黑加侖果片微波真空膨化工藝及品質(zhì)研究.pdf

1、黑加侖果實富含多種營養(yǎng)成分，風(fēng)味獨特，黑加侖制品是市場潛力很大商品。采用微波真空膨化方法加工的黑加侖脆片是一種新型的漿果制品，營養(yǎng)成分保留率高，口感酥脆。
　　 本研究通過單因素試驗，分析了不同因素對黑加侖微波真空膨化特性的影響規(guī)律，并利用計算機(jī)仿真技術(shù)構(gòu)建出膨化過程中果片溫度、水分及形狀變化的數(shù)學(xué)模型，得到以下結(jié)論：
　　 1.在膨化時間方面：隨著微波強(qiáng)度及微波功率的增加，果片膨化時間減少；隨著真空壓強(qiáng)的增加，膨化時間

2、先增加后減少；而隨著初始含水率的增加，膨化時間增加。
　　 2.在果片水分變化方面：在膨化過程的前10 s，果片處于加速脫水階段。此后，初始條件不同，脫水速率也不相同。當(dāng)初始含水率為25％或真空壓強(qiáng)為15 kPa時，果片處于恒速脫水階段；當(dāng)初始含水率為35％，或真空壓強(qiáng)為30 kPa，或微波功率為0.93 kW，或全部微波強(qiáng)度水平時，果片先恒速脫水，而后降速脫水；當(dāng)微波功率為1.57 kW和2.48 kW時，果片先處于加速脫水階

3、段，而后變?yōu)榻邓倜撍A段；當(dāng)初始含水率為45％時，果片先降速脫水，而后恒速脫水；而當(dāng)真空壓強(qiáng)為45 kPa時，果片先處于加速脫水階段，之后進(jìn)入恒速脫水階段，最后變?yōu)榻邓倜撍A段。
　　 3.在果片溫度變化方面：隨著膨化時間的增加，果片的溫度不斷上升，而溫度上升速率逐漸減小。
　　 4.在果片形態(tài)變化方面：除微波功率為2.48 kW時，果片膨化過程分為前期的體積迅速膨脹和后期的體積恒定兩個階段外，在其他因素水平下，果片的膨

4、化過程均可分為三個階段：第一階段，在膨化過程的初期，果片體積不變，但形狀發(fā)生變化，果片直徑增加，厚度減少，而45 kPa的真空壓強(qiáng)在此階段則出現(xiàn)果片厚度和直徑減小，體積收縮的現(xiàn)象；第二階段，果片體積急劇膨脹，膨化率迅速增加，果片的直徑迅速減小，厚度迅速增加；第三階段：在膨化過程的中后期，果片直徑、厚度和體積無明顯變化，而真空壓強(qiáng)較高或較低時，果片在此階段均出現(xiàn)體積收縮現(xiàn)象。
　　 5.計算機(jī)模擬仿真：根據(jù)傅里葉傳熱方程，模擬出果

5、片的溫度變化規(guī)律，得出：隨著時間的增加，果片的溫度逐漸增加，并且前期溫升較快，后期較慢；對于同一時刻來說，果片的溫度由內(nèi)到外逐漸升高。根據(jù)水分?jǐn)U散方程，模擬出果片水分的變化規(guī)律，得出：隨著時間的增加，果片含水率下降；在任意時刻，果片各處的水分?jǐn)U散速度相同，含水率沒有差異。根據(jù)應(yīng)力-應(yīng)變的形變方程，模擬出果片形狀的變化過程，得出：果片在前10 s時，軸向發(fā)生收縮，之后開始膨脹。
　　 對比研究了微波膨化和微波真空膨化兩種方式加工出

6、黑加侖脆片的品質(zhì)，結(jié)果表明：與微波膨化相比，微波真空膨化后的脆片體積大，膨化率高，脆片微觀組織由許多小分子顆粒組成，結(jié)構(gòu)疏松，層次感強(qiáng)，脆片內(nèi)部出現(xiàn)中空現(xiàn)象，脆片硬度小，脆性大，色澤明亮，花青素?fù)p失少，整體品質(zhì)明顯優(yōu)于微波膨化后的脆片。
　　 本研究通過試驗方法確定出黑加侖鮮片的最佳配制方案為綿白糖添加10％，小蘇打添加1％。在此基礎(chǔ)上，利用中心組合試驗方法進(jìn)行響應(yīng)曲面分析，得出各因素與膨化后脆片品質(zhì)的回歸模型，并優(yōu)化出最佳的微

7、波真空膨化工藝參數(shù)。
　　 1.各因素交互作用對脆片品質(zhì)指標(biāo)的影響：在膨化率方面，單因素對其影響程度依次為，初始含水率>微波功率>真空壓強(qiáng)>膨化時間，在回歸模型中，初始含水率一次項和二次項、及初始含水率與其余三個因素的交互項對膨化率影響顯著，其余均不顯著；在色澤方面，單因素對其作用順序為，膨化時間>微波功率>初始含水率>真空壓強(qiáng)，在回歸模型中，膨化時間一次項，微波功率和真空壓強(qiáng)與初始含水率的交互項、及微波功率與膨化時間的交互項，

8、真空壓強(qiáng)、初始含水率及膨化時間二次項對色澤的影響顯著；在花青素含量方面，單因素對其的影響程度依次為，初始含水率>微波功率>膨化時間>真空壓強(qiáng)，在回歸模型中，真空壓強(qiáng)與初始含水率和膨化時間的交互項，以及初始含水率的二次項對花青素影響達(dá)到顯著水平；在最終含水率方面和感官分?jǐn)?shù)方面，只有微波功率，初始含水率及膨化時間的一次項對二者的回歸模型影響顯著，在單因素作用順序中，對最終含水率的作用大小為，初始含水率>微波功率>膨化時間>真空壓強(qiáng)，而對感官

9、分?jǐn)?shù)的作用依次是，微波功率>膨化時間>初始含水率>真空壓強(qiáng)；在質(zhì)構(gòu)特性指數(shù)方面，單因素對其作用順序為，膨化時間>初始含水率>微波功率>真空壓強(qiáng)，在回歸模型中，微波功率一次項、初始含水率和膨化時間的一次項與二次項，以及微波功率和初始含水率與膨化時間的交互項對質(zhì)構(gòu)特性指數(shù)影響顯著。
　　 2.黑加侖脆片微波真空膨化的最佳工藝參數(shù)：微波功率3.35 kW，真空壓強(qiáng)23 kPa，初始含水率35.59％和膨化時間100 s，所得結(jié)果為：膨