一种提高生姜干燥效率、颜色和风味的方法

1.本发明属于农产品加工技术领域，具体涉及一种提高生姜干燥效率、颜色和风味的方法。


背景技术：

2.生姜是植物的根茎，最古老的香料之一，含有姜辣素、多糖、姜醇、姜烯酚、姜油酮等多种活性成分，具有抗氧化、抗炎和预防癌症的能力。因此被广泛应用于食品和医药中。我国生姜资源丰富，2012年，生姜被列为食药两用的中药，2020年我国生姜种植面积达466万亩，较2019年增加了9.4％，产量为1190万吨，较2019年增加了19.6％。
3.生姜中含有90％以上的水分，在储藏过程中容易腐烂和发芽，对其品质产生影响。干燥是农产品长期贮存的重要方法，能够抑制微生物生长，延缓生理生化反应。然而在干燥过程中，水分的蒸发会带走生姜样品中的营养物质，样品的理化性质也会发生改变，真空冷冻干燥体积收缩率低，时间长，能耗高，香味物质形成有限；热风干燥体积收缩率高，香味物质形成较多。因此根据样品独特的特性选择合适的干燥方法尤为重要。
4.预处理是干燥前的重要环节。渗透预处理是除去果蔬部分水分的有效方法。近年来为了减少对产品品质的影响，一些高新技术也得到应用。例如，中国专利zl100523688c利用超声强化渗透脱水提高果蔬的脱水效率，但从目前的应用效果来看，虽均能强化渗透脱水但效果并不突出，且没有对香味研究，同时没有考察后期干燥的影响。所以，基于生姜香味及后期干燥进行研究，尤其是香味的形成、干燥过程品质控制以及节能等高质量指标的研究具有重要的价值，本发明正式基于这样的思想，研发了新的联合与集成方式，用来提高干制生姜的综合利用价值。


技术实现要素：

5.为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种提高生姜干燥效率、颜色和风味的方法，具体包括如下步骤：
6.选取新鲜、无腐烂的生姜进行清洗、去皮和切片处理，得到姜片；首先将姜片浸入水中进行真空脱气预处理，所述真空脱气预处理的条件为真空度85～100mbar，维持时间为3-10min；预处理后取出姜片再次浸入35-45℃的盐溶液中，然后利用超声辅助盐溶液渗透脱水，所述超声条件为40～45khz，功率密度为40～45w/l，时间为20～30min；将渗透脱水后的姜片再进行真空冷冻联合热风干燥，当经真空冷冻处理至姜片含水率为15～18％时进行热风干燥，所述热风干燥温度为60～70℃，风速为2～4m/s，干燥后得到姜片产品；所述盐溶液为nacl和抗坏血酸加入水中形成的混合溶液，其中混合溶液中nacl的质量浓度为15％～25％，抗坏血酸的质量浓度为1％。
7.进一步的，所述姜片的厚度为5mm。
8.进一步的，所述真空条件为真空度90mbar，维持时间为5min。
9.进一步的，所述超声条件为40khz，功率密度为43w/l，温度为37℃，时间为25min。
10.进一步的，所述盐溶液中nacl的质量浓度为25％。
11.进一步的，所述真空冷冻干燥的真空度为0.6bar，温度为25℃；所述当经真空冷冻处理至姜片含水率为15～18％时进行热风干燥
12.进一步的，所述热风干燥的温度为60℃，风速为2m/s，干燥时间为20min。该方法比单一真空冷冻干燥相比干燥时间缩短了57％。
13.进一步的，所述方法获得的姜片中总硫化合物增加了220％，气味更接近于新鲜生姜。
14.本发明的有益效果：
15.(1)本发明在干燥前对生姜进行真空-超声渗透处理，真空可以排除生姜组织中的气体，减少水分在细胞间隙通路中转移的阻力，提高渗透脱水和后续干燥效率；超声波可以破坏细胞壁和细胞膜、形成微孔道，增加水分流通量，有利于缩短果蔬干燥时间，nacl溶液渗透处理能缩短干燥时间，提高生姜风味。
16.(2)本发明采用真空冷冻联合热风干燥，克服了单一的真空冷冻干燥能耗高，颜色发白，香味物质形成有限的缺点，减少了生姜干燥过程中的体积皱缩，姜片中总硫化合物增加了220％，气味更接近于新鲜生姜。
17.(3)本发明采用真空-超声渗透预处理真空冷冻联合热风干燥技术，改变的生姜的组织结构，相比于单一真空冷冻干燥的产品，干燥时间缩短了57％，复水率增加了1.35倍。
附图说明
18.图1是利用带有十个传感器的电子鼻装置来检查干燥样品中的挥发性物质的柱状图。
具体实施方式
19.以下结合具体实例对本发明作进一步的详细描述。
20.对比例1：
21.挑选组织均匀、新鲜、无腐烂的生姜进行去皮、切皮，切片厚度为5mm，进行真空冷冻干燥，干燥真空度为0.6bar，温度为25℃，待姜片质量维持恒定时停止干燥，得最终姜片样品，测定干燥后姜片的色泽变化、复水率和香味。
22.(1)色泽变化：
23.取干燥姜片，用色差仪检测样品的l、a和b值。l值代表样品的亮度，a值为样品的红绿程度，b代表样品的黄蓝度。δe表示颜色的变化值，该值越大，表示干燥后生姜片的颜色较新鲜生姜片的变化越大。颜色变化值δe的计算公式如下：
[0024][0025]
式1中l0、a0、b0代表新鲜姜片的颜色，l
*
、a
*
、b
*
代表干燥后姜片的颜色。
[0026]
(2)复水率：
[0027]
取0.5g干燥后的姜片，于100℃水中进行复水，1h后取出，擦干表面水分，称重，复水率(rr)计算如下所示：
[0028][0029]
其中m
rh
为复水1h后的姜片的质量，m
dh
为干燥姜片的质量。
[0030]
(3)香味：
[0031]
采用带有十个传感器的电子鼻装置来检查干燥样品中的挥发性物质，采集时间为120s。
[0032]
对比例2：
[0033]
挑选组织均匀、新鲜、无腐烂的生姜进行去皮、切皮，切片厚度为5mm，将姜片浸入到温度为37℃的含有25％的nacl和1％抗坏血酸的混合溶液中25min，然后进行真空冷冻干燥，干燥真空度为0.6bar，温度为25℃，待姜片质量维持恒定时停止干燥，得最终姜片样品，测定干燥后姜片的色泽变化和复水率。具体检测方法参照对比例1。
[0034]
对比例3：
[0035]
挑选组织均匀、新鲜、无腐烂的生姜进行去皮、切皮，切片厚度为5mm，将姜片浸入到温度为37℃的含有25％的nacl和1％抗坏血酸的混合溶液中，在浸泡过程中采用超声辅助，超声条件为：所述超声条件为40khz，功率密度为43w/l，温度为37℃，时间为25min。然后进行真空冷冻干燥，干燥真空度为0.6bar，温度为25℃，待姜片质量维持恒定时停止干燥，得最终姜片样品，测定干燥后姜片的色泽变化和复水率。具体检测方法参照对比例1。
[0036]
对比例4：
[0037]
挑选组织均匀、新鲜、无腐烂的生姜进行去皮、切皮，切片厚度为5mm，将姜片浸入到常温水中，在90mbar真空度下脱气，然后将脱气后的姜片浸入温度为37℃的含有25％的nacl和1％抗坏血酸的混合溶液中，在浸泡过程中采用超声辅助，超声条件为：所述超声条件为40khz，功率密度为43w/l，温度为37℃，时间为25min。然后进行真空冷冻干燥，干燥真空度为0.6bar，温度为25℃，待姜片质量维持恒定时停止干燥，得最终姜片样品，测定干燥后姜片的色泽变化和复水率。具体检测方法参照对比例1。
[0038]
对比例5：
[0039]
挑选组织均匀、新鲜、无腐烂的生姜进行去皮、切皮，切片厚度为5mm，进行真空冷冻联合热风干燥，真空冷冻干燥真空度为0.6bar，温度为25℃，当姜片含水率为15％时进行热风干燥，热风干燥温度为60℃，风速为2m/s，待姜片质量恒定时停止干燥，得最终姜片样品，测定干燥后姜片的色泽变化和复水率。具体检测方法参照对比例1。
[0040]
对比例6：
[0041]
挑选组织均匀、新鲜、无腐烂的生姜进行去皮、切皮，切片厚度为5mm，将姜片浸入到温度为37℃的含有25％的nacl和1％抗坏血酸的混合溶液中25min，然后进行真空冷冻联合热风干燥，真空冷冻干燥真空度为0.6bar，温度为25℃，当姜片含水率为15％时进行热风干燥，热风干燥温度为60℃，风速为2m/s，待姜片质量恒定时停止干燥，得最终姜片样品，测定干燥后姜片的色泽变化和复水率。具体检测方法参照对比例1。
[0042]
对比例7：
[0043]
挑选组织均匀、新鲜、无腐烂的生姜进行去皮、切皮，切片厚度为5mm，将姜片浸入到温度为37℃的含有25％的nacl和1％抗坏血酸的混合溶液中，在浸泡过程中采用超声辅助，超声条件为：所述超声条件为40khz，功率密度为43w/l，温度为37℃，时间为25min。然后
进行真空冷冻联合热风干燥，真空冷冻干燥真空度为0.6bar，温度为25℃，当姜片含水率为15％时进行热风干燥，热风干燥温度为60℃，风速为2m/s，待姜片质量恒定时停止干燥，得最终姜片样品，测定干燥后姜片的色泽变化和复水率。具体检测方法参照对比例1。
[0044]
实施例1：
[0045]
挑选组织均匀、新鲜、无腐烂的生姜进行去皮、切皮，切片厚度为5mm，将姜片浸入到常温水中，在90mbar真空度下脱气，然后将脱气后的姜片浸入温度为37℃的含有15％的nacl和1％抗坏血酸的混合溶液中，在浸泡过程中采用超声辅助，超声条件为：所述超声条件为40khz，功率密度为43w/l，温度为37℃，时间为25min。然后进行真空冷冻联合热风干燥，真空冷冻干燥真空度为0.6bar，温度为25℃，当姜片含水率为15％时进行热风干燥，热风干燥温度为60℃，风速为2m/s，待姜片质量恒定时停止干燥，得最终姜片样品，测定干燥后姜片的色泽变化和复水率。具体检测方法参照对比例1。
[0046]
实施例2：
[0047]
挑选组织均匀、新鲜、无腐烂的生姜进行去皮、切皮，切片厚度为5mm，将姜片浸入到常温水中，在90mbar真空度下脱气，然后将脱气后的姜片浸入温度为37℃的含有20％的nacl和1％抗坏血酸的混合溶液中，在浸泡过程中采用超声辅助，超声条件为：所述超声条件为40khz，功率密度为43w/l，温度为37℃，时间为25min。然后进行真空冷冻联合热风干燥，真空冷冻干燥真空度为0.6bar，温度为25℃，当姜片含水率为15％时进行热风干燥。热风干燥温度为60℃，风速为2m/s，待姜片质量恒定时停止干燥，得最终姜片样品，测定干燥后姜片的色泽变化和复水率。具体检测方法参照对比例1。
[0048]
实施例3：
[0049]
挑选组织均匀、新鲜、无腐烂的生姜进行去皮、切皮，切片厚度为5mm，将姜片浸入到常温水中，在90mbar真空度下脱气，然后将脱气后的姜片浸入温度为37℃的含有25％的nacl和1％抗坏血酸的混合溶液中，在浸泡过程中采用超声辅助，超声条件为：所述超声条件为40khz，功率密度为43w/l，温度为37℃，时间为25min。然后进行真空冷冻联合热风干燥，真空冷冻干燥真空度为0.6bar，温度为25℃，当姜片含水率为15％时进行热风干燥。热风干燥温度为60℃，风速为2m/s，待姜片质量恒定时停止干燥，得最终姜片样品，测定干燥后姜片的色泽变化和复水率。具体检测方法参照对比例1。
[0050]
对比例1-7和实施例1-3姜片的干燥时间、颜色变化和复水率的测定结果见表1，电子鼻雷达图见图1。
[0051]
表1各对比例及实施例中姜片的干燥时间、颜色变化和复水率。
[0052]
实施例干燥所需时间min颜色变化复水率g/g对比例1600min28.64253.789对比例2590min25.87553.8687对比例3575min25.3814.2725对比例4565min24.04064.7665对比例5355min23.92023.7846对比例6320min22.73784.0094对比例7295min21.8814.3529实施例1290min19.5314.781
实施例2275min19.42754.8215实施例3260min19.20075.1057
[0053]
从表1可以看出实施例1-3干燥时间和颜色变化值显著低于对比例1-7，而复水率显著高于对比例1-7，从图1可以看出实施例1-3获得的脱水姜片的s7和s9(总硫化合物)的响应值高于对比例1-7。采用本发明的技术方法，干燥时间缩短了11％-57％，颜色变化较小，复水率增加了1.07-1.35倍，且气味保留率较高。因此，本发明一种利用真空-超声渗透预处理的姜片真空冷冻联合热风干燥的方法可显著缩短姜片干燥时间，降低颜色变化，提高姜片复水率和气味，为工业化高效生产姜片提供了一种新方法。
[0054]
本文虽然已经给出了本发明的一些实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明技术方案的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。