加工关键工艺对大麦苗粉的理化特性、品质与能耗的影响及其机理研究

来源 :江南大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:woshizd0214
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大麦苗是我国种植面积较广的农业资源,其幼苗含有丰富的营养成分和微量元素,特别是黄酮和叶绿素对人体的健康有特殊的意义。但是在大麦苗粉产品的生产及储运中,普遍存在黄酮和叶绿素的含量降低、微生物超标,干燥能耗高、粉体粒径大等问题;这些问题造成了大麦苗粉品质下降严重,加工成本上升,安全性下降。因此,需要研究大麦苗的干燥、粉碎、水分监测及减菌/杀菌等关键加工工艺,从机理上解决生产中存在的加工难题。本论文以大麦苗为试验原料,研究了其干燥,粉碎,保品质,杀菌,减菌及贮藏等内容;研究了微波干燥节能技术、保品质加工技术、微生物杀菌技术、干粉贮藏技术、低场核磁实时水分监测技术及其机理。目的是解决大麦苗生产中的加工关键工艺,减少营养的破坏,获得高品质的大麦苗加工产品,满足生产者和消费者的需求。本论文研究了微波冻干技术及微波真空干燥技术对大麦苗品质及能耗的影响,在不同功率下,对微波冻干/微波真空干燥的大麦苗进行了品质和能耗分析。结果表明微波冻干及微波真空干燥解决了大麦苗脱水中能耗高及品质低的问题,其中节能效果最好的是微波真空干燥。与微波冻干相比,微波真空干燥的能耗和干燥时间更能进一步降低。微波功率对产品的品质有很大影响,需要控制微波真空干燥的功率,避免质量下降。微波冻干大麦苗时,要避免冰晶融化和微波放电造成的加工失败。本论文采用核磁在线水分实时监测系统研究了大麦苗真空微波干燥中的水状态及动力学特征。通过对大麦苗微波真空干燥中的水信号分析,获得了不同干燥阶段的大麦苗水状态及动力学特征;不同功率下的微波真空干燥,水的动力学特点也有不同。水的流动性与产品的质量安全及稳定性密切相关,在200W下进行大麦苗干燥,其水分状态变化的动力学特征较100W/300W优良。200W微波真空干燥既能缩短干燥时间又能保障品质,同时获得微生物不能繁殖生长的水状态(高比例化合水)。前期阶段,水状态特征表现为结合水的成功迁移和自由水的蒸发。中期阶段,化合水的总量达到最大值后,干燥速率进入下降阶段,水的蒸发量开始下降。后期阶段,水状态转变为化合水信号占优势,总的水信号不再变化,干燥速率倾向于在恒定。本论文研究了超声波对冷冻干燥大麦苗的能耗、品质及微生物的影响,结果表明超声波预处理冻干大麦苗节约时间7-21%,节约能耗约5-19%;减少微生物总菌落33%,产品中大肠杆菌为20MPN/g。超声波预处理冻干燥大麦苗,产品黄酮和叶绿素含量均高于9.00g/kg。超声波预处理冻干大麦苗,可以保持产品颜色并能改善产品风味;同时能降低产品含水率及水活度,进而提高产品的稳定性。本论文研究了高能球磨锤击对大麦苗粉粒径、营养及理化性质的影响。试验采用冷水循环,在氮气保护及无氮气保护环境下进行加工,通过ZrO2球的高能冲击,制备纳米级的大麦苗粉。通过研究加工时间对大麦苗粉营养、水合性及品质的影响,结果表明高能冲击磨能获得直径为300nm以下的大麦苗粉,解决了市场上麦苗粉颗粒大,溶解性差及可溶性膳食纤维含量过低等问题。研究了不同锤击时间的大麦苗粉营养和物理化性质,发现了麦苗粉的堆积密度随加工时间延长而升高,其营养成分含量略有下降;但是可溶性膳食纤维含量得到了提高。氮气保护下锤击的纳米大麦苗粉具有更高的营养价值,叶绿素和黄酮含量及膳食纤维含量更高(叶绿素19.64g/kg和黄酮5.34g/kg),产品颜色保持良好。本论文研究了射频杀菌对麦苗粉的微生物、品质、抗氧化物质及感官品质的影响,结果表明随着射频极板间距的增加,微生物失活需要更多的能量消耗。降低1-log微生物需要的最低能耗是350J/g,射频杀菌能更好的保留大麦苗营养及颜色。在14cm极板间下距射频杀菌,麦苗粉的黄酮和叶绿素的含量分别为5.82g/kg、4.87g/kg。此外,射频杀菌可以降低产品的水分含量,改善产品的酸味,苦味和鲜味。证明了射频杀菌是一个很好的物理杀菌方法,可避免大麦苗粉辐射(60Co)杀菌的不安全问题。本论文研究了三种干燥方法对大麦苗粉在贮藏期中的营养品质性质及微生物的影响,结果表明不同干燥方法对贮藏期中麦苗粉的理化性质产生不同影响。喷雾干燥的麦苗粉感官品质在贮藏期间优于微波冻干和微波真空干燥;喷雾干燥能提高贮藏期叶绿素和黄酮的稳定性,在贮藏期中其成分含量下降轻微。不同干燥方式对大麦苗粉在贮藏期间的的颜色、密度、粒径及抗氧化物质含量影响不同。微波冻干可以提高大麦苗粉贮藏初期的品质,喷雾干燥则能提高整个贮藏期的大麦苗粉品质,且理化性质更稳定。三种干燥方式对大麦苗粉贮藏期的微生物的影响微弱;18个月的贮藏期中,微生物检测显示出三种高品质干燥方法所得大麦苗粉具有很好的食品安全性。
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