毕业设计（论文）-预处理方式对胡萝卜变温压差膨化干燥的影响研究.doc

预处理方式对胡萝卜变温压差膨化干燥的影响研究1 引言变温压差膨化干燥是一种结合热风干燥、压力膨化干燥等的联合干燥技术，结合了热风干燥和真空冷冻干燥的优点、克服了真空低温油炸干燥等缺点，可以生产出类似于经过冷冻干燥加工的产品。变温压差膨化干燥的产品复水性能更好，并且加工费用较低。这种新型的果蔬加工技术可以生产出低脂肪、水分含量低于7%的果蔬脆片。我国是胡萝卜生产大国，但胡萝卜加工主要停留在简单的冷冻和保鲜处理层面上，附加值较高、增值空间较大的胡萝卜饮料、脱水蔬菜、胡萝卜泥、添加剂等精、深加工技术相对落后1。变温压差膨化干燥技术是近几年刚刚兴起的一种新型非油炸果蔬干燥技术在果蔬加工中具有十分广阔的应用前景。1.1 胡萝卜及其营养价值胡萝卜又称黄萝卜，是一种营养丰富、老幼皆宜的好菜蔬，誉称“小人参”。胡萝卜具有很高的营养价值和较好的医疗效果。胡萝卜不仅含有丰富的维生素、糖、淀粉、钾、钙、磷、铁等营养成分和无机盐类，还含有5种人体必需氨基酸，且赖氨酸居多。胡萝卜含有大量的类胡萝卜素、双歧因子和核酸物质，这些物质对于增强免疫力、减轻氧负自由损伤、抗基因突变、保护肠道黏膜和增殖肠道益生菌有独特疗效；由于含有丰富的甘蔗和淀粉、槲皮素、山奈酸等，能增加冠状动脉血流量、降低血脂、促进肾上腺素的合成，进而具有降压、强心之功效2。1.2 胡萝卜的开发现状我国是优质胡萝卜原料的生产大国，但是对胡萝卜的加工利用率不高。胡萝卜产品多以速冻和保鲜形式出口，深加工品种也很单一，主要是胡萝卜汁、从胡萝卜中提取 -胡萝卜素等。1.2.1 加工胡萝卜汁 以新鲜胡萝卜为主要原料，生产天然胡萝卜汁。据报道，中科院石家庄农业现代化所生产的胡萝卜浓缩汁(40%-42%浓度)，其类胡萝卜素含量可达50-55mg/（100g），是国外同类产品胡萝卜素含量的2倍3。但是直接加工生产胡萝卜保健食品、饮料，目前仍有局限性。一方面是在口味上，胡萝卜自身不具备水果的甜酸味，不具备果香，还存在一定的异味，用其加工而成的汁液，口味远远比不上各种果汁，这无疑影响了胡萝卜汁的市场占有率。另一方面，在胡萝卜汁加工中会产生大量残渣，不仅浪费资源，而且造成环境污染。 1.2.2 提取-胡萝卜素 国内外对酶法提取-胡萝卜素进行了许多研究。用石油醚等有机溶剂提取天然-胡萝卜素，由于胡萝卜素是细胞的内含物，通过加入纤维酶、果胶酶等破坏胡萝卜的细胞壁，随着细胞壁的分裂，胡萝卜素得到了更大的释放4,5。无论利用何种方法从胡萝卜中提取胡萝卜素，经检测提取后的胡萝卜渣中除含有纤维素外，还含有矿物质、氨基酸和胡萝卜素等。胡萝卜渣通常作为动物饲料，但其利用率较低。1.3 变温压差膨化干燥技术1.3.1 变温压差膨化干燥技术原理 变温压差膨化干燥又称爆炸膨化干燥或气流膨化。气流膨化的主要设备为一个压力罐和一个真空罐，真空罐的体积是压力罐的若干倍。将原料放入压力罐后，加热至一定的温度。当观察孔的玻璃板上有大量的水滴形成时，打开压力罐与真空罐之间的泄压阀瞬间抽真空，使压力罐中的压力迅速降低，从而引起物料的膨化。当观察孔玻璃上凝聚的水滴大部分消失后，将阀门关闭，压力罐中的压力将逐渐升高至压差最大。如此反复几次后，观察孔上的凝聚的水滴将大量减少,当从观察孔上看到原料膨化较好、色泽合适时停止加热,随后在压力罐的夹层壁中通入冷却水使物料温度降至室温6。 1真空罐 2压力罐 3真空泵 4 4泄压阀 5蒸汽发生器12345 图 1 气流膨化果蔬膨化机 1.3.2 变温压差膨化干燥技术研究现状 国外对变温压差膨化干燥技术研究主要始于上世纪八十年代，国内在近几年才刚刚开始。国外的主要研究机构是美国农业部东部研究中心；国内主要是中国农业科学院农产品加工所和山东农业大学等做这方面的研究。变温压差膨化干燥技术现已成功应用于苹果脆片的生产中，但将这种技术应用于生产胡萝卜膨化产品还处于起步阶段。1.3.2.1 工艺研究现状国内山东农业大学先后对苹果、空心脆枣、红薯、马铃薯、胡萝卜、枸杞等原料做过气流膨化干燥研究7-15。王荣梅，张培正等以胡萝卜为原料，利用低温气流膨化干燥技术开发研制了膨化胡萝卜脆片12。以气流膨化的胡萝卜产品的膨化度、外观、口感为指标，分别研究了前处理阶段和膨化阶段的各因素对最终产品质量的影响。前处理阶段，考虑了胡萝卜品种、去皮与否、切分形状、糖煮工序（糖煮与否、糖煮时间、糖煮浓度、糖液成分）等因素对产品质量的影响，得出结论：表皮为红色的胡萝卜膨化效果较好；胡萝卜去掉外层表皮之后，产品膨化质量较高；胡萝卜以切成丁状和条状为佳；丁的大小为 1.5cm3，条的长度为2-3cm；胡萝卜需在含有2-3柠檬酸、10%的糖液中煮20min。膨化阶段，综合考虑了膨化前的水分含量、膨化温度、操作压力差、停滞时间诸因素对胡萝卜膨化效果的影响，得出较优工艺参数：膨化前水分含量维持在23%左右；膨化温度控制在110；膨化压差在105KPa；停滞时间在60min 较合适。 1.3.2.2 产品品质研究现状经过变温压差膨化干燥的产品由于原料内部产生了多孔、海绵状的结构，虽无油脂，但本身具有一定的含糖量，易吸湿回软，影响口感，所以要尽量降低产品水分，研究膨化干燥产品的贮藏特性，寻找合适包装，使产品具有尽可能长的货架期。 Sullivan JF等16,17对气流膨化的马铃薯脆片在贮藏期间的风味、营养成分、产品品质变化进行了研究，证明经过变温压差膨化干燥的产品在贮藏期间也能保持良好的质构和品质。范柳萍等研究了真空油炸胡萝卜脆片在水分活度为 0.06-0.95，温度分别为10、25、40条件下的吸湿平衡含水率变化规律。根据目前在农产品吸湿规律研究中常用的六种模型对三个温度条件下胡萝卜脆片的吸湿试验点进行了模拟比较，以模型的确定系数、标准误差以及平均相对预测误差作为评价指标，得出了Peleg、Halsey以及GAB模型，可以较好地预测胡萝卜脆片在不同温度条件下的吸湿规律，并确定了它们的模型系数18。他们还研究了油炸温度和真空度对胡萝卜脆片水分质量分数、脂肪质量分数、色泽及质构的影响。试验表明：随着油炸温度和真空度的升高，其干燥和脂肪吸收速度相应提高，且两者呈一定的相关性19,20。 1.4 研究目的与内容研究胡萝卜变温压差膨化产品的最佳预处理方式。对胡萝卜变温压差膨化工艺中糖煮时糖液的浓度、冷冻处理方式以及膨化前胡萝卜的水分含量三个因素进行逐一的单因子试验，考察它们对膨化产品的膨化度、色泽、硬度、酥脆度的影响。2 实验材料与方法2.1 实验材料、试剂新鲜胡萝卜天津红旗农贸市场麦芽糖浆(浓度75%)山东鲁洲集团2.2 实验仪器YP2001N型电子秤上海精密科学仪器有限公司Sh10A型水份快速测定仪上海精密科学仪器有限公司DGH-9240A型电热鼓风干燥箱 上海精密科学仪器有限公司冷库天津农学院食品加工厂电热蒸发器句容市锅炉容器厂QDPH-20膨化果蔬膨化机组购自天津勤德新材料科技有限公司SMY-2000型色彩色差仪北京盛名扬科技开发有限责任公司TA.XT plus物性分析仪英国Stable Micro System公司2.3 实验方法2.3.1 变温压差膨化胡萝卜操作流程选购材料清洗去皮切分糖煮冷冻预干燥均湿膨化冷却分级包装贮藏 2.3.2 操作方法2.3.2.1 原料前处理将市售的胡萝卜用流水清洗掉粘附在表面的杂质。用削皮刀将胡萝卜外层的薄薄的表皮去掉。把胡萝卜切成长约1.5cm的条状。2.3.2.2 糖煮 将75%的麦芽糖浆配成20%、30%、40%、50%的糖溶液，分别将胡萝卜放入沸水中煮20min。2.3.2.3 冷冻 把糖煮过的胡萝卜置于-18的冰箱中冷冻24h。2.3.2.4 预干燥 取出冷冻24h后的胡萝卜平铺在筛网上风干至水分含量为10%。2.3.2.5 均湿 胡萝卜经预干燥后，有的较干，有的较湿，水分分布不均匀。将原料装入塑料袋中并把口扎紧，置低温下均湿48h，使水分含量分别控制在20%、30%、40%、50%。2.3.2.6 膨化、冷却将经过以上处理的原料，沿纵向放于膨化罐的同一个钢丝托盘上，尽量使各个处理在膨化时处于同一条件下，然后装入膨化罐密封；开启电磁阀，连接蒸汽发生器与膨化罐，蒸汽发生器传输的过热蒸汽加热膨化罐，使罐内温度缓慢升至膨化温度110，关闭电磁阀；开启进气阀，连接空气压缩机与膨化罐，使罐内压力增加到设定压力，关闭进气阀；开启真空泵，对真空罐进行抽真空，使罐内真空度达到-0.1MPa；开启泄压阀，连接膨化罐和真空罐，原料瞬间膨胀，并带走膨化罐中大量水分；迅速向冷却管道中通入冷却水，将膨化罐内温度降至抽真空干燥时要求的温度；抽真空干燥一定时间；通入冷却水将温度降低至30；关闭泄气阀，维持5min后，打开通气阀门，连接大气和膨化罐，使罐内恢复常压；开罐取出样品，进行产品指标测试。 2.3.2.7 分级、包装将膨化产品根据色泽、膨化度、完整度进行分级，剔除破碎、未干燥、焦糊产品，分级后，迅速称重包装。分级最好在低温、干燥环境中进行。2.3.2.8 贮藏 将产品置放于避光、低温干燥的条件下贮藏。2.4 实验设计2.4.1 糖液的浓度对产品质量的影响将75%的麦芽糖浆分别配成20%、30%、40%、50%的糖溶液，然后将经前处理的胡萝卜分别在20%、30%、40%和50%的糖溶液中进行渗透处理，将经过上述处理的样品在后续工艺条件一致的情况下进行膨化处理。最后对膨化后的产品进行取样分析。2.4.2 冷冻处理方式对产品质量的影响在冷冻处理阶段，分别考察了在冷冻与未冷冻之间的区别。将经过40%糖液糖煮后的胡萝卜置于-18的冰箱中冷冻24h和未做冷冻处理两方面进行比较，在后续工艺条件一致的情况下进行膨化处理。最后对膨化后的产品进行取样分析。2.4.3 膨化前胡萝卜水分含量对产品质量的影响将经过40%糖液糖煮20min且冷冻24h的胡萝卜取出，至于筛网上风干至水分含量为10%，将原料分批装入塑料袋中并把口扎紧，置低温下均湿48h，使水分含量控制在20%、30%、40%和50%。在后续工艺条件一致的情况下进行膨化处理。最后对膨化后的产品进行取样分析。 2.5 检测方法2.5.1 水分含量的测定直接干燥法。用电子天平精确称取胡萝卜样品5g左右置于已干燥、冷却并称至恒重的有盖称量瓶中，移入103常压烘箱中，开盖烘40min后取出，加盖置于干燥器内冷却30min后称重。再烘40min左右又冷却30min后称重，重复此操作直至前后两次质量差不超过2mg即算恒重。测定结果按下式计算：水分含量（%）=(m1 -m2)/(m1 -m3)×100%式中，m1干燥前样品与称量瓶质量，单位：g m2干燥后样品与称量瓶质量，单位：g m3称量瓶质量，单位：g2.5.2 膨化度的测定 比容法。用超细石英砂填埋的方法测定膨化产品的体积。测量仪器为250ml量筒。测定结果按下式计算：膨化度（V1V2）/M式中，V1放入产品后的总体积，单位：mlV2放入前石英砂的体积，单位：mlM膨化产品的质量，单位：g 2.5.3 色泽的测定 利用色彩色差计，以仪器白板色泽为标准，依亨特表色系统测量冬枣膨化产品的明度指数L、色品指数a、b。L表示黑白（亮暗），a表示红绿，b表示黄蓝。L0表示黑色，L100表示白色。用明度指数（L）间接反映色泽好坏。色泽（L）值越大，表示产品颜色越好。2.5.4 硬度和酥脆度的测定 采用 TA.XT plus物性分析仪测定样品的酥脆度。测试条件如下：测试前速率5mm/s，测试速率1mm/s，测试后速率2mm/s，测试距离5mm，数据采集速度500次/ s，球型探头。仪器自动测定应力的变化，给出应力随时间的变化曲线，硬度值等于曲线中力的峰值，即样品断裂所需要的最大力，单位为“g”，值越大表示被测物体的硬度越大；线性距离代表酥脆度，是中间各个峰值连起来的直线距离，线性距离越大，表示酥脆度越好；反之，产品酥脆度越差。膨化胡萝卜硬度和酥脆度的分析结果见图2。图2 膨化胡萝卜的硬度和酥脆度结果2.5.5 复水率的测定膨化产品一般需要测定其复水率，通过产品复水率的高低进一步证明产品膨化效果好坏。一般可用复水率来表示，测定方法为：分别取各种膨化样品3g，放入300ml锥形瓶中，用水量为200ml。样品复水过程中，将锥形瓶置于水浴锅中，水温控制为60，每隔15min捞出试样置于筛网上沥水约3min，沥干后称重，随后继续按上述方法反复进行4次试验。每次试验后要及时测量水温，通过水浴锅将水温调整为60，然后再进行下次试验。测定结果按下式计算：复水比=（M1-M2)/M2式中，M1复水后的样品质量，单位：g M2复水前的样品质量，单位：g2.6 膨化食品感官评价要求从形态、色泽、组织、气味等方面对膨化产品进行膨化食品感官评价要求并且对其进行感官评分。结果见表1、表2。表1膨化食品感官评价要求项目要求形态具有该产品特定的形状，外形完整，无破碎色泽橙红色，明亮组织内部成多孔状，酥脆滋味、气味具有胡萝卜膨化后的香味，无异味，无焦糊味表2感官评分标准项目分值 1-3 4-6 7-10形态膨化不均匀部分膨化均匀膨化均匀色泽橙红色带褐色橙红色略带褐色橙红色组织硬略硬酥脆滋味、气味有焦糊味有香味，略有焦糊味有香味，无焦糊味3 结果与分析3.1 糖液的浓度对产品质量的影响不同糖液的浓度对产品质量的影响结果见表3。表3糖液浓度对产品质量的影响糖液浓度(%)膨化度（ml/g）L值硬度（g）酥脆度感官评分202.28330.813744.7046218.30922302.32931.853259.5177247.76030402.98138.012026.4848749.56638502.93734.132342.7918370.26635 由表3可看出，胡萝卜经不同浓度的糖液煮制，膨化后的质量有所差别。用20%、30%较低浓度的糖液时，只有少量的糖进入胡萝卜内，固形物的含量较少，膨化后产品不均匀，味道不是很甜。用40%糖液煮胡萝卜后，有较多的糖进入胡萝卜，胡萝卜的固形物含量较高，膨化后产品质量均匀，味道较甜。用50%糖液煮胡萝卜后，进入胡萝卜的糖较多,胡萝卜的固形物含量较高，产品膨化均匀，但是较多的糖的存在使产品发硬脆性减弱，所以用40%的糖溶液煮胡萝卜较合适。3.2 冷冻处理对产品质量的影响冷冻处理对产品质量的影响结果见表4。 表4冷冻处理对产品质量的影响 处理方式膨化度（ml/g）L值硬度（g）酥脆度感官评分冷冻2.98138.012026.4848749.56638未冷冻2.01230.853714.4536430.22725 由表4可看出，胡萝卜经不同的处理方式，其质量有明显差别。经过冷冻处理的产品膨化度、色泽、酥脆度明显高于未经冷冻处理的，经过冷冻处理的产品要比未经冷冻处理的颜色鲜艳，而且具较完整、均匀的外观，有效避免了外观收缩的现象，由于在冷冻阶段，较低的温度固化了物料内部的纤维结构，这有利于后期干燥产品形状的保持。因此，经糖煮后再冷冻这一步骤需应用于膨化前的预处理环节中。 3.3 膨化前胡萝卜水分含量对产品质量的影响 膨化前胡萝卜水分含量对产品质量的影响结果见表5。表5水分含量对产品质量的影响水分含量(%)膨化度（ml/g）L值硬度（g）酥脆度感官评分202.01927.173922.6823765.22120302.34227.242614.6505308.74828402.93138.202229.9138870.24539502.55130.922025.3788351.78532 由表5可看出，水分含量为20%、30%时,缺乏膨化动力,导致产品会焦糊，影响外观及风味。水分含量为40%时得到膨化度最大、色泽最鲜艳。水分含量为50%时，硬度最小，但是水分含量过高,则多余的水分难以蒸发完全,既浪费能源,又导致终产品水分含量过大而发软,影响产品的脆性。3.4 最佳工艺的最终确定经过各工序的对比研究，进行膨化得到最终产品的最优膨化度、色泽、硬度、复水率结果见表6。表6测定结果膨化度（ml/g）L值硬度（g）酥脆度复水率2.93138.202229.9138870.2459.098最终得出最佳预处理条件为：用40%麦芽糖浆溶液渗透处理，在-18下冷冻处理 24h，取出后风干至水分含量为10%，均湿48h后将胡萝卜的的水分含量控制为40%。4 讨论4.1 糖液的浓度对产品质量的影响分析 国内外在研究变温压差膨化果蔬生产工艺中，有时对膨化原料采用浸渍糖溶液处理，效果较好。糖溶液的填充在物料处于高温条件下时，会包裹在细胞和物料的表面，起到护色的作用；同时，在水分汽化带动物料膨起的时候，因为糖溶液本身的粘度，物料不会剧烈瞬间的膨起，取而代之的是在糖溶液的反作用下，物料缓慢的膨起。物料在正反两个作用力下，会均匀的膨化，物料的内部也就会产生均匀的蜂窝状结构。糖溶液的填充避免了物料在膨化阶段由于物料中心区域水分过多，导致过分膨胀产生气泡现象的发生。用高浓度的糖溶液处理原料，一是起到脱水作用，即利用高浓度糖溶液产生的渗透压，使物料中的水分在短时间内脱除；二是糖溶液渗透到原料组织内部，起到填充组织的作用，会使产品膨化均匀，口感较好。但高浓度的糖液渗入到原料组织中后，使膨化产品的含糖量增加，掩盖新鲜原料特有的风味。另外，高浓度的糖份会使产品出现吸湿回潮现象，不利于产品的保存。 4.2 冷冻处理对产品质量的影响分析 冷冻通过热量交换降低了食品温度，使食品中水溶液液态向冰晶的改变，而细胞胞内未冻水的保留增加了可溶性物质的浓度且降低了食品的水分活度。在冷冻过程中，细胞内核细胞间隙内冰晶的形成和体积的增大，使细胞原生质、细胞壁等细胞结构受到机械损伤，使得解冻后的产品的质地比新鲜的要软，进而在膨化过程中增加产品的酥脆度。4.3 膨化前胡萝卜水分含量对产品质量的影响分析 变温压差膨化过程实际是个干燥过程。干燥过程是物料中的水分变成蒸汽状态，蒸汽再扩散到周围的环境中。从理论上讲，物料含水量越大，可能产生的蒸汽量越大，对膨化效果影响也越大，但是物料含水量过高时，会影响膨化的正常实现。究其原因，第一，过量的水往往是自由态和表面吸附态的水，在加热过程中由于水分的梯度扩散以及较慢的辐射传热，水分主要在物料的表面汽化。因此水分很难在较短的时间内完全迅速汽化，而剩余的那部分未汽化的液态的水有较大的表面张力，在细胞之间起粘联作用，一定程度上阻碍了膨化的进行。第二，过量的水与物料其他组分间结合力较弱，较易优先汽化，占有有效能量，影响膨化效果。第三，过量的水可能会导致定型物质如蛋白质在增压阶段提前变性，从而影响膨化。第四，过量水的物料，即使经历了膨化过程，物料仍然剩余过多的水分。过多的水分的存在使晶格难以定型。产品回软，失去膨化制品应有的风味。当水分含量过低，则不能产生足够的蒸汽，也就不能形成足够的膨化动力，因而产品的膨化度较低，甚至不能膨化，发生干燥过程的收缩现象。5 结论通过单因素试验确定合适的预处理方式为：用40%麦芽糖浆溶液渗透处理，在-18下冷冻处理24h，取出后风干至水分含量为10%，均湿48h后将胡萝卜的水分含量控制为40%。合适的膨化工艺为：膨化温度为110，停止时间5min，干燥温度为80，干燥时间为150min，膨化压力差为-0.1MPa。采用以上工艺条件生产的胡萝卜膨化产品，色泽鲜亮，酥脆可口，营养丰富。【参 考 文 献】1李平,郁网庆.国内外胡萝卜产业现状与前景展望J,中国果菜,2004,(3):6-7.2张艳萍.胡萝卜的营养价值和保健作用J.内蒙古农业科技,1999,12:9.3黄建初,李崇高等.天然胡萝卜汁加工工艺的研究J.中国食品报,2003,3(3):65-70. 4金龙飞,柳棱艳.从胡萝卜中提取-胡萝卜素的研究J.西南民族学院学报(自然科学版),2002,28(4):496-497. 5朱秀灵,车振明,徐伟.-胡萝卜素的生理功能及其提取技术的研究进展J.广州食品工业科技,2004,20(2):158-163.6王荣梅等.低温气流膨化酥脆胡萝卜的研制J.食品与发酵工业,2005(11)：7石启龙,张培正,李坤.气流膨化苹果脆片加工工艺初探J.河北农业大学学报,2001,4:74-77. 8王荣梅,张培正,李坤等.气流膨化空心脆枣的研制J.食品工业,2004,5:37-39. 9董现义,杜景平等.低温气流膨化红薯脆片初探J.食品研究与开发,2004,3:93-94. 10王荣梅.低温气流膨化枸杞子的研制及其品质测定D.山东农业大学,2004年. 11朱兰兰.气流膨化马铃薯脆片的研制及其安全性评价D.山东农业大学,2005年. 12王荣梅,张培正,李坤等.低温气流膨化酥脆胡萝卜的研制J.食品与发酵工业,2005(11):153-155. 13石启龙.苹果气流膨化前后质构变化研究J.食品工业科技,2002,1:27-28. 14石启龙,张培正.苹果气流膨化干燥工艺研究J.食品科学,2001,12:32-34. 15张民.膨化苹果酥片生产工艺研究J.粮油加工与食品机械,2002,7:54-55.16Konstance RP, Sullivan JF, Talley FB, etc. Flavor and storage stability of explosion puffed potatoes-Autoxidation.Food Sci, 1978,43: 411. 17Labuza TP. Nutrient losses during drying and storage of dehydrated foods .Food Technology, 1972,3:217.18范柳萍,张慜.胡萝卜脆片等温吸湿规律的研究J.干燥技术与设备,2006,4（1）:24-27.19范柳萍,张慜,肖功年,陶谦.真空油炸胡萝卜脆片基本特性的研究J.食品与生物技术学报,2005(6):49-52. 20毕金峰,哈密瓜变温压差膨化干燥工艺优化研究J.农业工程学报,2008,24(1):1-8.致 谢本论文是在我的导师*老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。从论文的立题、设计以及实施无不凝聚着导师的心血，论文的字里行间无不渗透着导师的辛劳与睿智。老师渊博的学识、严谨的治学态度、勇于创新的精神风貌和对科学真理孜孜追求的科学态度使我受益终生。在此对导师的严格要求和精心培养表示崇高的敬意和忠心的感谢!本论文试验过程中得到了*老师、*老师的热情帮助，他们为我的试验设计及试验工作的开展提供无私的帮助。在此我表示最衷心的感谢。感谢天津农学院食品科学系的领导和全体老师所给予我的关心、理解和支持。附录1：外文文献原文附录2：外文原文译文*干燥技术19：367-373，1988高温对香蕉脆片的孔隙度和收缩影响26.1 引言食物来说最普通的干燥方式是热风干燥。这个加工步骤是高温度和长时间的，这会导致最终产品大量的收缩。冷冻干燥的产品质量高、很少或无收缩，但是比热风干燥更昂贵。另一个更便宜的选择，以生产优质的材料类似的冻干生产叫做“膨化”。膨化过程涉及释放或气体膨胀，或是创造一个内部结构或扩大或破裂。为了获得膨化的方法包括爆炸膨化，高温流体床，挤压，真空干燥和高温脉冲结合常规热风干燥。 在高温应用中，水分转变成水蒸气的过程创造了上升的压力，压迫从内到外的墙壁，形成了一个多孔结构和增加量，这时必须进一步风干以减少水活性的允许范围，这个范围不允许微生物的活动并且化学和生物化学反应率已被减少到最低值。 因此，这项工作的目的是：（1）研究HTST对香蕉脉冲收缩和孔隙率。（2）研究空气干燥过程（ADP）的收缩和孔隙度对香蕉的影响和结果对比（3）观察在所有过程中香蕉的结构变化并且尝试去联系这些变化。26.2 方法26.2.1 材料该设备包括一个0.17m内直径的不锈钢托盘机和有能力安置一个0.15m直径的圆形托盘。一个空气流量流向垂直向上的托盘。一个电阻块加热输入一个变量从2千瓦至18千瓦。恒温箱控制温度从30升至180。一个离心机。控制风速。操作控制在3米/秒。香蕉果实，源自马德拉岛，初期水分70%-75%和20°糖度。两端被削掉并丢弃。香蕉去皮并切成1cm厚，放于盘中，和烘干机放置在一个层。26.2.2 干燥实验 基于之前的实验，在150下干燥12min，HTST脉冲被选出来使用。总干燥时间香蕉片生产所需脆达成与冷却时期(从结束的时候,HTST脉冲的开始阶段)25分钟,最后一个AD阶段(70)5小时。对于传统的空气干燥过程(ADP),样品在70下干燥八小时。在这个过程中,平衡水和水分活度低于0.3个百分点。四个样品在不同的干燥时间为物理特性。26.2.3 实验测定在25时用阿贝折射仪测定可溶性固型新鲜样品。干香蕉的水分活度用CX - 2T的湿度计测定。粒子的体积在气体比重瓶中测定，建成加入湿固体，根据赛雷诺等人提出的方法。从膨胀起来的样本确定容量体积。孔隙度计算量从体积和颗粒,如图所示Porosity (%) = 1-(Vp /Vb)×100%体积变化是表示为一个体积缩率的采样体积在某个干燥时间初始体积,就像在Eq。下标0表示新鲜的样品,用Vb。Shrinkage = Vb/Vb0 表26.1关于HTST/AD和ADP的干燥条件和抽样时间固形物含量被测定在在70的烘箱中48小时，之后利用AOAC方法。把放大的样品放在立体显微镜下，并进行2毫米的长度和0.01毫米部分的校准。利用软件图像处理。26.3 结果与讨论 图26.1表明香蕉干燥处理的这两个实验中实验正常化水分时间依赖性。结合HTST/ADP后，需要5.6小时的总干燥时间。该结合省去了30%的干燥时间。这个ADP样本表面硬度,可能由于干燥时间过久。水分活度没有达到减少到0.3以下在8个小时的过程中。脱水过程中对香蕉使用爆炸膨化。干燥阶段比传统的干燥方式加快2倍。托莱多观察到类似的行为使用高温流体床干燥（HTFB）。图26.1 香蕉实际时间的实验收缩数据（实心黑点代表HTST/AD，空心方块代表ADP）图26.2 香蕉正常化水分的实验收缩数据（实心黑点代表HTST/AD，空心方块代表ADP） 图26.2显示实验收缩数据可作为一种水分的功能。首先,体积减小,然后再增加,呈线性下降到最后的过程,达到60%的初始体积。收缩量下降的香蕉在ADP几乎均随含水率的减少。报道还称这种线性行为适用于新鲜苹果,热风干燥的香蕉,以及许多其他食品原料。图26.3 香蕉正常化水分的平均数据（实心黑点代表HTST/AD，空心方块代表ADP）图26.3表明了在香蕉干燥过程中平均的孔隙率。可以看出，这一部分在最后阶段增加的更加突出，从10%到50%。气孔持续收缩的增加,由于在极低的冷却的阶段,孔隙率从50%提高到70%在过程的最后部分。在ADP阶段，在最后阶段得到40%的收获。从26.2和26.3的图中可观察HTST/AD，可以看出,有一个持续增长，在HTST之后，由于非常低的收缩，随着干燥的过程伴随着一个重要的孔隙度的增加。综上所述，孔隙度的增加时因为水分去除干燥速率高，导致了更过的多孔结构，然而,由于低干燥速率导致更紧凑、致密的产品。此外，在干燥的早期，细胞组织是弹性并且具有空间足够水分蒸发掉之后缩成一团。如干燥过程中,细胞组织结构变化导致更严格的骨架,这样有利于孔隙率的发展。在这项工作中， HTST/AD阶段,体积减小最初因水分流失和材料的解体。如干燥、膨化效应就开始发生和体积开始增加,部分弥补了最初的收缩。膨化效应结束于干燥时期,没有体积增大,外壳开始变化,它保留了样品的体积和形状。然而,这种外壳不能完全避免收缩在AD阶段,因为轻微下降阶段的体积直到最后的干燥。这可以在26.4和26.5得到证实：HTST脉冲研制出一种形状,保留的样品,体积大孔隙的形成，在ADP阶段，没有观察到外壳的形成和中等大小的孔隙。图26.4 香蕉在HTST/AD阶段的变化。a)HTST脉冲以后的3分钟；b)HTST脉冲以后的12分钟；c)冷冻时期的25分钟；d)AD阶段7小时（70）图26.5 在ADP阶段香蕉的质构变化（70）。a)1小时后；b)3小时后；c)6小时后；d)8小时后26.4 结论 香蕉联合HTST/AD阶段，在HTST阶段呈现非线性收缩，香蕉缩小了最初的60%，孔隙率达到70%。 在ADP阶段，其体积随着含水量呈线性减小为初始的32%在干燥过程中，孔隙度逐渐增加，在过程的最后达到40%的价值。HTST/AD阶段对比与ADP干燥阶段造成节省30%的总干燥时间和更高的孔隙度核更少的收缩。然而，能源和经济的研究没有完成这项工作来比较这两个过程。完成这些任务,将在未来的工作。25