鄒春文，謝建華

（1.連城縣農(nóng)業(yè)局，福建 龍巖 364000；2.漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系，福建 漳州 363000）

地瓜真空冷凍干燥工藝優(yōu)化

鄒春文1，謝建華2

（1.連城縣農(nóng)業(yè)局，福建 龍巖 364000；2.漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品與生物工程系，福建 漳州 363000）

以新鮮連城地瓜為原料，研究地瓜真空冷凍干燥工藝技術(shù)，確定最佳工藝參數(shù)和加工工藝，為地瓜制品加工生產(chǎn)實(shí)踐提供參考依據(jù)。通過單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，以凍干速率作為考察指標(biāo)，研究了加熱溫度、物料厚度、壓力（真空度）3個(gè)因素對真空冷凍干燥速率的影響。實(shí)驗(yàn)表明，對凍干地瓜干燥速率的影響主次順序?yàn)榧訜釡囟?、壓力（真空度）、物料厚度，最佳工藝條件分別為：加熱溫度50℃、壓力（真空度）60Pa、物料厚度5mm，在此干燥工藝條件下，地瓜凍干速率最高產(chǎn)品色澤等保持較好。

連城地瓜；真空冷凍干燥；工藝優(yōu)化

地瓜學(xué)名甘薯，又稱紅薯、番薯、甜薯、紅苕、紅芋等，地瓜和地瓜干都是保健營養(yǎng)食品。世界衛(wèi)生組織公布紅薯既含豐富維生素，又是抗癌能手，為所有蔬菜之首。連城紅心地瓜干是連城傳統(tǒng)特色產(chǎn)品，最早出現(xiàn)于清代，取名為“金薯片”、“金如片”，有著悠久的歷史。連城縣地瓜種植面積穩(wěn)定在10萬畝以上，2015年產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值達(dá)10億元，從事地瓜種植、地瓜干加工、銷售的從業(yè)人口達(dá)13萬人，地瓜產(chǎn)業(yè)加工銷售骨干企業(yè)45家，其中省級農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)龍頭企業(yè)8家，市級農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)龍頭企業(yè)12家，成為閩西龍巖省級、市級農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)龍頭企業(yè)最多的縣份。連城地瓜干產(chǎn)品主要有紅薯、紫薯2大品系，蜜餞、香酥、重組3大類型100多個(gè)品種，產(chǎn)品內(nèi)銷全國600多個(gè)大中城市，外銷出口日本、韓國、港澳臺和歐美等國家和地區(qū)，占據(jù)全國80%以上的市場份額。連城地瓜干加工方法主要是蒸煮、熱風(fēng)烘烤、真空油炸等，縣域內(nèi)還未見將真空冷凍干燥技術(shù)應(yīng)用于地瓜加工。真空冷凍干燥技術(shù)能夠極大限度地保留物料的營養(yǎng)成分且有較好的復(fù)水性[1-3]。因此，文章通過試驗(yàn)研究了地瓜真空冷凍干燥工藝參數(shù)（加熱溫度、物料厚度、壓力（真空度））對地瓜凍干速率的影響，目的在于探索地瓜真空冷凍干燥機(jī)理，為地瓜深加工提供新的思路，促進(jìn)連城地瓜干產(chǎn)業(yè)發(fā)展。實(shí)驗(yàn)結(jié)果對地瓜加工生產(chǎn)實(shí)踐具有一定指導(dǎo)意義。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

新鮮連城地瓜

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備

真空冷凍干燥機(jī)：德國CHRIST；分析天平：德國賽多利斯。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 地瓜真空干燥工藝流程

原料挑選→清洗→去皮→切片→護(hù)色→裝盤預(yù)凍→真空冷凍干燥→成品

1.3.1.1 原料挑選：選取經(jīng)過一定時(shí)間貯存的原料，且無蟲害、腐爛的地瓜。

1.3.1.2 清洗、去皮、切片：用流動(dòng)清水洗去地瓜表面的泥土，并將其表皮去除干凈，用刀按要求切成一定厚度的表面平整，厚薄均勻的薄片。

1.3.1.3 護(hù)色：為防止地瓜褐變，用0.20%無水亞硫酸鈉溶液作護(hù)色液，將地瓜薄片在護(hù)色液中浸泡5 min，然后用流動(dòng)清水沖洗5min，瀝干其表面的水。

1.3.1.4 預(yù)冷、冷凍、干燥：首先將地瓜薄片擺放于托盤放于冰柜凍結(jié)，凍結(jié)至共晶點(diǎn)以下，然后將以上凍結(jié)的物料按要求工藝進(jìn)行干燥，直至終產(chǎn)品的含水率控制在3%～4%時(shí)結(jié)束干燥。

1.3.2 真空冷凍干燥工藝研究

1.3.2.1 單因素試驗(yàn)研究：以地瓜真空冷凍干燥后的凍干速率為指標(biāo)，對不同的干燥倉工作壓力、不同的升華加熱溫度、不同的物料厚度做單因素試驗(yàn)，分別確定適宜的凍干試驗(yàn)條件進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

1.3.2.2 真空冷凍干燥正交試驗(yàn)研究：在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以適宜的加熱溫度、物料厚度、壓力（真空度）作為試驗(yàn)因素，選取L9（34）正交表進(jìn)行正交試驗(yàn)[4]，以凍干速率為指標(biāo)，優(yōu)化凍干工藝參數(shù)。

1.3.3 試驗(yàn)指標(biāo)的測定

真空冷凍干燥速率計(jì)算：

式中： M1為干燥前物料質(zhì)量，g；M2為干燥后物料質(zhì)量，g；t為干燥時(shí)間，h。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 壓力（真空度）對地瓜凍干速率的影響

將預(yù)凍處理后的地瓜分別置于真空度為20，40，60，80，100Pa的真空冷凍干燥機(jī)中干燥，其干燥曲線如圖1所示。從圖1可知地瓜干燥速率隨著真空度升高而增加，但當(dāng)真空度達(dá)到60Pa后反而下降，由圖可看出真空度以60Pa為宜。

2.1.2 加熱溫度對地瓜凍干速率的影響

從圖2可以看出地瓜凍干速率隨加熱溫度的升高而呈上升，當(dāng)達(dá)到50℃后，溫度上升凍干速率反而下降。因此，加熱溫度以50℃為宜。

2.1.3 物料厚度對地瓜凍干速率的影響

從圖3試驗(yàn)可看出隨著物料厚度的增大，凍干速率呈下降趨勢,但物料厚度小于6mm時(shí)下降不明顯而大于6mm時(shí)其凍干速率下降明顯，結(jié)合產(chǎn)品的形狀等要求，采用6mm較為合適。

2.2 正交試驗(yàn)

采用L9（34）正交表進(jìn)行試驗(yàn)[15]，其試驗(yàn)方案及結(jié)果分析表見表1、表2。

表3表明，在一定范圍內(nèi)加熱溫度、壓力（真空度）對地瓜冷凍干燥速率的影響均達(dá)極顯著水平（P＜0.01），而物料厚度對干燥速率影響不顯著。由表2極差表可知，地瓜凍干各因素對干燥速率影響程度為加熱溫度＞壓力（真空度）＞物料厚度，故最佳提取工藝為B2A2C1。

表1 正交實(shí)驗(yàn)因素水平表L9（34）

3 結(jié)論

試驗(yàn)通過單因素和正交試驗(yàn)，分別對加熱溫度、壓力（真空度）、物料厚度3 個(gè)影響真空冷凍干燥工藝效果的參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。試驗(yàn)結(jié)果表明，3個(gè)因素對地瓜冷凍干燥速率的影響程度大小為加熱溫度＞壓力（真空度）＞物料厚度。真空地瓜冷凍干燥最佳工藝參數(shù)為加熱溫度50℃、壓力（真空度）60Pa、物料厚度5mm，該工藝能充分節(jié)省生產(chǎn)能耗，同時(shí)在此干燥工藝條件下，經(jīng)驗(yàn)證地瓜凍干速率最高，且產(chǎn)品在色澤等方面保持較好。因此說明真空冷凍干燥應(yīng)用于地瓜干加工是可行的。

表2 地瓜冷凍干燥工藝正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果

表3 地瓜冷凍干燥工藝正交試驗(yàn)的方差分析

[1] 安瑜.果蔬干燥新技術(shù)及存在的問題[J].食品工程,2012,(2):9-11.

[2] 郭樹國,王麗艷,李成華.黃瓜真空冷凍干燥工藝參數(shù)優(yōu)化[J].食品研究與開發(fā),2012,33(1):232-234.

[3] 李嬌嬌,郜海燕,陳杭君,房祥軍.真空冷凍干燥桑葚果工藝參數(shù)優(yōu)化[J].浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2015,27(6):1067-1072.

[4] 王欽德，楊堅(jiān).食品試驗(yàn)設(shè)計(jì)與統(tǒng)計(jì)分析[M].北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2003:330-361.

10.3969/j.issn.1007-550X.2016.10.003

TS215

A

1007-550X（2016）10-0045-03

2016-09-07

鄒春文，男，福建龍巖連城人，工程師，主要從事食品加工工作。