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1 果蔬變溫壓差膨化干燥技術(shù)
變溫壓差膨化干燥又稱非油炸膨化干燥(ExplosioPuffingD巧ing)、氣流膨化干燥、壓差膨化干燥等。是指物料膨化溫度和真空干燥溫度不同,在干燥過程中溫度不斷變化;壓差是指物料在膨化瞬間經(jīng)歷了一個由高壓到低壓的過程;膨化是利用相變和氣體的熱壓效應(yīng)原理使被加工物料內(nèi)部的水分瞬問升溫汽化、減壓膨脹,并依靠氣體的膨脹力,帶動組織中高分子物質(zhì)的結(jié)構(gòu)變性,從而形成具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)特征、定型的多孔狀物質(zhì)的過程[9-11];果蔬脆片生產(chǎn)面臨的主要問題真空油炸產(chǎn)品存在潛在食品安全隱患采用真空油炸工藝生產(chǎn)的膨化果蔬脆片果肉海綿狀結(jié)構(gòu)中充滿油脂,雖然經(jīng)過脫油工藝,但產(chǎn)品中含油率仍達(dá)到10%——20%,影響了產(chǎn)品的貯存和銷售。干燥是膨化的物料在真空(膨化)狀態(tài)下水分的過程。
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(fēng)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(yīng)一個特定的膨化壓力和原始含水率,進(jìn)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(jìn)行了較QUAN面的研究,包括原材料的測驗、滲透脫水、預(yù)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(jìn)行了詳細(xì)研究。J.F.Sullivan在研究中設(shè)計壓力、溫水率幾個因素,分析容積密度、復(fù)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(fēng)干燥到含水率為15%,膨化壓力為117kPa,膨化溫度為121℃,應(yīng)用CEPS進(jìn)行蘋果的加工的產(chǎn)為190kg/h;J.F.sullivan(1983)鈴薯和胡蘿卜進(jìn)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(fēng)干燥到含水率為25%,膨化壓力為414kPa,膨化溫度為176℃,應(yīng)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(fēng)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(jìn)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(jìn)行了優(yōu)化研究[18],優(yōu)化條件為:預(yù)處理含水率為36.74%,溫度為235.46℃,膨化時間為51s。國外一些學(xué)者對馬鈴薯膨化前處理也進(jìn)行了較細(xì)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(dāng)?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(yù)處理包括熱燙、硫漂、熱風(fēng)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;3國內(nèi)研究現(xiàn)狀與國外相比,中國的果蔬變溫壓差膨化加工設(shè)備和理論研究水平比較落后。經(jīng)過熱燙后再進(jìn)行熱風(fēng)干燥,會增加馬鈴薯的膨化效果,但是隨著熱風(fēng)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(lán)莓、蘑菇、芹菜、洋蔥、甜菜、洋芋、梨、菠蘿、甘藍(lán)等果蔬原料的變溫壓差膨化工藝進(jìn)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]。以蘋果為例,影響其膨化的關(guān)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(xué)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(jìn)行膨化試驗,比如豆類,因堅硬的外殼而無法進(jìn)行膨化,花生和椰子也無法成功地進(jìn)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]。
營養(yǎng)豐富。果蔬膨化產(chǎn)品不經(jīng)過破碎、榨汁、濃縮等工藝,保留并濃縮了鮮果的多種營養(yǎng)成分,如維生素、纖維素、礦物質(zhì)等。經(jīng)過干燥后的產(chǎn)品,不僅具備了果蔬固有的低熱量、低脂肪特點,而且與果蔬汁、用果蔬汁制成的果蔬粉相比,能保留果蔬中更多的營養(yǎng)成分。(6)柑橘皮在變溫壓差膨化干燥過程中存在明顯的加速、恒速和降速過程,且以恒速和減速干燥為主。
食用方便。果蔬膨化產(chǎn)品可用來生產(chǎn)新型、天然的綠色膨化小食品,攜帶方便,易于食用。
易于貯存。膨化果蔬產(chǎn)品的含水量一般在7%以下,不利于微生物生長繁殖,可以長期保存。另外,此產(chǎn)品克服了低溫真空油炸果蔬產(chǎn)品中含有少量油脂的缺點,不易引起油脂酸敗等不良品質(zhì)變化,不易產(chǎn)生哈喇味。
畢博士此項研究的一個突出貢獻(xiàn),是為大量農(nóng)產(chǎn)品運用該原理進(jìn)行商品轉(zhuǎn)化提供了一套切實可行的新標(biāo)準(zhǔn),從而為化解農(nóng)產(chǎn)品賣難開辟了一個新途徑。
畢博士介紹說,膨化果蔬脆片以新鮮水果蔬菜為原料,采用變溫壓差膨化技術(shù)制成,其原料來源非常廣泛,果品如蘋果、梨、香蕉、柑橘、菠蘿、獼猴桃、桑葚、哈密瓜、草莓、桃、杏、棗、枸杞等,蔬菜如胡蘿卜、馬鈴薯、甘薯、菠菜、黃瓜、甘藍(lán)、西紅柿、芹菜、食用菌、大蒜等。經(jīng)變溫壓差膨化干燥的柑橘皮中橙皮苷、橙黃酮、川陳皮素、桔皮素的含量均高于熱風(fēng)干燥,且發(fā)現(xiàn)浸糖預(yù)處理是導(dǎo)致柑橘皮中橙皮苷流失的關(guān)鍵因素。
膨化果蔬不僅來源廣泛,應(yīng)用范圍也很廣。許多果蔬膨化產(chǎn)品,尤其是膨化果品,可以直接進(jìn)行分級、包裝、銷售,作為老少皆宜的休閑食品。目前已有膨化蘋果脆片上市,也可以生產(chǎn)脆棗、香蕉脆片、菠蘿脆片、哈密瓜脆片、柑橘脆瓣等產(chǎn)品。
可以生產(chǎn)新型果蔬yingyang粉。用膨化果蔬直接加工果蔬yingyang粉不同于果蔬榨汁后噴霧干燥生產(chǎn)的果蔬粉,前者含有更多的營養(yǎng)成分,如維生素、纖維素、礦物質(zhì)等。
可作為方便食品的調(diào)料。許多膨化蔬菜產(chǎn)品具有良好的速溶性、復(fù)水性、風(fēng)味和口感,可以作為其他方便食品的輔料或調(diào)味料,如將此類產(chǎn)品作為方便面中的蔬菜調(diào)料,或可以直接生產(chǎn)調(diào)味干制品。
可作為生產(chǎn)新型baojian食品的原料。膨化后的果蔬原料經(jīng)過超微粉碎后,可以作為yingyang粉,加入到其他食品原料中,生產(chǎn)出更富營養(yǎng)的食品,用于嬰兒、老年人或等特殊人群的飲食中。
市場前景好 產(chǎn)品附加值高
做好農(nóng)產(chǎn)品深加工的大文章是發(fā)展農(nóng)業(yè)的一條重要出路。該項技術(shù)適合農(nóng)產(chǎn)品加工企業(yè),對提高農(nóng)產(chǎn)品附加值、增加農(nóng)民收入大有裨益。
目前在國際市場上,膨化果蔬脆片以其味道鮮美、口感酥脆、色澤鮮艷、營養(yǎng)豐富、適合不同口味人群及易于保存和攜帶方便等特點而異軍突起,成為流行的特色食品。這種膨化果蔬既可作為休閑食品,也可將其進(jìn)行超微粉碎,作為其他食品加工時使用的高附加值營養(yǎng)基料,應(yīng)用前景十分廣闊。57萬元,僅用了10個月,就可收回150萬元全部投資(其中原料投入產(chǎn)出比按11:1計算)。
畢博士分析說,果蔬膨化產(chǎn)品的得率一般為10至15∶1,而膨化產(chǎn)品與鮮樣產(chǎn)品的市場銷售價格比約為50至60∶1,扣除生產(chǎn)成本,產(chǎn)品增值將達(dá)到原來的2至4倍,利潤相當(dāng)可觀。對食品加工企業(yè)而言,果蔬膨化設(shè)備投資少,jianxiao快。一般投資在200至300萬元,當(dāng)年投產(chǎn)次年即可收回投資;許多加工副產(chǎn)物也可以進(jìn)一步加工利用,加工過程中用水量少,造成污染少。且具有適用性廣、價格低、產(chǎn)生的廢棄物少、符合環(huán)保要求、操作簡單、易于控制等特點,是集經(jīng)濟效益、社會效益于一體的高科技項目。
該技術(shù)投入市場以來,引起了國內(nèi)研單位和生產(chǎn)廠家的廣泛關(guān)注,日本、美國、新加坡及中國臺灣等很多國家和地區(qū)紛紛投來重視的目光。目前已有數(shù)十個廠家在論證投產(chǎn),產(chǎn)品以出口為主,且供不應(yīng)求。