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热风干燥对山楂品质影响的研究

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为了解山楂片在热风干燥条件下的品质特性,试验以山楂为原料,山楂脆的总酸、凝胶性质、褐变度、单宁、复水比、持油性、持水性为考察指标, 研究不同糖浸渍浓度下和不同动容次数下山楂片的品质变化情况。结果表明,对山楂进行10%含量糖浸渍处理后,进行热风干燥,得到的山楂脆的总酸含量最高,达到了2965.62;30%糖浸渍处理的山楂,凝胶含量最高为18.00;而采用20%浓度的糖浸渍处理,山楂褐变度下降,达到最低的0.21,效果最优;10%糖浸渍处理后,其单宁含量最高,为4.22;30%浓度的糖浸渍处理的山楂复水比最高;在10%浓度情况下,山楂持油性明显上升,达到最高的1.82;对山楂进行糖浸渍处理后山楂的持水性下降,其中糖浸渍在10%浓度时,山楂持水性为4.34。综合各项数据,对山楂进行10%糖浸渍处理后,进行热风干燥,所得的山楂脆品质最好。
关键词:山楂;热风干燥;品质;更多范文
食品论文

第1章  绪论

1.1山楂及其价值介绍

1.1.1山楂

山楂(Crataegus Pinnatifida Bge)系蔷薇科(Rosaceae)山楂果属(Crataegus.L)植物的一个种。山楂果在我国的资源丰富,适应能力强,分布比较广,多分布在北温带地区,至今已有 1700 余年的栽培历史,是我国特有水果。在我国,一般将食用的、可入药的山楂果分为南山楂果和北山楂果(大果山楂果和山里红)两大类。其中,山里红一般在我国山东、山西、河南、辽宁等北方地区被大面积种植。山楂果味甘酸性温,归脾胃肝经,是卫生部批准的药食两用水果,广泛应用于保健食品。山楂果按照其口味分为酸甜两类,甜口山楂果,外表呈粉红色,个头较小,表面光滑,食之略有甜味。酸口山楂果又分为几个品种,普通山楂果(最早的山楂果品种)、小金星、歪把红、大金星和大绵球。
山楂果化学成分研究始于 20 世纪,在 50 年代之前,研究碳水化合物、蛋白质、维生素、脂肪、无机盐等成分:山楂果中的主要碳水化合物是葡萄糖和果糖,同时也含有蔗糖、淀粉、麦芽糖和乳糖等,但含量特别低;在 50 年代之后,对于山楂果黄酮类化合物的药理研究明显增多,研究者对山楂果黄酮的分离与纯化研究更加深入。山楂果含有丰富的营养物质,如丰富的钙、镁、蛋白质、维生素、脂肪、粗纤维、胡萝卜素、核黄素、多种氨基酸等,还含有槲皮素、黄烷聚合物、大量红色素、黄色素、果胶、有机酸等,具有很高的综合利用价值。
山楂果中还富含三萜类营养成分,主要有 5 种类型:环阿屯烷型、乌苏烷型、齐墩果烷型、羊毛脂烷型和羽扇豆烷型。环阿屯烷型有环阿屯;乌苏烷型有科罗索酸、熊果酸;齐墩果烷型有 β-香树脂、熊果醇、齐墩果酸、山楂果酸;羊毛脂烷型有牛油树醇、24-亚甲基-24-二氢羊毛脂甾醇;羽扇豆烷型有白桦醇。它们的功效主要有溶血、抗病毒、改善血流循环、提高免疫力等。

1.1.2山楂的价值

(1)山楂的营养价值
山楂的果实形状为近球形或梨形,直径大约1一1.5cm,颜色深红,有浅色斑点,味酸甜,以酸为主,营养价值非常丰富。山楂的成熟果实中含水率大约为80%左右,蛋白质的含量为0.7g/100g,脂肪为0.2g/100g,总糖的含量为10.23~14.25 %,维生素C的含量为60~90mg/100mg,维生素Bi的含量为0.02mg/ 100g,维生素B:的含量为0.05g/100g,尼克酸的含量为0.4mg/ 100g,黄酮类的含量为56mg/100g,有机酸的含量为1.13-4.1%,矿物质钙的含量为68mg/100g,磷的含量为20mg/100g,铁的含量为0.0021 %,等等。其中钙和铁的含量在各种水果中排在第1位,维生素C的含量仅比称猴桃和枣含量少,在水果中排在第3位,比苹果的含量高出17倍以上。其它的营养成分还有三菇类化合物、绿原酸·靴质、胆碱、乙酞胆碱、腺嘿吟、腺普,等等。
(2)山楂的药理作用
中国药典规定,山楂是中药山楂的原植物,是卫生部批准的药食两用的“中药”。中国古典医学名著《本草纲目》中记载:山楂具有“等功效记载,;唐《新修本草》中记载,山楂用水煎服,化饮食,消内积症瘾,吞酸滞血肿痛”可以治疗水痢和疮痒;《日用本草》中山楂可以治疗小儿的病气和疤疹,等等。现代医学研究表明,山楂 具有助消化,降压,降血脂作用,增加冠脉流量,抗心律不齐,强心,增加心肌血流量和抑菌等作用。临床上已经用于治疗冠心病、消食化滞、活血化癖、抗菌止痢、偏头疼、潜慢性克山病、病气、绦虫、声带息肉、尊麻疹、冻疮和病毒性肝炎等疾病。董贺等利用从山楂中提取的谷C+醇对3种小鼠的癌细胞和人体的正常的肝脏细胞进行研究,谷甾醇对醇对癌症细胞有明显的抑制作用,对正常的人体肝脏细胞无抑制作用。刘江等利用从山楂中提取的总黄酮对大鼠(胰岛素抵抗)的高血脂、氧化损伤和脂肪肝进行了研究,总黄酮能够很好地防治大鼠的高血脂及氧化损伤,能够明显改善大鼠胰岛素抵抗状态,增强对胰岛素的敏感性,对大鼠的脂肪肝也有良好的防治作用。纪影实等利用从山楂叶中提取的总黄酮对大鼠局灶性脑缺血进行了研究,总黄酮能够减轻脑缺血对大鼠大脑的损伤,对脑细胞具有良好的保护作用。唐礼可利用从山楂中提取的多糖对小鼠的抗疲劳作用进行了研究,通过研究负重游泳小鼠、常压耐缺氧小鼠和非负重游泳小鼠血清中的尿素氮、血乳酸和肝糖原的含量,表明山楂多糖能够增加负重小鼠的游泳时间和增加缺氧耐力,降低试验小鼠血清中尿素氮、血乳酸的含量,提高肝糖的原含量,因此,山楂多糖对小鼠抗疲劳作用显著。
1.1.3山楂的经济价值
由于山楂具有丰富的营养和药理作用,除了生食外,还被制成山楂干片、食品、保健品和作为中药的成分。山楂干片用途很广,除了用作中药和中成药的主要原料外,还可以做饮料和其它加工产品的原料或辅助料;山楂食品主要有糖葫芦,山楂糕、山楂果脯、山楂果丹皮、山楂饮料、山楂罐头和山楂果冻等。一些专家和学者也以山楂为原料,研制具有保健功能的食品。董文明等以山楂和仙人掌为原料,研制出仙人掌山楂饮料,并采用正交试验的方法,以饮料的口感、组织状态、风味、色泽和稳定性为评价目标,确定出饮料的最佳工艺配方。马娜等用脱水山楂片、木糖醇和番茄红素为主要原料,研制出果香浓郁,黄酮类化合物含量丰富的饮料,该饮料具有抗氧化的功效,非常适合糖尿病患者的饮用。王若兰等以山药、构祀和山楂等3种药食同源的食品为原料,制作出风味独特的复合型饮料,并通过正交试验得到3种原料的最佳原料配比。山楂树能吸收空气和土壤中的铝氧化物以及汽油燃烧后产生的一些废物,能够对空气起到净化的作用。山楂的树皮和根茎中含有单宁物质,可用于在工业上用作染料。

1.2热风干燥理论

1.2.1热风干燥原理

热风干燥主要根据热传热传质机理,以热空气为干燥介质,以自然或强制对流的方式与干燥物料进行湿热交换,从而达到干燥的目的。物料干燥时,在热交换器内将加热器产生的热量传递给空气,使空气温度升高,在通过风机将热空气吹到干燥室内,并将热能通过热空气传递给干燥的物料,使物料表面温度升高,造成物料表面的温度高于干燥物料内部的温度,形成温度梯度,热能在温度梯度的作用下,从干燥物料的表面向内部传递。随着温度的升高,物料表面的水分开始蒸发,使物料表面的水分浓度低于物料内部的水分浓度,形成浓度差,即浓度梯度,在浓度梯度的作用下,物料内部的水分逐渐迁移到物料的表面并被散发到空气中去,从而完成干燥。在这一干燥过程中,干燥介质是一个冷却增湿的过程,其既是载热体也是载湿体。

1.2.2热风干燥特点

(1)热空气和干燥物料接触表面积大,体积传热系数高由于干燥介质是热空气,在干燥设备结构合理的情况下,热空气能够与干燥物料的表面充分的接触,使传热传质的表面积大大增加,并且气流是以一定的速度流过干燥物料的表面,使体积传热系数也相当高。
(2)热效率高,干燥物料的干燥量大在风机流量满足的情况下,可以处理大量的干燥物料,并且干燥物料的湿度越大,则干燥介质的温度可以调节得越高,满足干燥的要求。
(3)干燥设备简单,易于自动控制,价格低由于干燥设备主要由干燥室、风机和热交换器(加热器)组成,结构比较简单,设备的投资费用低,并且能够与物料的输送、喂入量的调节等工作环节结合起来,易于实现自动化控制,减少操作人员的劳动强度。
(4)体积大,动力消耗大由于热风干燥物料的处理量大,并且经常与其它辅助设备连接在一起,造成干燥设备体积庞大,占地面积大。由于干燥物料的处理量大和气流在干燥系统中的流动阻力大,必须配备中压或高压风机,造成动力消耗较大。
(5)干燥速率低,干燥时间长由于热风的能量是从干燥物料的表面向内部传递,在浓度差的作用下,物料中的水分是从干燥物料的内部向外部传递并以蒸汽的形式散发都空气中,这样就造成热风干燥的干燥速率低,干燥时间变长,对于富含热敏感性较大的微量元素(如维生素等)的蔬菜和水果等,很容易造成分解和破坏,造成干燥品质下降。

1.3山楂干燥研究现状

山楂为蔷薇科、苹果亚科、山楂属植物,是起源于我国的特有果树,已经有3000多年的栽培历史,目前主要分布于中国、欧洲和北美地区。山楂的含水量为80%左右,组织脆嫩,在采收和以后的各种处理当中,很容易遭到机械损伤,造成汁液外流,为微生物提供了丰富的水分和营养,从而使山楂腐烂变质,每年山楂收获后因此而造成的损失是十分巨大的。干燥是果品收获后储藏保护广泛应用的方法之一。果品干燥的基本目标是将水果中含有的水分降低到某一个水平,这样就能够把微生物的破坏和使水果腐烂的化学反应降到最低,另外,在包装袋中,干燥食品有较长的货架期,能够降低运输、处理和储藏的费用。因此,国内外一些专家和学者研究利用干燥的方法对收获后的山楂进行储藏保护,并在干燥时尽可能地保留山楂中的营养成分和提高干燥品质;同时一些专家和学者也对山楂干燥进行了理论研究。Unal & Sacilik利用对流热风干燥方法对山楂进行了干燥,选取热风速度(0.8m/s)和热风温度(50~70℃)为干燥因素,研究了山楂对流热风干燥特性。研究结果表明,Midilli et al模型与山楂对流热风干燥具有很好的一致性,能够用来预测山楂对流热风干燥过程中的水分变化规律。文章还研究了山楂干燥水分扩散系数与温度之间的关系,并计算出在各个温度下的扩散系数值。金欢欢采用气体射流冲击干燥方法对山楂片进行了干燥,在单因素试验中,选取干燥温度、风速、干燥盒宽度和喷嘴距离为试验因素,研究了不同干燥因素对山楂片干燥特性和干燥有效水分扩散系数的影响,确定了Page, Modified page与Two term模型能够很好预测山楂片气体射流冲击干燥水分变化规律。在多因素试验中,研究了温度、风速、喷嘴距离3个因素对还原糖、总酸含量和维生素C含量的影响,并确定出各自的最优干燥工艺。吕英忠等研究了自然、热风和微波干燥对山楂中维生素C含量的影响。研究结果表明,微波干燥不仅比自然干燥、热风干燥山楂具有更短的干燥时间和更快的干燥速率,而且维生素C的保存率也极大地提高。仇田青等运用冷冻技术对山楂果片进行了干燥,研究了冻干片中果胶、总酸、总糖、总黄酮以及维生素C、B1、B2和E的影响,并与晒干片进行了比较。研究结果表明,冻干片营养成分的保存率比晒干片大得多,特别是黄酮损失率少于2%,而晒干片损失率是80% 。袁江兰等在单因素试验中,研究了干燥风速和干燥温度对干燥山楂中维生素C保存率的影响;在多因素试验中,得到了以前期温度、前期风速、转换水分、后期温度和后期风速为自变量的维生素C含量数学模型,并优化出维生素C保存率的最优干燥工艺,即:前期温度是64℃,转换水分是25 %,后期温度是71 ℃,前期风速是0.97m/s,此时维生素C的保存率为95.93%。

1.4研究的目的及意义

山楂干制方法较多,传统山檀干制方法是自;然干燥,由于受自然条件的限制,致使产品色泽灰褐、质地粗糙、商品质量差、营养物质损失极为严重。山楂干制为其提供了方便,而热风干燥又是一种简便宜行的方法。目前的实际做法多考虑热风干燥的直接应用和经验操作,而对如何缩短干燥时间和节约能源消耗注重不够, 本试验以山植为原料,对其干制工艺进行系统研究,以期为山楂干制生产提供一定理论依据。


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