我国是水果和蔬菜的DI一生产大国,但由于市场渠道不畅通,尤其是储藏、加工能力不足,加工技术和设备落后,每年果蔬损失达750亿元左右。庆幸我接触了变温压差膨化设备,变温压差膨化联合干燥又称膨化干燥,气流膨化干燥、压差膨化干燥和低温高压膨化干燥,脉动压差闪蒸联合干燥技术。近年来,我国果蔬加工业得到飞速发展,脱水和速冻果蔬制品在国际市场上已具有非常明显的优势,中国农业科学院农产品加工研究所毕金峰博士研发的非油炸膨化技术已达到***水平,为增加农业效益、提高农民收入、拉动食品产业发展起到了积极的作用。本刊记者对毕博士进行专访,以深入了解该技术的主要特点、应用领域、市场效益等情况
国外研究现状
2.1 果蔬变温压差膨化干燥设备的发展
变温压差膨化干燥设备经历了一个较长的发展历程。对于果蔬变温压差膨化干燥研究,国内石启龙等发表了有关果蔬膨化等文章,重点对苹果变温压差膨化工艺进行了研究,得到ji优工艺为切片厚度5mm,均湿处理3d,预干燥含水率为18%,膨化温度为85~95℃,膨化压力为120kPa[36]。DI一代果蔬脆片生产是一个经过改造的谷物膨化腔。原料装入膨化腔后,外部由蒸汽进行加热,同时膨化腔以一定的速度进行旋转,使加热均匀,对其内部进行加l压升温,然后突然打开膨化腔的盖子,被膨化的物料从膨化腔中喷出,落入准备好的金属网中。这类设备加工能力低、且凶腔内粗糙而容易使原料焦糊、易对食品造成污染、由于间歇性分批加工难以连续化生产。第二代膨化十燥设备内部采用了镀镍的设计,并且安装了一个减震器来减少膨化***的后坐力,使用一个耐热橡胶圈代替了铅制品进行膨化***的密封。第三代果蔬膨化设备是专门针对果蔬原料的膨化加工而进行设计的。在第二代设备的基础上减少了腔肇的厚度,加装了气压阀控制设备开关,重新设计了设备的导热系统,1~2 min即可达到设备需要的温度,缩短了加热时间[1]。以上三代设备属于分批干燥设备。为降低劳动费用,提高产量,更好地控制变温压差膨化干燥的过程,经过多年对膨化腔的研究和改进之后,1977年J.F.Sullivan等又膨化装置(ContinuousExplosionPumngSystem,下简称CEPs)。此外,1984年美国乔治亚州蓝莓协会也研究制造了一套生产连续式膨化干燥蓝莓的设备[1,13-15] 。CEPS的工作示意图见图1。主要由三部分构成:传送系统、加热系统和膨化系统。物料首先被切分成需要的形状,然后由喂料器送入到一个狭长的、密闭的传送装置中,在物料被运送的同时被加热到一定的温度,***后物料落入到膨化装置中进行瞬间膨化。CEPS可以使膨化干燥条件稳定,更好地控制加工过程,利于提高产品质量;同时CEPS缩短了加工时间,降低了生产成本。
食品脱水是一个复杂的过程,在进行脱水的时候,食品的理化性质可能会发牛不同程度的改变,如发生颜色的改变,芳香气味的损失和再水合能力的下降等[5]。此外,与燥相比,变温压差膨化丁燥过程中形成的多孔结构加速了干燥的过程,这样可以节约大概40%的干燥时间,节约了加工的成本[31-35]。多数的干燥丰要经过3个阶段:即物料预热阶段、恒速干燥阶段和降速下燥阶段,在干燥的第3个阶段,干燥速度明显下降,并且耗费了更多能量[22-25]。果蔬变温压差膨化干燥是在热风干燥的基础上进行的,当果蔬原料进行一定时间的热风干燥后,在进入降速干燥期前,进行膨化干燥的处理从而减少能耗。A.I.Vamalis等(2001)研究表明,经过热风丁燥后马铃薯表面形成的部分干燥层(PDL,Panially Drier Layer)对膨化足否能成功和产品膨化后形状的保持是一个十分重要的条件[19]。原料经切分后在一定的十燥温度F进行预干燥,会在物料表面形成部分干燥层,这是由丁物料表面和内部失水速度不同造成的。干燥时间过长,物料内部水份散火过多,在变温压差膨化发生的时候,没有足够的水汽化并带动预干燥后的物料膨化;反之,如果预干燥时间不够,没有形成一定厚度的部分干燥层,不利于膨化产品外形的固定和保持,并且预十燥不足还会导致在后期膨化T.燥阶段耗费更多的能***。变温压羞膨化干燥也可以产生类似与冷冻十燥品质的产品,在颜色和风味改变上与冷冻干燥都比较接近。研究表明,经过变温压差膨化干燥的产品由于原料内部产牛了多孔、海绵状的结构,这种结构提高了产品的复水能力[26-28],大部分产品可以在5min内完全复水,有三种需要注意的果蔬原料,山药和胡椒的的复水时间分别为10min和2min,菠萝的复水时间仅为1min[12]。T.Karamanou,N.K.Kannellopoulos和V.G.lBelessiotis(1996)比较了经过部分热风干燥的蔬菜原料,研究表明在整个干燥过程中热风干燥的时间越长,商品的复水能力越弱[29,30]。此外,与燥相比,变温压差膨化丁燥过程中形成的多孔结构加速了干燥的过程,这样可以节约大概40%的干燥时间,节约了加工的成本[31-35]。
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