響應面法優化寒富蘋果真空冷凍干燥工藝

2015-02-19 孟憲軍 沈陽農業大學食品學院

  在前期單因素試驗基礎上,采用Box-Behnken試驗設計建立寒富蘋果真空冷凍干燥的回歸模型,分析寒富蘋果片厚度、加熱板溫度、絕對壓力對蘋果片酥脆度、色差值和水分含量的影響。結果表明:寒富蘋果真空冷凍干燥最佳工藝條件為寒富蘋果片厚度8.31mm、加熱板溫度71.62℃、絕對壓力62.76Pa,實驗證明實測值與預測值之間具有較好的擬合度。

  蘋果營養元素豐富,有益健康,被營養專家所推薦為每日必食的果品。由于蘋果干制品既可以直接食用又是二次加工的原材料,所以干制蘋果片是蘋果加工一種常用手段。近來,消費者越來越重視食品的功能性,而傳統干燥方式生產的蘋果片存在口感差、顏色深、干燥速率低和營養成分損失較大等缺點。真空冷凍干燥后蘋果片保留著新鮮蘋果的細胞骨架,細胞內和細胞間的水分以升華方式散逸,所以它不但可以保持物料基本形態不變,同時最大程度地保留物料芳香成分的揮發性物質,并保持原有顏色和紋理。

  凍干過程的傳熱和傳質,是一個與食品本身物性參數和凍干過程參數有關的問題。目前國內外,凍干技術的研究涉及理論推最佳工藝參數,探討工藝參數對耗電量、生產率、凍干食品品質的影響,以及凍干過程模型計算與分析等方面,由此得出凍干產品優化工藝參數。

  本實驗采用真空冷凍干燥技術加工寒富蘋果片,在前期單因素試驗基礎上,應用SAS 8.0軟件,選擇Box-Behnken試驗設計和響應曲面(RSM)分析方法,分析蘋果片厚度、加熱板溫度、絕對壓力3個因素對真空冷凍干燥蘋果片酥脆度、色差值和水分含量的影響以及它們之間的交互作用,從而確定寒富蘋果片真空冷凍干燥的最佳工藝,意在為寒富蘋果今后的深加工利用提供參考。

  1、材料與方法

  1.1、材料與設備

  寒富蘋果由沈陽農業大學食品學院提供。LG0.2真空冷凍干燥機沈陽航天新陽凍干有限公司;101-1A電熱鼓風干燥箱天津市泰斯特儀器有限公司;CR-400型色彩色差計日本美能達公司;Brookfield CT3質構儀美國Brookfield制造公司;Sartorius BSA224S萬分之一天平賽多利斯科學儀器(北京)有限公司。

  3、結論

  Box-Behnken試驗設計表明,蘋果片厚度、加熱板溫度、絕對壓力都對酥脆度的線性效應顯著,加熱板溫度對色差值和水分含量顯著,其他兩因素影響效應不顯著;蘋果片厚度、加熱板溫度和絕對壓力對酥脆度、色差值和水分含量的曲面效應均顯著;蘋果片厚度、加熱板溫度、絕對壓力的交互作用均不顯著。確定優化工藝參數為蘋果片厚度8.31mm、加熱板溫度71.62℃、絕對壓力62.76Pa。驗證實驗證明實際測量值與預測值之間具有良好的擬合度,說明此方法進行實驗室優化可行。如何降低產品生產成本,獲得更可觀的經濟效益,還有待進一步研究。