CN102429314B - 一种大尺寸食品整体低频微波脱水方法 - Google Patents
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Abstract
一种大尺寸食品整体低频微波脱水方法，将待脱水的食品进行预处理后沥干，然后放入915MHz的低频微波真空干燥装置中，先在压力30kPa、微波加载功率2.0W/g的条件下干燥至含水率为65-55%；然后将干燥仓压力升至60kPa、微波加载功率降为1.2W/g，干燥至含水率为35-25%；最后将干燥仓压力恢复至30kPa，微波加载功率降至0.5W/g，干燥至最终含水率7%。本发明采用低频微波分段干燥的方法，既提高了干燥速度，缩短了干燥时间，降低了干燥期间食品内部营养成分变质的风险，同时也使得食品内部的结构和营养成分不被破坏，干燥结束后食品的外观变形小。
Description
技术领域
本发明涉及食品加工领域，具体的说是一种大尺寸食品整体低频微波脱水方法。
背景技术
干燥技术是农产品加工过程的一个中间或者终端环节，因为绝大多数农产品加工都要经过脱水处理才能形成独有的风味和口感，以及作为最终适宜加工、贮藏、流通的产品，所以各种农产品的干燥处理过程就显得尤为重要。我国干制食品的出口量目前居于世界首位，其中脱水蔬菜更是占据了世界总产量的2/3。
当前食品干燥最主流的技术是常压热风干燥、微波干燥和冷冻干燥等形式：热风干燥具有速度快、成本低的优势，但原料传热由外向内，因此被干燥物料的尺寸不能太大，否则会因内部水分迁移缓慢而引起干燥速度极其缓慢和变形严重的问题。冷冻干燥所得产品能够最大程度的保持原有体积，形状保持不变。但由于在真空下其传热只能依赖传导，物料传热亦由外向内，表面物料干燥后形成热得不良导体，导致冷冻干燥过程时间长，能耗大，因此通常也只能加工切分成小尺寸的食品原料后在进行干燥。微波干燥法有其自身的优点，微波能深入物料内部使其内、外同时升温形成整体加热, 干燥时间大大缩短。但常规微波（2450MHz）的穿透深度有限，尤其是当原料含水率高地时候，微波能衰减速率快，会造成内部温度低而外部由于加热速度极快形成表面龟裂的现象，因此微波干燥通常也只适合小尺寸原料。另外，常规微波在结合真空条件进行干燥的时候又容易造成低压气体放电的现象，这也限制了其在低温干燥方面的应用。所以，目前我国绝大多数干制食品都是切分产品，对于大尺寸且需要整体干燥的食品只能采用低温慢速干燥加回潮（缓苏）等手段，干燥时间极长（48小时以上）。
低频微波（915MHz）干燥技术亦属介电干燥，其加热原理与微波加热基本相同，可深入物料内部加热，从而使被干燥物料的温度梯度和湿度梯度方向一致，且对水具有较强的选择性加热特性。与常规微波相比，低频微波由于其频率较低，故具有较为温和的加热特性以及更大的穿透深度，所以适合干燥大尺度的食品原料。
目前对大尺度或整体食品干燥的研究非常少，绝大多数集中于切分食品的干燥技术研究。只有关志强等（2011）对荔枝的整果采用热泵和微波联合干燥，但干燥过程需要大量缓苏时间，总干燥时间达到了60 h以上；陈敏等（1994）研究了猴头菇整体干燥的条件，由于猴头菇体积大，干燥过程也必须有均湿（缓苏）过程。在整果干燥方面，专利检索发现只有蔡长河等（申请号01107669.0）发明了利用冷冻干燥的方法加工荔枝、龙眼整果，干燥时间24 h，但如应用于更大尺度的食品干燥，时间必然成倍增加。
发明内容
为解决大尺寸或整体食品干燥时间长的问题，本发明提供了一种大尺寸食品整体低频微波脱水方法。
本发明为解决上述技术问题采用的技术方案为：一种大尺寸食品整体低频微波脱水方法，包含以下步骤：
1）将待脱水的食品进行预处理后沥干，然后放入915MHz的低频微波真空干燥装置中；
2）将干燥仓中的压力调整为30KPa、低频微波加载功率调整为2.0W/g待干燥物，启动干燥装置将食品干燥至含水率为65-55%；
3）将低频微波真空干燥装置的参数调整为干燥仓压60KPa、低频微波加载功率1.2W/g待干燥物，在此条件下将食品干燥至含水率为35-25%；
4）将低频微波真空干燥装置的参数调整为干燥仓压力30KPa、低频微波加载功率0.5W/g待干燥物，将食品干燥至含水率为7%。
本发明中，步骤1中所述的预处理为食品在干燥前的常规处理，如选取、清洗、烫漂和护色等常规操作；步骤2、3和4中所述的W/g待干燥物表示每克待干燥物的低频微波加载功率。
本发明中，步骤2的优选方案为在干燥仓压力30 KPa、低频微波加载功率为2.0W/g的条件下，将食品干燥至含水率为60%；步骤3的优选方案为在干燥仓压力60 KPa、低频微波加载功率为1.2W/g的条件下，将食品干燥至含水率为30%。
本发明的低频微波真空干燥过程采用3段式干燥工艺的原因为：
1）步骤2中，此时食品含水率较高，具有较强的微波吸收特性，同时不易造成低压放电现象，故可使用较高微波功率密度，尽可能提高干燥速率，在干燥仓压力为30KPa、低频微波加载量为2.0W/g的条件下，将食品干燥至含水率约60%；采用此干燥条件，加快了干燥速度，不仅减小了微波功率，节省了能源，而且使食品内部的结构不会被破坏，营养成分不随着水分的散失而缺失；若微波加载量过高时不仅浪费了能源，同时也使食品在脱水时不易保持形体，影响产品最终状态的外观；而微波加载量过低时，干燥速度降低，干燥时间延长，进而导致食品内部的营养物质长期处于加热状态，使得其营养物质的成分结构改变、遭到破坏，甚至发生变化，进而丧失营养作用；
2）步骤3中，随着含水率的下降，原料对微波的吸收能力下降，若此时仍采用较大功率的微波时，容易造成微波能量过盈而引起低压放电，故采用在干燥仓压力为60KPa、低频微波加载量为1.2W/g的条件下，将食品干燥至含水率约30%，在此干燥条件下，使得食品内部的水分均匀缓慢的扩散到外部，保持了食品内部的结构和干燥后的外观形态；
3）步骤4中，在此干燥段内，食品外部的水分相较内部来说很少，原料内部水分向外迁移速度慢，如功率太高会引起局部蒸汽压升高导致膨化严重，导致外形变化，影响脱水后食品的美观，采用高真空度、低微波加载量正是起到了“均湿、缓苏”作用，故采用干燥仓压力为30KPa、低频微波加载量为0.5W/g的条件，干燥至最终含水率7%，在此干燥条件下，不仅能快速干燥食品，同时也很好的保持了食品的外部形态和内部结构，内部的营养成分也不会因为高温的原因遭到破坏或发生变化；
综上所述，本发明采用低频微波分段干燥的方法，既提高了干燥速度，缩短了干燥时间，降低了干燥期间食品内部营养成分变质的风险，同时也使得食品内部的结构和营养成分不被破坏，干燥结束后食品的外观变形小。
干燥后产品即可破真空、出仓、包装。
有益效果：本发明采用915MHz低频微波对大尺寸的食品进行整体脱水，与现有的脱水技术相比，具有以下优点：
（1）低频微波具有极强的穿透力，即使食品尺寸较大，依然可实现内外同时加热，从而使物料温度梯度和湿度梯度方向相同，干燥速度快；
（2）低频微波即使在较低的功率下仍然可对大尺寸原料深入内部加热，这种温和的加热特性在干燥大尺寸食品物料时可取代其他干燥方法必需的缓苏（均湿）过程，大幅度缩短了干燥时间；
（3）由于低频微波在真空状态下不易引起低压放电现象，故将低频微波用于真空条件下可比普通微波真空干燥具有更加稳定的产品品质，产品变形小。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述。
实施例1：荔枝整果低频微波真空高品质快速干燥
新鲜白头翁荔枝经过挑选、清洗、烫漂（95℃水中2 min）、护色（0.1%的维生素C+0.1%的柠檬酸）、纱布除去表面水分后，进行低频微波真空干燥。具体干燥工艺参数为：压力30kPa，微波加载功率2.0W/g，干燥时间1.5 h；干燥仓压力升至60kPa，微波加载功率降为1.2W/g，干燥时间2h；干燥仓压力恢复至30kPa，微波加载功率降至0.5W/g，干燥时间2.2 h，干燥至最终含水率7%。
干燥后的产品其外观方面，自然晾干荔枝体积收缩率为17.2%，低频微波真空干燥荔枝体积收缩率为1.5%；品质方面，自然晾干荔枝的维生素C含量为0.82mg/1g干物质，低频微波真空干燥荔枝维生素C含量为2.03mg/100g。
实施例2：猴头菇整体低频微波真空高品质快速干燥
猴头菇经过挑选、清洗、纱布除去表面水分后进行低频微波真空干燥。具体干燥工艺参数为：压力30kPa，微波加载功率为2.2W/g，干燥时间1.2 h；干燥仓压力升至60kPa，微波加载功率降为1.5W/g，干燥时间1.7 h；干燥仓压力恢复至30kPa，微波加载功率降至0.5W/g，干燥时间1.8 h，干燥至最终含水率7%。
干燥后的产品其外观方面，热风干燥猴头菇体积收缩率为12.6%，褐变较严重，低频微波真空干燥荔枝体积收缩率为5.8%，成金黄色；品质方面，热风干燥猴头菇复水比（60 min，水温25℃）为1.23，低频微波真空干燥猴头菇为3.22。
实施例3: 鱿鱼低频微波整体高品质快速干燥
将鲜鱿鱼顺腹腔中心线割开，使两边肉片对称，剖口应离鱼尾 1 cm左右，摘去墨囊，剖割头部时，应向左右两眼边各斜一刀，割破眼球，让眼液流出，以利干燥。摆开腹腔两边肉片，摘除内脏，然后冲洗干净，去除污物和粘液，沥干表面水分，100℃水中预煮30min，冷却后进行低频微波真空干燥。具体干燥工艺参数为：压力30kPa，微波加载功率2.5W/g，干燥时间2.2 h；干燥仓压力升至60kPa，微波加载功率降为1.5W/g，干燥时间3.2 h；干燥仓压力恢复至30kPa，微波加载功率降至0.5W/g，干燥时间2.4 h，干燥至最终含水率7%。
Claims (3)
1.一种大尺寸食品整体低频微波脱水方法，其特征在于，包含以下步骤：
1）将待脱水的食品进行预处理后沥干，然后放入915MHz的低频微波真空干燥装置中；
2）将干燥仓中的压力调整为30KPa、低频微波加载功率调整为每克待干燥物2.0W，启动干燥装置将食品干燥至含水率为65-55%；
3）将低频微波真空干燥装置的参数调整为干燥仓压60KPa、低频微波加载功率1.2W/g待干燥物，在此条件下将食品干燥至含水率为35-25%；
4）将低频微波真空干燥装置的参数调整为干燥仓压力30KPa、低频微波加载功率0.5W/g待干燥物，将食品干燥至含水率为7%。
2.根据权利要求1所述的一种大尺寸食品整体低频微波脱水方法，其特征为：步骤2在干燥仓压力为30 KPa、低频微波加载功率为2.0W/g的条件下，将食品干燥至含水率为60%。
3.根据权利要求1所述的一种大尺寸食品整体低频微波脱水方法，其特征为：步骤3在干燥仓压力为60 KPa、低频微波加载功率为1.2W/g的条件下，将食品干燥至含水率为30%。
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