摘要:文章對果蔬的干燥特性進行了研究。
關鍵詞:果蔬;干燥;特性
中圖分類號:S-3 文獻標識碼:A 文章編號:1674-0432(2012)-12-0076-1
1 我國果蔬的生產(chǎn)及利用情況
蔬菜和水果中含有豐富的碳水化合物、有機酸、維生素及無機鹽,是人類重要的營養(yǎng)來源,也是人類生活中必不可少的食物。我國是目前世界上水果和蔬菜產(chǎn)量最大的國家,2011年我國水果總產(chǎn)量超過1.3億噸,蔬菜總產(chǎn)量超過7億噸。
季節(jié)性生產(chǎn)和周年性供應是水果和蔬菜的重要特征,也是造成市場供求矛盾的成因。每年收獲季節(jié)大量水果和蔬菜上市,許多地方市場供大于求,菜賤傷農(nóng)情況時有發(fā)生。新鮮水果和蔬菜含水量高(大部分果蔬含水量在90%以上)、產(chǎn)后呼吸代謝旺盛、極易腐爛的特質(zhì),給農(nóng)產(chǎn)品的貯藏、運輸、流通等產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)帶來相當?shù)睦щy。據(jù)調(diào)查,我國水果產(chǎn)后平均損失率15%~20%,蔬菜產(chǎn)后平均損失率25%~30%左右,每年水果和蔬菜的損失量超過1.6億噸,產(chǎn)后巨大的損失在一定程度上抵消了我們?yōu)樵霎a(chǎn)增收所付出的努力。
為了減少果蔬產(chǎn)后巨大的損失,除了廣泛采用預冷、保鮮等方法外,果蔬干制也是調(diào)節(jié)供求、消化季節(jié)性剩余、減少產(chǎn)后腐爛損失的一個有效途徑,是新鮮蔬菜的有效補充;同時,果蔬干制能有效提高產(chǎn)品的附加值,成為提高農(nóng)民收入、推動當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展的有效途徑之一。而且,有相當部分的水果、蔬菜必須經(jīng)過干制之后才能上市銷售,如紅棗、木耳、黃花菜等。在美國,洋蔥、大蒜、葡萄的干燥量分別占其收獲量的20%、80%、25%;其農(nóng)產(chǎn)品加工前后的平均產(chǎn)值比可達到1:3.8,農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)后損失僅為1.7%~5%。而在我國,脫水蔬菜的加工量僅占總產(chǎn)量的10%左右,果品的干制比例就更低;農(nóng)產(chǎn)品加工前后的平均產(chǎn)值比僅為1:1.8。果蔬干制發(fā)展空間和增值潛力巨大。
2 果蔬干制的基本原理
在果蔬的干制加工中常見技術主要有2種:一是熱風干燥技術;二是真空冷凍干燥技術。微波干燥技術與遠紅外干燥技術也有應用的實例,但無法普及,熱風干燥技術仍然是目前果蔬干制中應用最廣泛的技術,普及率約占90%。
果蔬熱風干制機理:熱風干制過程,實質(zhì)上是干燥介質(zhì)與干燥對象之間的熱質(zhì)交換過程(熱風干燥的介質(zhì)即是熱空氣),即:當濕物料與干燥空氣接觸時,熱空氣將熱能傳到物料表面,再由表面?zhèn)鞯轿锪蟽?nèi)部;水分從物料內(nèi)部以液態(tài)或氣態(tài)透過物料傳遞到表面,然后通過物料表面的氣膜擴散到空氣中。
干燥空氣與濕物料間存在的溫度梯度和濕度梯度,是物料水分擴散并實現(xiàn)干燥的主要動力。由于介質(zhì)與物料之間存在溫度梯度,才導致物料的溫度升高,最終使內(nèi)部水分汽化而向外遷移。由于物料表面與介質(zhì)之間濕度梯度、物料表面與內(nèi)部之間的濕度梯度的存在,才使水分不斷由內(nèi)及外、由外向介質(zhì)遷移,最終實現(xiàn)干燥的目的。
物料中水分擴散分為水分外擴散階段和水分內(nèi)擴散階段。水分外擴散(表面汽化)階段是指在干燥初期,物料表面的水分吸收能量開始蒸發(fā),水分從物料表面蒸發(fā)到空氣中,形成水分外擴散。在這個階段,水分外擴散效果與物料的表面積、空氣流速、空氣相對濕度和溫度呈正相關。水分內(nèi)擴散階段是指當水分外擴散至一定程度,物料表面水分少于內(nèi)部水分造成物料內(nèi)部與表面之間的水分壓差,這時內(nèi)部水分就會向表面轉(zhuǎn)移,形成水分內(nèi)擴散。在這個階段,水分內(nèi)擴散效果與物料內(nèi)的濕度梯度呈正相關。
在干燥過程中,水分內(nèi)擴散與外擴散之間相互協(xié)調(diào)平衡十分關鍵。如果物料表面水分蒸發(fā)太快,外擴散速度過多地超過內(nèi)擴散速度,易使某些物料表面形成硬殼,從而延緩干燥速率;同時,由于內(nèi)部水分含量高、蒸汽壓大,易使某些物料發(fā)生變形、開裂,從而降低其干燥品質(zhì)。如果物料表面水分蒸發(fā)太慢,物料內(nèi)部水分難以向外擴散,易導致物料干燥速率過低,甚至發(fā)生物料熟化、霉變。
3 影響果蔬干燥的主要因素
3.1 干燥介質(zhì)溫度
在一定濕度下干燥介質(zhì)溫度越高、干燥速度越快。但介質(zhì)溫度應適宜,而不宜過高,否則會產(chǎn)生如下不良現(xiàn)象:①水分含量高的果蔬在高溫下表皮容易破裂;②高溫下果蔬中糖分和其他有機物容易分解、焦化或變質(zhì);③高溫、低濕條件下,果蔬原料表面容易產(chǎn)生結殼現(xiàn)象。這三種現(xiàn)象都會損害果蔬干制后的外觀和風味。因此在干燥過程中,要控制干燥介質(zhì)的溫度稍低于果蔬變質(zhì)的溫度,尤其對富含糖分和芳香物質(zhì)的原料,應特別注意。
3.2 干燥介質(zhì)濕度
在一定溫度下相對濕度越小,熱空氣吸收水蒸氣的能力就越強,果蔬干燥速度越快。否則,則越慢;熱空氣吸收水蒸汽達到飽和后,則喪失了干燥能力。例如,紅棗在干制后期,在同一溫度(60℃)、不同濕度的兩個烘房中,烘房濕度為65%時,干制品含水量是47.2%;烘房濕度為56%時,干制品含水量則為34.1%。
3.3 干燥介質(zhì)流動速度
在一定的溫、濕度條件下,干燥空氣流動速度越大,果蔬表面水分蒸發(fā)也越快;反之,則越慢。但干燥空氣流動速度不宜過大,否則易使物料從干燥盤、干燥機散落或吹出。
3.4 物料種類、狀態(tài)
果蔬的種類不同,內(nèi)部化學成分及組織結構也有差異,因而相同條件下的不同種物料的干燥速度也不相同。
3.5 原料干制前預處理程度
原料的切分與否,以及切塊的厚薄、大小都影響干燥的速度。原料被切分,且切塊越薄、表面積越大,則其干燥速度就越快。
3.6 原料裝載量
單位面積的烘盤上原料裝載量越多,厚度越大,則越不利于熱風流通,進而影響原料水分的蒸發(fā)而帶走。反之,烘盤上原料過少,又會引起熱空氣短路,導致效率下降。