真空微波干燥金针菇的工艺研究

卜召辉,胡庆国,陆 宁

(1.安徽农业大学茶与食品科技学院,合肥230036;2.合肥学院生物与环境工程系,合肥230022)

真空微波干燥金针菇的工艺研究

卜召辉1,胡庆国2,陆 宁1

(1.安徽农业大学茶与食品科技学院,合肥230036;2.合肥学院生物与环境工程系,合肥230022)

初步研究了微波真空干燥金针菇的工艺条件,分析了不同工艺参数下水分变化规律,对不同干燥方式下产品的理化指标和感官指标进行了评价。结果表明:在1.2kW、-75kPa、100g条件下干燥能较好地保留金针菇原有的营养物质且复水性较好。真空微波干燥的金针菇多项指标明显优于热风干燥且与冻干接近,干燥效率高。

金针菇;真空微波干燥;工艺条件

金针菇是仅次于蘑菇、香菇居于第三的食用菌,不仅含有丰富的蛋白质、氨基酸、多种维生素和无机元素,金针菇多糖还具有很好的抗癌作用。此外金针菇在抗疲劳、抗衰老和提高机体免疫力方面有显著的作用,是一种不可多得的保健食品[1]。但是金针菇含水量高,组织细嫩,常温下极易腐烂变质,发生严重的褐变现象。为了满足人们对食品的味美、保健、营养和时尚的追求,微波真空干燥技术作为农产品脱水加工领域的一种新技术受到国内外广泛关注和研究[2]。本实验通过对微波真空干燥金针菇的研究,旨在为农产品的加工生产提供科学的参数和依据。

1 材料和方法

1.1 实验材料与设备

原料:新鲜金针菇,购自合肥农贸市场。柠檬酸、氯化钠、亚硫酸钠(以上试剂均为食用级)。

仪器与设备:WZD2S-08型真空微波干燥机(南京三乐微波技术发展有限公司),微波功率2kW(分档可调),微波频率2450MHz,真空度: -97.0～-98.8kPa。分析天平(德国艾科勒AC-CULAB系列)、SC-80C自动测色色差仪(上海新诺仪器设备有限公司)、DZ-400型真空包装机(恒得利食品包装机械厂)。

1.2 工艺流程

新鲜金针菇→清洗整形→漂烫→冷却护色→沥水→装盘→微波真空干燥→真空包装→成品分析

1.3 操作要点

要求金针菇菇形完整,菌盖白色或乳白色,直径不超过1cm,形状呈半球形,菌柄基部位剪切整齐干净,用清水冲去泥沙及附着在菇体表面的杂质。

1.3.1 漂烫

原料干制前均要经过漂烫,金针菇中含有多酚氧化酶,与酚类物质氧化聚合生成黑色素而发生褐变,严重影响产品质量。

漂烫的目的就是要钝化这种酶的活性,抑制酶促褐变,同时赶走菇体组织内的空气,使体积缩小,烫漂后组织比较透明,色泽明亮。漂烫还可以除去菇体表面的大部分微生物、虫卵及农药残留,起到清洗作用。此外还可增加成品弹性,减少脆性,便于包装,实验表明经过漂烫的金针菇韧性好,更容易干燥。但漂烫也会损失相当量的可溶性营养物质,是热水漂烫的缺点所在。

1.3.2 护色

整形后的新鲜金针菇与空气接触会迅速发生褐变,从而影响外观,也破坏了产品的风味和营养品质。这种褐变主要是酶促褐变。这种褐变关键的作用因子有酚类底物、酶和氧气,因为底物不可能除去,一般护色措施均从排除氧气和抑制酶活力两方面着手。通过对几种护色方法的筛选,以柠檬酸、NaCl、亚硫酸钠为护色剂,三者混合使用可起到相互协同的作用,增强护色效果。因为食盐对酶活力有一定的抑制和破坏作用,另外氧气在盐水中的溶解度较空气小,故有一定的护色效果。而亚硫酸钠既可防止酶褐变,又可抑制非酶褐变,效果较好。柠檬酸的加入可降低溶液pH以及多酚氧化酶的活性,氧气在酸性溶液中的溶解度也较小从而兼具了抗氧化作用。实验表明柠檬酸、氯化钠、亚硫酸钠浓度为0.5%、0.8%、0.3%时护色效果最佳。

1.3.3 方案设计

实验采用微波真空干燥技术对金针菇脱水规律进行分析研究见表1,并结合冷冻干燥以及热风干燥技术对干燥后金针菇产品品质进行比较,对不同干燥方式的产品感官指标、理化指标以及经济指标进行分析,以期找到干燥金针菇的最佳方法,为生产提供一定的参考。

表1 试验因素与水平表

1.3.4 包装

成品用聚乙烯包装袋在DZ-400型真空包装机上完成真空抽气包装。

1.4 实验指标与测量方法

水分的测定:按GB/T 5009.3-2003直接干燥法;

Vc含量的测定:采用反滴定法[3];

色差测定:样品色泽采用SC-80C色差计对干制品粉碎后粉末色泽进行测定。色差值以ΔE表示,计算总色差ΔE[4]。

复水率的测定:称取10 g样品,100℃水浴浸泡30 m in,沥干称重[5-6]。

复水率(%)=Mr/Md×100%

式中 Mr——金针菇复水后质量

Md——金针菇复水前质量

2 结果与分析

2.1 不同干燥方式产品比较

对按上述预处理工艺处理好的同一批金针菇分3组,每组样品250g,分别采用了3种干燥方式进行对比实验,其中微波功率0.8 kW,真空度-75 kPa。热风干燥箱温度为75℃,风速匀速不控。预冻温度-45℃,预冻时间90m in,采用程序升温方式,解析干燥阶段加热板温度32.5℃。实验结果见表2。

分析表2数据可知,热风干燥的产品,由于氧气和水分的存在,加速了褐变,颜色不理想;冷冻和微波真空干燥组中,由于真空条件加上温度较低,褐变难以进行,色泽较好。冻干产品的复水性最好,微波真空次之,热风干燥的产品最差。但是冻干产品的香气较其它两种干燥方式清淡,且干燥时间长,成本昂贵,效率很低。相比较而言,微波真空干燥的产品在理化指标和感官指标上,均优于热风干燥而接近冷冻干燥的产品,而其经济指标中的干燥效率甚至是冷冻干燥的20倍以上,具有很大的市场优势。

表2 不同干燥方式产品评价

2.2 干燥工艺参数的确定

2.2.1 不同微波功率对干燥速率的影响

将预处理好的金针菇分4组,每组150g于托盘中,放入干燥腔内,干燥室绝对压力-85kPa,分别用不同微波功率进行脱水实验。实验中每隔4m in取样称重,记录质量变化。微波功率对干燥速率的影响如图1所示。

图1 不同微波功率干燥率曲线

由图1可知,随着功率的增大,物料单位时间的失水量逐渐增加,干燥速率加快。在1.2kW时,曲线斜率最大,在16m in时,由于物料中水分的减少,水分散逸的难度加大,失水量变得平缓。原因是物料中水分降低到一定程度时,对微波的吸收变的微弱,能量不足以克服水分子与物料间的吸附力,从而阻碍了水分的散失。常虹、李志远等进行了微波真空干燥菠萝粉的研究,同样得出随着微波功率的增大,物料的失水量增大的结论[7]。

2.2.2 不同装载量对干燥速率的影响

将不同质量的金针菇分别放入物料盘,微波功率取1.0kW,其它参数同上,不同装载量对干燥速率的影响如图2。由图2可知,随着装载量的增加,干燥速率明显下降,其中装载量150g和200g时干燥速率曲线趋于重合,说明干燥机达到最大脱水负荷状态,增加装载量只能延长干燥时间,干燥速率不会增大,出于干燥效率考虑,装载量选为100g时效果最好。

图2 不同装载量干燥速率曲线

2.2.3 不同真空度对干燥速率的影响

微波功率1.0kW,装载量150g,干燥室内压力分别为-55、-65、-75、-85kPa,不同真空度对干燥速率的影响如图3。

图3 不同真空度干燥速率曲线

由图3可知,压力对脱水速率影响显著,随着真空度的增加,干燥速率加快。这与朱德泉等对微波真空干燥菠萝片的研究结果基本相符。因为真空度增大,水的沸点随之降低,易于水分的蒸发[8]。但真空度不能太低,当真空度超过-95kPa时,微波磁控管周围产生拉弧放电现象,使物料糊化,甚至导致馈能口密封板烧焦漏气,严重损害设备。

2.3 正交试验结果与分析

通过真空微波干燥,经水分检测确定产品最终水分含量均小于8%,符合脱水蔬菜的水分要求。其中在复水率的测定中,称取10g样品,于100℃水浴浸泡30 m in,沥干称重计算;采用反滴定法测定干燥前后金针菇中Vc的含量,两者相比即得到Vc的保留率。产品的色泽采用色差计进行测量,色度值以L、a、b表示,计算中色差ΔE,实验结果见表3。

表3 实验结果

通过方差分析,得到各因素方差分析结果见表4-6。

表4 复水比方差分析表

表5 Vc保留率方差分析表

由正交试验方差分析表4可知,干燥室的真空度对复水效果有较显著影响,微波功率次之,这可能是由于随着真空度的加大,水分扩散速率加快,物料内部由于水分的快速气化形成疏松多孔结构,从而对复水效果产生积极影响。

表6 色差值方差分析表

由表5和表6可知,真空度对产品色泽和Vc含量有同样积极的影响,真空度越大,氧气的作用就越小,有效抑制褐变的发生。同时温度降低,对Vc起到一定保护作用。从产品质量、干燥效率和节约能源方面综合考虑微波功率取1.2kW,装载量100g,真空度-75kPa时可以得到较好的干燥产品。

3 小结

通过上述金针菇的脱水干燥实验,可以得到如下结论:真空微波干燥的产品,可以较好地保留金针菇原有的营养物质,营养损失小,较之冻干的产品有特殊的焦香味。前期脱水效果好,但是后期脱水不理想,特别是金针菇伞盖的脱水困难,其中伞盖表面有一层致密的薄膜阻碍水分的散失,另外可能的原因是当物料中水分降低到一定程度时,物料对微波的吸收难以有效地进行。但综合干燥效果以及干燥效率明显优于其它干燥方式,可以得到较为理想的产品。微波干燥金针菇的最佳工艺为:原料预处理→于80℃漂烫液漂烫60 s→使用0.5%柠檬酸、0.8%氯化钠、0.3%亚硫酸钠混合液护色→于微波功率密度为83.3g/kW,真空度-75kPa下脱水干燥。

[1]于荣利.金针菇研究概况[J].食用菌学报,2004,11 (4):63-68.

[2]AKS Chauhan,Op tim izing Drying Conditions for Vacuum-Assisted Microwave Drying of Green Peas(Pisum sativum L.)[J].Drying Technology,2009,27(6): 761-769.

[3]布都会,高莉,徐向莉,等.碘量法测定维生素C的改良[J].干旱地区农业研究,2004,22(1):195-198.

[4]Lue-lue Huang;Min Zhang.Study on Decreasing Energy Consump tion for a Freeze-Drying Process of App le Slice.[J],Drying Techno logy.2009,27(9):938-946.

[5]胡庆国.不同干燥方式对颗粒状果蔬品质变化的影响[J].食品与生物技术学报,2006,25(2):28-32.

[6]Zheng-Wei Cui.Combined Microwave-Vacuum and Freeze Drying of Carro t and App le Chip s[J].Drying Technology,2008,26(12):1517-1523.

[7]常虹,李远志,龚丽,等.微波真空干燥菠萝粉初步研究[J].食品与机械,2008,24(3):112-115.

[8]朱德泉.菠萝片微波真空干燥特性及工艺参数优化[J].粮油食品科技,2009,17(1):52-59.

Study on the Process of Flammulina Dehydra ted by Vacuum M icrowave Dry ing

BU Zhao-hui,HU Qing-guo,LU Ning
(1.College of Tea&Food Science and Technology ofAnhuiAgriculturalUniversity,Hefei230036,China; 2.DepartmentofBiologicaland Environmental Engineering,HefeiUniversity,Hefei230022,China)

In this paper,vacuum m icrowave drying p rocess conditions of flammulina has been studied, and the moisture variation of differentp rocess parameterswere analyzed.The sensory and physicaland chem ical indicators of p roduct under different drying methodswere evaluated.The results showed that:1.2 kW, -75 kPa,100 g d rying can better retain the originalnutrients of flammulina and higher rehyd ration.A number of indicators showed that the p roduction of vacuum microwave drying is superior to hotair drying and close to freeze-drying.

flammulina;vacuum m icrowave drying;p rocess conditions

book=13,ebook=194

TS255.5;TQ028.6+77

A

1005-1295(2010)06-0013-04

2010-07-21;

2010-08-12

卜召辉(1984-),男,硕士研究生,研究方向为功能性食品。

陆宁,教授,硕士生导师,研究方向为农产品加工与贮藏。通讯地址:230036安徽农业大学茶与食品科技学院,E-mail:luning64@yahoo.com.cn。

do i:10.3969/j.issn.1005-1295.2010.06.004