论文部分内容阅读
干燥是保存食物最古老,最传统的方法之一。这些独具特色的传统方法已被应用于植物性食品的干燥。但是,这些方法存在干燥速率低,能耗高和加工成本高、食品营养质量下降等缺点。本研究以维多利亚李子果实为研究对象,研究其干燥特性和传质行为。李子是蔷薇科李属植物。它含有多种营养成分,如抗氧化剂,矿物质,纤维,类黄酮,维生素和多酚类(叶黄素,隐黄质和玉米黄质)。由于这些化合物,李子可被用做药物来治疗白带,月经不调和流产等疾病。除此之外,李子对治疗糖尿病,心脏病和癌症,肌肉萎缩,润肠通便和促进骨密度等具有辅助效果。李子可作为新鲜水果,果汁食用,也要干燥。梅干在市场上被称为梅子。李子可直接鲜食,也可榨汁,还可制成李子干,李子干又被称为梅子。李子在很长一段时间内,都是采用传统的干燥方法干燥进行干燥,然而对流干燥方法干燥速度慢,时间长,产品质量低,营养特性降低并增加了产品污染的概率。目前,国内外食品工业中主要采用冷冻干燥,喷雾干燥,真空干燥等干燥加工方式,其产品普遍存在干制时间长,耗能大,成本高,贮藏期品质大幅度下降等一系列缺陷在某些情况下,它们需要干燥产品的特殊包装。因此,需要开发新型干燥技术来克服这些问题。脉冲电场(PEF)和超声(US)作为新兴的食品非热加工技术之一,以其良好的应用特性如均匀性、能耗低、省时、处理温度低、效率高和对食品原有品质保存效果好等特点,吸引了国内外广大研究者的关注。在干燥和渗透脱水过程中使用PEF和US延长了保质期,增加了储存稳定性和改善了营养品质。已有研究发现在干燥过程中进行PEF处理可延长产品货架寿命,提高干燥速度以及改善李子的营养品质。PEF通过促进水扩散系数来提高细胞渗透性和干燥速率。食品干燥是食品工业中最有前途的领域,然而仍需要在改善食品干燥的能量效率和成本效益以及保持营养特性到适当水平方面进行改进。在第一部分中,我们应用PEF强度为1-3 kV/cm,30个脉冲和70℃条件下探究PEF对李子干燥的对流干燥动力学,细胞崩解,颜色和微观结构变化。PEF处理的总比能耗为10-90 kJ/kg。随着PEF强度的增加,崩解指数(Zp)值从0.147提高到0.572。结果表明,高崩解指数可提高干燥速度,缩短干燥时间。随着PEF强度的增加,对流水扩散系数从0.27增加到16.47 9 10-9 m2/s。与未处理样品相比,PEF预处理改善了李子干的色泽。此外,通过扫描电镜(SEM)对PEF预处理引起李干收缩的微观机理进行了研究,PEF强度越高,产生的收缩越大,这可能是导致李子中水最大程度扩散的原因。在第二部分中,我们研究了超声辅助渗透脱水和对流干燥对李子干的质地特性,生物活性成分保留率,营养质量和代谢产物的影响。在50%葡萄糖和蔗糖等渗透溶剂中用超声波(25kHz)进行渗透脱水30min和60min,并通过对流热空气烘箱在55℃下干燥样品,通过菲克扩散定律进行测定溶质扩散系数。研究发现,超声波辅助渗透脱水可降低水分含量,并增加了李子的水分流失和固体得率。20%压缩纹理分析表明,渗透过程使葡萄糖处理的李子柔软度增加,硬度降低。同样,在50%蔗糖处理30min和60min的李子和在50%葡萄糖中处理30分钟的李子中观察到抗氧化剂和酚类物质有所增加。1HNMR分析的化学位移表明,超声波辅助脱水对李子中的代谢物影响很小或可忽略不计,超声波辅助渗透脱水李子的颜色也受渗透液处理时间的影响。第三部分,我们研究了 PEF和US联合处理,对李子干干燥动力学,传质和对流水扩散系数的影响。在27±2℃下先在1、2和3 kV/cm,50个脉冲的参数下先进行PEF处理,然后采用40kH,频率为99%的超声处理30min。测量电导率,计算细胞崩解指数,在55℃下使用热风烤箱干燥李子180min。结果表明在均匀超声处理条件下,随着PEF强度的增加,PEF的加入增加了干燥速率,缩短了干燥时间。同样,随着PEF强度的增加,对流水扩散系数由8.75×10-9增加到14.7×10-9,而在均匀温度下,对流水扩散系数由8.75×10-9增加到14.7×10-9。采用1、2、3kv/cm的PEF预处理,50次脉冲,40kH,99%频率,在27±2℃下持续30min。该研究表明,采用PEF和US预处理可提高干燥速率并缩短干燥时间。它还增加了对流水的扩散系数,并有助于提高生物活性化合物在干燥产品中的保留率。它改善了干燥产品的质地和颜色。这项研究还表明,与PEF和US的联合处理相比,PEF单独处理能有效地降低加工能量,从而提高干燥速率和扩散率。这些技术的应用可以通过降低比能耗来降低劳动成本,这是加工业的迫切需要。