生姜真空冷凍干燥方便制品工藝技術的研究

鄧林，劉延嶺

(四川工商職業技術學院，四川 都江堰 611830)

生姜是常用的調味品，能賦予食品特殊的風味[1]。生姜含精油、辣味化合物、脂肪油、樹脂、淀粉、戊聚糖、蛋白質、纖維素、臘、有色物質和微量礦物質等[2]，不但能調味，還有發汗解表、止嘔、解毒、活血、祛寒等功效，是很好的食藥雙效品[3]。

真空冷凍干燥，簡稱凍干，具有諸多優點，如有利于營養成分和色香味成分的保留；可以有效抑制微生物的生長和酶的作用；基本保持了產品原有的結構，不會發生收縮和龜裂，不會引起表面硬化現象；復水時，吸水迅速、完全，能很快恢復至原有性狀，養分流失極少；且產品質量輕，貯運攜帶方便，節約冷鏈的巨大耗費[4,5]。

目前，國外已經有比較成熟的凍干技術[6]，但凍干生姜在我國的研究還處于起步階段，凍干生姜較傳統生姜制品相比有很多優點，具有很好的市場前景。本文通過對真空冷凍干燥生姜方便制品(姜片、姜絲、姜粉)的工藝技術進行優化研究，以期為生姜制品的開發提供理論和技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

黃姜和普通姜：購自四川省成都市農貿市場。NaOH，I2，Na2SO4等化學試劑：均為國產分析純。

WYT型手持糖量計 上海滬粵明科學儀器有限公司；FD-1DF型冷凍干燥劑 上海喬躍電子有限公司；XL-06A型家用小型粉碎機 北京市旭眾致朋機械設備有限公司；DZQ400-2SB型真空充氣包裝機 深圳市華冠包裝機械有限公司。

1.2 工藝流程

1.2.1 姜片

黃姜→清洗→去皮→預凍→真空冷凍干燥→包裝→殺菌→成品。

1.2.2 姜絲

黃姜→清洗→去皮→切絲→預凍→真空冷凍干燥→包裝→殺菌→成品。

1.2.3 姜粉

凍干姜片或姜絲→粉碎→包裝→殺菌→成品。

1.3 復水試驗

稱取冷凍干燥生姜制品片3 g，放入250 mL燒杯中，加水量為150 mL。樣品復水過程中，將燒杯置于保溫桶中，恒溫60 ℃，每隔15 min撈出試樣置于篩網上瀝水3 min，瀝干后稱重，然后用上述方法反復進行4次試驗。干制品的復水性主要用復水比來衡量，復水比可由Rf=Gf/Gg求出。其中Rf為復水比；Gf為樣品復水后瀝干質量(g)；Gg為干制品試樣質量(g)。

1.4 數據統計分析

對原始數據進行整理，用SPSS 22.0軟件對實驗數據進行統計和分析。

2 結果與分析

2.1 工藝條件優化

2.1.1 原料選擇

生姜的品種很多，制作優質的冷凍干燥生姜制品，好的原料品種是基礎。試驗選擇了市場上普遍銷售的兩種生姜：黃姜和普通姜，結果見表1。

表1 生姜原料品種對制品質量的影響Table 1 The effect of ginger varieties on the quality of products

選用普通姜作為生產原料，制品顏色暗淡，且容易斷裂，感官品質極差。選用黃姜作為生產原料，可以生產出感官品質優良的制品。因此，生姜凍干制品的生產應選取新鮮、塊莖肥大、無爛莖、無暗斑、無蟲蛀、無發芽、顏色純正、香氣突出的黃姜。

2.1.2 原料的清洗

常用的清洗劑和消毒藥物有水、堿水溶液、表面活性劑、含氯消毒劑、75%乙醇等[7]。其中水是基本清洗劑，安全、廉價、可回收使用。使用水進行清洗時，同時利用攪拌、流動摩擦以及壓力噴射等物理方法，可大大提高水的洗滌效果。鑒于水具有安全、廉價、可回收的特點，確定用清水作為清洗劑。

通常清洗方法包括物理方法和化學方法[8]，適宜以水作為清洗劑的清洗方法為物理機械清洗法。用機械的方法通過沖洗、刷、擦、抹、掃等除去生姜表面的污泥和有害微生物[9]，減少食品被污染的機會，具有簡單、方便、實用、安全的優點。在本試驗中，采用手工清水清洗。

2.1.3 生姜的去皮

生姜若未去皮，制品的表皮會脫落，嚴重影響制品的感官品質。去皮的方法通常分物理法和化學法[10]。常用的物理去皮方法有機械去皮方法、熱燙去皮法和冷凍去皮法；常用的化學去皮法有酶法和堿法去皮。化學去皮可能對制品的安全性和感官品質產生不利影響，試驗確定采用物理去皮法。

熱燙去皮法會導致姜制品組織軟化，影響制品感官品質。經過試驗，冷凍去皮法不適宜于生姜的去皮。機械去皮是最傳統的去皮方法，具有操作簡單、成本低廉、去皮效果好、安全性高、可很好地保存食品的營養和感官品質等優點，試驗確定采用機械去皮法，使用刮片刮去生姜表皮。

2.1.4 切片

切片厚度是影響生姜凍干效果的主要因素之一。本試驗研究凍干生姜方便制品，制品通過復水，最終適用于家庭烹飪，因此制品的切片厚度應控制在1～2 mm。

2.1.5 預凍

預凍是食品內的水釋放出凍結潛熱轉變成結晶態或無定形固態的過程。通過預凍，可以使溶液中的自由水固化，干燥后的產品保持干燥前的形態，防止抽空干燥時發生起泡、濃縮、收縮和溶質移動等不可逆變化，同時達到在低溫、真空環境中除去物質中的自由水和吸附于固體晶格間隙中的吸附水的目的。因此，預凍是決定制品質量的重要因素之一。制品若未經預凍，干燥時間會嚴重拉長，增加生產成本。

易麗、張康逸、柳青等[11-13]分別對番木瓜片、谷物和雙孢菇等的真空冷凍干燥工藝進行了研究，均選擇了-40 ℃的預凍溫度。本試驗以-40 ℃為預凍溫度，研究不同預凍時間對姜片和姜絲干燥至水分含量小于5%時所需干燥時間的影響，以確定最佳預凍時間，結果見表2。

表2 預凍時間對干燥效率的影響Table 2 Effect of pre-freezing time on drying efficiency h

結果表明：預凍時間2 h時，無論姜片還是姜絲，其真空干燥時間和干燥總時間都相對較短，能節約能源，減少生產成本。

2.1.6 真空冷凍干燥

真空冷凍干燥時間因原料狀態不同而異。姜片的干燥時間一般為18 h，姜絲的干燥時間一般為21 h，結果見表3和圖1。

表3 干燥曲線Table 3 Drying curve

圖1 干燥曲線Fig.1 Drying curve

姜絲的冷凍干燥時間大于姜片的冷凍干燥時間，可能的原因是：姜片是片狀物，冷氣流經姜片表面形成冷氣流，容易帶走熱量；而姜絲較姜片更為細碎，不能在其表面形成好的冷氣流，冷熱交換效果差，以致影響其冷凍的效果，從而影響了干燥的效率。

2.1.7 生姜粉的加工

從冷凍干燥后的生姜片和生姜絲制品中選取斷裂、細碎的制品，用粉碎機磨成細粉即可。

2.1.8 包裝材料和方法

包裝材料通常分軟包裝材料、硬包裝材料和活性抗菌包裝。軟包裝材料包括紙包裝材料、塑料包裝材料、鋁箔和鍍鋁薄膜及復合軟包裝材料；硬包裝材料包括金屬、玻璃、陶瓷；活性抗菌包裝是在包裝材料中添加抗菌化學物制劑，達到抗菌包裝效果[14]。

生姜凍干制品質量輕，穩定性好，宜采用質量輕、成本低廉的軟包裝材料。常見的塑料食品包裝材料有聚乙烯、聚丙烯、聚酯等。聚丙烯安全性好，機械力學性能好，化學穩定性好，耐高溫，熱封性能好，適宜作為生姜凍干制品的銷售包裝。采用瓦楞紙箱作為制品的運輸包裝。

2.1.9 殺菌

生姜凍干制品是干制品，水分含量低于5%，殺菌過程不能采用液體殺菌劑及熱水、蒸氣等。凍干姜片經過清洗、去皮，已經除去大部分的有害微生物，而生產加工過程處于低溫和缺氧狀態，微生物的生長繁殖受到抑制，干制品的有害微生物含量很低[15]。且因制品含水量低于5%，其Aw在0.05～0.2，當Aw<0.5時，所有的微生物都不能生長，所以制品不需經過特別嚴格的殺菌過程即可保證其安全。鑒于制品以上所述特點，宜采用操作方便、殺菌效果好、成本低廉的輻射殺菌方法和微波殺菌法，或紫外線殺菌法等射線殺菌法。

2.2 復水試驗結果

復水后的感官特性主要根據干制品的風味、色澤、所保持原有形態的程度進行評定。味道香濃、色澤鮮艷、形狀平整為優，味道較淡或有異味、色澤變淡或變褐、形狀嚴重卷曲為差。復水試驗結果見表4。

表4 復水試驗結果Table 4 Results of rehydration test

由表4可知，凍干姜制品具有較好的復水性能，且凍干姜制品在復水后可較好地保持其原有的色、香、味、形。

2.3 耐貯藏性能測試結果

冷凍生姜制品含水量都很低，低于5%，在封裝完好的情況下經過6個月的保存，其色、香、味、形穩定不變，表明制品具有較好的耐貯藏性能。

3 結論

本文研究了生姜片、絲和粉的真空冷凍干燥技術，確定其加工的最佳工藝條件，以延長生姜制品的保存期，并且最大限度保持生姜原有的營養物質及風味，制作成方便食品，豐富生姜制品種類。制品經過復水后可用于家庭烹飪，適應現代快節奏生活的需要。

姜片冷凍干燥的最佳工藝參數為：切片厚度1～2 mm，預凍溫度-40 ℃，時間2 h，真空冷凍干燥時間16 h(姜片)，19 h(姜絲)。制得的凍干生姜制品在感官品質、復水性能和耐貯藏性能方面都具有較好的優勢。

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