典型蔬菜制品高效微波冷凍干燥的工藝與機理研究.pdf

1、真空冷凍干燥(FD)是獲得優(yōu)質(zhì)脫水產(chǎn)品的最好方法，但是由于常規(guī)加熱的冷凍干燥過程傳熱傳質(zhì)速率較低，干燥時間長，能耗大，因而限制了它的進一步推廣。在冷凍干燥中采用微波作為替代熱源，則稱為微波冷凍干燥(MFD)。微波加熱能夠?qū)崿F(xiàn)被干燥物料內(nèi)部的容積加熱，可提高冷凍干燥速率，從而縮短干燥時間，降低能耗，已在一定程度上顯示其優(yōu)越性。但微波凍干用于高水分含量食品原料脫水時由于冰和水介電特性的巨大差異會導致干燥速率提高不明顯、品質(zhì)較難控制。本論文以

2、蔬菜湯料和馬鈴薯為試驗原料，采用理論結(jié)合試驗研究的方法，提出基于改善物料介電特性的高效微波凍干方法，在保證產(chǎn)品品質(zhì)穩(wěn)定的前提下，以解決目前高水分蔬菜凍干普遍存在的干燥時間長，能耗大，成本高的問題。
　　 首先，研究了蔬菜湯料的微波冷凍干燥特性和工藝，并考察其干燥后的品質(zhì)特性，得出了微波功率、物料厚度、裝料量和物料溫度上限等參數(shù)對蔬菜湯料MFD過程和產(chǎn)品品質(zhì)的影響規(guī)律；并以干燥時間、能耗和感官品質(zhì)為評價指標，通過響應面分析法確定了

3、蔬菜湯料微波冷凍干燥的最佳工藝條件為：微波強度1.0-1.4W/g，物料厚度20mm,物料溫度上限控制在52-58℃。
　　 其次，針對化學成分可能影響物料的介電特性，從而影響物料凍結(jié)后的微波吸收能力和干燥速率，研究了常用于湯料中的幾種食品調(diào)味配料（食鹽、蔗糖和味精）的含量變化對蔬菜湯料介電特性和MFD過程的影響規(guī)律。發(fā)現(xiàn)食品配料成分對凍結(jié)和未凍結(jié)的蔬菜湯料的介電特性有顯著影響，凍結(jié)后蔬菜湯料的介電損耗因子隨加入食鹽、蔗糖和味精

4、的濃度增大而增加，其中食鹽的影響最大。食鹽、蔗糖、味精的添加均可提高MFD速率，縮短干燥時間，其中食鹽對干燥速率的影響最大。利用響應面分析法優(yōu)化了三種調(diào)味配料的最佳添加量范圍為食鹽3.2-5.3％，蔗糖2-6.8％，味精含量在4.5％以下時，對干燥時間和感官品質(zhì)影響不大，可根據(jù)配方需要添加。并討論了食鹽、蔗糖和味精影響物料介電特性的機理，得出凍結(jié)的蔬菜湯料介電常數(shù)和介電損耗因子提高主要是由于調(diào)味料的添加使湯料中未凍結(jié)水分增多的結(jié)論。

5、r>　　 再次，對具有不同介電特性的蔬菜湯料的FD與MFD過程進行了比較研究。發(fā)現(xiàn)蔬菜湯料的MFD速率顯著大于FD速率，調(diào)味料的添加使蔬菜湯料在低溫下的介電常數(shù)和介電損耗因子顯著增大，微波吸收能力增強，從而使其MFD速率進一步提高；而調(diào)味料的添加并不能提高蔬菜湯料的FD速率。能耗和產(chǎn)品品質(zhì)比較表明，合理添調(diào)味成分改善蔬菜湯料的介電特性，可使其在保證產(chǎn)品品質(zhì)的前提下提高MFD速率，縮短干燥時間，減少能耗，與無調(diào)味料的蔬菜湯料MFD及普通

6、FD相比具有明顯優(yōu)勢，是一種有潛能的干燥方法。
　　 還研究了滲透脫水對馬鈴薯片MFD特性和色澤、質(zhì)構和復水比等品質(zhì)屬性的影響。結(jié)果表明，部分滲透脫水預處理可有效提高微波冷凍干燥速率，但過度的滲透處理對產(chǎn)品的品質(zhì)有不利影響。與未處理樣品相比，5％食鹽或30％蔗糖溶液滲透預處理后的馬鈴薯片具有較短的MFD時間和較好的產(chǎn)品品質(zhì)。
　　 最后研究了漂燙和未漂燙的馬鈴薯片在MFD和FD過程中的微觀結(jié)構變化，并對產(chǎn)品的維生素C含量