为单因素条件下解析干燥时间对脆性的影响图；
图4为单因素条件下解析温度对感官评分的影响图；
图5为单因素条件下解析温度对硬度的影响图；
图6为单因素条件下解析温度对脆性的影响图；
图7为单因素条件下隔板单位承载量对感官评分的影响图；
图8为单因素条件下隔板单位承载量对硬度的影响图；
图9为单因素条件下隔板单位承载量对脆性的影响图；
图10为解析时间和解析温度对感官评分影响的3D曲面图(a)和等高线图(b)；
图11为解析时间和隔板单位承载量对感官评分影响的3D曲面图(a)和等高线图(b)；
图12为解析温度和隔板单位承载量对感官评分影响的3D曲面图(a)和等高线图(b)；
图13为解析时间和解析温度对脆性影响的3D曲面图(a)和等高线图(b)；
图14为解析时间和隔板单位承载量对脆性影响的3D曲面图(a)和等高线图(b)。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
以下通过实施例对本发明做进一步解释说明，但不构成对本发明的限制。本发明实施例中所用的试验材料均为本领域常规的试验材料，均可通过商业渠道购买得到，其中蓝莓采摘自日照市东港区蓝莓种植基地，蓝莓品种为乔治宝石georgiagem。
实施例1蓝莓冻干前果皮预处理
1.1干重及水分测定
由于蓝莓个体较小且果肉外部包被一层蓝莓果皮，这会影响蓝莓在进行冻干时果实内部水分的析出，进而影响冻干后干制品的品质、外观及口感。所以在正式开始真空冻干实验前，首先针对蓝莓果皮进行一组预试验，以便择优选出蓝莓最优的果皮处理方法。取120g同品种大小均匀的蓝莓鲜果，均分为三份(①蓝莓果皮无处理40g②蓝莓果实纵向穿孔处理40g③蓝莓果皮十字切割破皮处理40g)，置于垫有硅油纸的物料盘中，开启冻干机冷阱，在-40℃下预冻4-5h后，取出放入上部加热控温隔板，启动真空泵设定最终阶段恒温40℃进行抽真空干燥，18h后取出分别进行称重，后每份取出等量蓝莓冻干制品(2g)置于水分测定仪中进行水分测定。
1.2复水比测定
复水：干制品重新吸回水分，恢复原状的过程，为干燥的逆过程。干制品复水后恢复原来新鲜状态的程度是衡量干制品品质的重要指标。
复水性：干制品能重新吸回水分的程度，一般用干制品吸水增重的程度来表示。
复水比：复水比:R＝G复/G干。
从每份蓝莓冻干制品取出等量(2g)蓝莓干果，置于20℃恒温水浴锅中浸泡，浸泡时间为10、20、30min，后用滤纸吸干至蓝莓表面无水，分别放至电子分析天平称量，根据复水比计算公式得出复水比。
1.3蓝莓冻干前后维生素C含量测定
采用2,6-二氯酚靛酚滴定法对蓝莓冻干前后维生素C含量进行测定，根据2,6—二氯酚靛酚溶液的滴定消耗量，计算出蓝莓中抗坏血酸的含量，以100g样品中含抗坏血酸的质量表示，即mg/100g。
1.4冻干前后色差测定
果皮颜色(L*值，a*值，b*值)采用WSC-S色差计的L*，a*，b*色坐标，在蓝莓单个果实中央处与光源垂直位置测定果皮的L*，a*，b*值。根据果实实际色泽及颜色参照文献设定L*值表示颜色的亮度，取值范围为0-100，数值越大代表果实亮度越大，反之则代表亮度越小；a*为+时，表示颜色偏红，a*为-时，表示颜色偏绿；b*为+时，表示颜色偏黄，b*为-时，表示颜色偏蓝。在冻干前后分别测出每个蓝莓单果的果皮颜色(L*值，a*值，b*值)，并求出每组颜色的平均值。
1.5冻干前后质构测定
样品质构测定位置：沿果实横径刺入。质构仪测试参数设定如下:
测前速度:1.00mm/s，测中速度:1mm/s，测后速度:10mm/s，穿刺距离:5.000mm，触发力:5.0g，探头:p/2(接触面积3.14mm2)，测试蓝莓果实硬度，酥脆性等。测出每个蓝莓单果的质构特性，按组求出质构特性平均值。
2.1蓝莓冻干前果皮预处理结果与分析
冻干蓝莓水分测定结果如表1。
表1蓝莓冻干后总重及水分含量数据
冻干蓝莓复水比随时间变化曲线如表2
表2蓝莓冻干后复水比
根据表1，表2可得出，选择③十字切割破皮处理为最优冻干前果皮处理方法，该方法使得蓝莓在冻干过程中对蓝莓果肉的组织结构的破坏降到极低且保持了原有色泽，可以直接除去预冻蓝莓中的大量冰晶，使得蓝莓内部细胞发生不规则排列，组织形变良好，形成蓝莓内部的多孔海绵状组织结构，而这种结构增大了复水过程中蓝莓内部与水的接触面积，从而可在蓝莓干果复水过程中将水分大量截留吸收，因而使蓝莓干制品显示出极佳的复水性。果皮预处理方法①因为对蓝莓果实表皮无处理，使完整的蓝莓表皮在真空干燥过程中严重影响了水分的析出，从而使得最后得到的蓝莓干制品含水量极大，则相应的造成其复水比低。果皮预处理方法②将蓝莓果实纵向穿孔则破坏了蓝莓果肉内部部分的组织结构，对蓝莓干制品的外观品相造成影响，在真空干燥过程中，因蓝莓与外部真空的接触面积有限，使得干制品干燥不完全，含水量较高；在干制品复水过程中，因部分组织结构遭到破坏，且组织结构与方法③中得到的蓝莓干制品相比较为紧密以及冻干不完全有少量水残留，导致复水比较为降低。所以，综上考虑，决定整个蓝莓真空冻干试验中所用的蓝莓均采用十字切割破皮预处理。
2.2蓝莓冻干前后维生素C含量的测定结果与分析(2,6—二氯酚靛酚滴定法)
蓝莓冻干前后维生素C测定数据，如下表3：
表3蓝莓冻干处理前后Vc含量
维生素C是一种具有很强还原性且极易被氧化的热敏性营养成分，遇空气(氧气)和加热都易加速或引起变质。如表，经真空冷冻干燥处理得到的蓝莓干制品中抗坏血酸得到了较大的保留。这是因为真空冷冻干燥过程中，低温以及在解析干燥时平均小于5Pa的超低真空度抽干了冷冻机钟罩及冷阱内的空气(空气)均抑制了维生素C的氧化和分解，从极大的保留了蓝莓的营养价值。
2.3冻干前后色差及质构测定数据与分析
表4外观特性测定数据
表5冻干前后色差及质构测定数据
三组蓝莓在冻干后L*值均有所增长，这表明蓝莓在冻干后的亮度均有所增强；三组蓝莓在冻干后a*值均有略微上升，即偏红程度上升，这可能是因为蓝莓冻干失水后红色素被浓缩，另外在冻干过程中蓝莓中还原糖类等物质发生了氧化褐变生成了颜色较鲜艳的产物，使得蓝莓红色程度加深；三组蓝莓在冻干后b*值均有所下降，这表明蓝莓在冻干后偏黄程度下降，这可能是由于冻干过程蓝莓颜色偏红程度的上升遮蔽了蓝莓的偏黄程度，使其冻干后颜色偏深，即颜色较黄色更偏向蓝色。
查阅相关研究表明，干制品的硬度和酥脆性等质构指标由其内部的组织结构所决定。冻干后的蓝莓干制品硬度均由冻干前的100增长到了500，脆性也高达3000。这是因为真空冷冻干燥将过程中蓝莓果肉内部组织结构的破损降到极低，且在过程中形成了间隙极小的多孔海绵状组织结构，收缩率极小。这就使得冻干后的蓝莓干制品皱缩现象不明显，品相极佳且硬度及酥脆性良好。
总体分析得，冻干前后蓝莓的色泽差异均不显著，变化几乎可忽略。这表明真空冷冻干燥技术对于蓝莓冻干过程中的色泽能够做到绝大部分的保留，使冻干后的蓝莓制品颜色无异于蓝莓鲜果。同时，制得的蓝莓干制品具有良好的营养价值及感官性。
实施例2蓝莓真空冻干工艺单因素试验
在蓝莓的真空冷冻干燥过程中，影响冻干工艺的因素有许多：如隔板单位承载量、过程中蓝莓的升华及解析干燥时间、干燥室的真空度、预冻的速率、隔板加热升温的速率及解析温度(解析干燥的最终恒温温度)等。本试验排除不可控及不可测因素，选取隔板单位承载量、解析温度及解析干燥时间为真空冻干过程中的影响因素，选取冻干后蓝莓干制品的感官评分、硬度及脆性为测定指标，进行蓝莓真空冻干工艺的优化研究。
本实验以10℃以下为预冻蓝莓的升华过程，10℃以上为解析干燥过程。
1.1感官评价评分方法
表6感官评价评分标准参考
参考GBT 16291.1-2012，选择并培训10名评定人员，要求感官功能正常，无不良饮食偏好，以数字标度形式来评价样品的品质特性，先使每个评价员掌握统一的评分标准和记分方法，了解品评要求，评分标准。
根据GB/T 22699-2008，稍作修改，评分标准如下:
(1)保留了色泽、滋味、组织形态方面的评价，删减了关于杂质方面的评价，统一以四个等级来评定，采用四分法量化。
(2)将各品相的状态根据产品的特点进行了细化，色泽用鲜亮、略暗淡、暗淡、灰暗等词进行描述；口感方面用硬度适中，稍软稍硬，酸甜方面用可口、适宜、不均、过酸过甜等词进行描述；滋味方面用浓厚、轻微、轻微焦糊味、焦糊味严重等进行描述；组织形态方面用规则块状片状、切面整齐、轻微破碎、破碎严重等进行描述，而且分别用优良中差四个等级进行评定量化。
从样品的色泽，口感，滋味，组织形态4个方面进行评价。在自然光线下用目测法观察样品的色泽和组织形态，嗅其气味，然后品尝滋味。产品质量特性中色泽，口感，滋味，组织形态统一以优、良、中、差四等来评定，评价员独立品评，记录下每个编号的评定结果(评定后赋值采用四分法量化，优100分，良75分，中50分，差25分)，计算10人每组蓝莓的评定平均分。
1.2解析干燥时间
测定解析干燥时间对冻干后蓝莓干制品的感官评分、硬度及脆性的影响。选8h、12h、16h、20h、24h作为解析干燥最终恒温温度的五个水平值,标号①②③④⑤。将进行果皮割口处理后的总重量相等的蓝莓鲜果均匀置于对应标号的物料盘中，开启冻干机冷阱，待温度达到-40℃及以下时，将五个物料盘放入冷阱进行快速冻结，约4-5h后取出，迅速分别放至冻干机上部干燥室内控温加热隔板上，设定干燥室真空度≤5Pa,解析干燥最终恒温温度40℃，至蓝莓温度与控温加热隔板最终恒定温度相同，具体流程设定见表。冻干完毕后，迅速分别装瓶封闭后进行质构测定及感官评价，取平均值记录数据。试验重复三次，取平均值。
表7解析干燥时间
1.3解析温度(解析干燥最终恒温温度)
测定解析干燥温度对冻干后蓝莓干制品的感官评分、硬度及脆性的影响。选30℃、35℃、40℃、45℃、50℃作为解析干燥温度的五个水平值，标号①②③④⑤。将进行果皮割口处理后的总重量相等的蓝莓鲜果均匀置于对应标号的物料盘中，开启冻干机冷阱，待温度达到-40℃及以下时，将五个物料盘放入冷阱进行快速冻结，约4-5h后取出，迅速分别放至冻干机上部干燥室内控温加热隔板上，设定干燥室真空度≤5Pa，解析干燥时间14h，至蓝莓温度与控温加热隔板最终恒定温度相同，具体流程设定见表。冻干完毕后，迅速分别装瓶封闭后进行质构测定及感官评价，取平均值记录数据。试验重复三次，取平均值。
表8解析干燥温度
1.4隔板单位承载量
测定隔板单位承载量对冻干后蓝莓干制品的感官评分、硬度及脆性的影响。选800g/㎡、1000g/㎡、1200g/㎡、1400g/㎡作为隔板单位承载量的四个水平值。根据物料盘面积计算出四个水平值对应的物料盘所放的蓝莓鲜果的重量，标号①②③④，将进行果皮割口处理后的相应重量的蓝莓鲜果均匀置于对应标号的物料盘中(注:铺垫硅油纸，以防冻干过程中蓝莓发生破裂粘在物料盘上不便分离取出)，开启冻干机冷阱，待温度达到-40℃及以下时，将四个物料盘放入冷阱进行快速冻结，约4-5h后取出，迅速分别放至冻干机上部干燥室内控温加热隔板上，设定干燥室真空度≤5Pa,解析干燥的最终恒温温度40℃，解析干燥时间14h，至蓝莓温度与控温加热隔板最终恒定温度相同，具体流程设定见表。冻干完毕后，迅速分别装瓶封闭后进行质构测定及感官评价，取平均值记录数据。试验重复三次，取平均值。
表9隔板单位承载量
1.5蓝莓真空冻干工艺正交优化试验
根据Box-Behnken试验设计，在单因素试验结果基础上，以解析时间X1、解析温度X2、承载量X3为自变量，以感官评分Y1、硬度Y2脆性Y3为响应值，采用DesignExpert 8.0.6软件进行方差分析，进一步优化蓝莓冻干工艺，建立响应面模型，并用此模型对蓝莓冻干工艺参数进行分析与预测。具体试验因素水平情况和试验设计方案见表10和表11所示。
表10试验因素编码水平
表11Box-Behnken试验设计表
以冻干速率和冻干能耗为测定指标，设无花果真空冷冻干燥条件下冻干速率和冻干能耗的预测模型由最小二乘法拟合的二次多项方程为:
Y＝a0+a1X1+a2X2+a3X3+a12X1X2+a13X1X3+a23X2X3+a11X1 2+a22X2 2+a33X3 2式中:Y—预测响应值，X—自变量代码值，a0—常数项，a1、a2、a3—线性系数，a12、a13、a23—交互项系数，a11、a22、a33—二次项系数。
应用DesignExpert8.0.6软件分析，进而确定各因素与响应值之间的对应关系。
2.1解析干燥时间、解析温度(解析干燥最终恒温温度)和隔板单位承载量测定结果与分析
解析干燥时间对冻干后蓝莓干制品的感官评分、硬度及脆性的影响如图1-3。由图1-3可知，就感官评分而言随着解析干燥时间的增加，感官评分在12h时有最大值，之后变化不明显；在解析干燥时间到达12h以前，硬度极小，在达到12h后变化不明显；脆性随解析干燥时间增加而增大，在解析干燥时间为16h时有最大值，大于16h之后脆性下降。综上，当解析干燥时间小于12h-16h时，制得的蓝莓干制品干燥不完全，含水量较高，口感品相差；当解析干燥时间大于16h以上时，干燥时间过长，于蓝莓冻干制品无益，且会造成不必要的时间及冻干耗能的浪费。选取感官评分最高值、硬度及脆性适中值所在区间对应的解析温度，选取解析温度的较适宜范围为8h-16h。
解析干燥温度对冻干后蓝莓干制品的感官评分、硬度及脆性的影响如图4-6。由图4-6可知，就感官评分而言随着解析干燥温度的升高，感官评分也逐步升高，在40℃及45℃时有最大值且差异不明显；硬度增长随着解析干燥温度的升高而在50℃时存在最大值；脆性在解析干燥温度为40℃时有最大值，但与45℃时比较，差异不明显。综上，当解析干燥温度小于40℃时，制得的蓝莓干制品干燥不完全，含水量高，口感粘稠，品相差；当解析干燥温度接近50℃或50℃以上时，干燥过度，制得的蓝莓干制品会发生不同程度的焦糊现象，口感品相差，这也是50℃时制得干制品的硬度较大的原因。选取感官评分最高值、硬度及脆性适中值所在区间对应的解析温度，选取解析干燥温度的较适宜范围为40℃-50℃。
隔板单位承载量对冻干后蓝莓干制品的感官评分、硬度及脆性的影响如图7-9。由图7-9可知，就感官评分而言随着承载量的逐渐增加，感官评分也逐步升高，在承载量为1200g/㎡及1400g/㎡时有最大值且差异不明显；硬度也随着承载量的增加而增大，在承载量为1200g/㎡时存在最大值；脆性在承载量为1000g/㎡时有最大值，但与1200g/㎡及1400g/㎡时比较，差异不明显。综上，当承载量小于1200g/㎡时，干燥效果并未达到且会造成空间以及冻干机能耗的浪费；当承载量大于1200g/㎡，蓝莓单果间隔拥挤，可能会影响蓝莓内部水分的去除，导致干燥进行不完全。选取感官评分最高值、硬度及脆性适中值所在区间对应的承载量，所以选取隔板单位承载量的较适宜范围为1000g/㎡-1400g/㎡。
2.2蓝莓真空冻干工艺正交优化试验结果与分析
根据Box-Behnken试验设计，在单因素试验结果基础上，以解析时间X1、解析温度X2、承载量X3为变量，以感官评分Y1、硬度Y2、脆性Y3为响应值，共有17个试验点，见下表12。(注，为了方便感官评分回归模型的建立，将每组10人评分的平均分化为10分制，即每人平均分满分400分化为满分10分)
表12Box-Behnken试验设计与结果表
采用Design-Expert.V 8.0.6软件对表12中的试验数据进行二元多次回归拟合，得到蓝莓真空冷冻干燥过程中感官评分(Y1)与自变量解析时间(X1)、解析温度(X2)、承载量(X3)的回归模型为:
Y1＝-143.85625+1.25664X1+4.74406X2+0.061203X3+8.59375×10-3X1X2+1.95313×10-4X1X3+9.37500×10-5X2X3-0.080762X1 2-0.054187X2 2-2.80078×10-5X3 2
对该模型进行方差分析，结果见下表13:
Response响应值 感官评分回归模型方差分析表13
p<0.01为极显著，p<0.05为显著，p>0.05为不显著
由表13可知，蓝莓真空冷冻干燥过程中感官评分模型的F＝491.64,p<0.0001，说明感官评分与各因素变量具有极显著关系，且试验误差小，失拟项p＝0.9506>0.05，差异不显著，说明残差是由随机误差引起的，即该模型高度显著。解析时间一次项(X1)和解析温度一次项(X2)对感官评分影响差异极显著(p<0.01)，承载量一次项(X3)对感官评分影响差异也极显著(p＝0.0043<0.01)；二次项X1、X2、X3对感官评分的影响均是高度显著(p<0.01)；交互项X1X2、X1X3对感官评分影响差异均是极显著(p<0.01)，交互项X2X3对感官评分影响差异显著(0.01<p<0.05)。这个结果表明，解析时间、解析温度、承载量对真空冷冻干燥蓝莓的感官评分主效应明显，则在所选的因素水平范围内，对感官评分的影响程度顺序依次为:解析温度的二次项>解析时间的二次项>承载量的二次项>解析温度的一次项>解析时间的一次项>解析时间与解析温度的交互项>解析时间与承载量的交互项>承载量的一次项>解析温度与承载量的交互项。
模型交互面的响应3D曲面及等高线图分析：
响应曲面3D及等高线图可以直观的反映出各因素与响应值之间的对应关系，揭示各因素与响应值之间的相互影响及作用，进而择优得到最佳的冻干工艺参数条件。
解析时间、解析温度及承载量在中心值条件下的交互作用对真空冻干蓝莓的感官评分的影响如图10-12所示。随着解析时间的增加，冻干蓝莓的径向感官评分呈先上升后下降的趋势，变化趋势显著，在解析时间为12h左右时，感官评分最大；随着解析温度的增加，冻干蓝莓的径向感官评分也呈先上升后下降的趋势，在解析温度为45℃左右时，感官评分最大。随着解析时间的增加，冻干蓝莓的径向感官评分呈先上升后下降的趋势，尤其在解析时间为12h左右时，感官评分最大；随着承载量的增加，冻干蓝莓的径向感官评分呈先上升后下降的趋势，但变化不显著，在承载量为1200g/㎡左右时，感官评分最大。由图可知，随着解析温度的升高，冻干蓝莓的感官评分先上升后下降，尤其在45℃左右时，感官评分达到最大；随着承载量的增加，冻干蓝莓的感官评分呈先上升后下降的趋势，且变化显著，尤其在承载量为1200g/㎡左右时，感官评分最大。
响应曲面优化部分：
表14响应面优化表
表15优化方案
真空冷冻干燥蓝莓的感官评分Box-Behnken试验设计结果的可靠实用性，采用Design-Expert.V8.0.6软件进行优化分析，得到的较佳工艺参数是解析时间为11.68，解析温度45.75℃，承载量为1210.02g/㎡，与实测数据差距不大，此时感官评分为9.01842。
硬度模型的建立及方差分析
Response2响应值2 硬度回归模型方差分析表16
p<0.01为极显著，p<0.05为显著，p>0.05为不显著
脆性模型的建立及方差分析
采用Design-Expert.V 8.0.6软件对表4中的试验数据进行二元多次回归拟合，得到蓝莓真空冷冻干燥过程中脆性(Y3)与自变量解析时间(X1)、解析温度(X2)、承载量(X3)的回归模型为:
Y1＝+1463.71041-3.11342X1-51.82063X2-0.49754X3+0.16469X1X2+1.52543×10- 3X1X3-1.69785×10-4X2X3-0.23134X1 2+0.57394X2 2+2.04421×10-4X3 2
对该模型进行方差分析，结果见下表17:
Response3响应值3 脆性回归模型方差分析表17
p<0.01为极显著，p<0.05为显著，p>0.05为不显著
由表17可知，蓝莓真空冷冻干燥过程中脆性模型的F＝862.48,p<0.0001，说明脆性与各因素变量具有极显著关系，且试验误差小，失拟项p＝0.2114>0.05，差异不显著，说明残差是由随机误差引起的，即该模型高度显著。解析时间一次项(X1)和解析温度一次项(X2)对脆性影响差异极显著(p<0.01)，承载量一次项(X3)对脆性影响差异也极显著(p＝0.0034<0.01)；二次项X1、X2、X3对脆性的影响均是高度显著(p<0.01)；交互项X1X2、X1X3对脆性影响差异均是极显著(p<0.01)，但交互项X2X3对脆性影响差异不显著(p＝0.5082＞0.05)。剔除X2X3不显著交互项，优化后的回归模型：
Y1＝+1463.71041-3.11342X1-51.82063X2-0.49754X3+0.16469X1X2+1.52543×10- 3X1X3-0.23134X1 2+0.57394X2 2+2.04421×10-4X3 2
对该模型进行方差分析，结果见下表18：
响应值3 脆性回归模型方差分析表18
p<0.01为极显著，p<0.05为显著，p>0.05为不显著
由表18可知，蓝莓真空冷冻干燥过程中脆性模型的F＝1036.85,p<0.0001，说明脆性与各因素变量具有极显著关系，且试验误差小，失拟项p＝0.2635>0.05，差异不显著，说明残差是由随机误差引起的，即该模型高度显著。所选的因素水平范围内，对脆性的影响程度顺序依次为:解析温度的二次项>解析温度的一次项>承载量的二次项>解析时间的二次项>解析时间与解析温度的交互项>解析时间的一次项>解析时间与承载量的交互项>承载量的一次项。
模型交互面的响应3D曲面及等高线图分析：
解析时间、解析温度及承载量在中心值条件下的交互作用对真空冻干蓝莓的感官评分的影响如图13、14所示。随着解析时间的增加，冻干蓝莓的径向脆性变化不大；随着解析温度的增加，冻干蓝莓的径向感官评分也呈先下降后上升的趋势，在解析温度为45℃左右时，脆性最小。随着解析时间的增加，冻干蓝莓的径向脆性变化不大；随着承载量的增加，冻干蓝莓的径向脆性呈先下降后上升的趋势，但变化不显著，在承载量为1200g/㎡左右时，脆性最小。
分析二图可知脆性在解析时间8h以上时，变化不显著。
表19响应面优化表
表20最优方案
采用Design-Expert.V8.0.6软件进行感官评分、脆性的综合优化分析，得到的较佳工艺参数是解析时间为11.38，解析温度45.04℃，承载量为1203.94g/㎡，与实测数据差距不大。根据实际情况调整的最佳工艺参数为解析时间12h，解析温度温度45℃，承载量为1200g/㎡。此类运用响应面分析法优化得到的蓝莓真空冷冻干燥工艺参数是真实可靠的。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种蓝莓冷冻干燥加工工艺，其特征在于，包括：
S1.原料预处理：对蓝莓果皮进行割口处理；
S2.预冷冻：将步骤S1.预处理后的蓝莓进行快速冻结处理；
S3.冷冻干燥：将步骤S2.预冷冻后的蓝莓进行冷冻干燥。
2.如权利要求1所述的一种加工工艺，其特征在于，所述步骤S1.中对蓝莓果皮进行割口处理前将蓝莓洗净干燥；割口处理时室温优选维持在4℃；
所述割口处理包括纵向穿孔、环割破皮和十字切割破皮，优选为十字切割破皮。
3.如权利要求1所述的一种加工工艺，其特征在于，所述步骤S2.中进行快速冻结处理温度不高于-40℃，处理时间大于1小时。
4.如权利要求3所述的一种加工工艺，其特征在于，所述处理温度为-40℃，处理时间4～5小时。
5.如权利要求1所述的一种加工工艺，其特征在于，所述步骤S3.中冷冻干燥工艺包括如下步骤：
S3.1控制隔板温度进行升温处理，在-40℃～0℃范围内控制升温速度为10℃/h，控制真空干燥系统真空度≤5Pa；
0～10℃控制升温速度为5℃/h，控制真空干燥系统真空度≤5Pa；
S3.2控制隔板温度为10～20℃，真空干燥1小时，控制真空干燥系统真空度≤5Pa；
S3.3控制隔板温度为30℃，真空干燥1小时，控制真空干燥系统真空度≤5Pa；
S3.4控制隔板温度为45℃，真空干燥12小时，控制真空干燥系统真空度≤5Pa，得蓝莓冻干产品。
6.如权利要求5所述的一种加工工艺，其特征在于，所述隔板单位承载量为800～1400g/m2(优选为1200g/m2)。
7.如权利要求1所述的一种加工工艺，其特征在于，所述蓝莓品种包括但不限于乔治宝石、双迪、达柔、奥尼尔、蓝丰；优选的，所述蓝莓品种为乔治宝石。
8.一种蓝莓冷冻干燥加工工艺，其特征在于，包括：
S1.原料预处理：将品种为乔治宝石的蓝莓洗净干燥后对其果皮进行割口处理，所述割口处理优选为对蓝莓果做十字切割破皮；控制室温为4℃；
S2.预冷冻：将步骤S1.预处理后的蓝莓进行快速冻结处理，处理温度为-40℃，处理时间4～5小时；
S3.冷冻干燥：将步骤S2.预冷冻后的蓝莓放置于真空冷冻干燥设备的隔板上进行冷冻干燥，隔板单位承载量为1200g/m2，所述冷冻干燥工艺如下：
S3.1控制隔板温度进行升温处理，在-40℃～0℃范围内控制升温速度为10℃/h，控制真空干燥系统真空度≤5Pa；
0～10℃控制升温速度为5℃/h，控制真空干燥系统真空度≤5Pa；
S3.2控制隔板温度为10～20℃，真空干燥1小时，控制真空干燥系统真空度≤5Pa；
S3.3控制隔板温度为30℃，真空干燥1小时，控制真空干燥系统真空度≤5Pa；
S3.4控制隔板温度为45℃，真空干燥12小时，控制真空干燥系统真空度≤5Pa，得蓝莓冻干产品。
9.权利要求1-8任一项所述加工工艺制备得到的蓝莓冻干产品。
10.权利要求1-8任一项所述加工工艺在制备蓝莓冻干产品中的应用。
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