全 文 ：应用微波真空方法膨化蓝靛果脆片的研究
收稿日期：2009-06-24
基金项目：哈尔滨市科技攻关计划项目（2007AA6CE114）；东北农业大学创新团队项目（CXZ005-1）
作者简介：刘成海（1981-），男，博士研究生，主要从事农产品干燥贮藏方面的研究。
*通讯作者：郑先哲，教授，博士生导师，主要从事农产品干燥贮藏与品质控制方面的研究。E-mail: zhengxz2006@yahoo. com. cn
摘 要：为了分析蓝靛果脆片的微波真空膨化工艺参数对其质构特性的影响，在确定蓝靛果果浆制成果团的配
方基础上，用微波真空干燥机在单因素工艺条件下膨化蓝靛果脆片，用质构仪分析了脆片的质构特性。结果表明，
微波功率和真空压力对脆片的膨化率，硬度以及脆性有显著性影响；初始微波强度对膨化率有显著性影响，而对硬
度和脆性的影响不显著；在蓝靛果鲜片初始含水率为 35%（W.B.）时，获得较好质构特性的微波真空膨化条件为：微
波功率为 2.59 kW，真空压力为 80 kPa，初始微波强度为 20 W·g-1。
关键词：微波真空；膨化；蓝靛果脆片；膨化率；硬度；脆性
中图分类号：TS255 文献标识码：A 文章编号：1005-9369（2009）11－0116－05
Puffing technique for Lonicera edulis Turc crisp chips using microwave
vacuum method/LIU Chenghai1, HUO Junwei2, ZHENG Xianzhe1, J IA Shuhua1, GAO Xiaochen1
(1. Engineering College, Northeas t Agricultural Univers ity, Harbin 150030, China; 2. College of Horti-
culture, Northeas t AgriculturalUnivers ity, Harbin 150030, China)
Abstract: In order to inves tigate effects of puffing parameters under microwave vacuum conditions on
the texture characteris tics of Lonicera edulis Turc crisp chips, the final chips were obtained by a micro-
wave-vacuum dryer under various s ingle factor puffing conditions, whose texture characteris tics were mea-
sured by a texture analyzer. The results showed that both microwave power and vacuum pressure expressed
significant effect on expanding ratio, hardness and crispness of Lonicera edulis Turc crisp chips, and
microwave intens ity had significant effects only on the expansion rate. A reasonable puffing parameters
combination, in terms ofmicrowave power of 2.59 kW, vacuum pressure of 80 kPa and microwave intens ity of
20 W·g-1, was determined to obtain high quality Lonicera edulis Turc crisp chips with suitable crisp textures,
bright color and the specia l fruit fragment.
Key words: microwave vacuum; puffing; Lonicera edulis Turc crisp chip; expansion rate ; hardness ;
brittle
蓝靛果忍冬（Lonicera edulis Turc），富含葡萄
糖，山梨糖醇，是理想的天然绿色保健营养食品[1]，
市场上有果干、果脯等蓝靛果休闲食品。而果蔬
膨化脆片质地酥松，具有原果蔬的特有风味，是
市场需求量大的休闲食品。早期的果蔬脆片主要
利用油炸方式膨化，产品脂肪含量高，营养损失
严重，随后发展到气流膨化、微波膨化、微波真
空膨化等方式，这些新技术与传统油炸膨化方法
比较，不但具备果蔬的口感品质，而且很好地保持
了其原有的风味和营养。
微波真空膨化技术结合了微波加热的瞬时性和
真空干燥的低温特性。在微波作用下，果蔬制品内
水分在低温下汽化，水蒸汽在果蔬内部膨胀，形成
多孔的结构，出现了膨化现象。国外曾对葡萄、草
莓的微波真空膨化进行过研究[2－3]；国内在果蔬膨化
方面主要是对苹果和马铃薯脆片的工艺研究[4－5]。与
刘成海1，霍俊伟2，郑先哲1*，贾暑花1，高晓臣1
（1. 东北农业大学工程学院，哈尔滨 150030；2. 东北农业大学园艺学院，哈尔滨 150030）
第 40卷 第 11期 东 北 农 业 大 学 学 报 40(11): 116~120
2009年 11月 Journal of Northeast Agricultural University Nov. 2009
传统的膨化技术相比，微波真空膨化加工时间短，
可最大限度地保存物料的营养成分，同时还可以克
服传统油炸膨化的含油量高，能耗大的缺点[6]。但是
目前市场上非油炸膨化果蔬脆片的种类还比较单一，
特别是浆果类果蔬脆片国内外报道的较少，远不能
满足不同口味消费者的需求。本文主要研究微波真
空条件下蓝靛果脆片的膨化特性，并在一定初始含
水率的情况下，分析了微波功率，真空压力，初始
微波强度对蓝靛果脆片质构指标的影响。
1 材料与方法
1.1 材料
黑龙江省伊春山区野生的鲜蓝靛果忍冬，果实
饱满，规格均匀，色泽暗红，在冰箱中冻藏。马铃
薯淀粉、糯米淀粉、玉米淀粉：购于当地超市。
1.2 设备
QW-4HV 微波真空干燥机（功率：3.94 kW，
广州科威微波能有限公司）；DK-98-IIA数显恒温
水浴锅（天津市泰斯特仪器有限公司）；ARRW60
电子精密天平（上海奥豪斯公司）；DHG-9053A鼓
风干燥箱（上海益恒实验仪器有限公司）；飞利浦
磨浆机；量筒；TA.XT-plus 质构分析仪（英国
Stable Micro System公司）。
本试验以微波真空膨化蓝靛果脆片试验的微
波功率、真空压力、初始微波强度为因素，其中
初始微波强度为在试验开始时，蓝靛果鲜片的质
量与微波设定功率的比值。试验因素取值如表 1
所示（每组试验重复 2次）。
1.3 蓝靛果鲜片制作工艺流程
通过预试验研究，确定了蓝靛果脆片加工步骤
及工艺参数：
蓝靛果预处理：新鲜蓝靛果→清洗→护色→打
浆。
蓝靛果面团调制：蓝靛果果浆→加混合淀粉
（马铃薯淀粉、糯米粉、玉米粉按 2： 1： 1质量比调
配）→搅拌均匀→加热糊化（在 80 ℃水浴锅中加热
2 h）→调制面团→冷却。
蓝靛果鲜片制备：冷却面团→放入食品压面
机→切片加工→矩形蓝靛果鲜片（长、宽、厚依次为
30、30、2 mm）→预干燥调制水分（含水率至 35%）。
蓝靛果脆片膨化：预干燥鲜片→微波真空膨
化→脆片成品→特性分析。
1.4 单因素的试验设计
分别采用 3种不同的单因素条件对蓝靛果果团
进行膨化干燥至安全含水率 8%～10%后，测定其硬
度和脆性。
1.5 指标测定方法
1.5.1 水分含量的确定
M=（1-X1-Y）W
其中：M-预干燥后水分质量（g），X-样品水分
含量（%），Y-预干燥后切片含水率（%），W-样品
总质量（g）。
1.5.2 体积测定（小米排除法）：
V=V3-V0
其中：V-物料的体积，V3-物料与小米的总体
积，V0-小米的体积。
1.5.3 膨化率测定
φ= V2V1
其中：φ-膨化率，V2-膨化前体积，V1-膨化
后体积。
1.5.4 质构特性测定
采用质构仪测定蓝靛果脆片的质构特性，参数
设置为：探头型号：HDP/KS5，测试模式：压缩，
测试速度：1 mm·s-1，目标模式：应变，受力程
度：50%。测定脆片的硬度值和脆性（峰值的个
数）。理论上，脆片的硬度越小，峰值越多（脆性
高）时，品质越好。每个质构特性指标测定 5 次，
取平均值。
注：*代表某一单因素水平变化时，其他两个因素的取值。
Note: *Valued in other two factors, when single factor varies.
5
水平
Level
1
-
微波功率（kW）
Microwave
power
1.31
2 2.59*
4 -
3 3.94
真空压力（kPa）
Vacuum
pressure
70
90
75
85
80*
初始微波强度
（W·g-1）
Initial microwave
intensity
10
15
20*
25
30
表 1 微波真空膨化蓝靛果脆片单因素水平
Table 1 Single factor level for the Lonicera edulis Turc
crisp chips puffing with microwave vacuum method
（1）
（2）
（3）
刘成海等：应用微波真空方法膨化蓝靛果脆片的研究第 11期 ·117·
1.6 统计方法
应用统计软件 SAS（Ver9.1）分析数据。
2 结果与分析
2.1 微波功率对蓝靛果膨化特性的影响
结果见图 1～3。
由图 1方差分析可知，微波功率对产品的膨化
率有极显著性差异（P<0.001）。膨化时间是指蓝靛
果鲜片经微波真空膨化后含水率达到 8%～10%时所
需的时间。随着微波功率的增大，膨化时间减少。
在这三种微波功率下，蓝靛果鲜片经过 1 min微波
真空膨化后都分别达到最大的膨化率，在微波功率
为 1.31、2.59和 3.94 kW时，得到脆片的最大膨化
率依次为 1.26、1.39和 1.18倍。在微波真空膨化
过程中，蓝靛果鲜片的体积变化包括膨化体积增大
和脱水体积缩减两个相反过程。在本试验条件下，
微波能和真空环境促进蓝靛果鲜片样品内部的水分
迅速汽化，使鲜片体积增大；在随后微波真空脱水
过程中，在微波功率为 1.31 kW 时，脆片收缩为
1.22倍；微波功率在 2.59 kW时，总膨化时间为 6
min，产品在 1 min达最大为 1.39倍，随后膨化率
略降到 1.36倍。当微波功率达到 3.94 kW，脆片在
1 min后膨化率为 1.18倍，随后略有收缩为1.17倍，
总膨化时间为 4 min。由图 1可见，在真空条件下
微波对果片的膨化作用主要发生在前 1 min内，此
时果片内部的水分受微波能作用，组织结构急剧增
大，形成微孔结构，体积迅速增大，随着微波能的
继续作用，果片含水量下降，内部水分蒸发量减
少，表层脱水作用占主导地位，使鲜片体积有一定
程度的收缩，膨化率下降。
对图 2 中数据的方差分析可知，不同功率对
脆片硬度的影响有显著性差异（P=0.0434<0.05）
随着微波输出功率的增大，脆片的硬度呈线性
下降。微波功率在 3.94 kW 时，脆片的硬度最小
为 4 993.69 g。
由图 3方差分析可知，微波功率对蓝靛果脆片
脆性的影响较显著。由图 3可知，脆片的脆性随微
波功率的增大而增大，当微波功率在 2.59 kW时，
蓝靛果脆片的脆性达极值点，随后略有下降。
观察样品的膨化过程可知，蓝靛果鲜片在微波
功率 2.59和 3.94 kW膨化时，脆片内部形成多孔
薄壁疏松的结构，膨化效果显著；而在微波功率为
1.31 kW膨化时，制得的脆片内部孔隙偏少或只有
中空的结构，孔间壁层较厚，因此在图 2和图 3中
的曲线反映出，在较高微波功率时硬度较小，脆性
较大。
综合分析上述所有评价指标，选择微波输出功
率为 2.59 kW时，可以膨化出多层质地疏松，高膨
化率，较低硬度，颜色较佳的蓝靛果脆片。
2.2 真空压力对蓝靛果膨化特性的影响
结果见图 4~6。
图 1 微波功率对蓝靛果脆片膨化率的影响
Fig. 1 Effect of microwave power on volume
expansion of Lonicera edulis Turc crisp chips
膨化时间（min）
Expanding time
1.45
1.40
1.35
1.30
1.25
1.20
1.15
1 2 3 4 5 6 7
膨
化
率
（
倍
）
Ex
pa
nd
in
g
ra
tio ■■■
■
■ ■
■■■
■ ■ ■ ■
■
■■
■
■
上： 2.59 kW
中： 1.34 kW
下： 3.94 kW
图 2 微波功率对蓝靛果脆片硬度的影响
Fig. 2 Effect of microwave power on hardness of
Lonicera edulis Turc crisp chips
微波功率（kW）
Microwave power
12 000
8 000
4 000
1.31 2.69 3.94
硬
度
（
g）
H
ar
dn
es
s
◆
◆
◆
8
图 3 功率对蓝靛果脆片质构峰值数影响
Fig. 3 Effect of microwave power on the number of
crisp point of Lonicera edulis Turc crisp chips
微波功率（kW）
Microwave power
3
1
1.31 2.59 3.94
峰
值
个
数
（
个
）
Pe
ak
nu
m
be
r ◆
◆
◆
5
·118· 东 北 农 业 大 学 学 报 第 40卷
方差分析结果表明，真空压力对膨化率有极显
著的影响（P=0.0012<0.01）。从图 4 可看出，随着
真空压力的增加，蓝靛果脆片的膨化率先增大后减
小。真空压力为 70 kPa时，膨化率为 1.25；随着
真空压力的增加，膨化率略有增加，在真空压力为
75 kPa时达到 1.26；当真空压力为 80 kPa时，达
到膨化率最高值 1.39； 真空压力为 85、90 kPa
时，脆片的膨化率降低依次为 1.21、1.23。
方差分析结果表明，真空压力对蓝靛果脆片的
硬度有极显著的影响（P<0.001）。从图 5可以看出，
蓝靛果脆片的硬度随着真空压力增加呈下降趋势但
在真空压力在 85 kPa时，脆片的硬度比 80 kPa时
增加 13.60%。
根据方差分析结果，真空压力对蓝靛果脆片的
峰值数有差异极显著（P=0.0022<0.01）。从图 6 可
以看出，蓝靛果脆片的脆性随着真空压力增加呈下
降趋势。在真空环境下，可使物料内部水分在温度
较低（相对于正常大气压情况）发生汽化，并可以降
低物料体积膨胀的阻力。表明真空条件促进蓝靛果
鲜片膨化，但在真空压力为 80 kPa时蓝靛果脆片
的脆性明显高于相邻的真空压力下的样品脆性。
在试验过程中观察到，蓝靛果鲜片的膨化一般
主要发生在前 1 min内。在真空压力为 70 kPa时，
蓝靛果鲜片迅速膨化，中心形成大空腔；当真空压
力增加到 75 kPa时，脆片内形成的中心空腔减小，
表层出现了较小气泡，腔体壁由厚变薄，这样就使
得脆片的膨化率下降，硬度和脆性下降。在真空压
力为 80 kPa 时，蓝靛果鲜片内部水分均匀汽化，
膨化成疏松多孔结构，脆片的膨化率增加，硬度下
降而脆性增加；当气压增加到 85、90 kPa时，真空
条件促进样品膨化的优势减褪，脆片内的多孔结构
减少，表现为脆片的膨化率和脆性下降，硬度先增
加，而后降低。对比分析 5种真空压力下的蓝靛果
脆片质构发现，在真空压力为 80 kPa时可以获得多
层质地疏松，高膨化率，较低硬度的蓝靛果脆片。
2.3 初始微波强度对蓝靛果膨化特性影响
结果见图 7，表 2。
由方差分析可知，初始微波强度对蓝靛果脆片
有较显著的差异（P=0.015<0.05）。前已述及，用微
波真空方法膨化蓝靛果鲜片样品时，同时进行内部
水分蒸发膨胀和表层脱水收缩两个过程。随着初始
微波强度增加，物料获得的微波能量减少，这两个
过程主导作用发生变化。比较不同单位质量的微波
功率下的蓝靛果脆片的膨化率，从图 7可以看出，
在初始微波强度为 10、30 W·g-1时，脆片的膨化
率都较低，分别为 1.16、1.18，在 15 和 25 W·g-1
时比相近值分别提高 9.48%和 4.23%；而在初始微
图 4 真空压力对蓝靛果脆片膨化率的影响曲线
Fig. 4 Effect of vacuum pressure on volume expansion of
Lonicera edulis Turc crisp chips
真空压力（kPa）
Vacuum pressure
1.45
1.40
1.35
1.30
1.25
1.20
1.15
1.10
70 75 80 85 90
膨
化
率
（
倍
）
Ex
pa
nd
in
g
ra
tio
图 5 真空压力对蓝靛果脆片硬度的影响曲线
Fig. 5 Effect of vacuum pressure on the hardness of
Lonicera edulis Turc crisp chips
8 000
7 500
7 000
6 500
6 000
5 500
5 000
4 500
4 000
◆
◆
◆
◆
◆
硬
度
（
g）
H
ar
dn
es
s
真空压力（kPa）
Vacuum pressure
70 75 80 85 90
图 6 真空压力对蓝靛果脆片脆性的影响曲线
Fig. 6 Effect of vacuum pressure on crispness of
Lonicera edulis Turc crisp chips
7
6
5
4
3
2
1
0
◆
◆
◆
◆
◆
真空压力（kPa）
Vacuum pressure
70 75 80 85 90
峰
值
个
数
（
个
）
Pe
ak
nu
m
be
r
刘成海等：应用微波真空方法膨化蓝靛果脆片的研究第 11期 ·119·
波强度为 20 W·g-1时，蓝靛果脆片的膨化率达到
了最高值 1.39。这是由于在初始微波强度为 10和
15 W·g-1时，由于单位质量的蓝靛果鲜片吸收到的
微波能量较少，使得样品内部只有少量的水分蒸发
为水蒸气，膨胀程度较小；而在初始微波强度为
25和 30 W·g-1时，单位质量的蓝靛果鲜片吸收到
的微波能量较多，表层干燥强度高，使得样品脱水
收缩率高于内部水分蒸发引起的膨胀率，脆片的膨
化率较低；在初始微波强度为 20 W·g-1时，样品
吸收微波能引起的体积膨化增大与干燥收缩差值达
到最高，这是本试验条件下合适的微波强度。
对表 2中数据进行方差分析，结果表明不同初
始微波强度对脆片硬度（P =0.9904 >0.1），脆性
（P=0.4394>0.1）的影响都不显著。
由 2.1节和 2.3节的结果可知，在蓝靛果鲜片
的微波真空膨化过程中，微波功率和初始微波强度
两个因素对脆片的质构特性有不同影响。在进行微
波功率对膨化过程影响试验时，蓝靛果鲜片的质量
保持一定值（130 g），观察发现，在试验的 3种微
波功率下，脆片中心空腔体积、掰开后横断面层数
及表面起泡数都有不同变化，这表明微波功率对脆
片的膨胀率、硬度和脆性均有影响；而初始微波功
率是相对值（微波功率与鲜品质量比值），而在进行
初始微波强度对膨化过程影响试验时，微波功率保
持一定值（2.59 kW），观察样品时，只发现脆片中
心空腔体积，而没有看到断层和表面结构上明显
变化。
3 结 论
a. 研究发现，微波功率和真空压力对脆片的膨
化率，硬度，以及脆性有显著性影响；初始微波强
度对膨化率有显著性影响，而对硬度和脆性的影响
不显著。有必要进一步研究微波功率和初始微波强
度对脆片的质构特性不同影响的原因。
b. 在蓝靛果鲜片初始含水率为 35%（W.B.）时，
获得较好质构特性的微波真空膨化条件为：微波功
率为 2.59 kW，真空压力为 80 kPa，初始微波强度
为 20 W·g-1，在 1 min时间内就可以膨化出高品质
蓝靛果脆片，为确定合理蓝靛果鲜片微波真空膨化
工艺流程提供依据。
[ 参 考 文 献 ]
[ 1 ] 李恒, 刑桂菊, 廉美丹.药用植物-蓝靛果[J]. 中国林副特产 ,
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strawberries [J]. European Food Research and Technology, 2005,
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30
初始微波强度（W·g-1）
Initial microwave intensity
10
4 747.58±999.11
硬度（g）
Hardness
4 485.21±325.34
脆性（个）
Crispness
2.56±0.31
3.17±0.59
15 4 688.21±744.99 3.06±0.34
25 4 928.12±403.01 3.22±0.42
20 4 884.40±868.44 3.44±0.57
表 2 不同初始微波强度下脆片的硬度和脆性
Table 2 Hardness and crispness of different microwave
power per kilogram
图 7 初始微波强度对蓝靛果脆片膨化率的影响曲线
Fig. 7 Effect of microwave intensity on volume
expansion of Lonicera edulis Turc crisp chips
初始微波强度（W·g-1）
Initial microwave intensity
1.6
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0
10 15 20 25 30
膨
化
率
（
倍
）
Ex
pa
nd
in
g
ra
tio
·120· 东 北 农 业 大 学 学 报 第 40卷