山藥真空微波凍幹工藝的製作方法

2023-06-07 21:58:01 2

專利名稱：山藥真空微波凍幹工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種山藥的加工方法，特別是涉及一種加工幹山藥片的方法。
背景技術：
山藥為薯蕷科多年生纏繞草質藤本，具有較高的營養價值。特別是懷山藥具有較高的藥用和食用價值，其藥用部位為根莖，是著名的「四大懷藥」之一。始載於《神農本草經》稱薯蕷，列為上品。以產於古懷慶府(今河南省焦作市溫縣、沁陽市、武陟縣等沿沁河一帶)，為我國道地產區。懷山藥又名薯蕷、淮山、懷山藥，屬薯蕷科。其塊莖可藥用或食用，其成分主要有澱粉、膽鹼、糖蛋白、Vc，粘液中含甘露聚糖、植酸、16種胺基酸等。其味甘、性平，具有「健脾補肺、固腎、益精功能。主治傷中、補虛羸、除寒邪熱、補中益氣力、長肌肉、久服耳目聰明、輕身不飢、延年」之功效。用於治療脾虛腹瀉、肺虛喘咳，慢性腎炎、慢性腸炎、糖尿病、遺精和白帶增多等症，深受人們喜愛，中藥上也被廣泛應用。
但由於懷山藥的收穫季節性強，造成周年均衡供應困難，資源利用水平較低。其加工大多還停留在傳統的硫磺燻蒸、烘乾製片、制段的工藝上，不但營養損失大，而且硫含量嚴重超標，對人體健康非常不利。目前對山藥較好的加工和保鮮的研究，國內外報導較少，但鑑於懷山藥來源豐富，無汙染、無有害物質，因此，為充分利用自然資源，增進人體健康，有必要尋求新的加工方法。
冷凍乾燥由於能夠保持被乾燥物料的營養成分、生物活性和原有性狀，在食品、生物製品和藥品等工業中得到了廣泛的應用。但是由於常規加熱的冷凍乾燥過程其傳熱傳質速率較低，能耗大，乾燥時間長，因而限制了它的進一步推廣。採用微波加熱的冷凍乾燥是為了克服上述缺點，而發展起來的一項新的乾燥技術。微波加熱能夠實現被乾燥物料內部容積加熱，又避免了表面加熱時，經常發生的物料局部高溫的缺陷，且其乾燥速率高，非常適合於各類熱敏材料和具有生物活性材料的乾燥。因此如何根據山藥的特點，將冷凍乾燥和微波加熱結合起來對山藥進行乾燥處理，保持它的色、香、味及營養，同時提高貯存、運輸和應用的方便性，成為一個亟需解決的問題。

發明內容
本發明的目的在於提供一種山藥真空微波凍幹工藝，該工藝能對山藥片進行真空微波凍幹，同時又能保持它的色、香、味及營養。
為實現上述目的，本發明採用如下技術方案一種山藥真空微波凍幹工藝，把經過速凍的山藥片裝入真空罐中抽真空，在真空度75-145pa、溫度-20℃-30℃條件下開啟微波源，在電場強度140-220V/cm下進行凍幹。
進行凍幹時，先在140-220V/cm下持續2.5～4小時，當物料內部水分已除去80％時，逐漸降低微波功率，再經1～1.5小時，物料內部水分降至5％以下時凍乾結束。
所述逐漸降低微波功率的步驟為在20～30分鐘內將微波功率降至100～150V/cm，再經過20～30分鐘，將微波功率降至70～100V/cm，直至凍乾結束。
在物料裝罐前，提前開啟罐內製冷設備，使罐內溫度降低至-20℃-30℃。
山藥片是在-30～-40℃以下溫度進行速凍2～3小時，直至山藥片溫度為-20℃-30℃。
山藥片在速凍前經過護色、漂燙滅酶處理。
護色時，把山藥片浸入濃度為0.2-0.3％的VC、0.4-0.6％的檸檬酸、0.4-0.6％的氯化鈉混合溶液中浸泡2-4小時，所述的濃度為質量百分比濃度，將護色後的山藥片放入沸水中漂燙3～5min進行滅酶，把漂燙好的懷山藥瀝乾水分，均勻攤開，快速冷卻至室溫。
本發明採用真空微波凍幹方法，具有乾燥時間短，乾燥產品質量高的優點，相對於真空凍幹而言，能耗低，乾燥周期大大縮短，與常規凍幹相比乾燥時間可縮短一半左右。微波乾燥中，由於冰晶升華後物料吸收微波能減少，使乾燥速率下降，所以微波凍幹過程中等速乾燥階段很短，這是微波凍幹與常溫下微波加熱乾燥的重要區別。本發明加工出的山藥片復水性好，口感佳，產品水分含量在5％以下，經過真空充氮包裝，產品保質期可達18個月以上。由於是在真空、低溫條件下乾燥，因此有效地防止了由高溫氧化產生的褐變。用本發明工藝加工的山藥片，營養價值高，適合於各種消費人群。本發明加工成本低，易於操作，可實現工業化生產。
具體實施例方式
選用原料時，要求山藥成熟收穫時不浸水綑紮，不重疊受壓，輕拿輕放，大小、長短均勻，基本無斷條，無機械傷，無病蟲害，無斑疤。將山藥去皮清洗，去皮時修去斑疤，用清水漂洗乾淨。切片時最好斜切，厚度0.8～1.2mm為佳。物料厚度不同時在乾燥過程中凍幹速率的變化趨勢基本一致，但是隨著物料厚度的增加，其凍幹速率稍有減慢。
酶促褐變是導致懷山藥漂燙及凍幹加工過程中色澤變化的主要原因。通過研究山藥中多酚氧化酶的最適PH值、最適溫度等主要特性，本發明選取適當的非硫成分氯化鈉、Vc、檸檬酸進行護色，通過正交實驗得到一種安全有效的無硫複合護色液，即質量百分比濃度分別為0.2～0.3％的VC、0.4～0.6％的檸檬酸、0.4～0.6％的混合水溶液。因為現有含硫的護色液對人體有害，且影響產品風味，採用上述的無硫護色液則克服了這一缺陷。對山藥片進行護色有助於得到色澤良好的終產品。把山藥片浸入上述護色液中浸泡2～4小時進行護色，再將護色後的山藥片放入沸水中漂燙3～5min，進行滅酶。酶需要水分才有活性，水分減少時，酶的活性也就下降，只有當凍幹製品的水分降到1％以下時，酶的活性才會完全消失，而凍乾產品中的水分一般在4％左右，也就是說凍乾產品的酶仍然還具有活性，從而影響產品的貯藏，因此有必要在凍幹前進行滅酶處理。
把漂燙好的山藥片放入格盤內瀝水，均勻攤開以便使山藥片快速冷卻至室溫。之後把冷卻且已瀝乾水分的山藥片放入速凍庫，在-38℃以下溫度進行速凍2～3hr，直至山藥片溫度達到-20℃～-30℃。
把速凍了的山藥片均勻裝入真空罐中，封閉罐口抽真空。在物料裝罐前，應先提前開啟罐內製冷設備，使罐內溫度降低到-20℃～-30℃。打開真空泵抽真空，使罐內真空室壓強達到75～145pa，物料溫度降至-30℃。在山藥片凍幹過程中，在其他條件相同時，較高的真空室壓強雖使乾燥時間略有縮短，但真空度的影響總體上看並不明顯。這是因為雖然提高壓力能使升華速率提高，但是壓力提高又會使蒸汽難以從升華面逸出，兩者共同影響的結果使凍幹速率的變化不大。過度增加真空室壓強會使升華溫度升高，使物料內部骨架和冰晶易出現崩解和熔化，導致凍乾產品質量下降。在綜合考慮各種因素後，本發明將真空室壓強選擇為75～145pa，可使物料的冰晶升華溫度低於產品的崩解溫度和冰晶的熔化溫度，從而具有最好的凍幹效果。
開啟微波源，調節電場強度E至140～220V/cm，持續2.5～4小時，當物料內部水分已除去80％時，逐漸降低微波功率，再經1～1.5小時，物料內部水分降至5％以下，凍乾結束。逐漸降低微波功率的步驟為在20～30分鐘內將微波功率降至100～150V/cm，再經過20～30分鐘，將微波功率降至70～100V/cm，直至凍乾結束。注意在微波加熱過程中，物料溫度不能超過-20℃。之所以在當物料內部水分已除去80％時，要逐漸降低微波功率，是因為在微波加熱過程中，物料吸收的微波能量是與電場強度E的平方成正比的，因此雖然增大電場強度可以明顯提高物料的乾燥速率，但是過分加大電場強度會導致物料升溫過快，引起冰核局部溶化，甚至產生焦糊，而引起乾燥失敗。因此當物料內部水分已除去80％時，採取上述方式逐漸降低微波功率，其電場強度的減小速率能很好地滿足乾燥速率與乾燥品質的要求，大大提高幹燥效果。將乾燥過的山藥片採用真空充氮包裝。
在上述實施方式中，各工藝條件可按以下數值進行選擇真空度75pa、80pa、90pa、100pa、110pa、120pa、130pa、145pa；及75pa～145pa之間的任意數值；凍幹溫度-20℃、-25℃、-30℃及-20℃～-30℃之間的任意數值；電場強度140V/cm、150V/cm、160V/cm、170V/cm、180V/cm、190V/cm200V/cm、210V/cm、220V/cm；及140-220V/cm之間的任意數值；在凍幹過程中在電場強度為140-220V/cm下持續2.5小時、3小時、3.5小時、4小時及2.5～4小時之間的任意時間。
當物料內部水分已除去80％時，逐漸降低微波功率，在20～30分鐘內將微波功率降至100V/cm、110V/cm、120V/cm、130V/cm、140V/cm、150V/cm；以及100～150V/cm之間的任意強度；再經過20～30分鐘，將微波功率降至70V/cm、80V/cm、90V/cm、100V/cm以及70～100V/cm之間的任意強度，直至凍乾結束。
速凍過程在速凍溫度為-30℃、-35℃、-40℃以及-30℃～-40℃之間的任意其它溫度下進行速凍2～3小時，直至山藥片中心溫度為-20℃～-30℃。
護色液VC質量百分比濃度0.2％、0.25％、0.3％以及0.2％～0.3％之間的任意濃度；檸檬酸和氯化鈉溶液的質量百分比濃度0.4％、0.5％、0.6％以及0.4～0.6％之間的任意濃度；在本發明工藝中，可優選懷山藥，主要是因其澱粉含量高，懷山藥的功能成分多糖平均含量是非道地產區的1.35倍，且懷山藥加工特性優於其它山藥。
經凍幹處理後，其各項指標如下色澤凍幹後均具有山藥應有的正常顏色，每一包裝袋中山藥色澤基本一致，呈白色；風味口感具有山藥應有的風味，無異味，無纖維感覺，酥脆、爽口；組織形態山藥片大小均勻、形態完整，不收縮；懷山藥片的含水率小於5％，復水率可達90％以上。
異物不存在。
微生物指標細菌總數≤1000cfu/g，大腸菌群≤30cfu/g，致病菌不存在。
貯運條件及保質期在常溫條件下貯運，保質期18個月。
權利要求
1.一種山藥真空微波凍幹工藝，其特徵在於，把經過速凍的山藥片裝入真空罐中抽真空，在真空度75-145pa、溫度-20℃--30℃條件下開啟微波源，在電場強度140-220V/cm下進行凍幹。
2.如權利要求1所述的山藥真空微波凍幹工藝，其特徵在於，進行凍幹時，先在140-220V/cm下持續2.5～4小時，當物料內部水分已除去80％時，逐漸降低微波功率，再經1～1.5小時，物料內部水分降至5％以下時凍乾結束。
3.如權利要求2所述的山藥真空微波凍幹工藝，其特徵在於，所述逐漸降低微波功率的步驟為在20～30分鐘內將微波功率降至100～150V/cm，再經過20～30分鐘，將微波功率降至70～100V/cm，直至凍乾結束。
4.如權利要求1所述的山藥真空微波凍幹工藝，其特徵在於，在物料裝罐前，提前開啟罐內製冷設備，使罐內溫度降低至-20℃-30℃。
5.如權利要求1、2、3或4所述的山藥真空微波凍幹工藝，其特徵在於，山藥片是在-30～-40℃以下溫度進行速凍2～3小時，直至山藥片溫度為-20℃-30℃。
6.如權利要求1、2、3或4所述的山藥真空微波凍幹工藝，其特徵在於，山藥片在速凍前經過護色、漂燙滅酶處理。
7.如權利要求6所述的山藥真空微波凍幹工藝，其特徵在於，護色時，把山藥片浸入濃度為0.2-0.3％的VC、0.4-0.6％的檸檬酸、0.4-0.6％的氯化鈉混合溶液中浸泡2-4小時，所述的濃度為質量百分比濃度，將護色後的山藥片放入沸水中漂燙3～5min進行滅酶，把漂燙好的懷山藥瀝乾水分，均勻攤開，快速冷卻至室溫。
全文摘要
本發明涉及一種山藥真空微波凍幹工藝，把經過速凍的山藥片裝入真空罐中抽真空，在真空度75－145Pa、溫度－20℃～30℃條件下開啟微波源，在電場強度140－220V/cm下進行凍幹。進行凍幹時，先在140－220V/cm下持續2.5～4小時，當物料內部水分已除去80％時，逐漸降低微波功率，再經1～1.5小時，物料內部水分降至5％以下時凍乾結束。本發明採用真空微波凍幹方法，具有乾燥時間短，乾燥產品質量高的優點，與常規凍幹相比乾燥時間可縮短一半左右。本發明加工出的山藥片復水性好，口感佳，產品水分含量在5％以下，經過真空充氮包裝，產品保質期可達18個月以上。
文檔編號A23B7/02GK1927001SQ20061010724
公開日2007年3月14日 申請日期2006年9月30日 優先權日2006年9月30日
發明者王安建, 侯傳偉, 黃紀念 申請人:河南省農科院農副產品加工研究所