三阶段脉冲喷动负压低频微波干燥制备即食酥脆黄秋葵的方法
【技术领域】
[0001]三阶段脉冲喷动负压低频微波干燥制备即食酥脆黄秋葵的方法，属于果蔬食品加工技术领域，涉及果蔬的脱水加工。
【背景技术】
[0002]黄故赛i Abelmoschus esculentus Z.属于锦葵科(Malvaceae)秋葵属(Abelmoschus Medic)—年生草本植物，又名秋葵夹、羊角豆。黄秋葵原产于非洲，主要种植于亚热带地区，在我国也有引种种植，并且种植面积不断扩大。黄秋葵嫩果作为其主要可食用部分，富含蛋白质、维生素、矿物质等营养元素，研究表明每10g黄秋葵嫩果含有蛋白质2.5g、脂肪0.lg、碳水化合物2.7g、粗纤维3.9g、维生素B1 0.2mg、维生素B2 0.06mg、维生素C 44mg、维生素E 1.03mg、矿物质营养钾9511?'!? 45mg、磷65mg、镁29mg ;同时,黄秋葵嫩果还富含黄酮和粘液多糖，特别是粘液多糖，可增强机体的抵抗力，保护人体关节腔里关节膜和浆膜的润滑作用，也能保持人体消化道和呼吸道的润滑，促进胆固醇物质的排泄，减少脂类物质在动脉管壁上的沉积，保持动脉血管的弹性。
[0003]黄秋葵鲜果在0°C ~5°C冷库中可贮藏7天，而室温下仅能贮藏2~3天。炎夏季节温度较高，水分蒸发快，果面易革质老化。嫩果荚呼吸作用强，采后极易发黄变老。黄秋葵鲜果营养价值高，但由于储藏期短，若采后不能及时食用或加工，则造成浪费。显然，仅单一的鲜食限制了黄秋葵产业的发展，如果将采后的黄秋葵鲜果制成干制品，在保证营养成分和食用品质良好的情况下，则不仅能够延长贮藏期，而且可以大大拓宽销售半径，扩大食用范围，具有十分重要的社会效益和经济效益。据有资料显示，目前国内对于黄秋葵的少数研究主要集中在对其种植条件和营养成分的研究上，而关于黄秋葵鲜果干燥的研究却鲜有报道。
[0004]目前应用于果蔬脱水干制的方法主要由真空冷冻干燥、热风干燥、微波干燥和微波真空干燥。其中，微波真空干燥是在真空条件下利用微波能进行物料的干燥加工，它利用微波穿透力强，使物料内外同时升温形成整体加热，缩短了干燥时间，同时由于物料内部水分的迅速汽化和迁移，形成无数微孔通道，产生多孔性的结构，并阻止产品的干缩，从而极大的提高产品的脆性。与此同时，真空环境降低了物料表面水蒸气的浓度和产品内部水的沸点，使物料内部和外部的压力差增大而使水分能在较低温度下进行干燥，可防止物料的氧化反应。因此，干后产品的风味、颜色以及质构有所提高。
[0005]传统微波真空干燥存在产品在加热过程中不均匀现象，易出现冷、热点现象，影响产品干燥品质。为了克服微波真空干燥不均匀性，负压微波喷动干燥方法通过周期性的真空压力变化，带动物料颗粒周期性喷动，从而提高了物料干燥的均匀性，避免了产品由于局部温度过高而造成的烧焦现象，从而提高干后产品品质，同时也相应的提高干燥速率以及降低有效能耗。
[0006]脉冲喷动频率对负压微波干燥速率以及干后产品的品质有很大的影响。干燥前期随着脉冲喷动频率的增大，干燥速率呈上升趋势，这是由于脉冲喷动加快，物料较为均匀的搅动有利于水分的传质过程，进而干燥速率加快；然而过高的脉冲喷动频率使得物料过于频繁地与干燥腔壁碰撞，对产品的品质产生一定负面影响。随着干燥时间的延长，高脉冲频率的物料干燥速率呈现出下降的趋势，这是由于脉冲的气体为常温气体，频率过快导致大量的常温空气与物料接触，从而降低了物料的表面温度影响水分的蒸发。因此，不同干燥阶段设置不同的喷动频率将会很大程度上改善黄秋葵干后产品的品质。
[0007]李婧怡、段振华等(2014)研究了微波真空干燥对黄秋葵品质的影响，通过在不同干燥时间、真空度和微波功率下进行真空微波干燥黄秋葵试验，得到色差、断裂性、复水率和维生素C含量的变化曲线。结果表明，干燥时间和微波功率增加时，黄秋葵干制品与鲜果相比色差变大，而真空度增大时色差减小；真空度的增大使得物料的断裂性减小，而初期复水率增大明显，后期增大缓慢；干燥时间和功率越大，维生素C损失越多，真空度越大，维生素C保留越多。然而本发明采用新型的负压低频微波干燥，通过周期性的真空压力变化，带动物料黄秋葵周期性喷动，从而提高了物料干燥的均匀性，避免了产品由于局部温度过高而造成的烧焦现象，从而提高干后产品品质，同时也相应的提高干燥速率以及降低有效能耗。
[0008]王玉川(2013)研究了莴苣颗粒负压微波高效节能均匀干燥机理及工艺。实验结果表明:与传统负压微波干燥装置相比，负压微波脉冲喷动干燥可以明显地提高莴苣颗粒干燥均匀度(90%)及复水后的弹性，缩短干燥周期50% (微波真空)及20% (微波冻干)以上，单位干燥产品的能耗比传统的真空干燥节能50%以上。然而本发明在其原有的基础上对干燥工艺更深一步研究，脉冲频率与微波功率结合，使干燥的均匀度进一步提升；同时，不同干燥阶段脉冲频率的变化更有利于改善黄秋葵干后产品的品质。
[0009]李婧怡、段振华等(2014)也研究了黄秋葵真空微波干燥特性及其动力学研究，通过绘制干燥曲线和干燥速率曲线，得出微波功率、真空度和装载量对黄秋葵干燥过程的影响规律。结果表明，微波功率与装料量对黄秋葵干燥速率影响较大；此外根据黄秋葵的水分变化规律，建立起黄秋葵真空微波干燥动力学模型，经拟合检验发现黄秋葵真空微波干燥过程符合Page模型。而本发明更注重于干燥的均匀性以及干后产品的品质，通过控制脉冲喷动频率来提高了物料干燥的均匀性，避免了产品由于局部温度过高而造成的烧焦现象；同时后期的工艺改善，装料量的优势将会更加明显，可直接投入生产，应用范围更加广泛。
[0010]章虹、冯宇飞等(2012)研究了莴苣微波喷动均匀干燥工艺。实验结果表明:莴苣最佳微波喷动干燥参数为干燥前期(lOmin)，微波功率为300W，热风温度为68~78°C，喷动风速为8m/s ;干燥后期(45min)微波功率为200W，热风温度为68~78°C，喷动风速为6m/s。然而本发明却在不同的干燥阶段采取了不同的微波功率以及喷动频率，极大程度上改善了物料干燥的均匀性以及干后产品的品质。同时本发明是在负压环境下，相比于常压条件，负压环境下水分子能迅速扩散至物料的表面，进而加快了蒸发。与此同时，负压环境降低了物料表面水蒸气的浓度和产品内部水的沸点，使物料内部和外部的压力差增大而使水分能在较低温度下快速蒸发，因而黄秋葵能在较低的温度条件下进行干燥，可防止物料的氧化反应。
[0011]吕忠华公开了一种真空低温油炸不同口味黄秋葵的制作工艺(专利号:201410181019.0)，以黄秋葵为原料，将清洗后的黄秋葵在热水中漂烫，冷却后放入速冻机速冻，冷冻后的黄秋葵放入调味溶液中真空浸溃，浙干后入速冻机速冻，将冷冻后黄秋葵进行真空低温油炸，离心脱油得产品。此专利中调味工艺放在前期，在后期的加工中易对油以及机器造成污染；同时，此专利需对黄秋葵进行两次速冻，工艺流程繁琐，耗能较高，经济效益低。而本发明通过控制不同的微波功率以及脉冲频率对黄秋葵进行干燥处理，工艺流程更加简化，缩短了加工时间，更具有新颖性。
[0012]周炎辉、刘玲玲等公开了一种黄秋葵即食酥脆片的制作方法(专利号:201310738414.X)，该专利采用低温真空油炸技术，来防止产品营养物质、功效成分的流失和破坏；并且与微波真空再次膨化相结合，在达到相同膨化效果的情况下缩短真空油炸的时间，避免脂肪氧化引起的品质劣化。制作方法主要包括以下步骤:挑选、漂烫、切片、速冻、真空油炸预膨化、真空脱油、分离果籽、喷洒处理、再次膨化、成品包装。而本发明是在非油炸的情况下，制得的产品色泽、体积以及松脆性也能达到上述要求，一些感官指标可能还优于上述工艺制得的产品；与此同时，本发明不需要对黄秋葵进行切分处理，保持了黄秋葵组织的完整性，操作简便、安全环保，更有利于消费者接受。
[0013]段振华、李婧怡等公开了一种黄秋葵的真空微波联合加工方法(专利号:201310047704.X)，其特征在于将清洗浙干后的黄秋葵进行微波真空干燥。真空微波干燥的工艺参数为:微波功率为450~650W，真空度为0.05Mpa-0.09Mpa，干燥时间为10~15min。而本发明不仅提供了一种新型的干燥技术:负压微波喷动干燥，而且干后产品的品质(颜色、质构、收缩率、维生素C含量)远优于上述工艺。
[0014]郑宝东、郭正南等人公开了一种黄秋葵的干制方法(专利号:201310649874.5)，该专利通过蒸青处理结合微波真空干燥技术对黄秋葵进行干燥。蒸青处理来钝化黄秋葵细胞内各种酶活性，最大限度的保留黄秋葵原有色泽；而真空微波干燥处理可以有效地保留黄秋葵中叶绿素、粘液多糖和黄酮的含量。而本发明在压力_90Kpa的条件下进行干燥，真空度高于上述工艺；真空度越大，更有利于营养成分的保留。与此同时，本发明干燥工艺的均匀化以及装载量更具有优势。
[0015]孙金才、张慜等人公开了一种常压与负压相结合的微波喷动床均匀化干燥莴苣的方法(专利号:201110365286.X)，该专利采用了微波干燥技术，分四个阶段对莴苣进行微波喷动干燥，第一阶段采用高风速、高温度，使干燥速率达到最高，而采用低微波功率可以将微波“棱角效应”产生的边角易过度加热以致焦黄的现象降低；第二阶段采用高微波功率可以使物料内部产生更多的孔道，使产品的复水率更高；第三、四阶段采用负压微波喷动干燥，使物料处在较低的蒸汽压下进行干燥，降低了物料温度，改善了因后期水分含量低而难于干燥的情况，缩短了干燥时间，降低了干燥能耗，减少了莴苣中叶绿素在加工过程中的流失。然而本发明是在一种负压环境下，也采用了微波干燥技术，分三个阶段对黄秋葵进行微波喷动干燥。不同的是本发明通过改变各个干燥阶段的脉冲喷动频率以及微波功率来进行黄秋葵干燥，整个干燥过程在同一个设备中完成，工艺流程简便，经济效益高，更具有新颖性。
[0016]张慜、王玉川公开了一种负压微波均匀化喷动干燥装置及应用(专