果蔬變溫壓差膨化干燥技術研究

果蔬變溫壓差膨化干燥技術研究

變溫壓差膨化干燥又稱氣流膨化干燥、爆炸膨化干燥、壓差膨化干燥等。變溫是指物料膨化溫度和真空干燥溫度不同，在干燥過程中溫度不斷變化；壓差是指物料在膨化瞬間經歷了一個由高壓到低壓的過程；膨化是利用相變和氣體的熱壓效應原理使被加工物料內部的水分瞬間升溫汽化、減壓膨脹，并依靠氣體的膨脹力，帶動組織中高分子物質的結構變性 ，從而形成具有網狀結構特征、定型的多孔狀物質的過程；干燥是膨化的物料在真空 （膨化）狀態下去除水分的過程。

果蔬變溫壓差膨化干燥設備主要由膨化罐和一個體積比膨化罐大5～10倍的真空罐組成。果蔬原料經預干燥至含水率為15%～35%（不同果蔬原料要求有所不同）。然后將其置于膨化罐內，通過加熱使果蔬內部水分不斷汽化蒸發，罐內壓力從常壓上升至0.1～0.4 MPa時，物料也升溫至100℃左右，產品處于高溫受熱狀態，隨后迅速打開連接膨化罐和真空罐 （真空罐已預先抽真空）的泄壓閥，由于膨化罐內瞬間降壓，使物料內部水分瞬間蒸發，導致果蔬組織迅速膨脹，形成均勻的蜂窩狀結構。在真空狀態下維持加熱脫水一段時間，直至達到所需的安全含水率 （3%～5%），停止加熱，使膨化罐冷卻至室溫時解除真空，取出產品，進行分級包裝，即得到膨化果蔬產品。

國外對果蔬的膨化干燥工藝研究較早，如J.F.Sullivan（1983）通過對馬鈴薯和胡蘿卜進行膨化干燥試驗，確定了馬鈴薯的最佳生產工藝為：93℃條件下熱風干燥到含水率為25%，膨化壓力為414 k Pa，膨化溫度為176℃，應用CEPS進行馬鈴薯的膨化加工的產量為454 kg／h；確定了胡蘿b的最佳生產工藝：在95℃條件下熱風干燥到含水率為25%，膨化壓力為275 k Pa，膨化溫度為149℃。A.Na t h等（2007）也對馬鈴薯高溫短時膨化工藝進行了研究，確定了膨化溫度，膨化時間，原料的最初含水率和淀粉含量為對膨化影響最顯著的因素，并對膨化工藝進行了優化研究。國外一些學者對馬鈴薯膨化前處理也進行了較細致的研究，重點研究了燙漂與干燥條件對馬鈴薯膨化率、外部干燥層的影響，并通過電鏡觀察其微觀結構的變化，對于在加工過程中對溫度和壓力要求較高的物料，如馬鈴薯等，原料的前處理尤為的重要，適當的前處理可以防止原料在加工過程中顏色的改變并增加產品的膨化效果。

中國農業科學院農產品加工研究所近年來對果蔬的膨化干燥工藝研究較多。如：畢金峰等（2008）對哈密瓜變溫壓差膨化干燥工藝進行優化，采用三因子二次回歸正交旋轉組合設計，分析預干燥后含水率、膨化溫度和抽空時間3個變量對產品含水率、脆度、膨化度和色澤的影響，在此基礎上由試驗數據推導出描述4個指標的二次回歸模型，并對變量進行響應面分析，得出優化膨化干燥工藝條件為：預干燥后原料含水率為30%，膨化溫度為88～95℃，抽空時間為1.7～2.2 h；畢金峰等（2010）研究熱燙、冷凍和浸漬3種不同預處理方式對哈密瓜變溫壓差膨化干燥產品含水率、色澤、膨化度、硬度和脆度的影響；畢金峰等（2010）采用氣相色譜／質譜（GC／MS）聯用技術，分別對新鮮菠蘿，變溫壓差膨化前經麥芽糖漿浸泡、熱風干燥后的菠蘿，變溫壓差膨化后的菠蘿脆片進行香氣成分檢測，并對膨化前后各階段消失的香氣成分，以及變溫壓差膨化后的菠蘿特有的香氣成分進行分析。張永茂等（2007）以新鮮蘋果為原料，應用微波膨化、壓差膨化技術的基本原理和方法，提出了“一次加壓、瞬間減壓膨化，真空脫水固化”的操作工藝，制定了膨化時間與膨化溫度、壓力關系的工藝操作曲線，采用新工藝加工的蘋果脆片產品，膨化率達到100%，水分含量3%。李大婧等（2010）研究了熱風聯合壓差膨化干燥對蘇99－8毛豆仁風味和品質的影響。

膨化果蔬被國際食品界譽為“二十一世紀食品”。膨化果蔬脆片的原料來源非常廣泛，果品如蘋果、梨、香蕉、柑橘、菠蘿、獼猴桃、哈密瓜、草莓、桃、杏、棗等，蔬菜如胡蘿卜、馬鈴薯、甘薯、菠菜、黃瓜、甘藍、西紅柿、芹菜、食用菌、大蒜等。經過膨化的果蔬產品，附加值高，具有廣闊的應用前景。

（江南大學圖書館 張群 供稿）