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杏汁冷冻浓缩技术的研究

陈国辉  
【摘要】:近年来,冷冻浓缩以其低温加工工艺和有效保护待浓缩物料营养品质的特点越来越受到人们的关注。本文以杏汁为实验材料,在单因素实验的基础上,采用Box-behnken响应曲面设计,根据多个响应值的联合优化,研究并分析了杏汁冷冻浓缩过程中冷媒温度、果汁浓度、冷冻时间对杏汁冷冻浓缩结晶强度及冰晶纯度的影响,确定了工艺条件模型。根据杏汁浓缩程度与冰晶生长状态之间的关系,开发并完善了适合杏汁的多级冷冻浓缩,并且对浓缩前后的杏汁营养成分进行对比分析,较系统的阐述了影响杏汁冷冻浓缩效果的各个因素。具体研究及结果如下: (1)在单因素实验的基础上,运用响应面软件,对冰晶强度、冰晶纯度分别取最大值和最小值,并进行联合优化,得出最佳的杏汁冷冻浓缩工艺为:冷媒温度-15.00℃,果汁浓度14.0°Brix,冷冻时间1.3h,验证试验表明运用此工艺方法得出的平均冰晶强度为148.21g,纯度为1.0°Brix。 (2)杏汁可溶固形物含量与冰点温度的关系,得出结论:可溶固形物含量与冰点温度呈负相关的关系,可固含量越高,冰点越低,得出回归方程:Y=-0.0063x~2+0.1175x-1.7862(R~2=0.9992),可根据此方程式,计算出某杏汁浓度当前的冰点温度,当结晶罐的温度探测仪显示此温度时,则调节制冷压缩机组功率减少制冷量,使罐内冰晶成长平缓,可有效降低冰晶夹带溶质的含量,减少损失、降低能耗。 (3)杏汁经三级冷冻浓缩处理后,其可溶固形物含量由13.0°Brix升高到49.8°Brix,约为3.8倍的原杏汁浓度。得出浓缩果汁可溶固形物含量与浓缩级数的回归方程:TSSc=0.058x3-2.3214x~2+18.627x+13.074(R~2=0.9997);冰液可溶固形物含量与浓缩级数的回归方程:TSSi=0.125x3-0.3857x~2+1.8679x-0.0814(R~2=0.9913)。 (4)将浓缩得到的杏汁经蒸馏水稀释到杏原汁的浓度,测定其pH、蛋白质、多酚、黄酮、还原性糖、总糖、总酸、维生素C等指标,实验结果表明:浓缩初期,各营养成分都有不同程度的损失,随着浓缩级数的增加,下降趋势趋于平缓,但维生素C的保留率下降明显。三级浓缩后维生素C的保留率为70%。对比传统热浓缩,冷冻浓缩优势明显。


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