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冷冻浓缩技术目前在国内应用尚不广泛,有关报道也十分匮乏,而我国苹果资源相当丰富,经发酵后制成的果醋产品也有广泛的市场。将冷冻浓缩这一低温处理技术应用于含水量较多的苹果醋中,获得高浓度浓缩液是非常有意义的。本研究经过多次试验改进自主研发了一套局部块冰式冷冻浓缩设备对初始浓度为5.0%的苹果原醋进行多级冷冻浓缩,探究其最佳工艺条件并对其夹带进行有效回收,同时对原醋及不同醋样进行营养成分及理化指标的比较分析,旨在进行一步完善冷冻浓缩苹果醋的工艺和品质。具体研究结果如下:1.对50L块冰式冷冻浓缩设备进行了改进。在结晶浓缩罐中增加了可消除浓差极化现象的一个由三对搅拌桨组成的可调速搅拌装置;在罐体中部安装多组可记录冷壁到料液中心阶梯温度的在线温度记录仪;取消了浓缩罐底部会导致浓缩液出料困难的冷媒夹层和空气夹层;浓缩罐外空气层与加料罐相连,在解冻阶段通入后一批需浓缩的料液,回收冷量,对后一批料液预冷,降低整体能耗。经过改进完成了局部块冰式冷冻浓缩设备的最终制造。2.探索了苹果醋两级浓缩优化工艺及其浓缩效果。通过对比实验可知,分两级浓缩可以更有效的得到高浓度高质量、低夹带的浓缩苹果醋。一级浓缩最佳工艺条件为:第一阶段冷媒温度-10.0℃保持3.0h,第二阶段冷媒温度由-10.0℃下调为-16.0℃,搅拌速度为900rpm。21.0h后得到12.5%的一级浓缩液14.74 kg,1.9%的一级夹带液34.47kg,耗电量为72kW·h。二级浓缩最佳工艺条件为:第一阶段冷媒温度-16.0℃保持4.0h,第二阶段冷媒温度由-16.0℃下调为-24.0℃,搅拌速度为900rpm。28.0h后得到25.0%的二级浓缩液15.11kg,6.7%的二级夹带液32.81kg,耗电量为135kW·h。一级夹带浓缩回收最佳工艺条件为:第一阶段-8.0℃维持3.0h,然后将冷媒温度下调至-14.0℃进行降温,开启搅拌900rpm,经30.0h后可以得到浓度为6.9%的回收液7.51kg,浓度为0.1%的终极夹带液21.66kg,耗电量99kW·h。3.系统比较分析了苹果醋浓缩前后芳香物质的保留情况。经GC-MS测定可得苹果原醋主要芳香物质有14种,其中酯类6种、醇类2种、醛类2种、酸类2种、酚类2种。含量较高的特征成分有苯甲醛、辛酸、4-乙苯酸-2-丁基酯、苯乙醇、乙酸苯乙酯等,其它成分含量相对较低。冷冻浓缩后可舍弃的终极夹带芳香物质种类少含量小,总损失率为2.61%,特征成分苯甲醛、辛酸、4-乙苯酸-2-丁基酯、苯乙醇、乙酸苯乙酯的损失率介于2.36~12.00%。一级、二级复原液口感与原醋接近,终极夹带则相差较远。4.苹果原醋经过一级、二级冷冻浓缩后有机酸总损失率仅为3.45%,苹果酸、乳酸、乙酸和琥珀酸等保留率介于79.10~88.71%之间,主要有机酸乙酸仅损失3.03%,有机酸整体保留率在95%以上。经过两级浓缩后的复原液自由基清除率和原醋相比仅降低7.31%。得到的二级夹带和夹带回收液仍有较高的浓度和有机酸含量,且抗氧化能力也较高。终极夹带有机酸含量甚少,自由基清除能力微弱。