香蕉片微波真空干燥的工艺参数优化

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)福建农林大学食品科学学院 作者:黄美香

  利用微波真空干燥技术开发香蕉干制新产品,获取香蕉片微波真空干燥的最佳工艺。采用三因素三水平的L9(34)正交试验设计,研究真空度、微波强度和切片厚度对香蕉片产品色差、脆度、膨化率和感官品质的影响,并采用综合优化法优化香蕉片微波真空干燥的工艺参数。利用不同的微波真空干燥工艺参数所获得的香蕉片干制品品质有明显差异,经优化确定了微波真空干燥香蕉片的工艺优化点为:真空度-80kPa,微波强度14W/g,切片厚度12mm;此工艺条件下获得的香蕉片干制品品质均优于微波干燥和真空油炸。利用微波真空干燥技术制备新型香蕉片干制品是可行的,优化的工艺条件可以显著提高香蕉片干制品品质,为香蕉片微波真空干燥技术的工业化应用提供理论依据。

  香蕉是中国南方重要的大宗水果,其果实清甜芳香、质地柔软、口感糯滑,且具有促进肠胃蠕动、祛热润肺、安抚神经、保护心血管等功效,老幼皆宜。但属于跃变型果实的香蕉,采后呼吸强度大,果实不耐保鲜贮运,容易腐烂变质,产后损耗严重。因此,采后香蕉果实的保鲜加工成为生产上亟待解决的问题。其中,香蕉片是香蕉加工的主要产品。但目前香蕉片加工主要采用油炸或加糖调味等方式,其加工制品存在油脂含量高且容易哈败而不利保藏及对人体健康的不利影响等缺点,或经过调味后加工的香蕉片未能体现香蕉的原有风味而影响其产品的销售等问题。因此,真空技术网(http://www.chvacuum.com/)认为很有必要开发非油炸、能体现香蕉的原有风味的香蕉加工新产品。

  真空干燥的低温特点使其具有低成本、高品质等优越性,张秦权、文怀兴等采用真空干燥设备,对猕猴桃切片进行真空干燥和真空冷冻干燥,结果皆表明:在真空度为50Pa,切片厚度为6mm的条件下可以更好地保持猕猴桃脆片原有的浅绿色,大大提高Vc的保存率;而微波干燥具有干燥速率快、干燥时间短等优越性。微波真空干燥技术综合了微波干燥和真空干燥的优越性,通过在真空条件下对物料进行微波加热而达到水分的蒸发,能较好地保持食品营养成分及食品原有色香味,具有高效、低温、快速等优点。近年来,微波真空干燥已成为国内外食品干燥领域研究的热点。国内外已有学者对荔枝、苹果、猕猴桃、银耳、蘑菇、大蒜、土豆、胡萝卜、蕨菜等农产品的微波真空干燥工艺进行了研究,且在香蕉片微波真空干燥特性方面也有少量的报道,如香蕉片微波真空干燥水分特性的研究和香蕉微波真空干燥的实验研究,但其研究主要体现在微波真空干燥过程中各干燥因素水平对水分蒸发速率及干燥时间的影响,而微波真空干燥技术对香蕉片干制品品质的影响目前尚未见相关报告。本文以福建省主栽名优香蕉品种天宝香蕉果实为原料,重点研究香蕉片微波真空干燥的最佳工艺参数及其对香蕉片产品色差、脆度、膨化率和感官质量等品质的影响,旨在提高香蕉片干制品品质,为应用微波真空干燥开发新型香蕉片干制品提供科学依据和生产实践指导。

1、材料与方法

  1.1、材料及处理

  以大约九成熟的福建省主栽名优香蕉品种天宝香蕉果实为材料,采自福建省漳州市天宝镇香蕉果园,采收当天运至福建农林大学农产品产后技术研究所(福州),选择大小均匀、色泽一致、无病虫、无损伤的健康果实进行催熟,之后挑选果实较硬、果皮亮黄色但可略带少许青绿色的香蕉果实用于试验。经测定,供试验的香蕉果肉平均含水率为4.68kg/kg(干基)。

  1.2、仪器及设备

  KL-2D-4ZG微波真空干燥设备,DFG801电热鼓风干燥箱;FA2004精确度0.001g的电子分析天平,PL602-S精确度1g的电子天平,ADCI色差计;EZ-S质构仪。

  1.3、试验方法

  采用切片机将剥皮后的香蕉根据实验要求切成厚度均一的片状,迅速置入质量浓度为0.1%的半胱氨酸溶液中,浸泡护色10min,取出沥干。在预实验的基础上,选定对结果影响较显著的真空度(因素A)、微波强度(微波发射功率与物料质量之比)(因素B)、切片厚度(因素C)作为试验因素,按L9(34)正交试验设计对香蕉片微波真空干燥工艺进行优化。称取一定质量的香蕉片单层平铺于微波盘,根据试验要求调节设备参数,微波盘顺时针匀速旋转,每2min取出并记录物料质量,至安全含水率(干基≤5%)为止。各因素及水平取值如表1所示。

表1 微波真空干燥香蕉片L9(34)正交试验因素水平

微波真空干燥香蕉片L9(34)正交试验因素水平

  3.2、验证试验

  目前国内外已有相关文献证实了微波真空干燥技术的优越性,庄培荣采用不同的干燥技术对龙眼肉进行干燥,结果表明:与热风干燥、真空干燥、微波干燥相比,微波真空干燥后的龙眼肉干制品综合品质(收缩率、复水率、多糖含量、SOD活性、感官评分)最好;李波等表明了微波真空干燥双孢菇片的产品品质接近冷冻干燥,明显优于热风干燥和真空干燥;Calin-Sanchez等发现微波真空干燥技术在72~74kPa的真空度和360W的微波功率条件下干燥迷迭香,可以更好地保留其芳香化合物和感官品质。本文为进一步研究优化工艺的可靠性和合理性,将已确定的香蕉片微波真空干燥的较佳工艺条件(真空度-80kPa,微波强度14W/g,切片厚度12mm)与微波干燥技术(2kW)、真空油炸技术(-80kPa)进行对比,重复3次操作,取其平均值,结果见表6。

表6 试验验证结果表

试验验证结果表

  从表6可以看出,采用微波真空干燥技术所制得的香蕉片产品,其脆度、色泽品质等指标都优于单纯微波干燥和真空油炸,在色泽上几乎接近新鲜香蕉,保持了香蕉固有的自然颜色,膨化率与真空油炸相差不大。感官分析表明,微波真空干燥产品的形态保持较好、表面平整、无表面起泡和变形现象、色泽均匀,而真空油炸和单纯微波干燥的产品则容易发生破碎,且表面颜色不太均匀。此外,微波真空干燥的香蕉片产品断裂力小、酥脆性好,形成的孔洞细小致密(分布均匀且蓬松)。综上所述,微波真空干燥香蕉片可较好地保持产品原有的色泽,酥脆性好、膨化率高,具有较好的感官品质,因此应用微波真空干燥可大大提高香蕉片干制品品质。

4、结论

  真空度、微波强度和切片厚度是影响香蕉片微波真空干燥品质的主要技术参数,直接影响香蕉片成品的脆度、膨化率、色差及感官质量等。正交试验及综合优化的结果表明:香蕉片微波真空干燥的最佳工艺条件为:真空度-80kPa,微波强度14W/g,切片厚度12mm。以此工艺条件所制得的香蕉片成品,其干燥品质(如脆度、色差及感官品质等)均优于单纯的微波干燥和真空油炸,提高了商品价值。因此微波真空干燥香蕉片可大大改善传统干燥香蕉片的品质,该干燥方式是可行的。

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