冬枣变温压差膨化干燥工艺研究

马 涛，于静静，毕金峰，丁媛媛

(1.沈阳农业大学食品学院，辽宁沈阳110161; 2.辽宁省农业科学院食品与加工研究所，辽宁沈阳110161; 3.中国农业科学院农产品加工研究所，北京100193)

冬枣变温压差膨化干燥工艺研究

马 涛1，2，于静静1，*，毕金峰3，*，丁媛媛3

(1.沈阳农业大学食品学院，辽宁沈阳110161; 2.辽宁省农业科学院食品与加工研究所，辽宁沈阳110161; 3.中国农业科学院农产品加工研究所，北京100193)

以冬枣为原料，采用变温压差膨化干燥技术，探讨了预干燥时间、抽空时间、膨化温度、抽空温度、停滞时间和膨化压力对冬枣膨化产品硬度、脆度、色泽和水分含量的影响。结果表明:膨化温度、抽空温度和抽空时间是影响产品膨化质量的关键因素;冬枣预干燥6h后，膨化温度85℃，抽空温度60℃，抽空时间2h为较适合工艺参数;停滞时间和膨化压力差在一定范围内对膨化产品的质量影响不大，实验确定停滞时间15min，膨化压力差0.2MPa为较适合工艺参数。

冬枣，变温压差，膨化干燥

表1 预干燥时间对膨化产品品质的影响

1 材料与方法

1.1 材料与设备

冬枣 购于北京市上地小营果品批发市场，为山东沾化冬枣。

去核器 自制;电热恒温鼓风箱 DHG-9123A，上海精宏实验设备有限公司;变温压差膨化干燥设备 QDPH10-1，天津市勤德新材料科技有限公司;物性分析仪 Ta.XT2i/50，英国SMS公司;万能粉碎机 FW100型，天津市泰斯特仪器有限公司;色彩色差仪 CR-400型，日本美能达公司;万分之一天平AUW220型，日本SHIMADZU公司。

1.2 实验方法

1.2.1 实验设计 冬枣变温压差膨化干燥工艺流程:冬枣→清洗→去核→预干燥→变温压差膨化→冷却→分级→包装→成品

实验中对冬枣变温压差膨化干燥工艺中的预干燥时间、膨化温度、抽空温度、抽空时间、停滞时间和膨化压力6个因素逐一进行单因素实验，考察它们对膨化产品硬度、脆度、色泽和水分含量的影响。

膨化温度指物料膨化时膨化罐内所显示的温度，单位为“℃”;膨化压力指物料膨化前膨化罐内压力和真空罐内压力的差值，单位为“MPa”;停滞时间指从膨化罐到达膨化温度和膨化压力开始到泄压膨化终止所需的时间，单位为“min”;抽空温度指物料在膨化罐中膨化以后，到真空干燥截止时整个干燥过程的平均温度，单位为“℃”;抽空时间指物料在膨化罐中膨化以后，到真空干燥截止所需的时间，单位为“h”。

1.2.2 指标测定方法

1.2.2.1 硬度和脆度的测定方法 采用Ta.XT2i/50物性分析仪测定［10］，测定条件如下。

测试前速度:2.0mm/s;测试速度:1.0mm/s;测试后速度:2.0mm/s;破裂测试距离:4.0mm;总测试距离:15.0mm;测试最小力:100g;测试时间:60s;测试最大力:50kg;探头型号:HDP/BSW。

脆度结果用测试过程中产生的峰数多少表示，单位为“个”。峰数越多，产品酥脆度越好，反之，产品酥脆度越差。

1.2.2.2 色泽的测定方法 采用CR-400型色彩色差计，以仪器白板色泽为标准，依CIELAB表色系统测定冬枣膨化产品粉末的明度指数L*、彩度指数a*和b*［11］。L*称为明度指数，反映白度和亮度的综合值，该值越大表明被测物越白亮，L*=0表示黑色，L*=100表示白色。a*和b*代表一个直角坐标的两个方向:+a*值越大，颜色越接近纯红色;a *=0时表示灰色，-a*的绝对值越大，颜色越接近纯绿色;+b*值越大，颜色越接近纯黄色;b*=0表示灰色，-b*的绝对值越大，颜色越接近纯蓝色。L *a*b*表色系还可以表示两种色调之间的差值，即色差，可用ΔE表示，它表示所测物体的L、a、b值与标准白板之间色差值，其公式为:ΔE值 =Δb*分别为两点间三个坐标值的差。本实验通过使用CR-400型色彩色差计进行色泽测定，通过比较ΔE值反映枣色泽，它能较好地反映枣变温压差膨化干燥产品的颜色改变。

1.2.2.3 水分的测定方法 直接干燥法［12］。

1.2.3 统计分析方法 单因素实验的指标采用DPS v7.55专业版进行分析;各处理间的差异采用Duncan新复极差比较分析。

2 结果与分析

2.1 预干燥时间对冬枣膨化产品品质的影响

将清洗干净，去核后的冬枣置于80℃电热恒温鼓风箱中预干燥不同时间后，在膨化温度95℃、膨化压力0.2MPa、停滞10min的条件下进行膨化，之后在温度80℃下抽空7h(真空度0.098～0.1MPa)，分析预干燥时间对膨化产品品质的影响，结果见表1。

从表1中可以看出，随着预干燥时间的延长，硬度呈一直下降的趋势，但只有预干燥0h有极显著差异(P＜0.01)，预干燥6、8、9h产品与其余产品有显著差异(P＜0.05);产品脆度在预干燥0～7h呈上升趋势，之后开始下降，预干燥6h与预干燥7h间差异显著(P＜0.05);产品的明度指数L*值极显著下降(P＜0.01)，说明预干燥时间延长，冬枣含水量降低，产品色泽变暗;彩度指数a*值极显著上升(P＜0.01)，说明随预干燥时间延长，产品由白绿色变为深红色;彩度指数b*值无明显变化规律，色差ΔE值总体表现为极显著上升的趋势;产品水分含量变化不规律。

在水分达到要求的范围，选择冬枣膨化产品的指标优化顺序为硬度＞脆度＞色泽。综合以上分析可见:冬枣预干燥6h后，膨化产品硬度较小，脆度较高，色泽较好;因此综合指标优化顺序、感官评价和成本等因素的考虑，确定预干燥时间为6h较为适宜。

表2 抽空时间对膨化产品品质的影响

表3 膨化温度对膨化产品品质的影响

2.2 抽空时间对冬枣膨化产品品质的影响

将清洗干净，去核后的冬枣置于80℃电热恒温鼓风箱中预干燥6h后，在膨化温度95℃、膨化压力0.2MPa、停滞10min的条件下进行膨化，之后在温度80℃下抽空不同时间(真空度0.098～0.1MPa)，分析抽空时间对膨化产品品质的影响，结果见表2。

从表2中可以看出，随着抽空时间的延长，产品硬度除0h外各处理间无显著差异;抽空0h和1h的产品脆度较小，与其他处理有显著差异，而抽空2～5h间无显著差异;产品明度指数L*值和彩度指数a*值均是抽空0h和1h与其他处理有极显著差异;而彩度指数b*值抽空1～5h均无显著差异;产品ΔE值呈先降低后上升的趋势，抽空2、3、5h产品无极显著差异，4h和5h产品明显发生糊化(ΔE＞35.00即发生糊化);产品水分含量呈明显下降趋势，抽空2～5h间无极显著差异。

综合以上分析可见:冬枣变温压差膨化干燥时抽空2h，产品水分含量较低，硬度适中，脆度较高，色泽最好;因此综合指标优化顺序、感官评价和成本等因素的考虑，确定抽空时间为2h较为适宜。

2.3 膨化温度对冬枣膨化产品品质的影响

将清洗干净，去核后的冬枣置于80℃电热恒温鼓风箱中预干燥6h后，在不同膨化温度、膨化压力0.2MPa、停滞10min的条件下进行膨化，之后在抽空温度80℃下抽空2h(真空度0.098～0.1MPa)，分析膨化温度对膨化产品品质的影响，结果见表3。

从表3中可以看出，随着膨化温度的升高，产品硬度总体呈上升趋势，各处理间差异不显著;产品脆度变化趋势不明显，其中85℃的产品脆度最高;膨化温度55、75、85、95℃的产品明度指数L*值和彩度指数a*值均无显著差异，与105℃和115℃产品有极显著差异(P＜0.01)，105℃和115℃时产品已有糊化现象;膨化温度55～85℃的产品彩度指数b*值无显著差异，但其中65～85℃与95℃产品有极显著差异(P＜0.01);产品ΔE值总体呈上升趋势，膨化温度65℃和95℃与其他处理间有极显著差异(P＜0.01);水分含量除膨化温度75℃与115℃产品有显著差异(P＜0.05)外，其余处理无显著差异。

综合以上分析可见:冬枣膨化温度为85℃时，膨化产品硬度较小，脆度最高，色泽较好;因此综合指标优化顺序、感官评价和成本等因素的考虑，确定膨化温度为85℃较为适宜。

2.4 抽空温度对冬枣膨化产品品质的影响

将清洗干净，去核后的冬枣置于80℃电热恒温鼓风箱中预干6h后，在膨化温度85℃、膨化压力0.2MPa、停滞10min的条件下进行膨化，之后在不同抽空温度下抽空2h(真空度0.098～0.1MPa)，分析抽空温度对膨化产品品质的影响，结果见表4。

从表4中可以看出，随着抽空温度的升高，产品硬度60～110℃间均无极显著差异;产品脆度呈先升高后降低的变化趋势，其中60℃的膨化产品脆度最高;抽空温度50、60、80℃产品明度指数L*值较大，与其余处理有极显著差异(P＜0.01);彩度指数a*值和b*值无显著变化规律，处理间多有极显著差异;而ΔE值总体呈上升趋势，抽空温度≥90℃时产品出现糊化现象，抽空温度60℃产品的ΔE值较小，与70℃和80℃产品无显著差异;产品水分含量呈下降趋势，其中60℃和80℃膨化产品与其他处理差异显著(P＜0.05)。

综合以上分析可见:膨化后抽空温度为60℃时，膨化产品硬度较小，脆度最高，色泽较好;因此综合指标优化顺序、感官评价和成本等因素的考虑，确定抽空温度为60℃较为适宜。

2.5 停滞时间对冬枣膨化产品品质的影响

将清洗干净，去核后的冬枣置于80℃电热恒温鼓风箱中预干6h后，在膨化温度85℃、膨化压力0.2MPa，不同停滞时间下进行膨化，之后在抽空温度60℃下抽空2h(真空度0.098～0.1MPa)，分析停滞时间对膨化产品品质的影响，结果见表5。

表4 抽空温度对膨化产品品质的影响

表5 停滞时间对膨化产品品质的影响

表6 膨化压力对膨化产品品质的影响

从表5中可以看出，随着停滞时间的延长，产品硬度变化规律不明显，停滞15min和20min的膨化产品硬度较小;产品脆度呈先升高后降低趋势，且各处理间无显著差异，停滞15min和20min的膨化产品脆度较大;停滞0min和20min产品的明度指数L*值和ΔE值与其他处理间有极显著差异(P＜0.01)，停滞15min的膨化产品色泽最好;产品水分含量无显著差异。

综合以上分析可见:停滞时间在一定范围内对膨化产品的质量影响不大，停滞15min膨化产品硬度最小，脆度较高，色泽最好;因此综合指标优化顺序、感官评价和成本等因素的考虑，确定停滞时间为15min较为适宜。

2.6 膨化压力对冬枣膨化产品品质的影响

将清洗干净，去核后的冬枣置于80℃电热恒温鼓风箱中预干6h后，在膨化温度85℃、不同膨化压力，停滞15min时间的条件下进行膨化，之后在抽空温度60℃下抽空2h(真空度0.098～0.1MPa)，分析膨化压力对膨化产品品质的影响，结果见表6。

从表6中可以看出，随着膨化压力的升高，产品硬度呈减小趋势，但各处理间无显著差异;产品脆度呈下降趋势，膨化压力0.1MPa和0.2MPa产品脆度较大，但膨化压力0.2～0.4MPa间无显著差异;膨化压力0.2MPa和0.4MPa时产品水分含水量较低，与其他处理间有极显著差异(P＜0.01);二者在明度指数L*值、彩度指数a*值、b*值和ΔE值上均无显著差异。

综合以上分析可见:膨化压力在一定范围内对膨化产品的质量影响不大，膨化压力0.2MPa的膨化产品硬度较小，脆度较高，色泽最好;因此综合指标优化顺序、感官评价和成本等因素的考虑，确定膨化压力为0.2MPa较为适宜。

3 结论

冬枣变温压差膨化的影响因素很多，对膨化冬枣的品质影响规律各不相同，在研究的6个因素中，膨化温度、抽空温度和抽空时间是影响产品膨化质量的关键因素;冬枣预干燥6h后，膨化温度85℃，抽空温度60℃，抽空时间2h为较适合工艺参数;停滞时间和压力差在一定范围内对膨化产品的质量影响不大，实验确定停滞时间15min，膨化压力0.2MPa，为较适合工艺参数。

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Explosion puffing drying of jujube at variable temperature and pressure

MA Tao1，2，YU Jing-jing1，*，BI Jin-feng3，*，DING Yuan-yuan3
(1.Food Science College of Shenyang Agriculture University，Shenyang 110161，China; 2.Liaoning Provincial Academy of Agricultural Sciences，Institute of Food and Processing，Shenyang 110161，China; 3.Institute of Agro-Food Science and Technology，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Beijing 100193，China)

The effects of pre-drying time，vacuum drying time，explosion puffing temperature，vacuum drying temperature，dwell time and pressure difference on the hardness，fragility，color，and water content of explosion puffed jujube were analyzed by using the technology of explosion puffing.The result showed that the major factors that affected the quality of the production were explosion puffing temperature，vacuum drying temperature and time.The jujube after 6h pre-drying，the optimal parameters were as follows:explosion puffing temperature 85℃，vacuum drying temperature 60℃，vacuum drying time 2h.The quality of products were affected indistinctively by the dwell time and press，which could be identified as 15min and 0.2MPa.

jujube;variable temperature and pressure difference;explosion puffing

TS201.1

B

1002-0306(2011)03-0270-05

冬枣(Ziziphus jujuba Mill.cv.Dongzao)别名冻枣、雁来红、苹果枣、冰糖枣等［1］是枣属的一个栽培品种，独产于我国。冬枣因其外型美观、果肉细嫩多汁、甘甜爽口;矿物质和微量元素丰富，且富含环磷酸腺苷和环磷酸鸟苷等，对人体有多重保健功能而备受消费者的青睐，是目前公认的品质最好的鲜食枣品种［2-3］。但作为鲜食果品，由于冬枣呼吸强度大，采后极易失水、皱缩、酒软和霉烂，且含水量高，皮薄肉脆，极易受机械损伤和微生物侵染而腐烂变质。虽很多学者研究枣的保鲜贮藏，但低温冷藏(-2～0℃)、气调冷藏(温度0℃，气体条件O22%～4%，CO2低于5%)等方式，其贮藏期限仍很难突破三个月，且其贮藏技术在实际使用中仍存在许多问题［4-5］。这一现状严重制约了冬枣产业的发展，为延长冬枣的销售时间，提高经济效益，满足市场需求，冬枣产业的新技术引用和新产品开发越来越受到关注。变温压差膨化干燥技术作为一种新型果蔬干燥技术，其加工设备主要有加压罐和体积比它大5～10倍的真空罐组成。物料在加压罐中加热，使物料及罐中的气压增大，当达到一定压力后，将加压罐与真空罐连通。由于加压罐中的压力突然消失，物料中的蒸汽会发生“闪蒸”现象，而被高温干燥固化，最终形成泡沫状的膨化产品［6-7］。其膨化干燥的产品绿色天然、营养丰富、口感酥脆［8-9］，将该技术应用到冬枣产业中，可以解决冬枣保鲜贮藏难、产品单一、经济效益低等问题。本研究旨在以冬枣为原料，在中型膨化设备上探讨一些因素对膨化产品质量的影响，以寻求优化的膨化工艺和高质量的膨化产品。

2010-03-24 *通讯联系人

马涛(1962-)，男，教授，研究方向:粮油深加工及其贮藏保鲜技术，生物可分解材料与绿色食品包装制造技术。

2009年度农业科技成果转化资金项目(2009GB23260450); 2009年公益性行业(农业)科研专项经费项目(200903043);2007年科研院所技术研究开发专项(NCSTE -2007-JKZX-288)。

注:标记字母不同表示通过Duncan新复极差方差分析，标记大写和小写字母分别表示处理间1%和5%水平上有差异，表2～表6同。