苹果是人们最喜爱的食品之一,苹果的水分含量极高,易褐变,使其在贮藏保鲜及运输中易腐败变质,产品风味和商品价值受到严重影响,除部分鲜食外,大部分用于加工。其中苹果片是在保持其原有品质基础上加工而成的一种休闲食品,通过干燥工艺,可以去掉果蔬中的绝大部分水分,可以防止微生物生长,延长保质期,方便运输。果蔬干制品品质的好坏对市场销量有很大的影响。冰温真空干燥在草莓、猕猴桃和菠菜等果蔬中都有一些相关的研究,但是在苹果中未见报道。因此本实验上海一恒科学仪器有限公司对苹果片的真空干燥、冰温真空干燥、冷冻真空干燥3种方式进行研究,比较干制后的品质和微观结构方面的差异,以分析不同干燥方式的利弊,从而为苹果的干燥工艺提供理论参考,对苹果干燥的工业化生产有现实的指导意义。
1 仪器与设备
冰温真空干燥机,本实验室自行研制; BOC EDWARDS冷冻真空干燥机,世友创业科技有限公司;真空干燥机 BPZ-系列 上海一恒科学仪器有限公司;HITACHI S-3400NⅡ型扫描电子显微镜,苏州佐藤仪器有限公司;PQ 001 型台式脉冲核磁共振分析仪,上海纽迈电子科技有限公司;DZFC-1型电能综合分析测试仪, 上海存昊电子技术有限公司;UV-1102型紫外可见分光光度计,上海天美仪器有限公司;CR-400型色彩色差计,日本柯尼卡美能达公司;BPZ-系列真空包装机,上海一恒科学仪器有限公司。
上海一恒BPZ-6033LCB立式真空干燥箱
2 干燥方法
(1)真空干燥
设置加热温度20℃,真空度500~600Pa,定期测量含水率,达到含水率8%±0.5%时停止干燥。
(2)冷冻真空干燥
先将苹果片(实验测得共晶点为-25℃)置于-30℃的速冻机中进行预冻5h(达到-30℃后维持2h),预冷结束后快速放入已经降温到设定温度的冷冻真空干燥机中,设置的冷阱温度-50℃,真空度20~30Pa,升华干燥阶段搁板温度设置为-30℃,解析干燥阶段温度设置为20℃,定期测量含水率,达到含水率8%±0.5%时停止干燥。
(3)冰温真空干燥
冷阱温度设置在-15℃,加热板温度由PLC程序自行根据物料温度控制,真空度500~600Pa进行真空干燥,物料温度始终控制在0℃以下到冰点(实验测得苹果的冰点为-1.7℃)之间, 冰温真空干燥系统的测控装置可以自行计算并且显示含水率,达到含水率 8%±0.5%时停止干燥。了提高苹果片的干燥品质、干燥效率,降低干燥的能耗,上海一恒发现近年来的研究逐渐转向进行不同方面的预处理或者联合干燥等,但是在干燥的过程中需要时刻关注干燥的含水率,达到转换的含水率时换成另外一种干燥方式,而且还需要去探索合适的转换点,如果提前或者推迟都能导致品质下降,转换时也不能保证真空度,在这个过程中苹果可能会吸收水分或者在室温下氧化等情况发生,需要严格把关这一过程,所以这些方式在提高品质的同时,更多的是对工序的投入,繁杂的工序不仅增加了工业的投入成本,也在人力物力方面增加了投入。
3 结论
本研究上海一恒结果表明,不同的干燥方式对于苹果片的品质及微观结构影响差异显著。冰温真空干燥得到的苹果片与新鲜苹果各个方面的都品质非常的接近,在可溶性固形物(12.57%,新鲜的为13.8%)、可滴定酸(1.28 g/(100g),新鲜的为 1.305 g/(100g))等风味物质的保留率、对Vc的保留率高达80.95%,比真空干燥高43.65%,比冷冻真空干燥高40.32%,冰温真空干燥的复水性介于真空干燥和冷冻真空干燥之间,说明该种方式得到的苹果片得到的苹果片疏松程度良好。其他营养品质方面以及微观结构的完整性都具有明显的优势,具有非常广阔的应用前景;冷冻真空干燥所有方面的品质也都优于真空干燥苹果片,但是从经济性方面考虑,能耗问题日渐突出,降低冷冻真空干燥的能耗,缩减工业投入的成本将会更加有利于推广应用;真空干燥设备没有制冷系统,所以能耗是最低的,最具有经济性,但是各个方面的品质都有待提高。综合考虑后认为冰温真空干燥为最佳的干燥方式。