CN104489566B - 一种先微波真空预油炸再后续负压微波喷动干燥联合生产低含油率薯条的方法 - Google Patents

Abstract

一种先微波真空预油炸再后续负压微波喷动干燥联合生产低含油率薯条的方法，属于果蔬食品加工领域。以新鲜马铃薯为原料，采用超低温与缓冻交替冻结、微波真空油炸、真空脱油、负压微波喷动干燥、调味、包装、成品保藏。用高温短时热烫防止酶促褐变保持产品色泽，用缓冻与超低温交替冻结保持产品形态并控制含油率。先在95℃真空预油炸同时利用2450MHz高频微波辅助，高频微波提高油炸效率，微波真空油炸能保持薯条的色泽和特有风味物质、营养成分，含油率低且油炸用油不易氧化；再采用负压915MHz低频微波脉冲喷动干燥脱除预油炸后薯条内残留水分和部分表面脂肪，保持薯条松脆性，改善微波加热的不均匀性。本发明使薯条含油率从41%降低到23%‑25%。

Description

一种先微波真空预油炸再后续负压微波喷动干燥联合生产低 含油率薯条的方法

技术领域

一种先微波真空预油炸再后续负压微波喷动干燥联合生产低含油率薯条的方法，属于果蔬食品加工技术领域。

背景技术

马铃薯为茄科茄属，是一年生草本植物，一般又称它为“土豆”。马铃薯原产南美洲的智利和秘鲁的安底斯山地，印第安人很早就把它作为主要食物。1536年，西班牙水手把马铃薯从秘鲁引种到欧洲。明朝末年，荷兰船只将马铃薯运到中国和日本，并迅速传播开来。

马铃薯的营养价值很高，素有“地下苹果”的美誉。据美国食品药品管理局报告显示，马铃薯含有丰富的膳食纤维和人体生存所必需的矿物质，如钾、磷、钙、锌、叶酸和镁。一个148克(近3两)重的带皮马铃薯含有3克膳食纤维（这个数量能够满足人们日需求量的12%）和人体每日所需钾的21%（钾是对心血管疾病如中风和高血压非常主要的元素，钾、镁、钙元素共同作用能够增强血管弹性，有利于减少患高血压和中风的风险）。此外马铃薯还含有丰富的维生素A和维生素C，其所含的维生素是胡萝卜的2倍、大白菜的3倍、西红柿的4倍，维生素C的含量为蔬菜之最。马铃薯的优质淀粉含量约为16.5%，还含有大量木质素等，被誉为人类的“第二面包”。

中医认为马铃薯“性平味甘无毒，能健脾和胃，益气调中，缓急止痛，通利大便。对脾胃虚弱、消化不良、肠胃不和、肮腹作痛、大便不畅的患者效果显著”。现代研究证明, 马铃薯淀粉在人体内吸收速度慢，对调解消化不良有特效，也是糖尿病患者的理想食疗蔬菜；马铃薯中含有大量的优质纤维素，可促进肠道微生物生长发育；用新鲜马铃薯片反复涂擦脱发的部位，对促进头发再生有显著的效果。此外，马铃薯热量小不含脂肪，是理想的控制体重的食物。

马铃薯加工业发展大致有两种类型。一类主要是在大规模马铃薯精淀粉生产基础上发展淀粉衍生物的生产，如波兰、捷克等许多东欧国家的状况。另一类主要是发展薯条、薯片、全粉及各类复合薯片等快餐及方便食品，如美国及荷兰、德国等西欧国家的许多马铃薯加工企业。据统计，马铃薯深加工后的经济价值是原料薯的几倍甚至几十倍，其中马铃薯加工成薯条可增值5.5倍。

薯条是由多个复杂的工序加工而成，油炸工艺是其核心，能够产生特有的风味。油炸可分为真空油炸和常压深层油炸，真空油炸是在六十年代末和七十年代初发展起来的一项新的食品加工技术，被称为食品加工的“绿色革命”。真空油炸在较低的温度和较高的真空度下进行食品加工，可使水的沸点降低，物料表面的水分蒸发速度加快，此过程需要吸收大量的热，使得物料表面的温度迅速降低，从而增加了内外温度梯度，加速了内部水分的水分迁移，形成更高的内部蒸汽压力差，使物料内部包裹的气体迅速释放，促使物料快速膨化，提高膨化效果。由于物料处于真空低氧环境下，可以减轻脂肪酸败、酶促褐变及其它氧化变质，从而更好地保持原有产品的色泽、风味及营养成份。微波真空油炸将真空油炸和微波加热两项技术结合起来，微波穿透食品物料内部直接作用于水分子，使物料内部瞬间受热，导致物料内部水分的迅速汽化和迁移，并形成无数微孔通道，产生多孔性的结构，并阻止产品的干缩，从而极大的提高产品的脆性。采用微波真空油炸可以实现物料高效、均匀、低成本脱水，同时保留物料原本的色泽，风味和营养成分且产品含油量低，产品口感松脆。

负压微波喷动干燥是在负压条件下实现物料的喷动、旋转、流动，通过调整真空度、抽气速率调整物料喷动效果，可以极大地改善传统微波真空干燥的不均匀性。

远红外杀菌技术不需要传媒，热直接由物体表面渗透到内部，因此不仅可以用于一般的粉状和块状食品的杀菌，而且还可用于坚果类食品如咖啡豆、花生和谷物的杀菌与灭酶以及袋装食品的杀菌。

胡宏处公开了一种红薯脆条的制作方法（专利号：201410197828.0），以新鲜红薯为原料，将红薯放入水中蒸煮30-50分钟后将红薯捞出并捣烂，压制成块，冷却后切片脱水至40%，再切成条状后脱水90%，然后在高温铁砂中翻炒，最后分离砂后自然冷却即得成品。该工艺提供的红薯脆条口感香脆可口，给人们带来营养和美味。但是煮、炒等高温工艺容易造成营养成分的破坏且松脆度不佳。而本发明在真空条件下完成，低温低氧能够更好的保持产品原有的营养成分，此外产品松脆度好。

孙金才等公开了一种真空冷冻干燥再浸渍处理制备调理果蔬脆片的方法（专利号：200710133377.4），以新鲜果蔬为原料进行洗涤、去皮、切片、漂烫等预处理后，装入-18℃低温冷库进行预冷冻12-24小时，再进行真空冷冻预干燥（真空度50mbar，加热板温度60-70℃，时间16-20小时），然后低温真空含浸（真空度50mbar，抽真空时间10-30分钟，放压后再浸渍15-20分钟），最后再真空冷冻干燥脱水（真空度50mbar，加热板温度60-70℃，时间5-10小时），干燥结束后即得冻干浸渍脆片。此工艺大幅改善了煮、炒等工艺高温的破坏，但冻干工艺耗时过长，加工成本过高，不利于工业化应用。而本发明工艺更精简，生产周期短且生产成本低。

中国农业机械化科学研究院的硕士论文《漂烫、预油炸对速冻马铃薯薯条品质影响的研究》（2014）中，加热可使薯条中的淀粉糊化，淀粉颗粒因吸收水分而膨胀造成细胞壁结构和形状的改变，细胞结构的开启使水蒸气释放、内部水分在毛细管中运输。55℃时薯条淀粉未糊化，65℃下薯条淀粉糊化42%左右，75℃下薯条淀粉糊化81%左右，当漂烫温度达85℃时淀粉糊化高达94%，95℃以上淀粉完全糊化。但是95℃温度过高，薯条易漂烫过度，表面淀粉颗粒易在油炸过程中掉落造成污染。本发明采用90℃条件下漂烫，能够在保证薯条品质的条件最大程度使淀粉糊化。

S.de Kock等（1995）研究了不同冻结速率对油炸薯片品质的影响，结果表明：缓冻的产品冰晶体大，对细胞造成严重破坏导致细胞间隙变大，使油更易渗入造成产品含油率偏高；而速冻的产品冰晶体小，细胞间隙小，油不易渗入，产品含油率更低。但是本发明采用先超低温速冻再缓冻交替冻结的方法，通过超低温速冻改善产品吸油特性降低含油率，缓冻以增加产品的松脆度，提高产品的综合品质。

李大婧等公开了一种风味型膨化冬瓜脆条加工工艺及其产品（专利号：200910184049.6），以冬瓜为原料，经过清洗去皮、切条、浸渍填充、调味、冷冻、预干燥、均湿、真空微波预膨化、气流膨化、冷却、包装。研制出了一种酥脆可口、老少皆宜的休闲食品。本发明采用油炸膨化与微波膨化相结合的方法，周期性的脉冲喷动能显著改善微波膨化的不均匀性，所制得产品不仅膨松酥脆，而且油炸能产生特有的诱人风味。

石小琼等公开了一种多风味低糖香脆甘薯条片的加工方法（专利号：201410159179.5），以甘薯为原料，清洗去皮切条后沥干，用8%盐水泡制7天，用焦亚硫酸钠和乙二胺四乙酸二钠溶液护色，热烫20分钟，然后放入波美2度的糖水中糖煮15分钟，沥干后置入冷库中冷冻，冷冻温度-24℃、时间48小时，解冻后进行低温真空油炸升温时间5分钟、油炸温度100℃、油炸时间40分钟、真空度-0.09Mpa、转速1800转/分下脱油1分钟，冷却包装。产品具有乳酸发酵和真空油炸后特有的香、甜和微酸味。糖渍后的样品易在油炸过程中污染油炸用油，此外采用本发明联合工艺得到的产品含油率显著低于单一真空油炸。

谭兴和等公开了一种利用微波加工的马铃薯脆片及其加工方法（专利号：200510031838.8），该马铃薯脆片由经漂洗的马铃薯片用食盐水于沸腾下进行热烫后，冷却、沥水；将沥水后的薯片冷冻、干燥，将棕榈油、蛋黄粉混合均匀后与薯片拌匀，最后进行微波烘烤，再喷涂调味料制得。该马铃薯脆片以微波膨化替代传统的油炸膨化，省油、无老化油产生、营养成分保存好且色泽金黄、香脆可口。而本发明结合真空油炸和负压微波喷动技术，在此基础上改善了微波加热产品的均匀度，同时带有特殊风味，脆性也得到提升。

韩清华等（2008）比较了热风干燥与微波真空干燥膨化苹果片的能耗与品质分析，结果表明微波真空干燥膨化的干燥能力比热风干燥增加48.46%，单位能耗节约达到32.32%，且产品质地、风味和营养成分都较好。

吕兵等公开了一种渗透脱水-热风微波联合干燥制备马铃薯脆片的方法（专利号：201110406784.4），将马铃薯清洗、去皮、切片、漂烫灭酶，再进行渗透脱水，沥干后先热风干燥得到半成品，最后进行微波干燥得到成品。该法获得的马铃薯制品色泽保持较好，产品质构松脆。而本发明通过预油炸与负压微波喷动相结合，工艺简单易于操作，产品均匀性好，真空条件也能更好保持产品营养成分，另外油炸产品风味更佳。

Andrea Bunger等（2002）研究了NaCl浸泡对薯条品质的影响，结果表明：NaCl浸泡显著降低了薯条的含油率，同时提高了薯条的脆性，但是对薯条的色泽并没有显著影响。当在3%NaCl溶液中浸泡50分钟时，薯条的含油率最低。但是NaCl溶液浸泡后的产品口感过咸，不能被消费者所接受。

M.K. Krokida等（2001）研究了预干燥对薯条的影响，结果表明：预干燥对薯条的含油率和质构、色泽以及微观结构有显著影响。热风预干燥能降低薯条的含油率，但会对色泽带来不利影响。

张慜、孙金才等公开了一种常压热干燥与真空油炸联合脱水的果蔬脆片制造方法（专利号： 200310112745.9），该发明中果蔬脆片制作的主要过程为：将蔬菜、水果、食用菌等原料先进行常规选取、洗涤、去皮(核)、切片、漂烫灭酶等预处理后，进行常压热干燥、油炸脱水、离心脱油、调味、包装。此发明专利采用预先常压热干燥与真空油炸联合脱水的新工艺，增加了前期预脱水，使得产品具有含油率低，油炸时间短，初始形状好的特点。但是此专利前期预干燥处理时间较长，生产效率略低，而本发明后期采用微波作为加热源，生产效能更高。

宋贤聚、张慜等人（2009）采用真空微波—真空油炸—真空微波三阶段脱水工艺生产低含油率马铃薯脆片，并对三阶段联合脱水工艺进行优化，得到三阶段联合脱水工艺的最佳转折点对应马铃薯的水分质量分数分别为68%（湿基）和10%（湿基）左右，从而得到低含油率且具有令人满意品质的马铃薯脆片。而本发明采用负压微波喷动干燥代替真空微波干燥，有效改善了产品的均匀性。

张慜、祝银银等公开了一种微波辅助高效真空油炸制备调理牛蒡的方法（专利号：201310182483.7），以新鲜牛蒡为原料，将牛蒡清洗后，水中去皮、切片，采用护色液浸泡护色后，热烫、浸渍一段时间后、沥干、缓冻、 微波辅助真空油炸、真空脱油、调味、冷却包装、成品保藏。该法保持了牛蒡脆片的色泽和特有的风味物质、营养成分，且产品含油率低、油炸的油脂不易氧化。本发明与该法的不同之处是通过后续的负压微波喷动进一步降低产品的含油率，同时很好的保持了产品的色泽和松脆度。

目前，国内外对于油炸薯条的加工和研究主要集中在预干燥、浸渍等预处理方法上，通过一定的预处理手段，在油炸前降低马铃薯条的初始含水率，从而使薯条的最终含油率得到降低。但想得到低含油率的薯条，过度的预处理会给薯条带来不利影响，如过多的浸渍会由于溶质渗入薯条造成口感异变，过度预干燥会导致薯条色泽变差同时也会产生表面气泡。本发明采用全新的联合工艺，首先通过微波真空预油炸使薯条产生特有的风味，控制预油炸时间使薯条含油率保持在低范围内，然后再用负压微波喷动干燥脱除薯条内部残余的水分并保持其膨化效果，同时脱水过程还能脱去部分表面脂肪，进一步降低含油率，从而得到脂肪含量低、口感松脆、有特殊油炸香味的产品。

发明内容

本发明的目的是提供一种先微波真空预油炸再后续负压微波喷动干燥联合工艺生产低含油率薯条的方法，涉及果蔬脱水、油炸食品加工。

本发明的技术方案：一种先微波真空预油炸再后续负压微波喷动干燥联合工艺生产低含油率薯条的方法，采用先微波真空预油炸再后续负压微波喷动干燥联合工艺。以新鲜马铃薯为原料，经清洗后去皮、切条、热烫、漂洗、沥干、冷冻、微波真空预油炸、真空脱油、负压微波喷动干燥、调味、包装、成品保藏。具体步骤如下：

（1）原料预处理：将马铃薯清洗干净后去皮，用切条机切成条状（控制为10×10×40mm）；

（2）热烫灭酶：将预处理后的薯条放入90℃的热水中热烫3-5min，立即取出用流动的自来水漂洗后沥干；

（3）冷冻：将沥干后的薯条放入超低温（-68℃）冰箱速冻30min，然后立刻转入-18℃的冰箱内缓冻12h；

（4）2450MHz高频微波真空预油炸：采用微波真空油炸设备，以微波为加热源，先用最大微波功率 1200W使棕榈油温度快速上升到95±1℃。把缓冻后的薯条放入内置的聚四氟乙烯篮内，将舱盖密闭后开启真空泵，使油炸的真空度在0.09MPa，油炸时间根据放入的薯条量确定，以薯条的水分含量降至20%为终点，一般油炸时间在15-20min；

（5）真空脱油：油炸结束后开启电子阀，使棕榈油下流至储油桶内，然后开启电机以离心脱油，在真空条件下进行离心脱油的转速为300 r/min，离心时间为6-8min，脱油结束后关闭真空泵打开通气阀，使腔内恢复大气压，然后打开活动舱盖，取出预油炸产品；

（6）负压915MHz低频微波喷动干燥：将预油炸后的薯条转入负压915MHz低频微波喷动干燥装置的供料器内，根据薯条的量调整喷动辅助进风压力，使薯条在腔内喷动起合适的高度，喷动频率1次/min。同时，控制真空度在0.09MPa左右，微波功率为20W/g，直到薯条水分含量降至5%以下；由于此过程中，产品表面部分脂肪随水分一起脱出，易污染干燥腔内壁且会对真空泵造成损坏，因此干燥腔内壁采用涂抹技术，用不易吸附脂肪的材料涂抹，使其顺流至底部排出，另外真空泵前增加滤网将脂肪滤出；

（7）调味：将步骤（6）得到的薯条放入复合调味料中拌匀即得不同口味的薯条；

（8）包装：采用高密度聚乙烯袋进行充氮包装；

（9）杀菌保藏：采用远红外杀菌，选择波长为6.0μm，杀菌0.5-1.0min后，常温下避光保藏。

本发明的有益效果：本发明采用高温短时热烫以防止酶促褐变从而保持产品的色泽，采用缓冻与超低温交替冻结的方法保持产品的形态并控制含油率。第一阶段在95℃低温真空条件下进行预油炸同时利用2450MHz高频微波辅助，通过高频微波来提高油炸效率，微波真空油炸技术能够保持土豆条的色泽和特有风味物质、营养成分，含油率低且油炸用油不易氧化；第二阶段采用负压915MHz低频微波脉冲喷动干燥脱除预油炸后土豆条内残留的水分（20%）和部分表面脂肪（5%），低频微波内部穿透加热的特性可保持薯条松脆性，另外脉冲喷动能显著改善微波加热的不均匀性。本发明采用微波真空油炸与负压微波喷动干燥联合工艺，在色泽（L、a、b值分别为63.78、-2.33、24.28）、质构（用质构仪HDP/3PB探头测定其松脆度值为2042.79g）等综合品质与普通真空油炸相同的情况下，使薯条的含油率从41%降低到了23%-25%，为低含油率薯条的加工提供了新方法，有很好的应用前景。

与传统真空油炸生产的薯条相比较，采用微波真空预油炸再后续负压微波喷动干燥的联合工艺，可以在保持薯条松脆性的基础上显著降低薯条的含油率。采用微波真空预油炸，能在低氧的状态下实现油炸，采用微波来辅助油炸，一方面可以达到瞬时加热升温，不存在“余热”现象，极有利于自动控制和连续化生产的需要；另一方面在油炸同时，微波穿透薯条内部直接作用于水分子，使薯条内部瞬间受热，水分迅速汽化和迁移，并形成无数微孔通道，产生多孔性的结构，从而极大地提高薯条的脆性。负压微波喷动干燥极大地改善了传统微波真空干燥的不均匀性，并有部分表面脂肪随干燥过程中水分蒸发被一同脱除，此外微波的内部加热膨化效果能避免薯条因失水而造成干缩。因此，采用微波真空预油炸再后续负压微波喷动干燥的联合工艺，加工时间短，产品松脆性好、脂肪含量低，货架期长，为健康休闲食品加工提供了一种新方法，预计会产生较大的经济效益。

具体实施方式

实施例1：微波真空油炸和负压微波喷动干燥联合工艺生产薯条（奶香味）的加工方法

将马铃薯清洗干净后去皮，用切条机切成条状（10×10×40mm），然后放入90℃的热水中热烫3-5min，立即取出用流动的自来水漂洗后沥干，将沥干后的薯条放入超低温（-68℃）冰箱速冻30min，然后立刻转入-18℃的冰箱内缓冻12h。采用新型的微波真空油炸设备，以2450MHz微波为加热源，先用最大微波功率 1200W使棕榈油温度快速上升到目标温度95±1℃。把缓冻后的薯条放入内置的聚四氟乙烯篮内，将舱盖密闭后开启真空泵，使油炸的真空度在0.09MPa。油炸时间根据放入的薯条量确定，以薯条的水分含量降至20%为终点，一般油炸时间在15-20min。油炸结束后开启电子阀，使棕榈油下流至储油桶内，然后开启电机以离心脱油。在真空条件下进行离心脱油的转速为300 r/min，离心时间为6-8min。脱油结束后关闭真空泵打开通气阀，使腔内恢复大气压，然后打开活动舱盖，取出预油炸产品转入负压915MHz微波喷动装置的供料器内，根据薯条的量调整喷动辅助进风压力，使薯条在腔内喷动起合适的高度，喷动频率1次/min。同时，控制真空度在0.09MPa左右，微波功率为20W/g，直到薯条水分含量降至5%以下, 薯条的最终含油率为25%。将联合工艺得到的薯条放入奶香味调味料中拌匀，采用高密度聚乙烯袋进行充氮包装，然后采用远红外杀菌，选择波长为6.0μm，杀菌0.5-1.0min后，常温下避光保藏。

实施例2：真空油炸和负压微波喷动联合工艺生产薯条（烤肉味）的加工方法

将马铃薯清洗干净后去皮，用切条机切成条状（10×10×40mm），然后放入90℃的热水中热烫3-5min，立即取出用流动的自来水漂洗后沥干，将沥干后的薯条放入超低温（-68℃）冰箱速冻30min，然后立刻转入-18℃的冰箱内缓冻12h。采用新型的微波真空油炸设备，以2450MHz微波为加热源，先用最大微波功率 1200W使棕榈油温度快速上升到目标温度95±1℃。把缓冻后的薯条放入内置的聚四氟乙烯篮内，将舱盖密闭后开启真空泵，使油炸的真空度在0.09MPa。油炸时间根据放入的薯条量确定，以薯条的水分含量降至20%为终点，一般油炸时间在15-20min。油炸结束后开启电子阀，使棕榈油下流至储油桶内，然后开启电机以离心脱油。在真空条件下进行离心脱油的转速为300 r/min，离心时间为6-8min。脱油结束后关闭真空泵打开通气阀，使腔内恢复大气压，然后打开活动舱盖，取出预油炸产品转入负压915MHz微波喷动装置的供料器内，根据薯条的量调整喷动辅助进风压力，使薯条在腔内喷动起合适的高度，喷动频率1次/min。同时，控制真空度在0.09MPa左右，微波功率为20W/g，直到薯条水分含量降至5%以下, 薯条的最终含油率为23%。将联合工艺得到的薯条放入烤肉味调味料中拌匀，采用高密度聚乙烯袋进行充氮包装，然后采用远红外杀菌，选择波长为6.0μm，杀菌0.5-1.0min后，常温下避光保藏。

Claims (1)

1.一种先微波真空预油炸再后续负压微波喷动干燥联合生产低含油率薯条的方法，其特征在于采用先微波真空预油炸再后续负压微波喷动干燥联合工艺；具体步骤如下：

（1）原料预处理：将马铃薯清洗干净后去皮，用切条机切成条状，控制为10×10×40mm；

（2）热烫灭酶：将预处理后的薯条放入90℃的热水中热烫3-5min，立即取出用流动的自来水漂洗后沥干；

（3）冷冻：将沥干后的薯条放入超低温-68℃冰箱速冻30min，然后立刻转入-18℃的冰箱内缓冻12h；

（4）2450MHz高频微波真空预油炸：采用微波真空油炸设备，以微波为加热源，先用最大微波功率 1200W使棕榈油温度快速上升到95±1℃，把缓冻后的薯条放入内置的聚四氟乙烯篮内，将舱盖密闭后开启真空泵，使油炸的真空度在0.09MPa，油炸时间根据放入的薯条量确定，以薯条的水分含量降至20%为终点，油炸时间在15-20min；

（5）真空脱油：油炸结束后开启电子阀，使棕榈油下流至储油桶内，然后开启电机以离心脱油，在真空条件下进行离心脱油的转速为300 r/min，离心时间为6-8min，脱油结束后关闭真空泵打开通气阀，使腔内恢复大气压，然后打开活动舱盖，取出预油炸产品；

（6）负压915MHz低频微波喷动干燥：将预油炸后的薯条转入负压915MHz低频微波喷动干燥装置的供料器内，根据薯条的量调整喷动辅助进风压力，使薯条在腔内喷动起合适的高度，喷动频率1次/min，同时，控制真空度在0.09MPa，微波功率为20W/g，直到薯条水分含量降至5%以下；

（7）调味：将步骤（6）得到的薯条放入复合调味料中拌匀即得不同口味的薯条；

（8）包装：采用高密度聚乙烯袋进行充氮包装；

（9）杀菌保藏：采用远红外杀菌，选择波长为6.0μm，杀菌0.5-1.0min后，常温下避光保藏。