果蔬低温高压膨化干燥关键技术研究

【摘要】： 以苹果、柑桔、哈密瓜、马铃薯为主要原料，选取预干燥原料含水量、膨化温度、膨化压力、停滞时间、抽空温度、抽空时间等关键因素，采用单因素和二次正交旋转组合试验设计方法，通过测定膨化产品含水量、色泽、膨化度、酥脆度等指标，研究果蔬低温高压膨化干燥关键技术，并进行了果蔬膨化干燥机理探讨，最终确定果蔬膨化生产工艺和膨化产品质量标准，为果蔬低温高压膨化干燥生产提供理论和技术支撑。其主要结论是： 1、苹果膨化最佳生产工艺：切片厚度为5mm、预干燥后含水量为30％、膨化温度为105℃、膨化压力为0.3Mpa、停滞时间为5min、抽空温度为85℃、抽空时间为48min。苹果片预干燥后的含水量、膨化温度、膨化压力三个因素在一定范围内对膨化产品质量的影响不显著。苹果片厚度(X_1)、抽空温度(X_2)和抽空时间(X_3)对产品含水量(Y_1)、硬度(Y_2)和色泽(Y_3)有显著影响。通过三因子二次正交旋转组合试验数据分析得到以下方程(R~2＞0.92)： Y_1=5.49941+1.01707X_1-1.54771X_2-218954X_3+0.34289X_1~2+0.44909X_2~2+0.96165X_3~2-0.55440X_1X_2-0.85499X_1X_3+0.44459X_2X_3 Y_2=847.16573+321.09381X_1+141.91570X_2+288.6816X_3-52.6296X_1~2-51.076X_2~2-132.66378X_3~2+148.36546X_1X_2+235.122X_1X_3+35.17204X_2X_3 Y_3=-4.46426+0.36335X_1+0.71501X_2+0.27823X_3+0.32823X_1~2+0.86651X_2~2+0.23542X_3~2+0.13625X_1X_2-0.41750X_1X_3+0.18000X_2X_3 采用数据处理软件对Y_1、Y_2、Y_3进行优化，确定Y_1＜7％、Y_2范围为800～1100g、Y_3＜-3，选出最佳膨化工艺参数的编码组合为：X_1=0(5mm)、X_2=0.5(85℃)、X_3=1(48min)，Y_1=3.84、Y_2=1079、Y_3=-3.2。 2、柑桔膨化最佳生产工艺：预干燥后含水量为35％、膨化温度为95℃、停滞时间为5min、压力差为0.1MPa、抽空温度为80℃、抽空时间为2.5h。停滞时间、压力差两个因素在一定范围内对柑桔膨化产品质量的影响不显著；原料预干燥后含水量(X_1)、膨化温度(X_2)和抽空时间(X_3)对膨化柑桔含水量(Y_1)、脆度(Y_2、膨化度(Y_3和色泽(Y_4)有显著影响。通过三因子二次正交旋转组合试验数据分析得到以下方程(R~2＞0.85)： Y_1=8.64634-4.89202X_1-1.35832X_2-4.06415X_3+3.12434X_1~2+0.06066X_2~2+2.41283X_3~2+0.63842X_1X~2+0.66124X_1X_3+0.56074X_2X_3 Y_2=209.32729+59.76974X_1+15.00326X_2+42.68413X_3-29.79776X_1~2-5.29660X_2~2-30.61093X_3~2-2.07500X_1X_2-18.77500X_1X_3+7.72500X_2X_3 Y_3=1.83495+0.27099X_1+0.05528X_2+0.00466X_3-0.36826X_1~2-0.19325X_2~2-0.17027X_3~2+0.16625X_1X_2-0.00625X_1X_3+0.00375X_2X_3 Y_4=82.92478+3.58168X_1+0.43602X_2+3.92431X_3-4.32931X_1.2-1.41162X_2~2-4.12766X_3~2-0.65750X_1X_2-0.76381X_1X_3-0.18250X_2X_3 采用数据处理软件对Y_1、Y_2、Y_3、Y_4进行优化，Y_1＜7％、Y_2＞190个、Y_3＞1.5、Y_4＞75，选出最佳柑桔膨化工艺参数的编码组合为：X_1=0(35.0％)、X_2=0.5(95℃)、X_3=0.5(2.5h)，Y_1=6.70、Y_2=231.13、Y_3=1.77、Y_4=83.67。 3、哈密瓜脆片最佳生产工艺：预干燥后含水量为25％、膨化温度为90℃、停滞时间为5min、压力差为0.2MPa、抽空温度为80℃、抽空时间为2h。停滞时间、压力差两个因素在一定范围内对哈密瓜膨化产品质量影响不显著。原料预干燥后含水量(X_1)、膨化温度(X_2)和抽空时间(X_3)对膨化产品含水量(Y_1)、脆度(Y_2)、膨化度(Y_3)和色泽(Y_4)有显著影响，通过三因子二次正交旋转组合试验数据分析得到回归方程，确定哈密瓜最佳膨化工艺参数的编码组合为：X_1=0.5(25％)，X_2=0.5(90℃)，X_3=0(2h)，Y_1=6.29，Y_2=125.68，Y_3=1.08，Y_4=63.96。 4、马铃薯脆片最佳生产工艺：切片厚度为2mm、膨化温度为135℃、停滞时间为10min、压力差为0.3MPa、抽空温度为125℃、抽空时间为1h。停滞时间、压力差两个因素在一定范围内对马铃薯膨化产品质量影响不显著。原料膨化温度(X_1)、抽空温度(X_2)和抽空时间(X_3)对膨化产品含水量(Y_1)、硬度(Y_2)、色泽(Y_3)有着显著影响，通过三因子二次正交旋转组合试验数据分析得到回归方程，确定马铃薯最佳膨化工艺参数的编码组合为：X_1=0.5(135℃)、X_2=0.5(125℃)、X_3=0(60min)，Y_1=3.36、Y_2=232.78、Y_3=16.30。