一份关于冻干草莓的工艺研究--欣谕冻干设备

草莓,又叫洋莓,红莓,原产欧洲,本世纪初传入我国.草莓外观呈心形,颜色鲜艳粉红,果肉多汁,酸甜适口,芳香宜人,营养丰富,故有”水果皇后”之美称。据报道，每100克草莓果肉中含糖8至9克、蛋白质0.4至0.6克，维生素C50至100毫克，比苹果、葡萄高7至10倍。而它的苹果酸、柠檬酸、维生素B1、维生素B12，以及胡萝卜素、钙、磷铁的含量也比苹果、梨、葡萄高3至4倍。但由于草莓皮薄多汁，容易损伤，采收期短，不耐贮运。将草莓加工成真空冷冻干燥的产品，能较好地保持草莓的营养成份，能长时间贮运，食用方便，大大提高了草莓的商品价值。利用速冻草莓加工冻干草莓片可不受草莓生产季节限制。 
1.材料与方法 
1.1材料与设备 
    单体速冻草莓粒。 
    采用XY-FD-S10真空冷冻干燥机（上海欣谕仪器），用冷冻干燥设备检测探头监测草莓片的中心温度、加热搁板温度、媒体温度、干燥腔内真空度和冷阱温度。切丁机，电热恒温干燥箱测定产品的水份、电子天平。 
1.2工艺流程 
    速冻草莓粒→-10±2℃冷藏48小时→切片→铺盘→速冻→升华干燥→解析干燥→挑选→包装→成品→入库。

1.3操作要点 

  新鲜草莓皮薄多汁，切片时易碎、流汁，速冻、冻干后会结团，碎片多。本工艺是采用单体速冻的草莓粒，在-10±2℃条件下冷藏48小时回软后切片、铺盘、速冻、冻干。
1.3.1回软 
    切片前将速冻好的草莓粒移到-10±2℃冷冻库冷冻48小时。要注意控制好库温和时间，温度太高时间太长，草莓太软，切片时会软烂，成型不好；温度太低时间太短，草莓太硬，容易损伤刀具，切片易碎，碎屑多。 
1.3.2切片 
    采用切丁机拆除环切和横切刀具进行切片，切片规格6～7mm,`切片必须在-10～-5℃的冷藏库内进行，注意保持库温稳定，防止草莓片解冻粘连在一起。 
1.3.3铺盘 
    切片后快速铺盘、速冻。铺盘重量为12～14kg/m2左右，厚度25～30mm。 
1.3.4预冻 
    铺盘后的草莓片移到速冻库速冻至草莓的共晶点温度以下，共晶点温度是指物料完全冻结时的温度。据资料介绍：草莓的共晶点温度为-15℃，一般预冻温度要比共晶点温度降低5～10℃，草莓预冻到-25℃，维持2小时左右。 
1.3.5升华干燥 

  将速冻好的草莓片移到S10冻干仓内，然后抽真空至40Pa左右开始加热升华干燥，升华干燥是真空冷冻干燥过程中最重要的工序，升华过程中需要不断补充升华潜热，并保证升华界面的温度低于共熔点温度以下，共熔点是指完全冻结的物料在加热过程中其冰晶体刚出现熔化的温度。所以冻干升华阶段加热温度的控制原则是：尽量使升华温度接近其共熔点但又必须低于共熔点，升华的产品如果低于共熔点温度过多，则升华的速率降低，升华阶段的时间会延长；如果高于共熔点温度，则产品会发生熔化，干燥后的产品将发生体积缩小，出现气泡，颜色加深，复水困难等现象。冻干热量传递途径是外热经辐射给物料表面，然后热量再由物料表层以传导方式传到升华界面。干燥初期升华界面在物料表面，热量极易供给，只要在保证物料不解冻的前提下，尽量提高加热温度，增加热量供给，使干燥室与冷凝室的蒸汽压差增大即可加快干燥速率。冻干升华阶段媒体温度控制在80℃,时间5小时,真空度控制150Pa以下。随着干燥不断深入升华界面的后移，此时热量的供给须经干层传导到升华界面，为保证产品品质，此时须降低加热温度，在保证不损伤已干层情况下，将热量渗透传导到升华界面。在升华干燥结束后，为进一步去除草莓的结合水，适当提高物料温度和真空度，使物料温度接近板温并趋于稳定维持2小时。真空度保持在40～70Pa，草莓片的水份控制在3%以下。

1.3.8产品水份测定方法

  采用电热恒温干燥箱105℃恒温4小时。

1.4挑选、包装

  冻干结束后即进行挑选、包装，剔除冰阳片、易色片，用5mm的筛子过筛去除筛下粉末后，用双层PE袋抽空、充氮包装。挑选、包装间要求控制温度＜22℃、相对湿度＜45%。
2.0讨论
2.1铺盘厚度对冻干速度的影响
    冷冻干燥过程是一个非常复杂的传热传质过程，冰晶升华界面不断由表层向里层推进，蒸汽通过干燥层向外逸出，应尽量增大物料表面积，减小厚度以提高干燥速率。实际生产中应综合考虑冻干过程的人力、物力的的消耗，确定最佳铺盘厚度，提高单位时间的产量，达到最佳经济效益，一般以20～25mm为宜。
2.2真空度对冻干速度的影响
    为了提高冻干层的热导率冻干箱内压力越高越好，但箱内压力越高，又会使水蒸汽不易从升华面逸出，造成升华面温度过高，冻结层融化和干燥层崩解〔1〕。冻干室的压力大小影响着冻干过程的传热和传质，冻干速度快慢主要由升华界面与干燥层表面的温度和压力所决定，要提高干燥层中水蒸气的逸出速度，一是提高升华界面的温度，使界面水蒸气压增大：二是提高冻干室内的真空度，使干燥层表面的水蒸气压降低。由于对流和传导的传热效应均随冻干室内压力的增大而增大，随压力的减小而减小。因此，要提高升华界面的温度，就要强化传热过程，则要升高冻干室内的压力，但这样又会导致物料外表水蒸气分压增大，使传质推动力减小，对传质不利。在升华阶段真空度控制在70～150Pa，在解析阶段真空度控制在40～70Pa。
2.3预冻速度对产品品质的影响

  预冻速度慢形成的冰晶体大，有利于冰晶升华加快冻干速度，但干燥后复水慢；快冻形成冰晶小，升华慢，干燥后复水快，能反映出产品原来结构。根据草莓定义市场欣谕冻干建议采用快速冻结这样有效提高生产效益。