真空冷冻干燥黑大蒜粉的加工工艺

胡晗艳，胡云峰*，王娜，景君，李平

(1.天津科技大学 食品工程与生物技术学院，天津 300457；2.天津市傲绿农副产品集团股份有限公司，天津 300300)

真空冷冻干燥黑大蒜粉的加工工艺

胡晗艳1，胡云峰1*，王娜1，景君2，李平2

(1.天津科技大学 食品工程与生物技术学院，天津 300457；2.天津市傲绿农副产品集团股份有限公司，天津 300300)

利用真空冷冻干燥技术将黑大蒜制作成黑大蒜粉。对黑大蒜粉真空冷冻干燥工艺做初步研究，得到黑大蒜粉成品的最佳工艺：大蒜与水料液比为1∶5进行打浆，大蒜浆装盘厚度为6 mm，-18 ℃下预冻12 h后冷冻干燥，冻干参数为加热温度60 ℃，真空度30～100 Pa，时间20 h。

黑大蒜；粉末；冷冻干燥；工艺

黑大蒜，又名黑蒜，是由新鲜的大蒜在一定的高温高湿条件下发酵而成，由于产品最终呈现为黑色，故而得名为黑大蒜[1]。黑大蒜在加工过程中，发生了酶促褐变反应、美拉德反应及焦糖化反应等一系列反应[2]。这些反应不仅去除了大蒜的辣味和臭味，还赋予了黑大蒜更加丰富的生物活性成分及特征性的黑颜色[3]。与新鲜大蒜相比，黑大蒜还原糖含量提高了几十倍，多酚含量提高了5倍以上，游离氨基酸及β-carboline类生物碱等也均有所提高，它们的共同作用使黑大蒜具有抗氧化、降血脂、降血压、抗肿瘤等功能作用[4,5]。近年来，随着大家对黑大蒜的认识度不断提高，许多企业开始引进黑大蒜生产技术并加大了黑大蒜系列产品开发力度。黑大蒜粉由于水分含量低，具有较长的保质期，不仅可以直接食用，也可作为新产品开发的原料[6]。但黑大蒜含糖量较高，不易干燥，并且传统干燥方法的高温会致使干粉颜色较差、营养成分损失率较高[7]。真空冷冻干燥技术是真空技术与冷冻技术相结合的新型干燥脱水技术，可以最大程度地保存食品原有的色、香、味和营养成分[8-10]。因此，本文采用食品冷冻干燥设备，对黑大蒜粉加工工艺进行了研究，得到一种便于实际生产应用的加工方法。

1 材料与方法

1.1 试验材料与仪器

黑大蒜：由天津市傲绿农副产品集团有限公司提供。

仪器设备：FC-40型真空冷冻干燥机 丹麦阿特斯拉公司；JMS-50胶体磨 廊坊通用机械有限公司；CR-10色差计 柯盛行(杭州)仪器有限公司；XQ501电子水分测定仪 上海良平仪器仪表有限公司；PAL-1数显手持糖度计 日本ATAGO(爱拓)公司。

1.2 工艺流程

黑大蒜打浆→均质→预冻→干燥→粉碎、包装。

1.3 操作要点

打浆：将黑大蒜与水按一定的比例进行打浆，将糖度调到14%以下。

均质：为保证最终产品的细度与品质，黑大蒜浆还需经胶体磨均质，胶体磨的转速为3000 r/min，时间为10 min。

预冻：将准备好的黑大蒜浆按6 mm的装盘厚度进行装盘，于-18 ℃速冻库中预冻12 h。

升华干燥：将预冻好的物料放入冻干仓中，开启真空泵，降低仓内压力达到30 Pa，开始给加热板加热。在加热过程中，控制压力变化使其不超过100 Pa，设定板温为60 ℃，时间为20 h。

1.4 工艺参数设定试验

1.4.1 料液比对干燥效果的影响

将黑大蒜与水分别以料液比1∶4，1∶5，1∶6，1∶7进行打浆均质，测定糖度后装盘，装盘厚度设定为6 mm，在-18 ℃下预冻12 h后放入冻干仓，进行真空冷冻干燥，分析干燥后各组黑大蒜粉的水分含量。

1.4.2 预冻温度对干燥效果的影响

将黑大蒜与水以料液比1∶5的比例进行打浆均质后装盘，装盘厚度设定为6 mm，然后分别在-18 ℃和-40 ℃下预冻12 h后进行真空冷冻干燥，分析干燥后各组黑大蒜粉的水分含量。

1.4.3 样品厚度对干燥效果的影响

将黑大蒜与水以料液比1∶5的比例进行打浆均质后装盘，样品厚度分别设定为4，6，8，10 mm，在-18 ℃下预冻12 h后进行真空冷冻干燥，分析干燥后各组黑大蒜粉的水分含量。

1.5 指标测定

水分含量的测定：采用电子水分测定仪，测定条件为140 ℃，10 min；

糖度的测定：采用手持糖度计测定；

总酚含量的测定：参考Folin-Ciocalteu法。

2 结果与分析

2.1 不同料液比对黑大蒜粉干燥效果的影响

糖度是影响产品冻结效果的重要因素，产品糖度越高，产品越不易冻结。

由表1可知，当料液比为1∶4时，糖度为18%，冻干后黑大蒜粉的水分含量较高，为14.25%，样品干燥不完全，分析原因是由于冻结过程中冻结不彻底，致使后续升华干燥过程中部分水分不能去除。当料液比达到1∶5时，糖度为14%，此时冻干黑大蒜粉的水分含量大幅下降，仅为7.66%，此后料液比继续增大时，水分含量虽继续降低但幅度较小，可见黑大蒜糖度控制在14%以下时即可完全冻结，物料升华干燥较彻底，产品水分含量较低。

2.2 不同预冻温度对黑大蒜粉干燥效果的影响

预冻温度直接影响到物料中水分的冻结情况，若水分冻结温度过低，水分冻结不完全，则无法顺利进行升华干燥。

图1 不同预冻温度对黑大蒜粉水分含量的影响Fig.1 Effect of pre-freezing temperature on moisture content of black garlic powder

由图1可知，黑大蒜浆在-40 ℃下预冻12 h后进行真空冷冻干燥后得到的黑大蒜粉水分含量要比-18 ℃的低，但相差不大，仅比18 ℃黑大蒜粉水分含量低0.85%，从能耗角度考虑，选择-18 ℃条件对黑大蒜浆进行冻结即可获得较好的干燥效果。

2.3 装盘厚度对黑大蒜粉干燥效果的影响

图2 装盘厚度对黑大蒜粉水分含量的影响Fig.2 Effect of filling thickness on moisture content of black garlic powder

由图2可知，装盘厚度为4 mm和6 mm时，黑大蒜粉水分含量相差不大；而当装盘厚度大于6 mm时，黑大蒜粉的水分含量会明显升高；当装盘厚度为6 mm时，黑大蒜粉水分含量为7.47%；而当装盘厚度为8 mm时，黑大蒜粉水分含量为9.22%，比装盘厚度为6 mm时升高了1.75%，这主要是因为物料厚度会对水分的溢出产生一定的阻力，物料厚度越大，水分与结合水溢出阻力越大，升华干燥越不彻底。所以，黑大蒜在冷冻干燥过程中，装盘厚度应选择6 mm。

2.4 黑大蒜冷冻干燥前后总酚含量的比较

在上述选定的最佳试验条件下，进行黑大蒜冻干试验，对所得的黑大蒜粉的特征功能成分总酚进行检测，检测结果见表2。

表2 黑大蒜冷冻干燥前后干基总酚含量的比较Table 2 Comparative analysis of the total phenols content of black garlic before and after freeze drying

由表2可知，真空冷冻干燥黑大蒜粉的总酚保留率为96.1%，说明总酚在冷冻干燥方式下性质相对稳定，破坏较少，真空冷冻干燥能较好地保持黑大蒜粉的总酚含量。

3 结论

真空冷冻干燥能更好地脱除黑大蒜水分及更好地保持黑大蒜的功能成分，通过对比试验确定黑大蒜粉的最佳冻干工艺为：将黑大蒜与水以料液比1∶5的比例进行打浆均质后装盘，装盘厚度设定为6 mm，然后分别在-18 ℃下预冻12 h后放入冻干仓，启动真空泵，降低仓内压力达到30 Pa，开始给加热板加热，在加热过程中，控制压力变化使其不超过100 Pa，设定板温为60 ℃，时间为20 h。

[1]安东.黑蒜加工工艺的研究[D].泰安:山东农业大学,2011.

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The Processing Technique of Black Garlic Powder with Vacuum Freeze Drying

HU Han-yan1,HU Yun-feng1*,WANG Na1,JING Jun2,LI Ping2

(1.College of Food Engineering and Biotechnology, Tianjin University of Science and Technology,Tianjin 300457, China;2.Tianjin Aolv Agricultural By-product Group Co., Ltd., Tianjin 300300, China)

Vacuum freeze drying technology is applied to produce black garlic powder. The vacuum freeze drying technology for black garlic powder is studied preliminarily. The optimal conditions are as follows: the ratio of black garlic to water is 1∶5, the filling thickness is 6 mm, the freezing temperature is -18 ℃,the freezing time is 12 h.And then the frozen black garlic slurry is dried under the conditions that the heating temperature is 60 ℃, the vacuum degree is 30～100 Pa, the drying time is 20 h.

black garlic; powder; freeze drying; technique

2016-06-10 *通讯作者

熟制脱水黑大蒜的工业生产(13ZXCXNC02200)

胡云峰(1966-)，女，安徽黄山人，研究员，主要从事农产品保鲜加工研究与开发工作。

TS201.1

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2016.12.015

1000-9973(2016)12-0074-03