刺梨鲜果块真空冷冻干燥工艺的分析

2021-02-15黄易安张明豪

食品安全导刊 2021年30期

常秋，黄易安，张明豪，石艳

（安顺学院，贵州安顺 561000）

我国贵州等地开展刺梨规模化栽培生产项目，刺梨食品加工随之发展，目前市售产品包括刺梨饮料、刺梨片及刺梨果脯等，和其他刺梨食品相比，对刺梨鲜果块进行真空冷冻干燥，可最大限度地保留刺梨营养成分。

真空冷冻干燥工艺是在含水物质干燥处理前，通过冷冻技术，将含水物质冻结为固体，再在真空环境下，干燥处理含水物质，使水分蒸发，将物质保留在冷冻产生的冰架中[1]。基于上述原理，真空冷冻干燥处理后，不会改变物质体积，而是使物质内部疏松多孔[2]。刺梨中的SOD等营养成分热不稳定性较强，传统干燥方法易破坏营养成分，建议食品加工企业采用真空冷冻干燥工艺处理，尽最大限度保留SOD等营养成分活性，避免其在刺梨鲜果块运输或存储期间被破坏，提高刺梨加工水平[3]。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

刺梨，购自贵州某基地，ZG-25 m2型真空冷冻干燥机。

1.2 真空冷冻干燥工艺流程

在刺梨鲜果块真空冷冻干燥处理中，本文选择变温压差膨化干燥技术，具体工艺流程如下。①刺梨果预处理。将清洗好的刺梨鲜果进行切块处理，切块时将刺梨果统一切成4～6 mm大小的鲜果块。②预冻。清洁冻干机托盘，在托盘上均匀铺设切好的刺梨果块，再将托盘置于预冻库中，实施快速冷冻处理。将预冻库的预冻温度设置为低于-30 ℃，在刺梨果快预冻温度达到-30 ℃以下后，继续预冻超过1.5 h，保证刺梨果快的所有水分被冻结。③升华干燥。准备真空冷冻干燥机，转换冷媒实施捕水器制冷处理，确保捕水器温度降低到-50 ℃左右；将预冻完成的刺梨果块转移至冻干仓区域，观察真空冷冻干燥机的真空度数值，在升华干燥3 h后，控制加热板升温，要求其温度缓慢提升，直到真空度值为30～60 Pa，持续处理8～9 h。④解析干燥。升华干燥处理后，刺梨果块内无冻结冰，但仍存在少量水分，为降低刺梨果快的水分，确保其含水量符合标准要求，对其实施解析干燥处理。观察真空度变化，缓慢提升加热板温度，直到真空度维持在10～30 Pa，温度低于50 ℃，持续处理，直到冻干结束。

1.3 真空冷冻干燥工艺分析

在真空冷冻干燥机能耗分析中，分析指标为装料量与冻干时间。冻干机托盘的装料量分别设置为150 kg、175 kg、200 kg、225 kg、250 kg和275 kg，按照上述流程进行真空冷冻干燥处理，统计生产参数，计算能耗。

2 结果与分析

2.1 真空冷冻干燥机能耗分析

由表1知，结合上述实验结果，在装料量为200 kg，冻干时间为16.5 h时，真空冷冻干燥机单位能耗最少，生产效益最高，建议食品加工企业按照该生产参数进行刺梨鲜果块的真空冷冻干燥处理。

表1 真空冷冻干燥机能耗分析结果

2.2 真空冷冻干燥处理后的刺梨鲜果块质量评估

对真空冷冻干燥处理后的刺梨鲜果块质量进行评估，发现刺梨鲜果块呈浅黄色、金黄色或黄色，具有浓郁的刺梨香味和滋味，酸甜爽口，内部呈蜂窝状，未出现干缩状态。理化指标显示，刺梨鲜果块的维生素C含量超过160 mg/g，SOD含量为5 016.8 U/g，水分含量低于3%。

综合上述实验结果，探究可用于食品加工企业生产实践的刺梨鲜果块真空冷冻干燥工艺如下。①刺梨处理。规范处理刺梨鲜果块，每次冻干处理200 kg。②预冻。预冻温度控制在25 ℃以内，预冻时间超过1.5 h。③升华干燥。3 h后缓慢提升加热板温度，控制真空度在30～60 Pa范围内，处理8～9 h。④解析干燥。根据真空度变化，逐步提升加热板温度，将真空度控制在10～30 Pa范围内，温度低于50 ℃，冻干时间为16.5 h。

3 讨论

就目前技术水平，具体优化方案有以下3种。①热风真空冷冻干燥工艺。在真空冷冻后，利用热空气的热能处理食物中的水分，促进水分蒸发，实现干燥处理目标[4]。在实际加工生产中，该工艺可减少食物中营养成分流失，降低加工生产能耗，解决热风干燥存在的干燥时间长、食物质量差问题。有研究指出，在同样能耗低，使用热风真空冷冻干燥处理杏鲍菇，和热风干燥处理相比，前者处理后的杏鲍菇品质更优[5]。②高压电场真空冷冻干燥工艺。在食品加工处理中，先利用高压电厂实施食品预处理，减少干燥时间，提高水分蒸发效率，加大食物成分细胞的通透性，杀灭食物中的细菌。有研究指出，在海参干燥处理中，高压电场真空冷冻干燥可减少加工能耗，提高海参质量，减少海参的硬度收缩率，提高海参蛋白质含量与复水率。但高压电场真空冷冻干燥工艺研发时间较短，并未在食品加工企业中推广普及，需进一步加大研究广度与深度。③变温压差膨化干燥工艺。该工艺具有绿色生态优势，通过汽化生成的水蒸气，对食物进行膨化处理，实现干燥处理目的。有研究指出，食品加工企业可通过实验优化调整变温压差膨化干燥工艺的膨化温度、抽空温度等参数，降低干制品的含水量，提高干制品品质，使食品干制品呈现出疏松多孔的结构，优化消费者感官体验。总的来说，目前真空冷冻干燥工艺在食品加工企业中的应用仍处于探究阶段，需进一步优化研究相关干燥机理。