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第19章 农产品加工(7)

实际上,干燥过程中水分的表面汽化和内部扩散是同时进行的,二者的速度因果蔬种类、品种、原料的状态及干燥介质的不同而有差别。含糖量高、块形大的果蔬如枣、柿等,其内部水分扩散速度较表面汽化速度慢,这时内部水分扩散速度对整个干制过程起控制作用称为内部扩散控制。这类果蔬干燥时,为了加快干燥速度,必须设法加快内部水分扩散速度,如采用抛物线式升温对果实进行热处理等,而不能单纯提高干燥温度、降低相对湿度,特别是干燥初期,否则表面汽化速度过快,内外水分扩散的毛细管断裂,使表面过干而结壳(称为硬壳现象),阻碍了水分的继续蒸发,反而延长干燥时间,且制品品质降低。而含糖量低、切成薄片的果蔬产品如萝卜片、黄花菜、苹果等,其内部水分扩散速度较表面水分汽化速度快,水分在表面的汽化速度对整个干制过程起控制作用,称为表面汽化控制。这种果蔬内部水分扩散一般较快,只要提高环境温度,降低湿度,就能加快干制速度。因此,干制时必须使水分的表面汽化和内部扩散相互衔接,配合适当,才是缩短干燥时间、提高干制品质量的关键。

(二)果蔬干燥速度和温度的变化

果蔬中水分有结合水和游离水两种存在状态,在一定温度下,游离水的蒸汽压是一定的,它接近于同温下纯水的蒸汽压,但结合水分的蒸汽压却随结合力的不同而不同。表示干燥速度和干燥时间的关系,果蔬进入干燥初期所蒸发出来的必然是游离水,此时,果蔬表面的蒸汽压几乎和纯水的蒸汽压相等,而且在这部分水分未完全蒸发掉以前,此蒸汽压也必然保持不变,并在一定的情况下会出现干燥速度不变的现象即恒速干燥阶段。只要外界干燥条件恒定,此时的干燥速度就保持不变。

当恒速干燥过程进行到全部游离水汽化完毕后,余下的水分为结合水分时,水分的蒸汽压随水分结合力的增加而不断降低,这样,在一定的干燥条件下,干燥速度就会下降,即降速干燥阶段。实际上,结合水和游离水并没有绝对明显的界限,因此,干燥两个阶段的划分没有明显的界限。

开始干燥时,果蔬吸收干燥介质的热量而使品温升高,当果蔬品温超过水分蒸发需要的温度时,水分开始蒸发,此时蒸发的水主要是游离水,由于干燥速度是恒定的,所以单位时间供给汽化所需的热量也应一定,使果蔬表面温度亦保持恒定。而果蔬的湿度则有规律下降,到达C点,干制的第一阶段结束,开始汽化结合水。正如干燥速度要发生变化一样,果蔬表面温度也要发生变化。这时,果蔬表面水分的蒸汽压在不断下降,其湿度降低,干燥速度也相应降低,汽化所需的热量愈来愈高,导致果蔬表面温度提高,出现了CD段温度和湿度的变化。当原料表面和内部水分达到平衡状态时,原料的温度与空气的干燥温度相等,水分的蒸发作用停止,干燥过程也就结束。

(三)影响干燥速度的因素

干燥速度的快慢对于干制品品质起决定性的作用。一般来说,干燥越快,制品的质量愈好。干燥的速度常受许多因素的影响,这些因素归纳起来有两个方面:一是干燥的环境条件;二是原料本身的性质和状态。

1.空气温度

空气的温度越高,果蔬中的水分蒸发越快。但温度过高会加快果蔬中糖分和其他营养成分的损失或致焦化,影响制品外观和风味;干燥前期高温还易使果蔬组织内汁液迅速膨胀,细胞壁破裂,内容物流失。相反,干燥温度过低,使干燥时间延长,产品容易氧化变色甚至霉变。因此,干燥时应选择适合的干燥温度。

2.空气湿度

空气的相对湿度越高,制品的干燥速度越慢;反之,相对湿度越低,干燥速度越快。因为相对湿度与空气饱和差有关,在温度不变的情况下,相对湿度越低,空气的饱和差越大,所以降低空气的相对湿度能加快干燥时间。

3.空气流动速度

空气流动速度越大,干制速度越快。因为加大空气流速可将物料表面蒸发聚集的水蒸气迅速带走,及时补充未饱和的空气,从而加速蒸发过程,同时还可以促进介质的热量迅速传给被干燥物质,维持干燥温度。

4.果蔬种类

不同果蔬原料,由于所含化学成分及其组织结构不同,即使是同一种类,不同品种,也因成分与结构的差异,造成干燥速度不同。

一般来说,可溶性固形物含量高、组织紧密的产品,干燥速度慢;反之,干燥速度快。

5.果蔬干制前预处理

果蔬干制前预处理包括去皮、切分、热烫、浸碱、熏硫等,对干制过程均有促进作用。去皮使果蔬原料失去表皮的保护,有利于水分蒸发。原料切分后,比表面积(表面积与体积之比)增大,水分蒸发速度也增大,切分愈细愈薄,则干制时间愈短。热烫和熏硫均能改变细胞壁的透性,使水分容易移动和蒸发。

6.原料装载量

单位烤盘面积上装载原料的数量,对干燥速度影响极大。装载量越多,厚度越大,不利于空气流动,使水分蒸发困难,干燥速度减慢。干制过程可以灵活掌握原料装载量。如干燥初期产品要放薄一些,后期可稍厚些。

(四)原料在干燥过程中的变化

1.体积减小、重量减轻

体积减小、重量减轻是果蔬干制后最明显的变化,一般果品干制后的体积为原来的20%~35%,蔬菜约为10%;果品干制后的重量为鲜重的20%~30%,蔬菜为5%~10%。体积和重量的变化,使得运输方便、携带容易。

2.透明度的改变

优质的干制品,宜保持半透明状态(所谓“发亮冶)。透明度决定于果蔬组织细胞间隙存在的空气,存在空气越多,制品越不透明;相反,空气越少则愈透明。因此,排除组织内及细胞间的空气,既可改善外观,又能减少氧化,增强制品的保藏性。

3.干缩

有充分弹性的细胞组织均匀而缓慢地失水时,就会产生均匀收缩,使产品保持较好的外观。但当用高温干燥或用热烫方法使细胞失去活力之后,细胞壁多少要失去一些弹性,干燥时会产生永久的变形,且易出现干裂和破碎等现象。另外,在干制品块片不同部位上所产生的不相等收缩,又往往造成奇形怪状的翘曲,进而影响产品的外观。

4.表面硬化现象

两种原因可造成表面硬化(也称为硬壳)。其一是产品干制时,产品内部的溶质分子随水分不断向表面迁移,积累在表面上形成结晶,从而造成硬壳。其二是由于产品表面水分的汽化速度过快,而内部水分扩散速度慢,不能及时移动到产品表面,从而使表面迅速形成一层干硬壳的现象。产品表面硬壳产生以后,水分移动的毛细管断裂,水分移动受阻,大部分水分封闭在产品内部,形成外干内湿的现象,使干制速度急剧下降,进一步干制发生困难。

5.多孔性

产品内部不同部位水分含量的显著差异造成了干燥过程中收缩应力的不同。由于内外应力的不同,干燥产品内出现大量的裂缝和孔隙,常称为蜂窝状结构。

6.挥发物质损失

干燥时,水分由产品中逸出,水蒸气中总是夹带着各种微量的挥发物质,使产品特有的风味损失,无法恢复。

7.颜色变化

果蔬在干制过程中或干制的贮藏中,常会变成黄色、褐色或黑色等,一般统称为褐变。褐变反应的机制有:在酶催化下的多酚类的氧化(常称为酶促褐变);不需要酶催化的褐变(称为非酶褐变),它的主要反应是羰氨反应。常通过加热处理、硫处理、调节pH值等方法防止褐变的发生。

8.营养成分的变化

果蔬中主要营养成分有糖类、维生素、矿物质、蛋白质等,在果蔬干制时,会发生不同程度的变化。一般情况下,糖分和维生素损失较多,矿物质和蛋白质则较稳定。

二、果蔬干制工艺

(一)原料的处理

原料在干制之前一般要进行清洗、去皮、切分、热烫等处理。

有些果实如李、葡萄等,在干制前要进行浸碱处理,从而除去果皮上附着的蜡粉,这样可以利用水分蒸发,促进果实干燥。碱可以使用碳酸氢钠、氢氧化钠或碳酸钠。碱液处理的时间和浓度依果实附着蜡粉的厚度而异,李子用0.25%~1.50%的氢氧化钠处理5~30秒,葡萄一般用1.5%~4.0%的氢氧化钠处理1~5秒。浸碱良好的果实,果面上蜡质被溶去并出现细微裂纹。

在使用碱液处理的时候,果实不能太多,浸碱后要立刻使用0.25%~0.5%的柠檬酸或盐酸浸泡几分钟中和残碱,再用水漂洗,或者用清水冲洗残留的碱液。

(二)干制过程中的管理

人工干制要求在相对比较短的时间内,使用适当的温度,通过通风排湿等操作管理,获得质量比较高的产品。要想达到这个目的,可以依靠物质自身的特性,然后采用合适的干燥工艺技术。干制时特别要注意采取恰当的排湿方法、升温方式和物料的翻动方法,以保证物料干燥快速、高效和优质。

1.升温技术

不同种类的果蔬升温方式不同。常见的升温方式主要有3种:

(1)在干制期间,干燥初期为低温(55~60摄氏度);中期为高温(70~75摄氏度);后期为低温,然后温度慢慢下降到50摄氏度左右,直到结束干燥。这种升温方式主要适合于不可切分的整果干制的红枣、柿饼或者可溶性固形物含量高的物料。操作较易掌握,生产成本较低,能量耗费少,干制质量较好。

(2)在干制初期快速升高温度,最高可达95~100摄氏度。当物料放进干燥室后,就能够吸收大量的热能,这时温度可以降低到30摄氏度左右。继续加热,当干燥室内的温度上升到70摄氏度左右,维持一段时间后,逐步降温至干燥结束。这种方法主要适合于切成薄片、细丝的果蔬,如杏、黄花菜、辣椒、萝卜丝、苹果等,或者是可溶性固形物含量较低的物料。这种升温方式,干燥时间短,产品质量好,但技术较难掌握,生产成本较大,能量耗费多。

(3)在整个干制期间,温度在55~60摄氏度的恒定状态,直至干燥临近结束时再逐步降温。这种升温方式主要适用于大多数果蔬的干制加工。它的操作方法简单,容易掌握,成品的质量高,但是因为在干燥过程中要维持较长时间比较均衡的温度,耗能比第一种多,生产成本也相应高一些。

2.通风排湿

因为物料在干制的过程中水分蒸发得比较快,这样干燥室内的相对湿度就会快速升高,甚至会达到饱和的程度。所以,应特别注意通风排湿工作,不然会延长干制时间,降低干制品质量。

通常,如果干燥室里的相对湿度可以达到70%以上的时候,就要进行通风排湿操作。一般,通风排湿的时间和方法要根据室内相对湿度的大小、加工设备的性能以及室外空气流动的强弱来定。比如,使用烘房干制的时候,烘房外界风力比较小,烘房内的相对湿度比较高时,可将排气口、进气口同时打开,通风排湿时间要长;相反,如果烘房外界风力较大,烘房内相对湿度稍高,就要将排气口和进气口轮流开放,通风排湿的时间要短。通常通风的最佳时间为10~15分钟。时间过长,会使室内温度下降过多,加大能耗;时间过短,排湿不够,影响干燥速度和产品质量。

3.倒盘及物料翻动

在干制的时候,因为烘盘位于干燥室中的位置不同,常常会使其受热程度不同,使物料干燥不均匀。所以,要想使成品的干燥程度一样,尽可能地避免干湿不均匀,就需要使用倒盘。倒盘同时要翻动物料,促使物料受热均匀,干燥程度一致。

(三)包装前的处理

经过干燥以后的产品,通常需要进行处理才可以包装和保存。

1.回软

回软又称水分平衡或均湿。主要是用来使干制品各部分的含水量变得均匀,同时变软,这样有利于处理和运输。

回软的方法是将干燥后的产品,选剔过大、过小、过湿、结块以及细屑等,等到冷却之后立刻放进密闭的容器中或者堆集起来,使所有的干制品含水量均匀一致,与此同时,产品的质地也变得比较软。回软所需的时间,视干制品的种类而定。一般菜干1~3天,果干2~5天。

2.分级

干燥以后的干制品在包装之前一般用经过振动筛或者其他分级设备进行选择,去除那些过湿、结块等不符合标准的产品。

3.压块

脱水蔬菜大多要进行压块处理。因为蔬菜干燥以后,体积会膨松,然后体积变大,包装和运输都不是很方便。脱水蔬菜经过压块处理后,可以使体积大大地缩小,节约了包装材料、装运和贮存的容积。同时压块后的蔬菜,减少了与空气的接触,降低了氧化作用,还能减少虫害。

进行压块的蔬菜在干燥完之后要趁热进行,否则蔬菜冷却,组织变得坚脆,一不小心就会压碎,需要稍微喷蒸汽,然后再压块。

但喷过蒸汽的干菜,含水量可能超过规定的标准,这时可以跟生石灰等干燥剂一起放在常温下,经过2~7天,水分就可以降低。

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