一种超声渗透脱水护色联合真空干燥的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及农产品干燥加工技术领域，具体的说是一种超声渗透脱水护色联合真 空干燥的方法。
【背景技术】
[0002] 干燥是农产品加工及贮藏的重要手段，直接关系到产品的营养价值及流通销售。 传统的热风干燥加工技术虽然操作简单、设备投入低，但因其干燥效率低、产品品质不高 等缺点，已不能满足现代社会的需求，必须采取新的干燥方法以缩短干燥时间、提高干燥品 质。
[0003] 对于梨、苹果、桃等水果的干燥来说，常规的干燥方式均为热风干燥。然而，这些水 果需在干燥前进行切片，而切片会破坏物料的组织完整性，提高细胞膜渗透，导致其含有的 酚类物质和多酚氧化酶接触，并与干燥环境中的氧气产生反应，酶促氧化褐变随之发生，从 而造成产品色泽的较大变化及营养成分的大量损失。因此，常在干燥加工前对上述水果切 片进行护色。常规的溶剂护色虽然可以实现物料色泽的有效保护，但对后续干燥的脱水速 率及所需时间没有显著性影响。
[0004] 上述水果切片的常规干燥的另外一个问题，是即使在干燥前进行护色，但后续的 热风干燥过程中，其干燥介质中的氧气依然可能与物料中的营养成分发生氧化反应，而无 论是酶促氧化褐变还是非酶氧化褐变，均可能对产品品质产生一定的负面作用。
【发明内容】
[0005] 本发明针对鲜切水果片容易酶促褐变及干燥速率慢等问题，提供一种超声渗透脱 水护色联合真空干燥的方法。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为： 一种超声渗透脱水护色联合真空干燥的方法，该方法将护色工艺与渗透脱水预处理相 结合，通过渗透脱水除去物料中部分水分，利用超声波强化渗透脱水过程，且超声渗透脱水 过程中同步护色，具体步骤如下： 1) 将蔗糖、柠檬酸、乙二胺四乙酸二钠、半胱氨酸和氯化钙配制成具有护色效果和渗透 脱水效果的渗透液，其中蔗糖浓度为50~60°Brix，柠檬酸、乙二胺四乙酸二钠、半胱氨酸及 氯化钙的质量浓度分别为 0. 3~0. 5%、0. 08~0. 12%、0. 05~0. 1% 及 0. 2~0. 4% ; 2) 将待干燥水果进行清洗、去皮后，切成5_厚的果片，将果片置入步骤1)所述渗透液 中，进行超声波渗透脱水及同步护色30~60min，其中料液比为1:8,渗透温度为30~50°C，超 声功率为60~120W，超声频率为22kHz; 3) 将步骤2)处理后的果片取出、沥干、拭干表面残余溶液，于真空系统中远红外辐射 加热，调节干燥压力为5000~10000Pa，远红外辐射强度为500~1500W/m2,辐射距离为10cm， 进行真空干燥2h后，将干燥压力调低至1000 Pa继续干燥，待物料降至安全含水率0. 08g/ g干基，干燥结束； 所述步骤1)中柠檬酸、乙二胺四乙酸二钠、半胱氨酸及氯化钙的质量浓度分别为 0? 5%、0. 1%、0. 1% 及 0? 4%。
[0007] 本发明的有益效果： 本发明提供的超声渗透脱水护色联合真空干燥的方法，将护色与渗透脱水有机结合， 配制合理的渗透液，实现护色与渗透脱水的同步进行，不但通过护色保护产品品质，还通过 渗透脱水实现物料水分的部分脱水，同时采用超声波进行渗透脱水护色过程的强化，有利 于提高干燥产品品质、缩短干燥处理时间； 采用真空干燥作为超声渗透脱水护色的后续干燥，通过抽真空来减少氧气浓度及干燥 温度，并采用两段式真空干燥，即采用干燥初期5000~10000Pa压力、中后期1000 Pa压力的 两段式真空干燥，既防止开始压力过低而产生物料水分剧烈蒸发而使物料表面产生裂纹与 鼓泡，又在干燥中后期降低压力以提高物料内部结合力较大的水分的扩散与蒸发速率，同 时，采用远红外辐射热源以实现均匀、高效的加热，和常规热风干燥相比，可有效抑制干燥 过程中的氧化反应，提高干燥品质，缩短干燥时间。
【具体实施方式】
[0008] 下面结合【具体实施方式】对本发明做进一步的阐述。
[0009] 一种超声渗透脱水护色联合真空干燥的方法，该方法将护色工艺与渗透脱水预处 理相结合，通过渗透脱水除去物料中部分水分，利用超声波强化渗透脱水过程，且超声渗透 脱水过程中同步护色，具体步骤如下： 1) 将蔗糖、柠檬酸、乙二胺四乙酸二钠、半胱氨酸和氯化钙配制成具有护色效果和渗透 脱水效果的渗透液，其中蔗糖浓度为50~60°Brix，柠檬酸、乙二胺四乙酸二钠、半胱氨酸及 氯化钙的质量浓度分别为 0. 3~0. 5%、0. 08~0. 12%、0. 05~0. 1% 及 0. 2~0. 4% ; 2) 将待干燥水果进行清洗、去皮后，切成5_厚的果片，将果片置入步骤1)所述渗透液 中，进行超声波渗透脱水及同步护色30~60min，其中料液比为1:8,渗透温度为30~50°C，超 声功率为60~120W，超声频率为22kHz; 3) 将步骤2)处理后的果片取出、沥干、拭干表面残余溶液，于真空系统中远红外辐射 加热，调节干燥压力为5000~10000Pa，远红外辐射强度为500~1500W/m2,辐射距离为10cm， 进行真空干燥2h后，将干燥压力调低至1000 Pa继续干燥，待物料降至安全含水率0. 08g/ g干基，干燥结束。
[0010] 步骤1)中，所配制的渗透液包括蔗糖、柠檬酸、乙二胺四乙酸二钠、半胱氨酸及氯 化钙，其中蔗糖用于渗透脱水，由于在渗透脱水过程中需要产生足够的渗透压，因此采用较 高的蔗糖浓度，而柠檬酸、乙二胺四乙酸二钠、半胱氨酸及氯化钙具有良好的护色效果，对 渗透脱水的影响甚微，采用较低的浓度；通过高浓度的蔗糖以及低浓度的柠檬酸、乙二胺 四乙酸二钠、半胱氨酸及氯化钙，可实现渗透脱水过程的同步护色，不但通过护色保护产品 品质，还通过渗透脱水除去物料的部分水分，有利于缩短后续干燥的干燥时间、提高干燥速 率。
[0011] 步骤2)中，采用步骤1)的渗透液，进行果片的超声波强化渗透脱水，利用超声波 的空化效应及机械效应，加快渗透脱水的传质速率，提高物料脱水率；此外超声振荡还会在 物料内部产生微毛细管及增大水分迀徙通道，不但有利于渗透脱水过程的水分迀徙及加强 护色剂对物料的护色效果，还有利于降低后续干燥的干燥阻力，进一步缩短后续干燥的干 燥时间。
[0012] 步骤3)中，在超声渗透脱水护色后，采用真空干燥代替常规的热风干燥，通过抽 真空，不但降低了干燥环境的压力、降低干燥温度，还减少了干燥环境中的氧气浓度、减少 了氧分子与物料中有效成分发生反应的几率，可实现干燥过程中氧化反应的有效抑制，避 免常规热风干燥的有效成分大量损失；在干燥中后期，由于大部分自由水分已经脱除，物 料内部剩余的孔隙水分以及结合水分的迀移及脱除难度较大，进一步降低干燥室压力至 lOOOPa，有利于提高蒸汽压差以及降低剩余水分活化能，从而有利于物料内部水分的扩散 与蒸发。此外，采用远红外辐射板作为热源进行干燥加热，将远红外辐射能量通过辐射传播 到物料，并穿入物料内部1~2_，可实现非接触辐射加热及内部加热，提高了加热的均匀性 及能量利用率，从而有利于干燥速率的提高。
[0013] 本发明采用超声渗透脱水护色联合真空干燥的方法，不但可实现护色与渗透脱水 的同步进行，还减缓了后续干燥的氧化反应及提高了干燥速率，结合了超声渗透脱水、护色 预处理与真空干燥的优点，缩短干燥时间，提高干燥品质，降低变质风险，可实现快速、高质 的干燥加工。
[0014] 实施例1 一种超声渗透脱水护色联合真空干燥的方法，该方法将护色工艺与渗透脱水预处理相 结合，通过渗透脱水除去物料中部分水分，利用超声波强化渗透脱水过程，且超声渗透脱水 过程中同步护色，具体步骤如下： 1) 利用蔗糖、柠檬酸、乙二胺四乙酸二钠、半胱氨酸和氯化钙，配制具有护色效果和渗 透脱水效果的渗透液，其中蔗糖用于渗透脱水，其浓度为60 °Brix，柠檬酸、乙二胺四乙酸 二钠、半胱氨酸及氯化钙用于护色，质量浓度分别为0. 5%、0. 1%、0. 1%及0. 4% ; 2) 将梨进行清洗、去皮、去核后，切成5_厚的果片，将梨片迅速置入步骤1)所述的渗 透液中，进行超声波渗透脱水及同步护色，其中料液比为1:8,渗透温度为30°C，超声功率 为60W，超声频率为22kHz，超声波渗透脱水及同步护色的处理时间为60min; 3) 超声波渗透脱水与同步护色的处理结束后，将梨片取出、沥干、拭干表面残余溶液， 将物料摆放至网状物料盘中，于真空系统与远红外辐射加热，调节干燥压力为5000Pa，远红 外辐射强度为1500W/m2,辐射距离为10cm，进行真空干燥2h后，将干燥压力调低至1000 Pa 继续干燥，待物料降至安全含水率（〇.〇8g/g干基)，干燥结束，计算干燥时间，并检测产品 的酚类物质含量、Vc含量及色差，干燥产品可直接封装及贮藏。
[0015] 实施例2 一种超声渗透脱水护色联合真空干燥的方法，该方法将护色工艺与渗透脱水预处理相 结合，通过渗透脱水除去物料中部分水分，利用超声波强化渗透脱水过程，且超声渗透脱水 过程中同步护色，具体步骤如下： 1) 利用蔗糖、柠檬酸、乙二胺四乙酸二钠、半胱氨酸和氯化钙，配制具有护色效果和渗 透脱水效果的渗透液，其中蔗糖用于渗透脱水，其浓度为60 °Brix，柠檬酸、乙二胺四乙酸 二钠、半胱氨酸及氯化钙用于护色，质量浓度分别为0. 4%、0. 12%、0. 05%及0. 3% ; 2) 将苹果进行清洗、去皮、去核后，切成5_厚的果片，将梨片迅速置入步骤1)所述的 渗透液中，进行超声波渗透脱水及同步护色，其中料液比为1:8,渗透温度为50°C，超声功 率为120W，超声频率为22kHz，超声波渗透脱水及同步护色的处理时间为