草莓营养丰富,果实富含酚类等抗氧化活性物质,特别是维生素 C 含量较高,有很好的营养、保健和药用价值,被誉为水果皇后。其采收期短,上市集中,易产生机械损伤,不耐贮藏。将新鲜草莓加工成草莓干、草莓粉、草莓速溶饮料等一系列新产品不仅食用更加方便,还可解决草莓的储存和运输问题,拓宽草莓制品市场。研究表明,相比于自然干燥,热风干燥有效提高了传热和传质系数。但高温易使组织细胞、营养成分遭到破坏,食品品质大幅下降;冷冻干燥草莓虽然可以最大程度保持草莓原有形状与味道,但高能耗、低效率也限制了其应用;微波干燥可很好的保留草莓营养物质,但微波干燥中的空穴效应造成的电磁场的不均匀性,导致干燥仓内的物料容易产生热点影响其品质;冰温真空干燥是将真空干燥技术与冰温技术相结合,使真空干燥过程中物料温度始终被控制在
冰温带范围内的新型干燥技术。
冰温干燥可使果蔬组织细胞在鲜活状态下被快速干燥,不会产生冰晶破坏物料细胞结构。同时真空干燥中低氧环境可抑制干燥过程中营养物质的氧化与微生物的生长与繁殖。因此冰温真空干燥既可维持物料原有的活体特性,又能在干燥后有效地保存物料原有风味及营养成分。冰温真空干燥可获得高品质胡萝卜干制品,其品质优良,复水性强。与冷冻干燥、热风干燥相比,菠菜经冰温真空干燥维生素C保有量最高,最接近于新鲜菠菜,叶绿素含量达新鲜菠菜叶绿素含量87%。复水比虽小于冷冻干燥,但远大于热风干燥。
目前国内外学者对草莓干制品的研究主要集中在冷冻干燥、热风干燥和微波干燥,对草莓冰温真空干燥及其干制品品质的相关研究鲜见报道。在干燥温度相对稳定条件下 (-0.5±0.2)℃,舱内不同干燥压力(绝对压力 50、100、300、500 Pa)对草莓干燥速率、失重率及相关干燥品质的影响,为今后冰温真空干燥草莓的工业化生产提供理论和实践依据。
仪器与设备
LJQK多功能果蔬保鲜装置兼具真空预冷、减压贮藏、冰温真空干燥功能,天津商业大学实验室。该装置可用于果蔬冰温真空干燥试验,主要包括真空系统、可控电加热系统、制冷系统和控制系统。该设备的真空舱可用于不同温度和压力,不同形状和大小的果蔬样品的干燥。由自动调节器控制样品温度,干燥过程中自动称取样品重量、温度等信息。真空舱货架装有耐低压称重传感器,用于检测干燥过程中果蔬重量的变化。干燥结束统一标准为湿基湿含量10 %以下,可根据果蔬初始重量、初始湿基湿含量,计算干燥完成后果蔬重量,通过称重传感器判断干燥结束时间。同时根据干燥过程中果蔬重量的变化,计算各时段内失重率与干燥速率。
结论
草莓冰温干燥过程中,在真空压差的作用下,最先去除物料表面水分。随着干燥过程的进行,物料表面水分逐渐去除,物料内部和表面之间形成湿度差,强大的湿度差将加速物料内部水分向表面扩散。同时存在着压力差,使得被汽化的水分子加速向真空空间移动。在干燥过程中将物料温度控制在草莓冰温带附近,可很好地保存果品品质。
通过测定干燥前后草莓的各项指标,发现不同干燥压力对草莓的干燥速率、失重率、复水比、维生素 C含量、色差等品质均有影响,对可溶性固形物含量则无明显的影响。相同干燥温度下,随着干燥压力的降低,草莓干燥速率、失重率及维生素 C 含量均增大,而
干基湿含量及复水比均有所减小。虽色差值也随干燥压力的降低而增大,但通过直接感官观察无明显差异。
对比4种干燥压力下的试验结果,50pa的干燥压力虽然可以极大限度的缩短干燥时间,降低能耗,但是干燥后的草莓品质及营养成分受到一定损失,对干燥设备的要求也更高。综合考虑,试验在 100、300 Pa的干燥压力下干燥效果较好,100 Pa 干燥压力可以在减少营养物质流失的同时进一步缩短干燥所需时间,干燥至目标含水量以下所需时间为72H,失重率、复水比、维生素 C 含量、可溶性固形物含量及色差值分别为 91.6 %、3.03、49.5 mg/(100 g)、19.6 %、20.93。冰温真空干燥具有能耗较低、干燥速率快、干燥均匀以及干燥后不流失营养成分等优点,是一种理想的果蔬保鲜技术。