三階段脈沖噴動負(fù)壓低頻微波干燥制備即食酥脆黃秋葵的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]三階段脈沖噴動負(fù)壓低頻微波干燥制備即食酥脆黃秋葵的方法，屬于果蔬食品加工技術(shù)領(lǐng)域，涉及果蔬的脫水加工。
【背景技術(shù)】
[0002]黃故賽i Abelmoschus esculentus Z.屬于錦葵科(Malvaceae)秋葵屬(Abelmoschus Medic)—年生草本植物，又名秋葵夾、羊角豆。黃秋葵原產(chǎn)于非洲，主要種植于亞熱帶地區(qū)，在我國也有引種種植，并且種植面積不斷擴(kuò)大。黃秋葵嫩果作為其主要可食用部分，富含蛋白質(zhì)、維生素、礦物質(zhì)等營養(yǎng)元素，研究表明每10g黃秋葵嫩果含有蛋白質(zhì)2.5g、脂肪0.lg、碳水化合物2.7g、粗纖維3.9g、維生素B1 0.2mg、維生素B2 0.06mg、維生素C 44mg、維生素E 1.03mg、礦物質(zhì)營養(yǎng)鉀9511?'!? 45mg、磷65mg、鎂29mg ;同時,黃秋葵嫩果還富含黃酮和粘液多糖，特別是粘液多糖，可增強(qiáng)機(jī)體的抵抗力，保護(hù)人體關(guān)節(jié)腔里關(guān)節(jié)膜和漿膜的潤滑作用，也能保持人體消化道和呼吸道的潤滑，促進(jìn)膽固醇物質(zhì)的排泄，減少脂類物質(zhì)在動脈管壁上的沉積，保持動脈血管的彈性。
[0003]黃秋葵鮮果在0°C ~5°C冷庫中可貯藏7天，而室溫下僅能貯藏2~3天。炎夏季節(jié)溫度較高，水分蒸發(fā)快，果面易革質(zhì)老化。嫩果莢呼吸作用強(qiáng)，采后極易發(fā)黃變老。黃秋葵鮮果營養(yǎng)價值高，但由于儲藏期短，若采后不能及時食用或加工，則造成浪費。顯然，僅單一的鮮食限制了黃秋葵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，如果將采后的黃秋葵鮮果制成干制品，在保證營養(yǎng)成分和食用品質(zhì)良好的情況下，則不僅能夠延長貯藏期，而且可以大大拓寬銷售半徑，擴(kuò)大食用范圍，具有十分重要的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)有資料顯示，目前國內(nèi)對于黃秋葵的少數(shù)研究主要集中在對其種植條件和營養(yǎng)成分的研究上，而關(guān)于黃秋葵鮮果干燥的研究卻鮮有報道。
[0004]目前應(yīng)用于果蔬脫水干制的方法主要由真空冷凍干燥、熱風(fēng)干燥、微波干燥和微波真空干燥。其中，微波真空干燥是在真空條件下利用微波能進(jìn)行物料的干燥加工，它利用微波穿透力強(qiáng)，使物料內(nèi)外同時升溫形成整體加熱，縮短了干燥時間，同時由于物料內(nèi)部水分的迅速汽化和遷移，形成無數(shù)微孔通道，產(chǎn)生多孔性的結(jié)構(gòu)，并阻止產(chǎn)品的干縮，從而極大的提高產(chǎn)品的脆性。與此同時，真空環(huán)境降低了物料表面水蒸氣的濃度和產(chǎn)品內(nèi)部水的沸點，使物料內(nèi)部和外部的壓力差增大而使水分能在較低溫度下進(jìn)行干燥，可防止物料的氧化反應(yīng)。因此，干后產(chǎn)品的風(fēng)味、顏色以及質(zhì)構(gòu)有所提高。
[0005]傳統(tǒng)微波真空干燥存在產(chǎn)品在加熱過程中不均勻現(xiàn)象，易出現(xiàn)冷、熱點現(xiàn)象，影響產(chǎn)品干燥品質(zhì)。為了克服微波真空干燥不均勻性，負(fù)壓微波噴動干燥方法通過周期性的真空壓力變化，帶動物料顆粒周期性噴動，從而提高了物料干燥的均勻性，避免了產(chǎn)品由于局部溫度過高而造成的燒焦現(xiàn)象，從而提高干后產(chǎn)品品質(zhì)，同時也相應(yīng)的提高干燥速率以及降低有效能耗。
[0006]脈沖噴動頻率對負(fù)壓微波干燥速率以及干后產(chǎn)品的品質(zhì)有很大的影響。干燥前期隨著脈沖噴動頻率的增大，干燥速率呈上升趨勢，這是由于脈沖噴動加快，物料較為均勻的攪動有利于水分的傳質(zhì)過程，進(jìn)而干燥速率加快；然而過高的脈沖噴動頻率使得物料過于頻繁地與干燥腔壁碰撞，對產(chǎn)品的品質(zhì)產(chǎn)生一定負(fù)面影響。隨著干燥時間的延長，高脈沖頻率的物料干燥速率呈現(xiàn)出下降的趨勢，這是由于脈沖的氣體為常溫氣體，頻率過快導(dǎo)致大量的常溫空氣與物料接觸，從而降低了物料的表面溫度影響水分的蒸發(fā)。因此，不同干燥階段設(shè)置不同的噴動頻率將會很大程度上改善黃秋葵干后產(chǎn)品的品質(zhì)。
[0007]李婧怡、段振華等(2014)研究了微波真空干燥對黃秋葵品質(zhì)的影響，通過在不同干燥時間、真空度和微波功率下進(jìn)行真空微波干燥黃秋葵試驗，得到色差、斷裂性、復(fù)水率和維生素C含量的變化曲線。結(jié)果表明，干燥時間和微波功率增加時，黃秋葵干制品與鮮果相比色差變大，而真空度增大時色差減??；真空度的增大使得物料的斷裂性減小，而初期復(fù)水率增大明顯，后期增大緩慢；干燥時間和功率越大，維生素C損失越多，真空度越大，維生素C保留越多。然而本發(fā)明采用新型的負(fù)壓低頻微波干燥，通過周期性的真空壓力變化，帶動物料黃秋葵周期性噴動，從而提高了物料干燥的均勻性，避免了產(chǎn)品由于局部溫度過高而造成的燒焦現(xiàn)象，從而提高干后產(chǎn)品品質(zhì)，同時也相應(yīng)的提高干燥速率以及降低有效能耗。
[0008]王玉川(2013)研究了萵苣顆粒負(fù)壓微波高效節(jié)能均勻干燥機(jī)理及工藝。實驗結(jié)果表明:與傳統(tǒng)負(fù)壓微波干燥裝置相比，負(fù)壓微波脈沖噴動干燥可以明顯地提高萵苣顆粒干燥均勻度(90%)及復(fù)水后的彈性，縮短干燥周期50% (微波真空)及20% (微波凍干)以上，單位干燥產(chǎn)品的能耗比傳統(tǒng)的真空干燥節(jié)能50%以上。然而本發(fā)明在其原有的基礎(chǔ)上對干燥工藝更深一步研究，脈沖頻率與微波功率結(jié)合，使干燥的均勻度進(jìn)一步提升；同時，不同干燥階段脈沖頻率的變化更有利于改善黃秋葵干后產(chǎn)品的品質(zhì)。
[0009]李婧怡、段振華等(2014)也研究了黃秋葵真空微波干燥特性及其動力學(xué)研究，通過繪制干燥曲線和干燥速率曲線，得出微波功率、真空度和裝載量對黃秋葵干燥過程的影響規(guī)律。結(jié)果表明，微波功率與裝料量對黃秋葵干燥速率影響較大；此外根據(jù)黃秋葵的水分變化規(guī)律，建立起黃秋葵真空微波干燥動力學(xué)模型，經(jīng)擬合檢驗發(fā)現(xiàn)黃秋葵真空微波干燥過程符合Page模型。而本發(fā)明更注重于干燥的均勻性以及干后產(chǎn)品的品質(zhì)，通過控制脈沖噴動頻率來提高了物料干燥的均勻性，避免了產(chǎn)品由于局部溫度過高而造成的燒焦現(xiàn)象；同時后期的工藝改善，裝料量的優(yōu)勢將會更加明顯，可直接投入生產(chǎn)，應(yīng)用范圍更加廣泛。
[0010]章虹、馮宇飛等(2012)研究了萵苣微波噴動均勻干燥工藝。實驗結(jié)果表明:萵苣最佳微波噴動干燥參數(shù)為干燥前期(lOmin)，微波功率為300W，熱風(fēng)溫度為68~78°C，噴動風(fēng)速為8m/s ;干燥后期(45min)微波功率為200W，熱風(fēng)溫度為68~78°C，噴動風(fēng)速為6m/s。然而本發(fā)明卻在不同的干燥階段采取了不同的微波功率以及噴動頻率，極大程度上改善了物料干燥的均勻性以及干后產(chǎn)品的品質(zhì)。同時本發(fā)明是在負(fù)壓環(huán)境下，相比于常壓條件，負(fù)壓環(huán)境下水分子能迅速擴(kuò)散至物料的表面，進(jìn)而加快了蒸發(fā)。與此同時，負(fù)壓環(huán)境降低了物料表面水蒸氣的濃度和產(chǎn)品內(nèi)部水的沸點，使物料內(nèi)部和外部的壓力差增大而使水分能在較低溫度下快速蒸發(fā)，因而黃秋葵能在較低的溫度條件下進(jìn)行干燥，可防止物料的氧化反應(yīng)。
[0011]呂忠華公開了一種真空低溫油炸不同口味黃秋葵的制作工藝(專利號:201410181019.0)，以黃秋葵為原料，將清洗后的黃秋葵在熱水中漂燙，冷卻后放入速凍機(jī)速凍，冷凍后的黃秋葵放入調(diào)味溶液中真空浸潰，浙干后入速凍機(jī)速凍，將冷凍后黃秋葵進(jìn)行真空低溫油炸，離心脫油得產(chǎn)品。此專利中調(diào)味工藝放在前期，在后期的加工中易對油以及機(jī)器造成污染；同時，此專利需對黃秋葵進(jìn)行兩次速凍，工藝流程繁瑣，耗能較高，經(jīng)濟(jì)效益低。而本發(fā)明通過控制不同的微波功率以及脈沖頻率對黃秋葵進(jìn)行干燥處理，工藝流程更加簡化，縮短了加工時間，更具有新穎性。
[0012]周炎輝、劉玲玲等公開了一種黃秋葵即食酥脆片的制作方法(專利號:201310738414.X)，該專利采用低溫真空油炸技術(shù)，來防止產(chǎn)品營養(yǎng)物質(zhì)、功效成分的流失和破壞；并且與微波真空再次膨化相結(jié)合，在達(dá)到相同膨化效果的情況下縮短真空油炸的時間，避免脂肪氧化引起的品質(zhì)劣化。制作方法主要包括以下步驟:挑選、漂燙、切片、速凍、真空油炸預(yù)膨化、真空脫油、分離果籽、噴灑處理、再次膨化、成品包裝。而本發(fā)明是在非油炸的情況下，制得的產(chǎn)品色澤、體積以及松脆性也能達(dá)到上述要求，一些感官指標(biāo)可能還優(yōu)于上述工藝制得的產(chǎn)品；與此同時，本發(fā)明不需要對黃秋葵進(jìn)行切分處理，保持了黃秋葵組織的完整性，操作簡便、安全環(huán)保，更有利于消費者接受。
[0013]段振華、李婧怡等公開了一種黃秋葵的真空微波聯(lián)合加工方法(專利號:201310047704.X)，其特征在于將清洗浙干后的黃秋葵進(jìn)行微波真空干燥。真空微波干燥的工藝參數(shù)為:微波功率為450~650W，真空度為0.05Mpa-0.09Mpa，干燥時間為10~15min。而本發(fā)明不僅提供了一種新型的干燥技術(shù):負(fù)壓微波噴動干燥，而且干后產(chǎn)品的品質(zhì)(顏色、質(zhì)構(gòu)、收縮率、維生素C含量)遠(yuǎn)優(yōu)于上述工藝。
[0014]鄭寶東、郭正南等人公開了一種黃秋葵的干制方法(專利號:201310649874.5)，該專利通過蒸青處理結(jié)合微波真空干燥技術(shù)對黃秋葵進(jìn)行干燥。蒸青處理來鈍化黃秋葵細(xì)胞內(nèi)各種酶活性，最大限度的保留黃秋葵原有色澤；而真空微波干燥處理可以有效地保留黃秋葵中葉綠素、粘液多糖和黃酮的含量。而本發(fā)明在壓力_90Kpa的條件下進(jìn)行干燥，真空度高于上述工藝；真空度越大，更有利于營養(yǎng)成分的保留。與此同時，本發(fā)明干燥工藝的均勻化以及裝載量更具有優(yōu)勢。
[0015]孫金才、張慜等人公開了一種常壓與負(fù)壓相結(jié)合的微波噴動床均勻化干燥萵苣的方法(專利號:201110365286.X)，該專利采用了微波干燥技術(shù)，分四個階段對萵苣進(jìn)行微波噴動干燥，第一階段采用高風(fēng)速、高溫度，使干燥速率達(dá)到最高，而采用低微波功率可以將微波“棱角效應(yīng)”產(chǎn)生的邊角易過度加熱以致焦黃的現(xiàn)象降低；第二階段采用高微波功率可以使物料內(nèi)部產(chǎn)生更多的孔道，使產(chǎn)品的復(fù)水率更高；第三、四階段采用負(fù)壓微波噴動干燥，使物料處在較低的蒸汽壓下進(jìn)行干燥，降低了物料溫度，改善了因后期水分含量低而難于干燥的情況，縮短了干燥時間，降低了干燥能耗，減少了萵苣中葉綠素在加工過程中的流失。然而本發(fā)明是在一種負(fù)壓環(huán)境下，也采用了微波干燥技術(shù)，分三個階段對黃秋葵進(jìn)行微波噴動干燥。不同的是本發(fā)明通過改變各個干燥階段的脈沖噴動頻率以及微波功率來進(jìn)行黃秋葵干燥，整個干燥過程在同一個設(shè)備中完成，工藝流程簡便，經(jīng)濟(jì)效益高，更具有新穎性。
[0016]張慜、王玉川公開了一種負(fù)壓微波均勻化噴動干燥裝置及應(yīng)用(專