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該項目通過采用冷卻真空泵水溫的方式、有效改進真空罐與膨化罐的比例關系體積比為15~18:1,應用JZJ2S-2A型的雙極組合真空泵,提高真空度,使胡蘿卜、茶葉等高纖維含量的果蔬原料實現(xiàn)膨化成為可能。采用自然降溫與壓力脈沖相結(jié)合的方式,改進膨化工藝,達到了設備改造的目標,使果蔬膨化設備的單罐生產(chǎn)周期由4個小時縮短到2.5小時,從而使原年產(chǎn)100噸膨化設備產(chǎn)能達130噸。膨化果蔬脆片結(jié)構(gòu)疏松多孔,雖無油脂,但本身具有一定的含糖量,易吸濕發(fā)軟,影響口感,所以要盡量降低產(chǎn)品水分,尋找合適包裝,使產(chǎn)品具有盡町能長的保質(zhì)期。在膨化設備安裝了質(zhì)量和溫度傳感器,對膨化干燥過程物料的水分含量和產(chǎn)品溫度進行在線控制,完善了變溫壓差膨化干燥技術,填補國內(nèi)外的空白,為變溫壓差膨化干燥技術傳質(zhì)傳熱技術理論提供了技術支撐。
干燥作為一種重要的脫水工序在現(xiàn)代食品工業(yè)中被廣泛地應用。果蔬十制品作為果蔬加工的主要產(chǎn)品,近些年發(fā)展速度很快,出口增長勢頭明顯。目前,果蔬干燥方法主要有熱風干燥、真空低溫油炸十燥、真空冷凍干燥等。傳統(tǒng)應用的熱風干燥技術近些年有了較快地發(fā)展,但脫水速度慢、產(chǎn)品品質(zhì)較差等問題仍沒有得到很好地解決[1,2];油炸果蔬產(chǎn)品足口前生產(chǎn)果蔬脆片的主要加工技術,但是經(jīng)過加工的果蔬產(chǎn)品含油量較高,難以解決油脂氧化對產(chǎn)品質(zhì)量造成的不良影響[3-5];果蔬真空冷凍十燥產(chǎn)品具有良好的產(chǎn)品品質(zhì),但冷凍干燥時間長、能耗大、設備較貴,限制了該項技術在果蔬T燥行業(yè)的推廣[3-6]。果蔬變溫壓差膨化十燥是近幾年剛剛興起的一種新型果蔬干燥技術,它結(jié)合了熱風十燥和真空冷凍干燥的優(yōu)點、克服j,真空低溫油炸干燥等的缺點。變溫壓差膨化牛產(chǎn)的膨化果蔬脆片是繼油炸果蔬脆片、真空低溫油炸果蔬脆片之后的第三代產(chǎn)品,其味道鮮美、口感酥脆、營養(yǎng)豐富、易于貯存、攜帶方便,已經(jīng)成為時下流行的果蔬休閑食品[6-8]。本研究為后續(xù)深入研究甘薯變溫壓差膨化干燥技術提供一定的理論支持,對于我國變溫壓差膨化干燥技術的推廣和規(guī)?;幸欢ǖ膮⒖純r值。本文對果蔬變溫壓差膨化干燥技術及其國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢和應用前景進行了綜述。
2.2果蔬變溫壓差膨化干燥工藝研究
初的變溫壓差膨化干燥工藝ji優(yōu)條件主要通過比較熱風干燥和膨化干燥曲線以及產(chǎn)品質(zhì)量而確定。早期的研究表明水果和蔬菜在原始的狀態(tài)下并小能被直接膨化,因為在膨化的過程中會發(fā)生爆裂,不同的原料都對應一個特定的膨化壓力和原始含水率,進而才能膨化并形成多孔的結(jié)構(gòu)。美國NONG業(yè)部東部研究中心(the united States Depanment of Agriculture,Eastern Regional Research Center)對果蔬的膨化干燥工藝=研究較多,其對蘋果進行了較QUAN面的研究,包括原材料的測驗、滲透脫水、預干燥的研究、連續(xù)化生產(chǎn)的JI佳工藝、能量估算、品種影響等,如J.F.Sullivan,J.C.Craig1980)和D.Torrcggiani(1995)等都對蘋果的連續(xù)式膨化干燥進行了詳細研究。J.F.Sullivan在研究中設計壓力、溫水率幾個因素,分析容積密度、復水率、顏色、羥、糖損失等方面,確定了ji佳生產(chǎn)工藝為:蘋果在82℃條件下熱風干燥到含水率為15%,膨化壓力為117kPa,膨化溫度為121℃,應用CEPS進行蘋果的加工的產(chǎn)為190kg/h;J.F.sullivan(1983)鈴薯和胡蘿卜進行膨化干燥試驗,確定了馬鈴薯的ji佳生產(chǎn)工藝:在93℃條件下熱風干燥到含水率為25%,膨化壓力為414kPa,膨化溫度為176℃,應用CEPS馬鈴薯的膨化加工的產(chǎn)量為454kg/h;確定了胡蘿卜的佳生產(chǎn)工藝:在95℃條件下熱風十燥到含水率為25%,膨化壓力為275kpa,膨化溫度為149℃[15-17]。A.Nath等(2007)也對馬鈴薯高溫短時膨化工藝進行了研究,確定了膨化溫度,膨化時間,原料的初含水率和淀粉含量為對膨化影響顯著的因素,并對膨化工藝進行了優(yōu)化研究[18],優(yōu)化條件為:預處理含水率為36.74%,溫度為235.46℃,膨化時間為51s。國外一些學者對馬鈴薯膨化前處理也進行了較細致的研究,重點研究了燙漂與干燥條件對馬鈴薯膨化率、外部干燥層的影響,并通過電鏡觀察其微觀結(jié)構(gòu)的變化,對于在加工過程中對溫度和壓力要求較高的物料,如馬鈴薯等,原料的前處理尤為的重要,適當?shù)那疤幚砜梢苑乐乖显诩庸み^程中顏色的改變并增加產(chǎn)品的膨化效果。A.I.V.a(chǎn)malis等(2001)研究了預處理包括熱燙、硫漂、熱風T燥時間等對馬鈴薯膨化效果的影響,研究表明硫處理對馬鈴薯的膨化效果沒有顯著的影響,但是可以有效地防止加工過程中顏色的改變;經(jīng)過熱燙后再進行熱風干燥,會增加馬鈴薯的膨化效果,但是隨著熱風十燥時間的增加,膨化效果逐漸下降[6,19]。M.F.Kozenlpel(1989)等對蘿卜、馬鈴薯、蘋果、藍莓、蘑菇、芹菜、洋蔥、甜菜、洋芋、梨、菠蘿、甘藍等果蔬原料的變溫壓差膨化工藝進行了廣泛地研究,確定了蒸汽壓力,膨化溫度,于燥時間、切片尺寸、含水率、品種等對膨化產(chǎn)品的影響[12]?,F(xiàn)代人們對食物感官和營養(yǎng)要求越來越高,針對已有較干大市場的低溫真空油炸果蔬脆片,變溫壓差膨化果蔬脆片要有更大的市場,必須盡鼉減少營養(yǎng)損失、并使質(zhì)地更加酥脆可口。以蘋果為例,影響其膨化的關鍵因素是膨化前原料的含水率、膨化溫度、膨化壓力、停滯時間、抽真空溫度和抽真空時問。國外學者在探討變溫壓差膨化過程中發(fā)現(xiàn),并不是所有的原料都可以進行膨化試驗,比如豆類,因堅硬的外殼而無法進行膨化,花生和椰子也無法成功地進行膨化,谷物類食物,比如小麥、黑麥、大米的壓力需要大于700kPa,肉類等蛋白質(zhì)類食品也不易被膨化[12,20,21]。