CN1927001A - 山药真空微波冻干工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种山药真空微波冻干工艺,把经过速冻的山药片装入真空罐中抽真空,在真空度75-145Pa、温度-20℃~30℃条件下开启微波源,在电场强度140-220V/cm下进行冻干。进行冻干时,先在140-220V/cm下持续2.5~4小时,当物料内部水分已除去80%时,逐渐降低微波功率,再经1~1.5小时,物料内部水分降至5%以下时冻干结束。本发明采用真空微波冻干方法,具有干燥时间短,干燥产品质量高的优点,与常规冻干相比干燥时间可缩短一半左右。本发明加工出的山药片复水性好,口感佳,产品水分含量在5%以下,经过真空充氮包装,产品保质期可达18个月以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种山药的加工方法,特别是涉及一种加工干山药片的方法。
背景技术
山药为薯蓣科多年生缠绕草质藤本,具有较高的营养价值。特别是怀山药具有较高的药用和食用价值,其药用部位为根茎,是著名的“四大怀药”之一。始载于《神农本草经》称薯蓣,列为上品。以产于古怀庆府(今河南省焦作市温县、沁阳市、武陟县等沿沁河一带),为我国道地产区。怀山药又名薯蓣、淮山、怀山药,属薯蓣科。其块茎可药用或食用,其成分主要有淀粉、胆碱、糖蛋白、Vc,粘液中含甘露聚糖、植酸、16种氨基酸等。其味甘、性平,具有“健脾补肺、固肾、益精功能。主治伤中、补虚羸、除寒邪热、补中益气力、长肌肉、久服耳目聪明、轻身不饥、延年”之功效。用于治疗脾虚腹泻、肺虚喘咳,慢性肾炎、慢性肠炎、糖尿病、遗精和白带增多等症,深受人们喜爱,中药上也被广泛应用。
但由于怀山药的收获季节性强,造成周年均衡供应困难,资源利用水平较低。其加工大多还停留在传统的硫磺熏蒸、烘干制片、制段的工艺上,不但营养损失大,而且硫含量严重超标,对人体健康非常不利。目前对山药较好的加工和保鲜的研究,国内外报道较少,但鉴于怀山药来源丰富,无污染、无有害物质,因此,为充分利用自然资源,增进人体健康,有必要寻求新的加工方法。
冷冻干燥由于能够保持被干燥物料的营养成分、生物活性和原有性状,在食品、生物制品和药品等工业中得到了广泛的应用。但是由于常规加热的冷冻干燥过程其传热传质速率较低,能耗大,干燥时间长,因而限制了它的进一步推广。采用微波加热的冷冻干燥是为了克服上述缺点,而发展起来的一项新的干燥技术。微波加热能够实现被干燥物料内部容积加热,又避免了表面加热时,经常发生的物料局部高温的缺陷,且其干燥速率高,非常适合于各类热敏材料和具有生物活性材料的干燥。因此如何根据山药的特点,将冷冻干燥和微波加热结合起来对山药进行干燥处理,保持它的色、香、味及营养,同时提高贮存、运输和应用的方便性,成为一个亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种山药真空微波冻干工艺,该工艺能对山药片进行真空微波冻干,同时又能保持它的色、香、味及营养。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:一种山药真空微波冻干工艺,把经过速冻的山药片装入真空罐中抽真空,在真空度75-145pa、温度-20℃-30℃条件下开启微波源,在电场强度140-220V/cm下进行冻干。
进行冻干时,先在140-220V/cm下持续2.5~4小时,当物料内部水分已除去80%时,逐渐降低微波功率,再经1~1.5小时,物料内部水分降至5%以下时冻干结束。
所述逐渐降低微波功率的步骤为:在20~30分钟内将微波功率降至100~150V/cm,再经过20~30分钟,将微波功率降至70~100V/cm,直至冻干结束。
在物料装罐前,提前开启罐内制冷设备,使罐内温度降低至-20℃-30℃。
山药片是在-30~-40℃以下温度进行速冻2~3小时,直至山药片温度为-20℃-30℃。
山药片在速冻前经过护色、漂烫灭酶处理。
护色时,把山药片浸入浓度为0.2-0.3%的VC、0.4-0.6%的柠檬酸、0.4-0.6%的氯化钠混合溶液中浸泡2-4小时,所述的浓度为质量百分比浓度,将护色后的山药片放入沸水中漂烫3~5min进行灭酶,把漂烫好的怀山药沥干水分,均匀摊开,快速冷却至室温。
本发明采用真空微波冻干方法,具有干燥时间短,干燥产品质量高的优点,相对于真空冻干而言,能耗低,干燥周期大大缩短,与常规冻干相比干燥时间可缩短一半左右。微波干燥中,由于冰晶升华后物料吸收微波能减少,使干燥速率下降,所以微波冻干过程中等速干燥阶段很短,这是微波冻干与常温下微波加热干燥的重要区别。本发明加工出的山药片复水性好,口感佳,产品水分含量在5%以下,经过真空充氮包装,产品保质期可达18个月以上。由于是在真空、低温条件下干燥,因此有效地防止了由高温氧化产生的褐变。用本发明工艺加工的山药片,营养价值高,适合于各种消费人群。本发明加工成本低,易于操作,可实现工业化生产。
具体实施方式
选用原料时,要求山药成熟收获时不浸水捆扎,不重叠受压,轻拿轻放,大小、长短均匀,基本无断条,无机械伤,无病虫害,无斑疤。将山药去皮清洗,去皮时修去斑疤,用清水漂洗干净。切片时最好斜切,厚度0.8~1.2mm为佳。物料厚度不同时在干燥过程中冻干速率的变化趋势基本一致,但是随着物料厚度的增加,其冻干速率稍有减慢。
酶促褐变是导致怀山药漂烫及冻干加工过程中色泽变化的主要原因。通过研究山药中多酚氧化酶的最适PH值、最适温度等主要特性,本发明选取适当的非硫成分氯化钠、Vc、柠檬酸进行护色,通过正交实验得到一种安全有效的无硫复合护色液,即质量百分比浓度分别为0.2~0.3%的VC、0.4~0.6%的柠檬酸、0.4~0.6%的混合水溶液。因为现有含硫的护色液对人体有害,且影响产品风味,采用上述的无硫护色液则克服了这一缺陷。对山药片进行护色有助于得到色泽良好的终产品。把山药片浸入上述护色液中浸泡2~4小时进行护色,再将护色后的山药片放入沸水中漂烫3~5min,进行灭酶。酶需要水分才有活性,水分减少时,酶的活性也就下降,只有当冻干制品的水分降到1%以下时,酶的活性才会完全消失,而冻干产品中的水分一般在4%左右,也就是说冻干产品的酶仍然还具有活性,从而影响产品的贮藏,因此有必要在冻干前进行灭酶处理。
把漂烫好的山药片放入格盘内沥水,均匀摊开以便使山药片快速冷却至室温。之后把冷却且已沥干水分的山药片放入速冻库,在-38℃以下温度进行速冻2~3hr,直至山药片温度达到-20℃~-30℃。
把速冻了的山药片均匀装入真空罐中,封闭罐口抽真空。在物料装罐前,应先提前开启罐内制冷设备,使罐内温度降低到-20℃~-30℃。打开真空泵抽真空,使罐内真空室压强达到75~145pa,物料温度降至-30℃。在山药片冻干过程中,在其他条件相同时,较高的真空室压强虽使干燥时间略有缩短,但真空度的影响总体上看并不明显。这是因为虽然提高压力能使升华速率提高,但是压力提高又会使蒸汽难以从升华面逸出,两者共同影响的结果使冻干速率的变化不大。过度增加真空室压强会使升华温度升高,使物料内部骨架和冰晶易出现崩解和熔化,导致冻干产品质量下降。在综合考虑各种因素后,本发明将真空室压强选择为75~145pa,可使物料的冰晶升华温度低于产品的崩解温度和冰晶的熔化温度,从而具有最好的冻干效果。
开启微波源,调节电场强度E至140~220V/cm,持续2.5~4小时,当物料内部水分已除去80%时,逐渐降低微波功率,再经1~1.5小时,物料内部水分降至5%以下,冻干结束。逐渐降低微波功率的步骤为:在20~30分钟内将微波功率降至100~150V/cm,再经过20~30分钟,将微波功率降至70~100V/cm,直至冻干结束。注意在微波加热过程中,物料温度不能超过-20℃。之所以在当物料内部水分已除去80%时,要逐渐降低微波功率,是因为在微波加热过程中,物料吸收的微波能量是与电场强度E的平方成正比的,因此虽然增大电场强度可以明显提高物料的干燥速率,但是过分加大电场强度会导致物料升温过快,引起冰核局部溶化,甚至产生焦糊,而引起干燥失败。因此当物料内部水分已除去80%时,采取上述方式逐渐降低微波功率,其电场强度的减小速率能很好地满足干燥速率与干燥品质的要求,大大提高干燥效果。将干燥过的山药片采用真空充氮包装。
在上述实施方式中,各工艺条件可按以下数值进行选择:
真空度:75pa、80pa、90pa、100pa、110pa、120pa、130pa、145pa;及75pa~145pa之间的任意数值;
冻干温度:-20℃、-25℃、-30℃及-20℃~-30℃之间的任意数值;
电场强度140V/cm、150V/cm、160V/cm、170V/cm、180V/cm、190V/cm200V/cm、210V/cm、220V/cm;及140-220V/cm之间的任意数值;
在冻干过程中:
在电场强度为140-220V/cm下持续2.5小时、3小时、3.5小时、4小时及2.5~4小时之间的任意时间。
当物料内部水分已除去80%时,逐渐降低微波功率,在20~30分钟内将微波功率降至100V/cm、110V/cm、120V/cm、130V/cm、140V/cm、150V/cm;以及100~150V/cm之间的任意强度;
再经过20~30分钟,将微波功率降至70V/cm、80V/cm、90V/cm、100V/cm以及70~100V/cm之间的任意强度,直至冻干结束。
速冻过程:在速冻温度为-30℃、-35℃、-40℃以及-30℃~-40℃之间的任意其它温度下进行速冻2~3小时,直至山药片中心温度为-20℃~-30℃。
护色液:
VC质量百分比浓度:0.2%、0.25%、0.3%以及0.2%~0.3%之间的任意浓度;
柠檬酸和氯化钠溶液的质量百分比浓度:0.4%、0.5%、0.6%以及0.4~0.6%之间的任意浓度;
在本发明工艺中,可优选怀山药,主要是因其淀粉含量高,怀山药的功能成分多糖平均含量是非道地产区的1.35倍,且怀山药加工特性优于其它山药。
经冻干处理后,其各项指标如下:
色泽:冻干后均具有山药应有的正常颜色,每一包装袋中山药色泽基本一致,呈白色;
风味口感:具有山药应有的风味,无异味,无纤维感觉,酥脆、爽口;
组织形态:山药片大小均匀、形态完整,不收缩;怀山药片的含水率小于5%,复水率可达90%以上。
异物:不存在。
微生物指标:细菌总数≤1000cfu/g,大肠菌群≤30cfu/g,致病菌不存在。
贮运条件及保质期:在常温条件下贮运,保质期18个月。
Claims (7)
1、一种山药真空微波冻干工艺,其特征在于,把经过速冻的山药片装入真空罐中抽真空,在真空度75-145pa、温度-20℃--30℃条件下开启微波源,在电场强度140-220V/cm下进行冻干。
2、如权利要求1所述的山药真空微波冻干工艺,其特征在于,进行冻干时,先在140-220V/cm下持续2.5~4小时,当物料内部水分已除去80%时,逐渐降低微波功率,再经1~1.5小时,物料内部水分降至5%以下时冻干结束。
3、如权利要求2所述的山药真空微波冻干工艺,其特征在于,所述逐渐降低微波功率的步骤为:在20~30分钟内将微波功率降至100~150V/cm,再经过20~30分钟,将微波功率降至70~100V/cm,直至冻干结束。
4、如权利要求1所述的山药真空微波冻干工艺,其特征在于,在物料装罐前,提前开启罐内制冷设备,使罐内温度降低至-20℃-30℃。
5、如权利要求1、2、3或4所述的山药真空微波冻干工艺,其特征在于,山药片是在-30~-40℃以下温度进行速冻2~3小时,直至山药片温度为-20℃-30℃。
6、如权利要求1、2、3或4所述的山药真空微波冻干工艺,其特征在于,山药片在速冻前经过护色、漂烫灭酶处理。
7、如权利要求6所述的山药真空微波冻干工艺,其特征在于,护色时,把山药片浸入浓度为0.2-0.3%的VC、0.4-0.6%的柠檬酸、0.4-0.6%的氯化钠混合溶液中浸泡2-4小时,所述的浓度为质量百分比浓度,将护色后的山药片放入沸水中漂烫3~5min进行灭酶,把漂烫好的怀山药沥干水分,均匀摊开,快速冷却至室温。
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