一种利用真空冷冻干燥技术制作冻干银耳梨子羹的实验方法

王慧丽，严佩峰 ，张晶晶，王苏珊，王晓，王何寅

(1.安庆师范大学 生命科学学院，安徽 安庆 246133；2. 信阳农林学院 食品学院，河南 信阳 464000)

1 实验的地位和作用

安庆师范大学生命科学学院十分注重学生的创新及实践动手能力。根据生命科学学院食品专业课程设置，食品水分干燥实验是食品专业重要的基础性实验之一。已有研究表明，实验方法和保护剂的选取对食品干燥的效果起到了决定性的作用[1]。为了达到教学的目的，同时培养学生的动手能力，本实验结合真空冷冻干燥技术制作了一款冻干食品——冻干银耳梨子羹。真空冷冻食品无添加剂且保存时间长，符合现代人们对非膨化、非油炸、高纤维、低脂肪等食品的追求[2]。

2 实验原理

目前人们对食品安全和营养成分越来越重视。为了减少由于防腐剂的添加带来的危害，人们不断改进新鲜食物的干燥方法。由于水分条件决定了新鲜食物中各种微生物和酶的存活，因此必须将水分控制在安全比例内食物才不易腐烂变质[3]。一般的干燥是将物料中的水分由液态转变为气态；而真空冷冻干燥(Vacuum freeze-drying)是将物料冻结到共晶点温度以下，在低压状态下将物料中的水分从固态直接升华为汽态，并通过冷凝器冻结水蒸汽，除去湿物料中的水分[4-6]。由于该操作是在低温、低氧下进行，因此大多数生物反应停滞，能较大限度地保持所制作食品的营养成分、优越的口感、风味和色泽，且食品的复水性好[7-8]。

本实验将利用银耳、梨、红枣和枸杞等，制作出一款创新型冻干类食品。该产品的孔隙度高、复水性能好，同时冲调饮品质量轻、体积小、易于包装携带，既保证了营养成分又方便食用，可干吃可冲泡。干吃口感像雪饼一样酥脆。开水冲泡，只需60 s即可冲泡出一杯香糯可口的营养羹。

3 实验内容

3.1 实验目的

熟悉真空冷冻干燥方法和保护剂的常用方法。掌握利用真空冷冻干燥技术制作冻干银耳梨子羹的实验方法和操作技能。

3.2 实验材料

鲜银耳、梨、苹果、红枣、桂圆、枸杞、新鲜绿茶、海藻糖、冰糖、柠檬酸、碳酸氢钠、NaCl等。

3.3 实验仪器

SJ型双嘉真空冷冻干燥机；JJ124BC电子天平；超低温冰箱；ZS-1830五谷杂粮磨粉机；小型超声波发生器；DF-101S集热式磁力搅拌器。

3.4 评价方法

本试验以冻干银耳梨子羹的感官评定为评分方法。评定结果分别从色泽、表现状态、适口性、香味、口味5个方面打分，这5个方面的评分权重分别为10%、15%、30%、20%、25%，评定标准及分值见表1。

表1 冻干银耳梨子羹的感官密定评分标准

3.5 实验方法

3.5.1 原料挑选及清洗 选取无病虫害、色泽正常、成熟度适中的新鲜苹果、梨、桂圆为原料，去蒂去皮，先用1%碳酸氢钠和1%NaCl混合液20℃温水浸泡10 min，然后捞出，水洗干净后待用。

3.5.2 切片 原料去核后进行切片，操作速度要快，防止原料长时间暴露在空气中(也可在低温冷冻环境下操作)。为使样品均匀干燥，增大干燥表面积降低厚度，长宽皆保持在1～3 cm，厚度为1～5 mm，使厚薄尽量均匀一致。一般果片切得越薄，烘干的时间越短，口感也越好。

3.5.3 冻干护色保护剂制备 将柠檬酸和海藻糖配制成四种不同比例的混合液，分别为0∶0、1∶1、1∶5和1∶10，用磁力搅拌器搅匀30 min。柠檬酸具备抗氧化性、抗自由基，抑制络氨酸酶的形成，可以显著提高保存期且不发生褐变[9]。海藻糖可有效防止冻干制品变性 ，可以阻止冻干制品的表面硬化[10]。保护剂即配即用。将切好的果片放入护色液浸泡1 min，护色完毕后取出，装盘，晾干。原料装盘时应均匀逐一平放，不叠加堆放。

3.5.4 绿茶粉的制备 通过磨粉机将鲜绿茶进行粉碎，过筛后得到50目左右的粉，罐装密封待用。

3.5.5 银耳梨子羹熬制 将鲜银耳100 g、梨子粒100 g、苹果粒50 g、红枣30 g、桂圆30 g、枸杞10 g、老冰糖10 g按比例称好。将银耳、梨子粒、苹果粒、红枣、枸杞、老冰糖放入1000 mL沸水中，大火煮1 h后改为文火加热1～2 h，不停搅拌，防止粘锅，关火冷却降温后盛出，装入硅胶模具中。因为装盘厚度等直接影响着干燥的进程和产品的品质，我们的装盘厚度设定为2～3 cm。

3.5.6 预冻 为了使物料内部的水分固化，将分装好的银耳梨子羹在-40℃超低温冰箱里预冻处理，冻藏时间为12～24 h。

3.5.7 真空冷冻干燥 干燥方法一：将冷冻好的银耳梨子羹带模具均匀装载在冻干机的4个托盘中，放入真空冷冻干燥机中，关闭料门，启动真空冷冻干燥机，冷阱温度开机20 min后至-40℃，冻干真空度为0.1 Pa。在解吸干燥阶段，为了迅速逸出解吸出来的水蒸气，必须使产品内、外形成较大的蒸汽压差，真空下持续抽48～72 h，中途不可中断。关闭阀门，停止真空泵，破真空，将其取出。

干燥方法二：将冷冻好的银耳梨子羹带模具放入真空冷冻干燥机中，启动真空冷冻干燥机，预冻温度-40℃，抽真空至10～40 pa，干燥时间10～12 h，然后放到小型超声波发生器震动网格上，功率160～220 W，作用时间10～15 s；第二次干燥温度-20℃～-40℃，抽真空至10～40 pa，干燥时间10～12 h。超声联合冷冻干燥技术，能够加快物料由冰升华到水蒸气的速率，节省25%～40%干燥时间，以减少能耗，并使得冷冻操作的产品质量更好[11]。

3.5.8 成品切块包装 物料冷却后，切为大小适宜的块状，撒上少量绿茶粉，即为成品。干燥后可采用真空密封包装。

4 实验结果及分析

4.1 水分的测定

根据 GB/T 5009.3-2010 食品水分测定方法，用105℃恒温直接干燥法进行测定。从图1中可以看出，使用三种不同比例保护剂后冻干成品的含水率分别为2.15%、1.93%、1.97%，比未使用保护剂的含水率(2.96%)小。真空干燥不仅升华了银耳梨子羹中的自由水，还将与固体结合较强的吸附水去除，97%以上的水分得以干燥，制品重量轻，适合于长途运输。特别是柠檬酸与海藻糖比例为1∶5时，成品含水率达到最低1.93%，故综合考虑选择1∶5为柠檬酸与海藻糖最佳比例。

4.2 复水时间测定

称5 g冻干银耳梨子羹加入50 mL 100℃热水中，并加盖，冻干银耳梨子羹成品完全复水(银耳梨子羹中心完全软化)所需时间即为冻干银耳梨子羹复水时间。从图2中可以看出，使用三种不同比例保护剂后冻干成品的复水时间在62～69 s，比未使用保护剂的复水时间85 s短。特别是柠檬酸与海藻糖比例为1∶5时，成品复水时间达到了最短时间62 s，且成品复水后能够保持银耳梨子羹原有的形态和结构，具有较好的速溶性和快速复水性。柠檬酸与海藻糖比例1∶10时，成品复水时间开始上升，故综合考虑选择1∶5为柠檬酸与海藻糖最佳比例。注意冲制时，加入的水不宜过多，否则成品不太浓稠会影响口感。

图1 不同比例保护剂对冻干成品含水率影响 图2 不同比例保护剂对冻干成品复水时间的影响

4.3 柠檬酸与海藻糖比例对冻干银耳梨子羹品质的影响

不同的柠檬酸与海藻糖比例和未使用保护剂制作的冻干银耳梨子羹成品的感官整体鉴定数据见表2，从表2中可以看出使用护色冻干保护剂后其感官指标有明显提高。柠檬酸与海藻糖比例1∶5时感官评分较高，达到89分，由于海藻糖甜度相当于蔗糖的45%，不影响冻干品口感，且可提升食品品质。柠檬酸与海藻糖比例1∶1时，由于柠檬酸比较酸，冻干银耳羹较酸，影响成品口味；柠檬酸与海藻糖比例1∶10时，成品感官评价分值开始下降，故综合经济因素考虑选择1∶5为柠檬酸与海藻糖最佳比例。

表2 不同柠檬酸与海藻糖比例感官鉴定结果

5 结论

通过冻干成品感官评价、含水率、复水时间等多方面实验，我们遴选出了最适合冻干银耳梨子羹的护色保护剂为1%柠檬酸和5%海藻糖，该混合液可以保持冻干制品细胞膜结构稳定，阻止不良收缩，防止氧化，从而保护营养成分[11]。

利用真空冷冻干燥技术进行银耳梨子羹食品的制作，试验过程中干燥是在低温真空条件下进行，食品中易氧化物质得到了保护，有效保持了银耳梨子羹原有的色、香、味以及维生素等营养成分，且口感酥脆、方便携带运输、贮藏期长，真空冷冻干燥后的银耳梨子羹更符合现代人健康时尚的饮食方式[12]。同时，通过本实验让食品专业的学生了解了干燥方法和保护剂对健康食品的意义，锻炼了学生的实践能力，增强了学生的专业情趣。