預(yù)處理對紅薯丁變溫壓差膨化干燥的影響

曹菲菲，梁鵬，暴悅梅，許靜婷

（1.天津市食品研究所有限公司，天津 301609；2.天津農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)系，天津 300384）

預(yù)處理對紅薯丁變溫壓差膨化干燥的影響

曹菲菲1，梁鵬2，*，暴悅梅1，許靜婷2

（1.天津市食品研究所有限公司，天津 301609；2.天津農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)系，天津 300384）

摘 要：研究糖漬、冷凍、水分3種不同預(yù)處理方式對紅薯丁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。結(jié)果表明，適當(dāng)程度的糖漬預(yù)處理使物料加速失水，對物料色澤和外形的保持有顯著的作用；低溫預(yù)處理有利于膨化干燥產(chǎn)品膨化度、硬度和脆度的提高；適度的水分含量有利于產(chǎn)品膨化度和色澤品質(zhì)的提高。

關(guān)鍵詞：紅薯；預(yù)處理；變溫壓差；膨化干燥

變溫壓差膨化干燥是近幾年剛剛興起的一種新型果蔬干燥技術(shù)，它是一種結(jié)合了熱風(fēng)干燥、真空冷凍干燥優(yōu)點(diǎn)的聯(lián)合干燥技術(shù)，克服了真空低溫油炸干燥等缺點(diǎn)，可以生產(chǎn)出類似于經(jīng)過冷凍干燥加工的產(chǎn)品[1-3]。變溫壓差膨化干燥的產(chǎn)品復(fù)水性能更好，并且生產(chǎn)的果蔬產(chǎn)品綠色天然、營養(yǎng)豐富、品質(zhì)優(yōu)良，應(yīng)用前景廣闊[4]。這種新型的果蔬加工技術(shù)還可以生產(chǎn)出低脂肪、水分含量低于7%的果蔬脆片。

1 材料與方法

1.1 材料、試劑

新鮮紅薯：天津市紅旗農(nóng)貿(mào)市場；白砂糖：天津農(nóng)學(xué)院天驕超市。

1.2 儀器

YP2001N型電子秤、Sh10A型水分快速測定儀、DGH-9240A型電熱鼓風(fēng)干燥箱：上海精密科學(xué)儀器有限公司；QDPH-20膨化果蔬膨化機(jī)組：天津勤德新材料科技有限公司；SMY-2000型色彩色差儀：北京盛名揚(yáng)科技開發(fā)有限責(zé)任公司；TA.XT plus物性分析儀：英國Stable Micro System公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

選購材料→清洗→去皮→切分→糖煮→預(yù)干燥→冷凍→均濕→膨化→冷卻→分級→包裝→貯藏

1.3.2 主要操作方法

糖煮：將紅薯塊放入煮沸的糖液中煮20 min，撈出淋干水后把紅薯切成約1 cm3的丁狀。

預(yù)干燥：把糖煮過的紅薯置于篩網(wǎng)上自然風(fēng)干，至水分含量達(dá)到10%。冷凍：把風(fēng)干過的紅薯置于-18℃的冰箱中冷凍24h。均濕：將原料裝入塑料袋中并把口扎緊，置低溫下均濕48 h，控制其適宜的含水量。

膨化、冷卻：使膨化罐內(nèi)溫度緩慢升至膨化溫度95℃，關(guān)閉電磁閥；開啟進(jìn)氣閥，使罐內(nèi)壓力增加到設(shè)定壓力后關(guān)閉進(jìn)氣閥；開啟真空泵，使罐內(nèi)真空度達(dá)到-0.1 MPa；開啟泄壓閥，原料瞬間膨脹，并帶走膨化罐中大量水分；迅速向冷卻管道中通入冷卻水，將膨化罐內(nèi)溫度降至抽真空干燥時要求的溫度；抽真空干燥一定時間；通入冷卻水將溫度降至30℃；關(guān)閉泄氣閥，維持5 min后，打開通氣閥門，連接大氣和膨化罐，使罐內(nèi)恢復(fù)常壓；開罐取出樣品，進(jìn)行產(chǎn)品指標(biāo)測試。

1.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.4.1 糖液的濃度對產(chǎn)品質(zhì)量的影響

將經(jīng)前處理的紅薯塊分別在0%、30%、40%、50%煮沸的糖溶液中進(jìn)行滲透處理20 min，將經(jīng)過上述處理的樣品在后續(xù)工藝條件一致的情況下進(jìn)行膨化處理，觀察糖煮時糖液濃度對色度、硬度、脆度、膨化度、復(fù)水性等的影響。

1.4.2 不同干燥方法對產(chǎn)品質(zhì)量的影響

在預(yù)處理階段，分別考察了在自然風(fēng)干與冷凍、熱風(fēng)干燥之間的區(qū)別。將糖煮后的紅薯分別進(jìn)行自然風(fēng)干、置于-18℃的冰箱中冷凍24 h、在100℃條件下熱風(fēng)干燥處理10 min3種方式處理，在后續(xù)工藝條件一致的情況下進(jìn)行膨化處理，觀察前處理方式對色度、硬度、脆度、膨化度、復(fù)水性等的影響。

1.4.3 膨化前紅薯復(fù)水后的水分含量對產(chǎn)品質(zhì)量的影響

將經(jīng)過40%糖液糖煮20 min且冷凍24 h的紅薯取出，至于篩網(wǎng)上風(fēng)干至水分含量為10%，將原料分批裝入塑料袋中并把口扎緊，置低溫下均濕48 h，使水分含量控制在20%、30%、40%和50%[5]。在后續(xù)工藝條件一致的情況下進(jìn)行膨化處理，觀察膨化前紅薯水分含量對產(chǎn)品色度、硬度、脆度、膨化度等的影響。

1.5 觀察指標(biāo)及檢測方法

1.5.1 水分含量的測定

測定結(jié)果按下式計(jì)算：

式中：m1為干燥前樣品與稱量瓶質(zhì)量，g；m2為干燥后樣品與稱量瓶質(zhì)量，g；m3為稱量瓶質(zhì)量，g。

1.5.2 膨化度的測定

比容法。測定結(jié)果按下式計(jì)算：

式中：V1為放入產(chǎn)品后的總體積，mL；V2為放入前石英砂的體積，mL；M為膨化產(chǎn)品的質(zhì)量，g。

1.5.3 色澤的測定

利用色彩色差計(jì)，以儀器白板色澤為標(biāo)準(zhǔn)，依亨特表色系統(tǒng)測量該膨化產(chǎn)品的明度指數(shù)L、色品指數(shù)a、b。

1.5.4 硬度和酥脆度的測定

采用TA.XT plus物性分析儀測定樣品的酥脆度。測試條件如下：測試前速率1 mm/s，測試速率1 mm/s，測試后速率1 mm/s，測試距離1 cm，數(shù)據(jù)采集速度500次/s，探頭為P35。給出應(yīng)力隨時間的變化曲線，硬度值等于曲線中力的峰值，即樣品斷裂所需要的最大力，單位為“g”，值越大表示被測物體的硬度越大；硬度值在一定范圍內(nèi)與產(chǎn)品酥脆性呈正相關(guān)。

1.5.5 復(fù)水率的測定

一般可用復(fù)水率來表示，測定方法為：分別取各種膨化樣品3 g，放入錐形瓶中，用水量為150 mL。樣品復(fù)水過程中，將錐形瓶置于水浴鍋中，水溫控制為60℃，每隔15 min撈出試樣置于篩網(wǎng)上瀝水約3 min，瀝干后稱重，隨后繼續(xù)按上述方法反復(fù)進(jìn)行4次試驗(yàn)。每次試驗(yàn)后要及時測量水溫，通過水浴鍋將水溫調(diào)整為60℃，然后再進(jìn)行下次試驗(yàn)。測定結(jié)果按下式計(jì)算：

式中：M1為復(fù)水后的樣品質(zhì)量，g；M2為復(fù)水前的樣品質(zhì)量，g。

1.6 膨化食品感官評價(jià)要求

從形態(tài)、色澤、組織、氣味等方面對膨化產(chǎn)品進(jìn)行感官評價(jià)。感官評價(jià)指標(biāo)要求及標(biāo)準(zhǔn)見表1。

方法：組織有專業(yè)知識的人員5名，對不同工藝條件下生產(chǎn)的紅薯丁進(jìn)行感官評分，分值越高，產(chǎn)品質(zhì)量越好。

表1 感官評分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Standard of sensory score

2 結(jié)果與分析

2.1 不同糖液的濃度對產(chǎn)品質(zhì)量的影響

不同糖煮濃度對產(chǎn)品質(zhì)量的影響結(jié)果，見表2。

表2 不同糖液濃度對產(chǎn)品質(zhì)量的影響Table 2 Effects of different sugar concentration on the quality of the products

由表2可以看出，紅薯經(jīng)過不同濃度的糖液煮制，從膨化度的指標(biāo)來看40%糖液制作的產(chǎn)品品質(zhì)最好。而其他的膨化度相對較低?？赡芤?yàn)榈蜐舛鹊奶且海挥猩倭刻沁M(jìn)入紅薯內(nèi)；而高濃度糖液是產(chǎn)品內(nèi)部的糖分增加，膨化效果也不理想。復(fù)水性也可以體現(xiàn)膨化效果的好壞，通過數(shù)據(jù)的比較40%的糖濃度產(chǎn)品復(fù)水性最優(yōu)。而L值越高也說明色澤越好。

2.2 不同干燥方法對產(chǎn)品質(zhì)量的影響

不同干燥方法對產(chǎn)品質(zhì)量的影響結(jié)果見表3。

表3 三種不同干燥方法對產(chǎn)品質(zhì)量的影響Table 3 Effects of three kinds of different drying methods on the quality of the products

由表3可看出，紅薯經(jīng)不同的處理方式，其質(zhì)量有明顯差別。經(jīng)過冷凍處理的產(chǎn)品膨化度、色澤、酥脆度明顯高于經(jīng)過自然風(fēng)干和熱風(fēng)干燥處理的，經(jīng)過冷凍處理的產(chǎn)品要比未經(jīng)冷凍處理的顏色鮮艷，而且具較完整、均勻的外觀，有效避免了外觀收縮的現(xiàn)象，由于在冷凍階段，較低的溫度固化了物料內(nèi)部的纖維結(jié)構(gòu)，這有利于后期干燥產(chǎn)品形狀的保持。因此，經(jīng)糖煮后再冷凍這一步驟需應(yīng)用于膨化前的預(yù)處理環(huán)節(jié)中。

2.3 膨化前紅薯復(fù)水后的水分含量對產(chǎn)品質(zhì)量的影響

膨化前紅薯水分含量對產(chǎn)品質(zhì)量的影響結(jié)果，見表4。

由表4可看出，水分含量為20%、30%時，缺乏膨化動力，導(dǎo)致產(chǎn)品會焦糊，影響外觀及風(fēng)味。水分含量為40%時得到膨化度最大、色澤最鮮艷。水分含量為50%時，硬度最小，但是水分含量過高，則多余的水分難以蒸發(fā)完全，既浪費(fèi)能源，又導(dǎo)致終產(chǎn)品水分含量過大而發(fā)軟，影響產(chǎn)品的脆性。

表4 水分含量對產(chǎn)品質(zhì)量的影響Table 4 Effect of moisture content on the quality of the products

2.4 最佳工藝的最終確定

經(jīng)過各工序的對比研究，進(jìn)行膨化得到最終產(chǎn)品的最優(yōu)膨化度、色澤、硬度、復(fù)水率結(jié)果見表5。

表5 測定結(jié)果Table 5 The results of determination

由表5可知，最終得出最佳預(yù)處理?xiàng)l件為用40%糖溶液糖煮處理，取出后切成1 cm3的丁風(fēng)干至水分含量為10%，再在-18℃下冷凍處理24 h，取出后均濕48 h后將紅薯的的水分含量控制為40%。

3 結(jié)論

通過單因素試驗(yàn)確定合適的預(yù)處理方式為：紅薯原料經(jīng)去皮切分后用40%糖液煮制20 min，取出后切成1 cm的紅薯丁后風(fēng)干至水分含量為10%；將風(fēng)干的紅薯丁于-18℃下冷凍處理24 h，取出后均濕48 h，使紅薯丁水分含量控制為40%。經(jīng)進(jìn)一步的膨化工藝處理（膨化溫度為95℃，停止時間5 min，干燥溫度為75℃～85℃，干燥時間為150min，膨化壓力差為-0.1MPa）即為產(chǎn)品。在此工藝條件下得到的膨化紅薯丁色澤鮮亮，酥脆可口，主要質(zhì)量指標(biāo)測定結(jié)果：膨化度1. 967；L 67. 20；硬度 36 007. 52；脆度 89. 103；復(fù)水率 0.917。

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[1]蔡自建,龍虎.甘薯營養(yǎng)研究及食品開發(fā)[J].西南民族大學(xué)學(xué)報(bào)·自然科學(xué)版,2005(1):103-106

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[3]劉慶昌.甘薯在我國糧食和能源安全中的重要作用[J].科技導(dǎo)報(bào),2004(9):21-22

[4]畢金峰．影響柑橘變溫壓差膨化干燥的因素研究[J]．中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2008,13(5):40－47

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Effect of Different Pretreatments on The Product Effect of Explosion Puffing Drying for Sweet Potato Butyl

CAO Fei-fei1，LIANG Peng2，*，BAO Yue-mei1，XU Jing-ting2
（1.Tianjin Food Research Institute Co.，Ltd.，Tianjin 301609，China；2.Tianjin Angricultural University，Tianjin 300384，China）

Abstract：The influence of different pretreatments including infusing， freezing and moisture of moisture content， color， bluk， desinty， hardness and crispness of explosion puffing drying for Sweet potato was investigated in this paper.The results showed that the sugar fluid infusing pretreatment accelerated the dehydration of product，obviously maintained the color and the shape；freezing pretreatment was advantageous to bulk density，hardness and crispnessenhancement.Moderate moisture content to product quality with colour and lustre of puffed degrees enhancement.

Key words：Sweet potato；pretreatment；modified temperature and pressure；explosion puffing drying

DOI：10.3969/j.issn.1005-6521.2013.13.021

曹菲菲（1985—），女（漢），助理工程師，本科，研究方向：食品科學(xué)與工程。

2013-02-15