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用正交试验法研究桂圆肉的真空冷冻干燥工艺



全 文 :广西轻工业
GUANGXI JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY
2011年 9月
第 9期(总第 154期) 食品与生物
桂圆又称为龙眼,是我国南亚热带名贵特产,原产于我国
南部及西南部,现我国龙眼主要分布于广西、广东、海南、福建
和台湾等省(区)。历史上有南方“桂圆”、北“人参”之称。龙眼果
实富含营养,自古受人们喜爱,更视为珍贵补品,其滋补功能显
而易见。据分析,每 100g果肉含全糖 12.38~22.55g,还原糖
3.85~10.16g,全酸 0.096~0.109g,Vc43.12~163.7,Vk196.5mg。
龙眼有壮阳益气、补益心脾、养血安神、润肤美容等多种功效,
可治疗贫血、心悸、失眠、健忘、神经衰弱及病后、产后身体虚弱
等症。现代医学实践证明,它还有美容、延年益寿之功效。
桂圆是典型的亚热带水果,因果皮结构疏松且无蜡质层保
护,容易失水变干,其果肉有汁含糖量高,成熟期又在高温多雨
季节,其生理活动旺盛,且易受各种微生物或其它生物侵袭,采
收后果实容易腐烂变质,失去桂圆原有的色、香、味和营养成
分,给运输、贮藏带来较大的困难。“果多难卖,果贱伤农”现象
时有发生。
桂圆除鲜食外,传统的加工有整果干制成桂圆干,或剥取
桂圆肉制成桂圆肉干。其技术含量低,色泽加深、香味散失、营
养成分损失大。本研究采用真空冷冻干燥方法,加工桂圆肉,能
够最大限度地保持桂圆原有的色、香、味、形状和营养成分,提
高产品质量和档次,为桂圆的深加工提供新的方法。
1 材料与方法
1.1 材料与设备
桂圆,采自广西区平南县大新镇,品种为石硖龙眼。
D- 异抗坏血酸钠、柠檬酸为食品级。
采用 JDG- 0.2真空冷冻干燥机(兰州科近真空冻干技术
有限公司);万能表测定桂圆肉共晶点;101型电热恒温干燥箱
测定产品水分含量。
1.2 工艺流程
原料拣选→杀菌→清洗→去核剥壳→护色→冻结→真空
冷冻干燥→出仓
1.3 工艺操作
1.3.1 原料
选择果实新鲜,外表呈黄褐色,果实饱满,果肉洁白,八至
九成熟,味清甜带蜜味,果肉爽脆,有清香桂圆味。剪去枝叶果
梗,剔除有病虫害、机械伤、发育不全、裂果、烂果。
1.3.2 杀菌
用 300ppm的次氯酸钠溶液,浸泡桂圆果 15分钟。
1.3.3 清洗
捞出桂圆果,用清水漂洗,至无次氯酸钠残留。
1.3.4 去核剥皮
用去核器对准果柄打孔,至果核大半深度时抽出,去核剥
皮,取果肉。
1.3.5 护色
采用 D- 异抗坏血酸钠、柠檬酸、六偏磷酸钠混合溶液进
行护色,然后沥水装盘。
1.3.6 冻结
桂圆肉的共晶点为 - 26±0.3℃,一般冻结温度比物料共晶
点温度低 5~10℃,所以桂圆肉的冻结温度为 - 35℃。物料冻
结至完全,需要一定时间,达到冻结温度后维持 2~3小时。
1.3.7升华干燥
设定好真空冷冻干燥机上的真空度、冷肼温度、加热板温
度和时间,进行升华干燥。
1.3.8出仓
真空冷冻干燥结束,控制好环境的温度、相对湿度,然后出
仓包装。
1.4 共晶点测定以及冻结温度的确定
共晶点是设定冻结温度的必要依据,取桂圆肉打成浆,采
用电阻法[1]测定桂圆肉的共晶点。
1.5 护色工艺研究
多酚氧化酶普遍存在于植物、真菌、昆虫的质体中,高等植
物组织发生褐变主要是多酚氧化酶作用的结果,多酚氧化酶催
化多酚氧化为醌,醌聚合并与细胞内蛋白质的氨基酸反应,导
致色素加深。
柠檬酸能降低植物组织 pH值,抑制多酚氧化酶活性;D-
异抗坏血酸钠具有强还原作用,能抑制多酚氧化为醌;六偏磷
酸钠有保护维生素 C作用,减少植物组织内的维生素 C被氧
化变色。本研究采用柠檬酸、D- 异抗坏血酸钠和六偏磷酸钠混
【作者简介】梁永平(1961-),男,广西玉林人,高级工程师,从事农产品真空冷冻干燥和饮料研究。
用正交试验法研究桂圆肉的真空冷冻干燥工艺
梁永平,陈 晔,黄 波,陈美芬
(广西恩度高科技股份有限公司,广西 南宁 530007)
【摘 要】 采用新鲜桂圆为原料生产冻干桂圆肉,以护色工艺和升华干燥工艺为主要研究内容,以正交试验为实验方法。根
据实验结果得出,护色工艺为用 0.3%柠檬酸、0.3%D- 异抗坏血酸和 0.2%六偏磷酸钠混合溶液对桂圆肉浸泡 10min;升华干燥工艺
为:物料铺盘厚度 3cm,真空度 40~60Pa,以 90℃为初始设定干燥温度,维持 5h。按此套工艺得到的冻干桂圆肉口感酥脆,保持了
桂圆肉原有的颜色、形状和营养成分,具有浓郁的新鲜桂圆芳香气味。
【关键词】 桂圆;护色;真空冷冻干燥;正交试验
【中图分类号】TS255 【文献标识码】 A 【文章编号】 1003- 2673(2011)09-16-02
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(下转第 41页)
合溶液作为护色剂,护色时间为 10min,进行正交试验,以冻干
产品感官评分为考核指标,得出最优的护色条件。
表 1 产品色泽感官评价表
*评分分为 4个等级,在每个等级内再根据产品颜色的明暗、光泽给出具体
分数。
表 2 护色工艺 L9(34)正交实验因素水平表
1.6 升华干燥工艺研究
本研究选择加热板初始设定温度、真空度(干燥压力)、物
料铺盘厚度为研究因素,加热初始温度维持时间设定为 5h,进
行正交试验,以冻干产品感官评分为考核指标,结合升华干燥
曲线得出最优的升华干燥工艺参数。
表 3 产品感官评价表
*对色泽、香味、质构、口感分别按评分标准进行评分,4项之和为感官评分,
作为考核指标,满分为 100分。
表 4 升华干燥工艺 L9(34)正交实验因素水平表
2 结果与分析
2.1 共晶点以及冻结温度的确定
图 1 桂圆果肉共晶点测定曲线
在降温冻结过程中,果浆电阻与温度的变化形成一个曲线
图。图 1显示,在 - 25~0℃之间,电阻值随着温度的逐步下降
而缓慢增大,增长趋势平缓。在 - 30~- 25℃之间时,电阻值随
着果浆温度的下降急剧增大,出现了陡变趋势。这是由于果浆
温度达到共晶点时,果肉内部完全冻结,形成大量的冰晶,物料
内部的水分完全冻结,导电粒子不能自由移动,导致其电阻值
急剧增大,所以此时对应的温度即为共晶点。经测定,桂圆肉共
晶点为 - 26±0.3℃。一般冻结温度比物料共晶点温度低 5~
10℃,所以,确定桂圆肉的冻结温度为 - 35℃。
2.2 护色工艺结果与分析
表 5 护色工艺正交试验结果分析
图 2 直观分析图
由表 5可知,影响护色工艺的主次因素是: B>A>C,即 D-
异抗坏血酸钠浓度是影响冻干桂圆肉颜色最大的因素,其次为
柠檬酸浓度,再次是六偏磷酸钠浓度。对表 1的实验结果进行
极差分析,直观图见图 2。由图 2可知,最佳组合为 A1B1C2,即
较佳护色工艺是采用 0.3%柠檬酸、0.3%D- 异抗坏血酸和
0.2%六偏磷酸钠混合溶液对桂圆肉进行护色。
表 6 方差分析表
由表 6可知,因素 B在ɑ=0.05水平上对感官评价影响显
著。即 D- 异抗坏血酸钠浓度为影响感官评价的显著因素。
综合以上分析,确定护色工艺参数为采用 0.3%柠檬酸、
0.3%D- 异抗坏血酸钠和 0.2%六偏磷酸钠混合溶液对果肉进
行护色。用所得护色工艺参数,进行扩大 100倍验证,冻干桂圆
肉色泽的感官评分 83分,为较满意结果。
2.3 升华干燥实验结果与分析
2.3.1 正交试验结果
表 7 升华干燥工艺正交试验结果分析
由表 7可知,影响升华干燥工艺的主次因素是: C>B>A,即
铺盘物料厚度是影响升华干燥工艺最大的因素,其次为真空
度,再次是加热板初始设定温度。对表的实验结果进行极差分
析,直观图见图 3。由图 3可知,最佳组合为 A2B1C3,即升华干
 

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燥工艺参数为加热板初始设定温度为 90℃、真空度 40~
60Pa、铺盘物料厚度 3cm时,冻干桂圆肉感官评价较好。
图 3 直观分析图
表 8 方差分析表
由表可知,因素 B、C在ɑ=0.05水平上对感官评价结果影
响显著。即真空度和物料铺盘厚度为影响感官评价的显著因素。
2.3.2 升华干燥曲线
图 4 升华干燥曲线图
由升华干燥曲线,干燥温度设定为 90℃ - 80℃ - 70℃
- 55℃,最后将加热板温度设定在 55℃,物料的中心温度维持
在 45℃以上,即维持在接近加热板最终设定温度 3h,产品的残
余水分含量可以控制在 5%以下。
综合正交试验结果和升华干燥曲线,升华干燥工艺确定
为:物料铺盘厚度为 3cm,在 70Pa真空度下,以 90℃为初始设
定干燥温度,维持 5h,然后干燥温度设定为 80℃- 70℃- 55℃。
用此工艺参数,进行扩大 100倍验证,冻干桂圆肉的感官评分
91分,为较满意结果。
3 结论
新鲜桂圆整套冷冻干燥工艺为:用 0.3%柠檬酸、0.3%D-
异抗坏血酸和 0.2%六偏磷酸钠混合溶液对桂圆肉进行护色
10min,护色后经预冷、速冻,物料铺盘厚度为 3cm,在 40~
60Pa Pa真空度下,以 90℃为初始设定干燥温度,维持 5h,此
后加热板温度设置为 80℃- 70℃- 55℃。当果肉中心温度维持
在 45℃以上 3h,即可出仓。按此工艺得到的冻干桂圆肉水分含
量在 5%以下,口感松脆,保持了桂圆肉原有的颜色、形状和营
养成分,具有浓郁的桂圆芳香气味。
参考文献
[1]陈仪男.冻干香蕉共晶点和共熔点的研究[J].华南热带农业大学学报,
2007,13(1):9- 12.
(上接第 17页)
英能有效地进行光氧化降解。
臭氧与紫外线相结合是最常见的均相光降解法,研究表
明,在紫外线的作用下,臭氧的氧化能力提高了 10倍。
目前很多国家对电子束辐照法(EB)在废水处理中的应用
进行了广泛的研究。它是利用电子加速器产生的高能电子束进
人水体的瞬间与水分子反应产生活泼的自由基 HOO-·、O2-·和
HO·对废水进行处理。国外对 EB法去除废水中有毒有害有机
物的研究主要集中在含氯有机污染物的辐照降解。Wang
Tiezheng等人就 EB法处理造纸厂漂自废水进行了研究,研究
结构表明,在 8kGy的辐照剂量下,COD下降了 13.5%,BOD
上升了 58.6%,这就使废水的可生化性得到了明显的提高,同
时可吸附的有机氯化物也下降了 76.2%。
4 小结
近年来,含氯漂白废水的处理技术物化法、化学法、生化法
方面都有了很大的发展,但是由于氯化有机物及其衍生物的不
容易被降解,含氯漂白废水的处理在技术上仍然十分困难。制
浆造纸科学工作者认识到,生产过程中减少和避免污染物质的
产生,才是防止污染的根本途径,并且不断探求着清洁生产的
工艺与技术。2007年 10月国家发改委发布《造纸产业发展政
策》第四章第 22条指出“鼓励发展应用高得率制浆技术、生物
技术、中浓技术、无元素氯或全无氯漂白技术”,第 23 条指出
“禁止新上项目采用元素氯漂白(现有企业应逐步淘汰)”。近年
来,传统的含氯漂白剂的使用受到严格限制,ECF和 TCF等新
型而环保的漂白技术获得了迅速发展,在保证漂浆质量的同
时,大大减少漂白废水的污染,从而实现节省资源和保护环境
的目的。
参考文献
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