鲜芡实冷冻干燥生产工艺

摘要：采用ＤＦ技术对芡实的真空冷冻干燥生产工艺进行了探讨。结果表明，芡实最佳冷冻干燥工艺条件为速冻温度－３２℃~-35℃， 速冻时间１ ｈ，升华干燥时仓压90～１1０Ｐａ；解析干燥时仓压为４０～５０Ｐａ， 解析时的物料温度为５０℃，冷冻干燥所需时间为１２ ｈ。

关键词：鲜芡实；ＦＤ技术；冻干食品

中图分类号：Ｓ５６７．２１＋９；ＴＳ２０５．７ 文献标识码：Ａ 文章编号：0439－８114（２０11）02－0373-03

Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｖａｃｕｕｍ Ｆｒｅｅｚｅ Ｄｒｙｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ Ｇｏｒｄｏｎ Ｅｕｒｙａｌｅ Ｓｅｅｄｓ

ＬＩ Ｈａｉ－ｌｉｎ，ＷＡＮＧ Ｈｅ－ｃａｉ，ＺＨＯＵ Ｃｕｉ－ｙｉｎｇ，ＬＩ Ｄｏｎｇ－ｘｉａ

（Ｆｏｏｄ ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ， Ｓｕｚｈｏｕ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ， Ｓｕｚｈｏｕ ２１５００８，Ｊｉａｎｇｓｕ，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｆｒｅｅｚｅ ｄｒｙｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ Ｇｏｒｄｏｎ eｕｒｙａｌｅ ｓｅｅｄｓ ｗａｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＦＤ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗed ｔｈａｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｏｆ ｖａｃｕｕｍ ｆｒｅｅｚｅ ｄｒｙｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ Ｇｏｒｄｏｎ eｕｒｙａｌｅ ｓｅｅｄｓ ｗｅｒｅ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ， ｔｈｅ ｑｕｉｃｋ－ｆｒｅｅｚｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｗａｓ －３２℃~-35℃； the ｑｕｉｃｋ－ｆｒｅｅｚｅ ｔｉｍｅ ｗａｓ １ｈ； ｔｈｅ ｄｒｙｉｎｇ ｓｕｂｌｉｍａｔｉｏｎ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｗａｓ 9０～１1０Ｐａ； the ｄｒｙｉｎｇ ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｗａｓ ４０～５０Ｐａ； ｔｈｅ ｍａｔｅｒｉｅｌ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｄｕｒｉｎｇ ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ ｗａｓ ａｂｏｕｔ ５０℃； ａｎｄ ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｆｒｅｅｚｅ－ｄｙｉｎｇ ｔｏｏｋ ａ ｐｅｒｉｏｄ ｏｆ １２ｈ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： gｏｒｄｏｎ ｅｕｒｙａｌｅ seed； ＦＤ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ； ｆｒｅｅｚｅ－ｄｙｉｎｇ food

真空冷冻干燥技术简称“ＦＤ技术”，是目前世界上最先进的食品加工技术之一。它就是将新鲜食品中的水分速冻成冰，在真空状态下供热升华干燥而制成脱水食品［１］。由于冻干过程是在低温真空状态下进行，故ＦＤ食品具有其他干燥方法所不及的优越性，不仅能有效地保存热敏性功能活性成分，保持原有的色香味，且产品复水性好。芡实作为传统的保健食品资源，现代科学已从分子水平上证实了其所具有的营养保健功能及药用价值［２，３］，芡实食品正以其安全、天然、富有营养和具有调节人体多项生理功能而赢得越来越多消费者的青睐。然而，传统芡米只通过简单的烘干制成，无论出口或内销，都存在营养成分大量损失，且失去芡米原有的清香味。利用ＦＤ技术对鲜芡米进行真空冷冻干燥工艺的研究开发，可以减少芡米中相关热敏性营养成分的损失，彻底解决芡米传统干制品品质较低、档次不高、卫生较差的技术瓶颈，使芡实干制品在色、香、味、形及营养成分的保存方面接近于新鲜芡米，从而促进传统产品的升级换代，提高芡实的附加值，推动芡实特色资源的产业化开发和利用。

１材料与方法

１．１材料

芡实，由苏州创德兴芡实有限公司同里种植生产基地提供。ＦＤ－３型冷冻干燥机、超低温冰箱、ＧＪＲ－Ⅱ共晶共熔温度测试仪、ＡＥＬ－２００精密天平、ＤＺＱ４００－２Ｄ型单室真空包装机、恒温水浴锅、温度计等。

１．２方法

鲜芡实冷冻干燥生产工艺流程为新鲜芡实→剥壳→清洗→预煮→冷却→预冻→升华→解吸→真空包装→成品。

１）选料、剥壳与护色。选择当天采摘的新鲜、无机械损伤的芡实。采用人工或机械将芡实外壳剥离，取出种子，再除去外皮，得到完整的鲜芡米。鲜芡米不能在空气中长时间暴露，不然会发生一系列的酶促褐变和非酶促褐变，直接影响产品的口感与品质。一般可以采用０．０５％柠檬酸和０．１０％氯化钙护色。

２）验收、分级。挑选颗粒饱满、色乳黄、圆形、有清香味、无破损、无粉屑的鲜芡米。根据大小与百粒重分级。

３）预煮、冷却。在蒸煮锅中加入适量的清水，水和芡米的比例为２∶１，添加０．１０％的柠檬酸，加热煮沸后倒入鲜芡米，预煮时间为１～２ ｍｉｎ左右。预煮后用流动水迅速冷却，再用水冷却至４０℃左右。

４）沥水、装盘。将处理好的芡米用不锈钢筛网沥水，然后均匀地平铺在料盘中。

５）速冻。将装料盘迅速放至已设定好降温后的低温冰冻柜中，并在－３２℃以下后继续保持１～２ｈ，以保证芡米中水分全部被冻结。

６）干燥。升华干燥：冻结后迅速放入冻干机的干燥室内，设定真空冷冻干燥机的各种参数，进行冷冻干燥。通过外界辐射为升华过程供给热量，冻干１０～１２ ｈ，升华干燥阶段基本完结。解吸干燥：此时虽然产品中已没有冻结冰，但还含有８％～１０％左右的水分，为了使产品达到合格的水分含量，必须对产品进行进一步的干燥。先启动加热程序，将搁板温度调至５０℃，待物料温度接近加热板温度后，即可结束干燥。

７）真空包装。冻干完结后，迅速进行真空充氮包装，即得成品。

２结果与分析

２．１共晶点和共熔点参数的确定

共晶点和共熔点是物料的重要物性参数，也是影响冻干产品质量的重要因素。冷冻干燥过程中物料必须预冻至共晶点以下才能升华，同时在升华时，应控制产品温度在共熔点以下，否则会使冰晶融化［４，５］。试验采用电阻测量法，测得新鲜芡实的共晶点温度为－２８℃，共熔点温度为－２５℃。经综合考虑，新鲜芡米的预冻温度可确定为－３２～－３５℃，并保持１ｈ，以提高芡实组织中水分的冻结率。

２．２冷冻干燥工艺参数的优化

真空冷冻干燥包括升华干燥和解析干燥两个阶段，而影响产品品质的主要工艺参数有升华干燥时仓压、解析干燥时仓压及物料温度，为此设计了芡实冷冻干燥工艺参数优化的正交试验，因素与水平设计见表１，结果见表２。由结果可知，最佳优化工艺参数为Ａ2Ｂ２Ｃ２，即升华干燥时仓压为9０～１1０Ｐａ，解析干燥时仓压为４０～５０Ｐａ，物料温度为５０℃。从冻干感官品质看，冻干芡米不仅呈多孔疏松结构，且颜色呈乳黄色、质脆、味清香。

２．３真空冷冻干燥曲线

芡实在真空冷冻干燥最佳优化工艺条件下测定的冻干曲线如图１所示， 所得冻干芡米颜色黄白，复水后外观、质地、口感与鲜芡米无明显区别。产品干燥时间为１２ ｈ，其含水量为３．３％，产品质量较好。经过冻干芡实大样试验，得出芡实真空冷冻干燥后的平均收率为３４．８５％（表３）。

３结论

鲜芡米冷冻干燥工艺参数速冻温度为－３２～

－３５℃，速冻时间为１ ｈ，升华干燥时仓压9０～１1０Ｐａ；解析干燥时仓压为４０～５０ Ｐａ，物料温度为５０℃，干燥时间为１２ ｈ；脱壳后的鲜芡米应及时采用护色和热烫处理，并快速冷冻，尽量避免芡米的褐变；冻干芡米含水量为３．３％左右，能较好地保持芡米原有的色、香、味，且质地疏松，表面无硬化，复水性好，无变形变色现象；冻干芡实为高附加值产品，原料增值达１．３５倍；产品经真空充氮包装后，可在常温下长期贮存、运输和销售。

参考文献：

［１］ 高福成，刘志胜，李修渠．冻干食品［Ｍ］．北京：中国轻工业出版社，１９９８．

［２］ 李美红，方云山，陈景超，等．芡实和冬葵子挥发性成分的ＧＣ－ＭＳ分析［Ｊ］．云南化工，２００７（１）：４７－４９．

［３］ 丁利君，任乃林，张木生，等．火焰原子吸收法测定潮州芡实中的矿质元素［Ｊ］．微量元素与健康研究，２００４（６）：２８－２９．

［４］ 程远霞，陈素芝，朱文学，等．土豆冷冻干燥工艺的试验研究［Ｊ］．食品科学，２００５（３）：１１３－１１６．

［５］ 张会坡，张子德，陈志周，等．板栗真空冷冻干燥工艺研究［Ｊ］．食品与机械，２００５（２）：２７－２８．

［６］ 张水华，孙君社，薛毅．食品感官鉴评 ［Ｍ］． 第二版．广州：华南理工大学出版社，２００５．

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