下载文档原格式
T logy科技工艺技术大蒜含有十分复杂的化学成分，大蒜除了含有特有的活性物质硫有机化合物之外，还含有相当丰富的皂苷类化合物、黄酮类化合物、多糖、蛋白质、挥发油、氨基酸、维生素、多酚类化合物、前列腺素、生物活性酶、凝集素以及丰富常量及微量元素等。
大蒜药理活性的物质基础就是其所含有的这些成分。
每100 g大蒜中各营养素的含量如下：维生素B2（核黄素）0.06 mg，烟酸（烟酰胺）0.6 mg，维生素C（抗坏血酸）7 mg，维生素E 1.07 mg，维生素A 5 μg，维生素B1（硫胺素）0.04 mg，不溶性膳食纤维1.1 g，钠20 mg，镁21 mg，磷117 mg，钾302 mg，钙39 mg，锰0.29 mg，铁1.2 mg，铜 0.22 mg，锌0.88 mg，硒3.1 μg。
我国是大蒜的主要产区之一，在世界上中国大蒜一直备受推崇。
然而多年以来，大蒜始终以原料的形式销售。
受国内外不稳定因素的制约，许多国内大蒜的主产区，在大蒜丰收之年，只能以比较低廉的价格出售或者被迫在地里烂掉，没能给农民带来丰收的喜悦。
除了原料蒜外，还可以将大蒜制成加工产品，以提高大蒜产品的附加值，提高农民的收入。
1 大蒜深加工产品前景长期以来，我国大蒜以原料和初级产品加工为主，大蒜深加工产品种类较少，加工程度低，附加值不高。
可以利用大蒜的功能物质对加工产品进一步开发，即以蒜氨酸、抗氧化活性物质、大蒜多糖、大蒜素、蒜油等为主要功能成分进行加工产品开发，其中包括保健食品、饮料、酒（大蒜酒）、调味食品（黑蒜醋）等等。
2 大蒜深加工的各种产品工艺2.1 黑蒜市场上一头普通白蒜，价格也不过几毛钱。
在经过特殊发酵工艺以后，就可变成一种具备保健功能的黑蒜，其价值将提高数倍。
在目前市场上，黑蒜很受消费者的欢迎。
黑蒜是一种纯天然、健康保健食品，以新鲜大蒜为原料，经过高温、高湿发酵而成的一种大蒜加工产品，因原料不同，黑蒜可分为独特黑蒜和多瓣黑蒜，黑蒜中除了含有丰富的、人体必需营养成分,还含有可以提高人体机能的营养成分，同时具有抗菌、增强免疫、保肝护肝、抗氧化等多种功能[1]。
第22卷第3期2003年5月 无锡轻工大学学报Journal of Wuxi U niversity of Light Industry Vol.22 No.3May 2003 文章编号:1009-038X (2003)03-0018-03 收稿日期:2002-12-27; 修回日期:2003-02-21.基金项目:国家科技部星火项目(编号:2202EA701011)资助课题.作者简介:杜卫华(1979-),女,江苏常州人,工学学士.真空冷冻干燥大蒜粉的工艺杜卫华1, 孙金才1, 吴根苗1, 王亮2, 张敏心2(1.浙江海通食品集团股份有限公司,浙江慈溪315300;2.江南大学食品学院江苏无锡,214036)摘 要:对大蒜的真空冷冻干燥工艺及脱臭方法研究结果表明,以大蒜片的形式冻干脱臭明显优于用蒜泥形式;采用酸浸泡的方法脱臭效果较好.最佳冷冻干燥过程:预冻至-35℃,加热板升到60℃后保持8.5h ,再降温到40℃保持4～5h ,全过程保持最高真空度.关键词:脱臭;大蒜素;冷冻干燥;共晶共熔温度中图分类号:TS 255.5文献标识码:AThe T echnique for Producing Freeze 2Drying G arlic PowderDU Wei 2hua 1, SUN Jin 2cai 1, WU G en 2miao 1, WAN G Liang 2, ZHAN G Min 2(1.Haitong Food Group Co.Ltd.,Cixi 315300,China ;2.School of Food Science and Technolo gy ,S outhern Y angtze University ,Wuxi 214036,China )Abstract :The freeze 2drying technique for producing high quality garlic powder and the deodorizing methods of garlic were studied in this article.The results showed that ,making garlics into pieces and then drying is better than drying garlic paste in term of deodorization ,and acid soaking method is the better one for garlic ’s deodorizing.The best freeze 2drying technique is as follows :slowly prefreezing to -35℃,rising temperature to 60℃and kept for 8.5h ,and then reducing the temprature to 40℃and kept for 4～5h.The lowest vacuum was kept for the whole process.K ey w ords :deodorizing ;allicin ;freeze 2drying ;eutectic and co 2melting temperature 大蒜(A lli um sativ um )为百合科葱属植物,生蒜的鳞茎,分布于世界各地,我国也有普遍种植.大蒜是深受国人喜欢的香辛类蔬菜之一,具有较高的营养价值,其中,所含的G e 和Se 是人体抗肿瘤不可缺少的元素;大蒜中的一种配糖体能有效清除血管上沉积的脂肪,具有降血脂、抗血管硬化的作用;大蒜中主要的功能性成分大蒜素是一种广谱抗生素,对多种细菌和真菌有极强的杀灭作用.但是,大蒜在破碎后会产生浓烈的大蒜臭味,限制了大蒜食品的推广.为此,对大蒜的脱臭工艺进行了研究.1 材料与方法1.1 材料大蒜为市购山东仓山大蒜;VC 、柠檬酸、硫酸铜、半胱氨酸、硝酸、氯化钡、盐酸、氢氧化钠、硝酸银、甲基橙均为分析纯;无灰滤纸、食盐等为市购.1.2 设备鼓风式清洗机,切片机,打浆机,真空冷冻干燥设备,粗粉机,气流式超微粉碎机;粒度仪,色差计,马弗炉,精密天平等.1.3 方法1.3.1 酸浸泡法1参照孙君社等方法[1].浸泡液质量分数为0.1%硫酸铜、0.1%半胱氨酸、2.5%食盐和柠檬酸(用柠檬酸调节p H值到4.5);浸泡液的量以完全浸没大蒜片为宜,浸泡温度为3℃,时间为72h(3d).1.3.2 低温保持法1大蒜在整个加工过程中一直处于低温状态(0℃).1.3.3 大蒜素的测定方法1采用重量法[2].1.3.4 共晶共熔点的测定方法 采用电阻法[3]. 1.3.5 工艺流程及参数选择大蒜→凉水清洗→凉水浸泡→搓去外皮→切片→酸浸泡→沥水→装盘→预冻→真空干燥→出料→粗粉碎→微粉碎→(套胶囊→包装)大蒜的切片厚度为1.5～2.0mm,装盘厚度在1cm左右,预冻温度应低于共晶点5～8℃.后期处理(粉碎、包装等)应控制环境的相对湿度在30%以下,温度在25℃以下,以免大蒜粉吸湿膨胀发粘,影响品质.2 结果与讨论2.1 蒜泥、蒜片冷冻干燥产品的品质分析从表1可知,蒜片制品的品质无论在外观上还是在营养上都优于蒜泥制品.新鲜完整的大蒜中本来不含有大蒜素,而含有它的前体物质———大蒜氨酸,这是一种没有臭味的物质.但是在蒜体受到冲击破损之后,蒜氨酸与蒜氨酸酶在有水的环境中生成大蒜素,且进一步酶促氧化成二丙烯基二硫化物、二丙烯基三硫化物,从而释放难闻的臭味.与此同时,造成大蒜的颜色变化,严重时还会出现绿变,其功能性也随之降低.蒜在打浆的过程中,细胞受到损伤的程度要比切片更大,致使品质下降.至于水分是蒜泥高于蒜片的原因可能是因为蒜泥的粘度更大,阻碍了水分的升华.因此,大蒜在进行冷冻干燥时以蒜片的形式为佳.表1 蒜泥、蒜片冷冻干燥产品的品质分析T ab.1 Q u ality analyses of freezing2drying garlic paste and garlic pieces项目蒜泥蒜片色泽(白度)75.0993.87粒度/μm12.40 4.26水分质量分数/% 1.85 1.55大蒜素质量/(mg/g)1204302.2 脱臭方法的比较2.2.1 脱臭的理论依据 大蒜素性质极不稳定,遇热易破坏,遇碱易失效,大蒜的脱臭比较容易,但既要脱臭又要尽可能多的保留超氧化物歧化酶(SOD)、大蒜素等生物活性物质却是非常困难的.参考吴大康等[4]的报道,大蒜素的稳定性与温度和p H值有直接关系,当温度在0～50℃范围内,温度越高,其含量下降越快,在0℃及以下下降平缓;在p H值3.0～5.0范围内最为稳定,分解比较缓慢.比较目前较为成熟的脱臭方法:普通烫漂法,酸液烫漂法,超临界CO2处理法,酸性溶液浸泡法[5],前两种烫漂法温度太高,大蒜素损失较大,不加以采用;本公司尚没有超临界萃取设备,故也不列为实验范围;酸浸泡法是抑酶法的代表,据认为,其抑酶机理是半胱氨酸与蒜酶的活性辅基磷酸吡哆醛相结合生成稳定的化合物,半胱氨酸和铜离子分别对大蒜素和SOD有保护作用[5],所以选择酸浸泡法为方案之一.另外,综合考虑大蒜素的性质,在0℃, p H值3～5条件下或者在干燥环境中比较稳定,如果在处理大蒜的全过程中始终保持低温就能保证冻干之前大蒜素的高含量;而冻干蒜粉的低水分能保证储存过程中的蒜素含量,食用后胃液环境酸性很强,也能确保大蒜素不分解为有蒜臭味的二丙烯基二硫化物、二丙烯基三硫化物,从而达到脱臭而又不失蒜素功能的目的.所以,采用低温保持法为另一种方案.2.2.2 两种脱臭产品的品质分析1从表2可以看出,采用酸浸泡的方法可以达到即脱除蒜臭,又有效保留大蒜素的目的,是较好的脱臭方法.表2 两种脱臭产品的品质分析T ab.2 Q u ality analyses of the tw o products with different deodorizing methods项目酸浸泡低温色泽(白度)93.8795.53粒度/μm 4.26 3.58水分质量分数/% 1.55 1.60大蒜素质量/(mg/g)430150臭味稍有臭味臭味较浓2.3 真空冷冻干燥工艺的确定2.3.1 大蒜片共晶共熔点的测试分析1物料在进入干燥室前应预冻至共晶点温度以下5～8℃.所谓共晶点,是指物料中游离水分完全冻结成冰晶时的温度.共晶点可简单地用电阻法测定,当物料中游离水完全冻结时,所溶电解质离子固定于某一位91第3期杜卫华等:真空冷冻干燥大蒜粉的工艺置而不能移动,物料失去导电性,表现为电阻突升为无穷大,此点即为共晶点.共熔点的测试原理与共晶点的测试原理相同,即在冻结物料温度上升过程中,到达某一温度开始有液态水析出,电解质离子开始移动,表现为物料电阻突然减小,此点即为共熔点.大蒜电阻随温度的变化曲线见图1,2所示.图1 大蒜降温曲线Fig.1 T emprature reducing curve ofgarlic图2 大蒜升温曲线Fig.2 T emprature rising curve of garlic 由图1可以看出,随着游离水分的不断冻结,可移动离子减少,电阻逐渐增大,由于诸多因素影响,物料的电阻值往往是在一个温度区内发生突变.为了保证物料完全冻结,实验取突变温度区的下限为共晶温度.根据实验可知,大蒜片的共晶温度为-26.5℃,所以可取预冻温度-35℃.由图2看出,物料升温过程的电阻变化规律与降温过程的变化规律相似,为了保证物料不融化,实验也取共熔区的下限温度为共熔点.根据实验可知,大蒜片的共熔温度为-24.5℃.2.3.2 干燥时间阶段分配的分析1以高福成等得出的最佳冷冻干燥工艺[7]为模板,结合本公司生产实际,设定如下工艺条件:慢速预冻至-35℃,干燥室真空打到最高,物料厚度1cm 左右,加热介质温度为60℃,冷阱温度-50℃左右.冷冻干燥过程通常分为升华干燥和解析干燥两个阶段.升华阶段由于水分较多,一般取最大加热功率,当物料上部温度达到加热板温度时,该阶段终止.解析干燥阶段由于升华结束,真空度有一定提高,所以应当控制加热功率,即降低加热板温度,保证以干食品的温度低于最高允许温度,该阶段以物料内部温度达到设定值为终点[8].合理设置升华、解析干燥的时间是保证产品品质和节能的重要方面.1)升华干燥时间的确定:图3为加热板持续以60℃加热物料得到的冻干曲线.由图可以看出,在7.5h 时,物料温度开始和加热板温度接近,到8.5h 时已经完全重合,这说明升华干燥阶段到8.5h就应该终止.图3 大蒜的冻干曲线(持续60℃加热)Fig.3 Freezing 2drying curve of garlic(heat with 60℃for the whole process) 2)解析干燥时间的确定:图4为加热板以60℃加热8.5h ,然后在1h 内使加热板降到40℃继续对物料供热得到的冻干曲线.由图可以看出,在13h 后物料温度也已降到40℃,这说明解析干燥的有效时间到13h 为止,此时物料已经完成冻干.图4 大蒜的冻干曲线(后期40℃加热)Fig.4 Freezing 2drying curve of garlic(heat with 40℃in the later period)(下转第31页)2 无 锡 轻 工 大 学 学 报 第22卷[2]K im S,Choi N.Purification and characterization of subtilisin DJ24secreted by B acillus sp.strain DJ24screened from Doen2Jang[J].Biosci Biotechnol Biochem,2000,64(8):1722-1725.[3]Bono F,Savi P,Tuong A,et al.Purification and characterization of a novel protease from culture filtrates of a S t rptomycessp.[J].FEMS Microbiol Lett,1996,141:213-222.[4]Chitte R,Dey S.Potent fibrinolytic enzyme from a thermophilic S t reptomyces megasporus strain SD5[J].Lett Appl Microbi2ol,2000,31:405-410.[5]Toshiaki N,Y oshiyuki O,Y ouichi H,et al.Isolation and characterization of fibrinogenase from Candida albicans NH21[J].Int J Biochem,1993,25(12):1815-1822.[6]Su Tao,Liu Beihui,Li Peng,et al.New solid2state fermentation process for repeated batch prodution of fibrinolytic enzyme byFusarium oxysporum[J].Proc Biochem,1998,33(4):419-422.[7]Lu F P,Wang M,Wang J L,et al.Optimization of thrombolysis enzyme production from Rhizopus sp[J].Amino Acids&Bi2otic R esouces,1997,19(2):18-22.[8]Astrup T,Mullertz S.The fibrin plate method for estimating fibrinolytic activity[J].Arch Biochem Biophys,1952,40:346-351.[9]Guo X J.Protein Electrophoresis Laboratory Technology(蛋白质电泳实验技术)[M].Beijing:Science Press,1999[10]He Z X,ZHang S Z.Electrophoresis[M].Beijing:Science Press,1999.[11]Li J W,Xiao N G,Yu R Y,et al.Principle and Method of Biochemistry Experiment[M].Beijing:Beijing University Press,1994.[12]ZHang S Z.Enzyme Preparation Industry[M].Beijing:Science Press,1984.(责任编辑:杨萌) (上接第20页)3 结 论1)以大蒜片的形式进行冻干可以获得较好的产品.2)采用酸浸泡的方法脱臭,既可以达到脱臭的目的,也可以较好地保留SOD和大蒜素.3)最佳冷冻干燥过程:预冻至-35℃,加热板升到60℃后保持8.5h,再降温到40℃保持4～5h.参考文献:[1]孙君社,郑晖,周洋,等.大蒜脱臭和无臭蒜汁的研究[J].食品科学,1995,16(2):21-24.[2]罗平.饮料分析与检验[M].北京:中国轻工业出版社,1992.353-354.[3]张晋陆.食品真空冷冻干燥工艺及其强化[J].广州食品工业科技,1998,14(2):59-62.[4]吴大康,阴晓伟.大蒜素稳定性的研究[J].食品科学,1997,18(5):34-36.[5]余伯良,吴士业,穆芳.不同脱臭方法对大蒜抗菌效力的影响[J].中国调味品,1998,(8):8-10.[6]谢秀英,李建明,程远霞.食品物料共晶共熔温度测试系统研制[J].洛阳工学院学报,1998,12(4):12-15.[7]高福成,杨方琪,刘志胜.冷冻干燥法生产优质大蒜粉的研究[J].无锡轻工大学学报,1994,13(3):192-200.[8]张颜民,徐光,童建民.食品真空冷冻干燥过程工艺参数分析[J].真空与低温,1999,5(3):180-185.(责任编辑:杨勇)13第3期刘晓兰等:Rhizopus chi nensis12#发酵产生纤溶酶的分离提纯。
第34卷第5期农业工程学报V ol.34 No.5256 2018年3月Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Mar. 2018大蒜真空脉动干燥工艺参数优化乔宏柱1，高振江1,2※，王军1，郑志安1,2，魏青1,2，李高飞3（1. 中国农业大学工学院，北京 100083；2. 中国农业大学河南杞县教授工作站，杞县 475200；3. 开封市大蒜深加工制品工程技术研究中心，杞县 475200）摘要：为探究较优的大蒜干燥工艺，提升干燥品质，该研究将真空脉动干燥技术应用于大蒜干燥，采用碳纤维红外板作为热源，研究了红外板温度（55、60、65和70 ℃）、真空保持时间（6、9、12和15 min）以及蒜片厚度（2、3、4和5 mm）对大蒜干燥特性及品质的影响，以蒜素（硫代亚磺酸酯）含量、色泽（L*、a*、b*和∆E*）和复水比作为品质指标；根据单因素试验结果进行了红外板温度、蒜片厚度和真空保持时间的正交试验。
试验结果表明：单因素试验中红外板温度、真空保持时间以及蒜片厚度均对干燥特性有显著影响（P<0.05），蒜素含量随红外板温度的升高呈先减少后增加的趋势，随蒜片厚度的增加呈先增加后减少的趋势，当真空保持时间为15 min时，蒜素含量最高；正交试验中各因素对蒜片干燥综合评价指标的影响顺序为蒜片厚度>红外板温度>真空保持时间。
蒜片真空脉动干燥最佳工艺参数为红外板温度65 ℃、真空保持时间为15 min、蒜片厚度为2 mm。
研究结果可为真空脉动干燥技术在大蒜干燥工业生产中的应用提供借鉴。
关键词：加工；干燥；优化；真空脉动；大蒜doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.05.034中图分类号：TS255.3;TS205.1 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2018)-05-0256-08乔宏柱，高振江，王 军，郑志安，魏 青，李高飞. 大蒜真空脉动干燥工艺参数优化[J]. 农业工程学报，2018，34(5)：256－263. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.05.034 Qiao Hongzhu, Gao Zhenjiang, Wang Jun, Zheng Zhian, Wei Qing, Li Gaofei. Optimization of vacuum pulsed drying process of garlic[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(5): 256－263. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.05.034 0 引 言大蒜，百合科葱属，味辛辣，有刺激性气味，含有丰富的蛋白质、碳水化合物、含硫化合物、氨基酸、维生素及多种微量元素[1]，是日常生活中必不可少的调味品。
2002年3月农业机械学报第33卷第2期大蒜冷冻干燥工艺的试验研究朱文学 程远霞 谢秀英 【摘要】 采用电阻法测量了大蒜的共晶温度、共熔温度,其值分别为-1715℃、-1614℃。
大蒜内部含胶质较多,自由水分含量较少,预冻时降温比较慢,预冻时间比较长。
恒速干燥时间短,降速干燥时间长,所用的总干燥时间长,宜采用切片干燥。
试验结果显示,大蒜冷冻干燥时的适宜厚度为1～3mm ,适宜加热温度为30～40℃。
由于获得良好品质大蒜片的干燥参数调节范围较小,故干燥过程中应严格控制工作参数。
叙词:大蒜 冷冻干燥 共晶温度 共熔温度中图分类号:S 63314文献标识码:AExper i m en ta l Study on Freeze D ry i ng of Garl icZhu W enxue Cheng Yuanx ia X ie X iuying(L uoy ang Institu te of T echnology )AbstractT he techno logical characteristics of garlic freeze 2drying p rocess w ere studied ,including the m easu rem en t of eu tectic and co 2m elting tem p eratu res ,influence of heat p late tem p eratu re and th ickness of garlic on the quality freeze 2dried garlic and freeze 2drying rate .T he eu tectic and co 2m elting tem p eratu res of garlic w ere tested w ith the resistance m ethod and the m easu red values w ere -1715℃and -1614℃resp ectively .T here is m uch gelatin and less free w ater ex isted in garlic .T he ti m e of con stan t drying rate w as sho rt ,and the ti m e of falling drying rate w as long ,so the garlic shou ld be sliced up befo re drying .T he exp eri m en tal resu lts show ed that the app ro 2p riate th ickness of garlic w as 1～3mm ,and the tem p eratu re 30～40℃fo r freeze 2drying .T he freeze 2drying p aram eters shou ld be con tro lled strictly becau se the allow ed range fo r a h igh quality p roduct w as li m ited .Key words Garlic ,F reeze drying ,Eu tectic tem p eratu re ,Co 2m elting tem p eratu re收稿日期:20010330朱文学 洛阳工学院机械设备系 博士 副教授,471039 洛阳市程远霞 洛阳工学院机械设备系 硕士谢秀英 洛阳工学院机械设备系 教授 引言大蒜中含有的蒜氨酸酶在大蒜组织中呈区域化分布,保持其特性的适宜pH 值为6～8,温度为37℃。
大蒜冷冻干燥工艺研究
陈雪峰;刘爱香;罗仓学;王宁
【期刊名称】《食品与发酵工业》
【年(卷),期】2003(029)003
【摘要】研究了冷冻干燥技术加工大蒜制品的生产工艺.采用电阻法测定出大蒜共晶点为-18℃.通过单因素试验,探讨了不同加热温度对大蒜冻干时间的影响.经过研究冷冻干燥的最佳工艺为:操作压力为13.3～40Pa,升华干燥温度控制在-20℃左右,隔板加热温度控制在40℃.
【总页数】4页(P59-62)
【作者】陈雪峰;刘爱香;罗仓学;王宁
【作者单位】陕西科技大学生命科学与工程学院,咸阳,712081;陕西科技大学生命科学与工程学院,咸阳,712081;陕西科技大学生命科学与工程学院,咸阳,712081;陕西科技大学生命科学与工程学院,咸阳,712081
【正文语种】中文
【中图分类】TS2
【相关文献】
1.真空冷冻干燥大蒜粉的工艺 [J], 杜卫华;孙金才;吴根苗;王亮;张慜
2.真空冷冻干燥制备大蒜蒜粉的工艺研究 [J], 张磊;张双双;李天兰;秦娜娜;杨海燕
3.真空冷冻干燥黑大蒜粉的加--艺 [J], 胡晗艳;胡云峰;王娜;景君;李平
4.大蒜冷冻干燥工艺研究 [J],
5.大蒜冷冻干燥工艺的试验研究 [J], 朱文学;程远霞;谢秀英
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
大蒜冷冻干燥工艺研究陈雪峰 刘爱香 罗仓学 王 宁(陕西科技大学生命科学与工程学院,咸阳,712081)摘 要 研究了冷冻干燥技术加工大蒜制品的生产工艺。
采用电阻法测定出大蒜共晶点为-18℃。
通过单因素试验,探讨了不同加热温度对大蒜冻干时间的影响。
经过研究冷冻干燥的最佳工艺为:操作压力为1313～40Pa ,升华干燥温度控制在-20℃左右,隔板加热温度控制在40℃。
关键词 大蒜,冷冻干燥,工艺第一作者:硕士,副教授。
收稿时间:2002-10-09,改回时间:2003-02-27 我国是大蒜的主要生产国,年产量占世界总产量的1/4,我国鲜蒜及各种加工制品除供应国内消费外,还大量出口日本、欧美及东南亚等国,大蒜初产品出口价格较低。
我国已有采用冷冻干燥技术加工制得的大蒜冻干制品[1],不仅出口价格高,大大提高大蒜产品附加值,同时还使大蒜应用前景更加广阔。
冷冻干燥是现代最先进的干燥方法之一,是在低温下对物料进行冷冻,然后在高真空下将物料水分从冰态直接升华而除去的干燥方法。
冷冻干燥技术应用于食品工业生产,能最大程度地保持食品的营养成分和原有形状,保留食品新鲜时的色、香、味,产品复水性极佳,便于长期贮存、运输和销售,因此冻干食品被公认为优质脱水食品。
我国有丰富的农副产品资源,面对国际国内市场对冻干食品巨大的需求,大力发展冻干食品,可以显著提高农副产品附加值,促进国民经济发展,符合国家提出的农副产品加工要讲究高水平、高起点、高标准发展方向。
但是冷冻干燥过程消耗能量较大,冻干时间较长,使得该类产品成本较高,制约着冻干食品的生产。
有关大蒜冻干制品研究报道较少,因此研究大蒜冻干制品的冻干过程,制定产品的合理工艺参数,对提高产品质量,缩短冻干时间,降低能耗,促进大蒜冻干制品生产均有重要意义[2]。
1 材料与方法111 材料与设备11111 原料与试剂原料:白皮蒜(独瓣型,市售),含水7012%。
11112 仪 器恒温水浴锅,电子天平,干燥箱,真空包装机。
11113 设 备L YO 21型冷冻干燥机(上海东富龙有限公司制造),该装置的热量传递方式主要是传导,在干燥过程中,热量由隔板通过金属盘被传递到物料表面,然后再从物料表面向内传递,相对于辐射传热方式来说整个干燥时间较长。
主要技术参数:(1)基础设施:总有效面积11108m 2;(2)板层:板层数目(4+1)块,板层最低温度-40℃,板层最高温度50℃;(3)冷凝器最低温度-50℃;(4)真空系统:真空泵排气量30m 3/h ,真空度<216Pa 。
(5)板层的冷却和加热:依靠板层内导热流体的循环实现间接传热。
112 试验方法9511211 物料共晶点的测定采用电阻法测量[3]。
简单的共晶点测量法是将2根适当粗细而又互相绝缘的铜丝插入产品中或盛放产品的容器中,作为电极。
在铜电极附近插一支温度计,插入深度与电极相同,把它们一起放入冻干箱的观察孔附近,并用适当的方法把它们固定好,然后进行预冻,这时用万用表不断地测量在降温过程中的电阻数值,根据电阻数值的变化来确定共晶点或共熔点。
其测量示意图如1所示。
1,电阻指示仪;2,铜电阻;3,测温探头;4,温度指示仪图1 物料共晶点测定示意图11212 工艺流程原料预处理→预冻→升华干燥(一次干燥)→解析干燥(二次干燥)→包装贮藏11213 操作要点(1)原料预处理:选择无病虫害、无严重损伤、饱满的大蒜头,去除蒜衣膜,洗净,切片,厚度控制在7～8mm 。
为保留大蒜原有风味,切片后不经漂烫直接进入预冻。
(2)预冻:预冻温度设在-25℃,在物料已达-25℃以下后,继续保持一段时间(一般1h ),以保证产品中的水分全部冻结。
(3)升华干燥:把预冻后的物料移入冻干机内,开始对加热板升温,在升温过程中物料温度始终维持在低于而又接近共晶点,冻干机操作压力控制在1313～40Pa 之间,以利于热量的传递和升华的进行。
(4)解析干燥:又称解吸干燥,在该阶段虽然产品内不存在冻结冰,但产品内还存在10%左右的水分,为了使产品达到合格的水分含量,必须对产品进行进一步的干燥,即解吸附干燥(二次干燥)。
在该阶段,可以使板层的温度迅速地上升到该产品的最高允许温度,并维持到冻干结束为止。
11214 生产能力可按下式计算:Q =M /s ・t 式中:Q ———生产能力是指设备所能容纳的鲜蒜片重量,kg/m 2h ;M ———所加工的鲜蒜片重量,kg ;s ———设备隔板总有效加热面积,m 2,本设备为1108m 2;t ———每一冻干生产周期所用的时间,h 。
11215 产品得率产品得率=冻干蒜片重量(kg )/新鲜大蒜重量(kg )2 结果与讨论211 大蒜共晶点所谓食品的共晶点就是食品中的水分全部冻结的温度。
共晶点是食品冷冻干燥过程中的重要物性参数,它与共熔点(其定义为完全冻结的食品,当温度升高至某一点时,开始出现冰晶熔化的温度)含义虽不同但测定方法相同,所得数值也基本一致。
因此本研究只测定了大蒜共晶点。
电阻法测定大蒜共晶点的原理是,大蒜含水量约为70%左右,溶液中离子(主要是无机盐)呈现出一定的导电性,当水逐渐结冰时,由于冻结作用,水中离子固定在某一位置而不能移动,失去导电性,电阻将会突然增大,此时的温度即为共晶点。
测定结果见表1。
由表1看出,随着温度的降低,电阻数值逐渐增大,在-18℃左右,突然达到无穷大,因此可以得出大蒜的共晶点为-18℃。
212 冻干过程的控制一般来说,维持升华干燥正常进行的2个必要条件是不断向冰供热和不断去除冰表面的水蒸气,因此影响蒜片冷冻干燥速率及制品质量的主要因素有加热温度、操作压力和蒜片厚度等[4]。
对传导加热方式来说,隔板的温度在升华旺盛的干燥初期应控制在70～80℃,干燥中期在60℃,干燥后期在40～50℃[5],但由于大蒜的风味成分和功效成分是热敏性物质,故在大蒜冻干操作中温度应尽可能的低,为此本文选定了0、20及40℃等3个隔板温度。
对操作压力来说,操6作压力的大小也影响着冷冻干燥过程的传热传质,压力高,传热效率好,但不利于水蒸气的顺利逸出;压力低,传质效果好,但传热性能较差。
有资料报道[6],存在一个最佳操作压力范围可使干燥速率达到最大值。
经过预备试验,初步选定操作压力为1313～40Pa 。
表1 大蒜共晶点测量数据序 号电阻/M Ω温度/℃149120107110-61217714-1210∞-1717257.8-01272.6-712164.0-1118∞-1715347.201067.6-613173.4-1212∞-1718在蒜片厚度为7～8mm 、操作压力为1313～Pa 条件下,本文研究了隔板加热温度分别为0、20及40℃时的大蒜冻干曲线,结果如图2～图4所示。
在蒜片升华温度始终维持处于共晶点以下而又接近共晶点状态(实际操作的升华温度控制在-20℃左右),图2 在0℃隔板加热温度下蒜片冷冻干燥曲线图3 在20℃隔板加热温度下冷冻干燥曲线图4 在40℃隔板加热温度下蒜片冷冻干燥曲线不同的加热温度,其冷冻干燥的时间是不一样的,0℃的升华时间最长,20℃次之,40℃最短。
结果表明,加热温度过低,虽可保证蒜片温度低于共晶点,但升华时间较长,导致冻干时间过长,能耗也就高;加热温度高,在同样维持蒜片温度低于共晶点的情况下,升华时间大大缩短,能耗也就降低。
因此,冷冻干燥过程中,在保证升华温度始终低于大蒜共晶点情况下,加热温度愈高愈好,从而能够保证产品质量、缩短工时、降低能耗。
冻干工艺最重要的研究内容之一就是寻找最佳加热温度,根据本文的研究,加热温度控制在40℃最为适宜。
在解吸干燥阶段,为了使产品达到合格的水分含量,必须对产品进行进一步的干燥。
为提高干燥效率,同时兼顾大蒜风味成分和功效成分的热敏性,解析干燥的温度选择了40℃,压力维持在20～40Pa 之间,保持这一温度直至干燥结束。
大蒜片冷冻干燥过程中,在蒜片厚度为7～8mm 、操作压力为1313～40Pa 条件下,升华干燥温度控制在-20℃左右,隔板加热温度控制在40℃,生产时间最短。
全部冻干时间约为12h 左右。
213 蒜片冻干厚度及最大生产能力的确定冷冻干燥过程是非常耗时的传热传质过程,研究物料厚度影响冻干过程的规律,对确定适宜的物料厚度,提高设备的生产能力是十分重要的。
由表2看出,物料厚度增加,冻干时间将大大延长,这是因为冰晶升华界面不断地由表层向里层推进,因此物料厚度对冻干时间长短影响很大,物料越厚,干燥时间越长。
但是冻干时间短并不意味着生产能力16就高,将设备所能容纳的鲜蒜片重量除以干燥时间,即得生产能力。
由表2知,当大蒜片厚度在8mm时,冷冻干燥的生产能力最大。
结果表明,在冷冻干燥过程中,物料的厚度要适宜才能达到设备最大生产能力,提高设备使用效率。
本研究确定,蒜片冷冻干燥生产中,蒜片的最佳厚度为8mm。
根据试验结果1kg新鲜蒜片可加工出0128kg冻干蒜片,再考虑到大蒜去皮、切片整理等损耗,产品最终得率为1417%,即1kg可加工出01147kg冻干蒜片。
同时经测定,蒜片含水量为218%,复水率是8613%。
表2 蒜片不同厚度冻干时间及生产能力蒜片厚度/mm 干燥时间/h生产能力/kg・m2・h-139130130051110014228121001620101515016003 结 论(1)大蒜的共晶点为-18℃。
(2)冷冻干燥的最佳工艺为:操作压力1313～40Pa条件下,升华干燥温度控制在-20℃左右,隔板加热温度控制在40℃,冻干时间约为12h左右。
(3)蒜片厚度为8mm时,设备生产能力达到最大,产品得率为1417%。
产品含水量为218%,复水率是8613%。
参考文献1 孔凡真.食品科技,2001,(2):302 贾明生.食品研究与开发,1996,17(2):51～543 蓝仁华,何滢滢,杨卓如等.食品科学,1995,16(9):44～474 胡益民,夏光玲,朱 军.食品科学,1995,16(3): 34～365 高福成.冻干食品.北京:中国轻工出版社,1998.62～636 蓝仁华,涂伟萍,杨卓如等.食品科学,1995,16(7):35～38Study on T echnology of G arlic Freeze2dryingChen Xuefeng Liu Aixiang Luo Cangxue Wang Ning (College of Life Science and Engineering,Shanxi University of Sience and Technology,Xianyang,712081)ABSTRACT In this paper,the technology of processed garlic product with freeze2drying tech2 nique was studied.The eutectic point of garlic which is meaured by electric resistance method is -18℃.The effect of different heating temperature on garlic freeze2drying time was studied by single factor test.The optimum technical conditions are operating pressure13.3～40Pa,subli2 mate2drying temperature-20℃and heating temperature of shelf40℃.K ey w ords garlic,freeze2drying,technology政治、法规、标准我国又有一批食品将实行安全市场准入制据国家质检总局产品监督司消息,2003年实施食品安全市场准入制度的食品主要有十几类,包括肉制品、奶制品、茶叶、饮料、调味品、方便食品、加工罐头、膨化食品、冷冻食品等。
