论文部分内容阅读
猕猴桃富含有机酸、维生素、类胡萝卜素、黄酮类化合物及多种矿物质元素,营养丰富。新鲜猕猴桃由于水分含量高（湿基含水率超过80%）,处理不当会在很短的时间内迅速与微生物发生腐败变质,难以久藏,大大的缩短贮藏期和货架期。如能将新鲜猕猴桃加工成干制品,则可以很好地延长其保存期。冻干（Freeze drying,FD）-真空微波（Vacuum microwave drying,VMD）联合干燥果蔬品质能接近FD产品,则既可满足目前国内外市场对高端脱水果蔬产品的需求,又可降低生产成本从而增强产品的市场竞争力,FD和VMD组合起来进行联合干燥,这种联合干燥方式减少了冻干解析段的干燥时间,将低水分含量的半干物料交由真空微波处理,总体干燥速度可比常规的FD工艺节约一半以上的时间,能耗也大幅度下降。本论文以猕猴桃为研究对象,研究了猕猴桃片FD-VMD干燥特性及水分分布。探讨不同水分转换对FD-VMD猕猴桃的干燥特性的影响及不同水分转换点下猕猴桃片的水分分布特征,并确定了联合干燥过程中最优水分转换点和最适微波功率。针对猕猴桃片在FD-VMD过程中的品质特性和收缩规律,模拟得到猕猴桃片在不同微波功率下的收缩模型。为了丰富益生菌产品的种类,延长益生菌产品的保质期,采用真空浸渍的方式制备FD-VMD富益生菌猕猴桃片,在干燥之前,对真空浸渍猕猴桃进行工艺优化,确定最优浸渍参数,在最优浸渍参数的基础上,以活菌总数为指标对FD-VMD富益生菌猕猴桃片进行工艺优化,确定最优联合干燥工艺参数,为后期富益生菌干制品的研究提供理论依据。研究主要内容如下:1.猕猴桃片FD-VMD的干燥特性及水分分布研究:研究不同水分转换点（FD 4 h、FD 6 h、FD 8 h、FD 10 h、FD 12 h）、不同处理状态（低温静止、非低温静止）及不同的微波功率（0.25 W/g、0.30 W/g、0.39 W/g）下水分随干燥时间的变化规律,并以干燥时间、外观品质、色差、体积密度、微观结构孔隙率等为指标,得出了最佳工艺参数,并研究干燥过程中物料不同位置的水分分布。结果表明:综合考虑总干燥时间和质量（感官,微观结构）后,FD 8 h是最佳水分转换点。微波功率是VMD期间的重要参数。当微波功率较高时,微波提供的能量大于水分蒸发所需的能量,过多的能量使得细胞结构被破坏。当微波功率较低时,微波提供的能量低于蒸发水所需的能量,导致干燥时间较长,干燥速度变慢,质量也下降。因此,0.30 W/g为最适微波功率。材料的微观结构越好,皱缩越小,体积密度越小。猕猴桃片本身的结构也不统一,猕猴桃中心和边缘部分的细胞大小有显著差异,导致水分在中心和边缘部分的迁移不同。太赫兹光谱成像首次用于研究水果的表面结构质量。研究表明,太赫兹信号强度与材料的表观结构有关,为食品结构的定性分析提供参考。2.FD-VMD猕猴桃片的品质特性及收缩模型研究:将猕猴桃片冻干后,放入真空微波干燥机中,研究不同微波功率（0.25 W/g、0.30 W/g、0.39 W/g）下猕猴桃片的感官品质、复水比、微观结构及收缩比,并建立收缩模型。结果表明:在FD-VMD过程中,微波功率对猕猴桃片的干燥特性有很大影响,不同微波功率下,猕猴桃片的干燥特性有很大差异,微波功率越大,猕猴桃片的感官评分越高,色差越小,复水比越大,收缩比也越大,即达到干燥终点的体积越大,且猕猴桃片的孔隙率也越大。随着干燥的进行,猕猴桃片的水分含量越低,收缩比越小,可能猕猴桃片的体积收缩与物料在干燥过程中的传热传质有关,后期将进一步研究。选取四种常见的收缩模型的数据分析结果表明,Quadratic模型在不同微波下的R2结果均在0.99以上,RSS也相对较小,且表达式较为简单,能够很好的预测猕猴桃在FD-VMD过程中的水分比与收缩比的变化规律。因此选择Quadratic模型为FD-VMD猕猴桃片的最优收缩模型。3.FD-VMD富益生菌猕猴桃片工艺优化:将鼠李糖乳杆菌采用真空浸渍的方法富集到猕猴桃片中,以浸渍温度,抽真空时间、复压时间为变量,以活菌总数为指标,在进行单因素实验的基础上通过正交设计优化真空浸渍的富集工艺,在最优浸渍工艺的基础上,以FD-VMD的水分转换点、微波功率为变量,以活菌总数为指标,在单因素实验的基础上通过正交设计优化联合干燥的工艺,以期得到FD-VMD富益生菌猕猴桃片最优的制备工艺。真空浸渍工艺优化中,对益生菌活菌总数的影响较大是浸渍温度,其次是抽真空时间,最后是复压时间。从K值得结果显示,真空浸渍的最优组合是A2B2C3,即最佳条件是浸渍温度为35℃,抽真空时间为15 min,复压时间为20 min。富益生菌猕猴桃片在FD-VMD阶段各因素的影响主次为微波功率>真空度>水分转换点,即微波功率对富益生菌猕猴桃片的活菌总数影响最大,其次是真空度,水分转换点影响最小。根据K值得出FD-VMD较优工艺参数为A3B2C1,即水分转换点为FD 10 h,微波功率为0.30 W/g,真空度为3 k Pa时,富益生菌猕猴桃片中所含活菌总数最多。