果蔬變溫壓差膨化干燥技術(shù)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(jīng)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(yīng)原理使被加工物料內(nèi)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(zhì)的結(jié)構(gòu)變性 ，從而形成具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)特征、定型的多孔狀物質(zhì)的過程；干燥是膨化的物料在真空 （膨化）狀態(tài)下去除水分的過程。

果蔬變溫壓差膨化干燥設(shè)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(jīng)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(nèi)，通過加熱使果蔬內(nèi)部水分不斷汽化蒸發(fā)，罐內(nèi)壓力從常壓上升至0.1～0.4 MPa時，物料也升溫至100℃左右，產(chǎn)品處于高溫受熱狀態(tài)，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(nèi)瞬間降壓，使物料內(nèi)部水分瞬間蒸發(fā)，導致果蔬組織迅速膨脹，形成均勻的蜂窩狀結(jié)構(gòu)。在真空狀態(tài)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(chǎn)品，進行分級包裝，即得到膨化果蔬產(chǎn)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(chǎn)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(yīng)用CEPS進行馬鈴薯的膨化加工的產(chǎn)量為454 kg／h；確定了胡蘿b的最佳生產(chǎn)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(yōu)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(jié)構(gòu)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?shù)那疤幚砜梢苑乐乖显诩庸み^程中顏色的改變并增加產(chǎn)品的膨化效果。

中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)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(yōu)化，采用三因子二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)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(chǎn)品含水率、脆度、膨化度和色澤的影響，在此基礎(chǔ)上由試驗數(shù)據(jù)推導出描述4個指標的二次回歸模型，并對變量進行響應(yīng)面分析，得出優(yōu)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(chǎn)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(zhì)譜（GC／MS）聯(lián)用技術(shù)，分別對新鮮菠蘿，變溫壓差膨化前經(jīng)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(yīng)用微波膨化、壓差膨化技術(shù)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(guān)系的工藝操作曲線，采用新工藝加工的蘋果脆片產(chǎn)品，膨化率達到100%，水分含量3%。李大婧等（2010）研究了熱風聯(lián)合壓差膨化干燥對蘇99－8毛豆仁風味和品質(zhì)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(jīng)過膨化的果蔬產(chǎn)品，附加值高，具有廣闊的應(yīng)用前景。

（江南大學圖書館 張群 供稿）