香蕉片微波真空干燥的工藝參數優化

2014-04-10 黃美香 福建農林大學食品科學學院

  利用微波真空干燥技術開發香蕉干制新產品,獲取香蕉片微波真空干燥的最佳工藝。采用三因素三水平的L9(34)正交試驗設計,研究真空度、微波強度和切片厚度對香蕉片產品色差、脆度、膨化率和感官品質的影響,并采用綜合優化法優化香蕉片微波真空干燥的工藝參數。利用不同的微波真空干燥工藝參數所獲得的香蕉片干制品品質有明顯差異,經優化確定了微波真空干燥香蕉片的工藝優化點為:真空度-80kPa,微波強度14W/g,切片厚度12mm;此工藝條件下獲得的香蕉片干制品品質均優于微波干燥和真空油炸。利用微波真空干燥技術制備新型香蕉片干制品是可行的,優化的工藝條件可以顯著提高香蕉片干制品品質,為香蕉片微波真空干燥技術的工業化應用提供理論依據。

  香蕉是中國南方重要的大宗水果,其果實清甜芳香、質地柔軟、口感糯滑,且具有促進腸胃蠕動、祛熱潤肺、安撫神經、保護心血管等功效,老幼皆宜。但屬于躍變型果實的香蕉,采后呼吸強度大,果實不耐保鮮貯運,容易腐爛變質,產后損耗嚴重。因此,采后香蕉果實的保鮮加工成為生產上亟待解決的問題。其中,香蕉片是香蕉加工的主要產品。但目前香蕉片加工主要采用油炸或加糖調味等方式,其加工制品存在油脂含量高且容易哈敗而不利保藏及對人體健康的不利影響等缺點,或經過調味后加工的香蕉片未能體現香蕉的原有風味而影響其產品的銷售等問題。因此,真空技術網(http://smsksx.com/)認為很有必要開發非油炸、能體現香蕉的原有風味的香蕉加工新產品。

  真空干燥的低溫特點使其具有低成本、高品質等優越性,張秦權、文懷興等采用真空干燥設備,對獼猴桃切片進行真空干燥和真空冷凍干燥,結果皆表明:在真空度為50Pa,切片厚度為6mm的條件下可以更好地保持獼猴桃脆片原有的淺綠色,大大提高Vc的保存率;而微波干燥具有干燥速率快、干燥時間短等優越性。微波真空干燥技術綜合了微波干燥和真空干燥的優越性,通過在真空條件下對物料進行微波加熱而達到水分的蒸發,能較好地保持食品營養成分及食品原有色香味,具有高效、低溫、快速等優點。近年來,微波真空干燥已成為國內外食品干燥領域研究的熱點。國內外已有學者對荔枝、蘋果、獼猴桃、銀耳、蘑菇、大蒜、土豆、胡蘿卜、蕨菜等農產品的微波真空干燥工藝進行了研究,且在香蕉片微波真空干燥特性方面也有少量的報道,如香蕉片微波真空干燥水分特性的研究和香蕉微波真空干燥的實驗研究,但其研究主要體現在微波真空干燥過程中各干燥因素水平對水分蒸發速率及干燥時間的影響,而微波真空干燥技術對香蕉片干制品品質的影響目前尚未見相關報告。本文以福建省主栽名優香蕉品種天寶香蕉果實為原料,重點研究香蕉片微波真空干燥的最佳工藝參數及其對香蕉片產品色差、脆度、膨化率和感官質量等品質的影響,旨在提高香蕉片干制品品質,為應用微波真空干燥開發新型香蕉片干制品提供科學依據和生產實踐指導。

1、材料與方法

  1.1、材料及處理

  以大約九成熟的福建省主栽名優香蕉品種天寶香蕉果實為材料,采自福建省漳州市天寶鎮香蕉果園,采收當天運至福建農林大學農產品產后技術研究所(福州),選擇大小均勻、色澤一致、無病蟲、無損傷的健康果實進行催熟,之后挑選果實較硬、果皮亮黃色但可略帶少許青綠色的香蕉果實用于試驗。經測定,供試驗的香蕉果肉平均含水率為4.68kg/kg(干基)。

  1.2、儀器及設備

  KL-2D-4ZG微波真空干燥設備,DFG801電熱鼓風干燥箱;FA2004精確度0.001g的電子分析天平,PL602-S精確度1g的電子天平,ADCI色差計;EZ-S質構儀。

  1.3、試驗方法

  采用切片機將剝皮后的香蕉根據實驗要求切成厚度均一的片狀,迅速置入質量濃度為0.1%的半胱氨酸溶液中,浸泡護色10min,取出瀝干。在預實驗的基礎上,選定對結果影響較顯著的真空度(因素A)、微波強度(微波發射功率與物料質量之比)(因素B)、切片厚度(因素C)作為試驗因素,按L9(34)正交試驗設計對香蕉片微波真空干燥工藝進行優化。稱取一定質量的香蕉片單層平鋪于微波盤,根據試驗要求調節設備參數,微波盤順時針勻速旋轉,每2min取出并記錄物料質量,至安全含水率(干基≤5%)為止。各因素及水平取值如表1所示。

表1 微波真空干燥香蕉片L9(34)正交試驗因素水平

微波真空干燥香蕉片L9(34)正交試驗因素水平

  3.2、驗證試驗

  目前國內外已有相關文獻證實了微波真空干燥技術的優越性,莊培榮采用不同的干燥技術對龍眼肉進行干燥,結果表明:與熱風干燥、真空干燥、微波干燥相比,微波真空干燥后的龍眼肉干制品綜合品質(收縮率、復水率、多糖含量、SOD活性、感官評分)最好;李波等表明了微波真空干燥雙孢菇片的產品品質接近冷凍干燥,明顯優于熱風干燥和真空干燥;Calin-Sanchez等發現微波真空干燥技術在72~74kPa的真空度和360W的微波功率條件下干燥迷迭香,可以更好地保留其芳香化合物和感官品質。本文為進一步研究優化工藝的可靠性和合理性,將已確定的香蕉片微波真空干燥的較佳工藝條件(真空度-80kPa,微波強度14W/g,切片厚度12mm)與微波干燥技術(2kW)、真空油炸技術(-80kPa)進行對比,重復3次操作,取其平均值,結果見表6。

表6 試驗驗證結果表

試驗驗證結果表

  從表6可以看出,采用微波真空干燥技術所制得的香蕉片產品,其脆度、色澤品質等指標都優于單純微波干燥和真空油炸,在色澤上幾乎接近新鮮香蕉,保持了香蕉固有的自然顏色,膨化率與真空油炸相差不大。感官分析表明,微波真空干燥產品的形態保持較好、表面平整、無表面起泡和變形現象、色澤均勻,而真空油炸和單純微波干燥的產品則容易發生破碎,且表面顏色不太均勻。此外,微波真空干燥的香蕉片產品斷裂力小、酥脆性好,形成的孔洞細小致密(分布均勻且蓬松)。綜上所述,微波真空干燥香蕉片可較好地保持產品原有的色澤,酥脆性好、膨化率高,具有較好的感官品質,因此應用微波真空干燥可大大提高香蕉片干制品品質。

4、結論

  真空度、微波強度和切片厚度是影響香蕉片微波真空干燥品質的主要技術參數,直接影響香蕉片成品的脆度、膨化率、色差及感官質量等。正交試驗及綜合優化的結果表明:香蕉片微波真空干燥的最佳工藝條件為:真空度-80kPa,微波強度14W/g,切片厚度12mm。以此工藝條件所制得的香蕉片成品,其干燥品質(如脆度、色差及感官品質等)均優于單純的微波干燥和真空油炸,提高了商品價值。因此微波真空干燥香蕉片可大大改善傳統干燥香蕉片的品質,該干燥方式是可行的。