黑加侖果片微波真空膨化工藝及品質(zhì)研究.pdf

1、黑加侖果實(shí)富含多種營(yíng)養(yǎng)成分，風(fēng)味獨(dú)特，黑加侖制品是市場(chǎng)潛力很大商品。采用微波真空膨化方法加工的黑加侖脆片是一種新型的漿果制品，營(yíng)養(yǎng)成分保留率高，口感酥脆。
　　 本研究通過(guò)單因素試驗(yàn)，分析了不同因素對(duì)黑加侖微波真空膨化特性的影響規(guī)律，并利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)構(gòu)建出膨化過(guò)程中果片溫度、水分及形狀變化的數(shù)學(xué)模型，得到以下結(jié)論：
　　 1.在膨化時(shí)間方面：隨著微波強(qiáng)度及微波功率的增加，果片膨化時(shí)間減少；隨著真空壓強(qiáng)的增加，膨化時(shí)間

2、先增加后減少；而隨著初始含水率的增加，膨化時(shí)間增加。
　　 2.在果片水分變化方面：在膨化過(guò)程的前10 s，果片處于加速脫水階段。此后，初始條件不同，脫水速率也不相同。當(dāng)初始含水率為25％或真空壓強(qiáng)為15 kPa時(shí)，果片處于恒速脫水階段；當(dāng)初始含水率為35％，或真空壓強(qiáng)為30 kPa，或微波功率為0.93 kW，或全部微波強(qiáng)度水平時(shí)，果片先恒速脫水，而后降速脫水；當(dāng)微波功率為1.57 kW和2.48 kW時(shí)，果片先處于加速脫水階

3、段，而后變?yōu)榻邓倜撍A段；當(dāng)初始含水率為45％時(shí)，果片先降速脫水，而后恒速脫水；而當(dāng)真空壓強(qiáng)為45 kPa時(shí)，果片先處于加速脫水階段，之后進(jìn)入恒速脫水階段，最后變?yōu)榻邓倜撍A段。
　　 3.在果片溫度變化方面：隨著膨化時(shí)間的增加，果片的溫度不斷上升，而溫度上升速率逐漸減小。
　　 4.在果片形態(tài)變化方面：除微波功率為2.48 kW時(shí)，果片膨化過(guò)程分為前期的體積迅速膨脹和后期的體積恒定兩個(gè)階段外，在其他因素水平下，果片的膨

4、化過(guò)程均可分為三個(gè)階段：第一階段，在膨化過(guò)程的初期，果片體積不變，但形狀發(fā)生變化，果片直徑增加，厚度減少，而45 kPa的真空壓強(qiáng)在此階段則出現(xiàn)果片厚度和直徑減小，體積收縮的現(xiàn)象；第二階段，果片體積急劇膨脹，膨化率迅速增加，果片的直徑迅速減小，厚度迅速增加；第三階段：在膨化過(guò)程的中后期，果片直徑、厚度和體積無(wú)明顯變化，而真空壓強(qiáng)較高或較低時(shí)，果片在此階段均出現(xiàn)體積收縮現(xiàn)象。
　　 5.計(jì)算機(jī)模擬仿真：根據(jù)傅里葉傳熱方程，模擬出果

5、片的溫度變化規(guī)律，得出：隨著時(shí)間的增加，果片的溫度逐漸增加，并且前期溫升較快，后期較慢；對(duì)于同一時(shí)刻來(lái)說(shuō)，果片的溫度由內(nèi)到外逐漸升高。根據(jù)水分?jǐn)U散方程，模擬出果片水分的變化規(guī)律，得出：隨著時(shí)間的增加，果片含水率下降；在任意時(shí)刻，果片各處的水分?jǐn)U散速度相同，含水率沒有差異。根據(jù)應(yīng)力-應(yīng)變的形變方程，模擬出果片形狀的變化過(guò)程，得出：果片在前10 s時(shí)，軸向發(fā)生收縮，之后開始膨脹。
　　 對(duì)比研究了微波膨化和微波真空膨化兩種方式加工出

6、黑加侖脆片的品質(zhì)，結(jié)果表明：與微波膨化相比，微波真空膨化后的脆片體積大，膨化率高，脆片微觀組織由許多小分子顆粒組成，結(jié)構(gòu)疏松，層次感強(qiáng)，脆片內(nèi)部出現(xiàn)中空現(xiàn)象，脆片硬度小，脆性大，色澤明亮，花青素?fù)p失少，整體品質(zhì)明顯優(yōu)于微波膨化后的脆片。
　　 本研究通過(guò)試驗(yàn)方法確定出黑加侖鮮片的最佳配制方案為綿白糖添加10％，小蘇打添加1％。在此基礎(chǔ)上，利用中心組合試驗(yàn)方法進(jìn)行響應(yīng)曲面分析，得出各因素與膨化后脆片品質(zhì)的回歸模型，并優(yōu)化出最佳的微

7、波真空膨化工藝參數(shù)。
　　 1.各因素交互作用對(duì)脆片品質(zhì)指標(biāo)的影響：在膨化率方面，單因素對(duì)其影響程度依次為，初始含水率>微波功率>真空壓強(qiáng)>膨化時(shí)間，在回歸模型中，初始含水率一次項(xiàng)和二次項(xiàng)、及初始含水率與其余三個(gè)因素的交互項(xiàng)對(duì)膨化率影響顯著，其余均不顯著；在色澤方面，單因素對(duì)其作用順序?yàn)?，膨化時(shí)間>微波功率>初始含水率>真空壓強(qiáng)，在回歸模型中，膨化時(shí)間一次項(xiàng)，微波功率和真空壓強(qiáng)與初始含水率的交互項(xiàng)、及微波功率與膨化時(shí)間的交互項(xiàng)，

8、真空壓強(qiáng)、初始含水率及膨化時(shí)間二次項(xiàng)對(duì)色澤的影響顯著；在花青素含量方面，單因素對(duì)其的影響程度依次為，初始含水率>微波功率>膨化時(shí)間>真空壓強(qiáng)，在回歸模型中，真空壓強(qiáng)與初始含水率和膨化時(shí)間的交互項(xiàng)，以及初始含水率的二次項(xiàng)對(duì)花青素影響達(dá)到顯著水平；在最終含水率方面和感官分?jǐn)?shù)方面，只有微波功率，初始含水率及膨化時(shí)間的一次項(xiàng)對(duì)二者的回歸模型影響顯著，在單因素作用順序中，對(duì)最終含水率的作用大小為，初始含水率>微波功率>膨化時(shí)間>真空壓強(qiáng)，而對(duì)感官

9、分?jǐn)?shù)的作用依次是，微波功率>膨化時(shí)間>初始含水率>真空壓強(qiáng)；在質(zhì)構(gòu)特性指數(shù)方面，單因素對(duì)其作用順序?yàn)?，膨化時(shí)間>初始含水率>微波功率>真空壓強(qiáng)，在回歸模型中，微波功率一次項(xiàng)、初始含水率和膨化時(shí)間的一次項(xiàng)與二次項(xiàng)，以及微波功率和初始含水率與膨化時(shí)間的交互項(xiàng)對(duì)質(zhì)構(gòu)特性指數(shù)影響顯著。
　　 2.黑加侖脆片微波真空膨化的最佳工藝參數(shù)：微波功率3.35 kW，真空壓強(qiáng)23 kPa，初始含水率35.59％和膨化時(shí)間100 s，所得結(jié)果為：膨