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干燥前处理技术的作用机制及应用

返回列表 来源:未知 发布日期:2019-05-22 17:18【
1 热烫处理
热烫预处理是将已切分或未切分的新鲜原料在温度较高的热水、沸水或常压蒸汽中进行热烫。高温热烫可以软化果蔬组织结构、提高细胞通透性、提升干燥速率、降低原料的不良风味和产品硬度。热烫预处理适于与多种干燥技术相结合。热烫处理可以增加生姜细胞膜通透性,经处理后恒温鼓风干燥速率显著提高;烫漂湿度和温度是影响枸杞干燥时间的关键因素,在温度 115 ℃、湿度 40%、时间 30 s 的烫漂条件下,干燥时间比未预处理样品缩短 4.75 h。然而,热烫处理并非适用于所有果蔬。发现对胡萝卜进行热烫处理,剩余的果胶甲酯酶活力有助于果胶交联结构的形成,从而抑制水分的迁移;芒果经热烫处理后体积收缩严重、细胞壁对水分通量阻力增大,水分有效扩散系数降低。因此,热烫预处理应根据物料特性进行选择,不宜选择淀粉含量高、质构偏软、热敏性强的物料,适当的热烫预处理有利于降低果蔬含水率,提高产品膨化度和色泽品质。

目前还有很多新的漂烫预处理方法,如高温瞬时蒸汽漂烫、微波漂烫、常温酸漂烫、欧姆漂烫、超声波协同热漂烫和压热声处理等。随着恒温鼓风干燥产业的迅猛发展,这些新型的漂烫技术将不断在果蔬干燥工业中得到应用,并朝着快速、节能和操作控制方便等方向发展。

2 冻融处理
冻融处理是指将物料在低温下冻结,然后在高温下解冻的过程。冻融处理通过改变果蔬水分的存在形式及溶质分布,从而影响物料的干燥特性及营养品质。速冻过程产生的冰晶使细胞间隙增大、结构膨胀,而解冻过程中冰晶体的生长使果蔬的细胞壁、细胞膜等结构受到损伤,减少了内部水分扩散的阻力,从而提高了鼓风干燥速率。漂烫、冻融和真空辅助渗透三种预处理对苹果热风干燥特性的影响,结果表明冻融处理后苹果片干燥速率最快。冻融处理对果蔬的质构及营养品质也有显著影响,毕金峰等[13]研究不同前处理方式对变温差膨化干燥哈密瓜质构的影响,发现冻融处理提高了产品的膨化度、硬度和脆度;发现经过冻融处理后,壳聚糖的干燥时间显著缩短,非酶褐变降低,DPPH 自由基清除能力提高。
 
冻融处理未来将围绕组织学、蛋白质流变学、水分迁移学以及各指标之间的相关性来探讨物料在冻融过程中生物化学和物理化学的变化,了解物料在冻融处理过程中的品质变化规律,揭示冻融处理对果蔬结构及品质的作用机理。
 
3 渗透处理
渗透处理是指在一定温度下,将果蔬浸入高渗透压溶液中除去部分水分,同时引入少量溶质的过程。渗透脱水可在低温无相变条件下快速脱除水分,不但节能,而且有助于改善产品的组织结构、抑制酶促褐变、改变产品的贮藏特性等。渗透脱水的影响因素有很多,主要包括果蔬物料的形状、组织结构,渗透液的选择,渗透液浓度、温度,渗透时间以及辅助作用等。
 
果蔬物料与渗透液接触面积越大,脱水效果越明显。渗透液溶质分子量越小,产生的渗透压越大,电解质溶质的渗透压比非电解质的高。采用 30%的柠檬酸钠溶液和 60%的蔗糖溶液对豌豆进行处理,结果表明水分活度相当的条件下柠檬酸钠的脱水效率高于蔗糖溶液。另外,生姜、番茄等实验结果表明三元体系渗透溶液(盐+糖)的有效水分扩散速率高于二元体系。一般说来,渗透溶液浓度越高,果蔬的失水量越大,其产品的固形物得率增加。然而当渗透液浓度达到某一值时,浓度再升高,固形物得率反而降低,这是因为渗透液浓度越高其黏度也越高,增加了传质阻力,阻碍了溶质的渗入。渗透温度的升高也可以加快传质效率,但高温会影响果实组织结构,破坏细胞膜的半透性,导致溶质大量进入到果实内部。
 
渗透时间对物料也有明显的影响,渗透时间越长,果蔬的失水量越大,但达到一定的渗透时间后,体系两相的浓度差变小,失水速度减慢。渗透时间过长会增加微生物污染的机率。渗透溶液与原料的质量比越大,物料失去的水分对溶液浓度的影响越小,溶液渗透压越稳定,但渗透液的大量使用会造成成本的增加,因此,渗透过程要综合考虑效率和成本问题。
 
由于单一渗透处理,传质效率较慢,多采用搅拌、超声、真空、高压脉冲电场等技术辅助渗透。发现真空辅助渗透能够显著缩短干燥时间,提高其 Vc保留率。Wang 等[19]采用超声波对红萝卜进行辅助渗透,发现超声波产生的空化效应使物料形成很多通道结构,从而显著减少了干燥时间,提高了 β-胡萝卜素含量和复水性。Yu 等[20]研究结果证实 PEF 处理可以显著加快蓝莓渗糖及脱水速率,提高产品的饱满度。渗透脱水技术由于其操作简单、节省能耗、对物料品质具有良好的保护作用,适用于大部分果蔬。但目前渗透脱水技术在大规模工业化生产中还有许多亟待解决的问题:如渗透溶液的循环使用、微生物安全性以及辅助技术的工业化应用等。