一种提高美龙1号火龙果冻干酥脆性和孔隙率的加工方法

技术领域

本发明属于农产品深加工技术领域，尤其涉及一种提高美龙1号火龙果冻干酥脆性和孔隙率的加工方法。

背景技术

火龙果(学名：Hylocereusundatus'Foo-Lon')是仙人掌科、量天尺属量天尺的栽培品种，攀援肉质灌木，具气根。分布中美洲至南美洲北部，世界各地广泛栽培，藉气根攀援于树干、岩石或墙上，海拔3-300米。分枝扦插容易成活，常作嫁接蟹爪属，仙人棒属和多种仙人球的砧木，花可作蔬菜，浆果可食，商品名“火龙果”。火龙果不仅味道香甜，还具有很高的营养价值，它集于水果、花蕾、蔬菜、医药优点于一身。不但营养丰富、功能独特，很少有病虫害，几乎不使用任何农药都可以正常生长。

火龙果性甘平，主要营养成分有蛋白质、膳食纤维、维生素B2、维生素B3、维生素C、铁、磷、钙、镁、钾等。富含大量果肉纤维，有丰富的胡萝卜素，维他命B1、B2、B3、B12、C等，果核内(黑色芝麻之种子)更含有丰富的钙、磷、铁等矿物质及各种酶、白蛋白、纤维质及高浓度天然色素花青素(尤以红肉为最)，花、茎及嫩芽更有如其近亲(芦荟)之各种功效。火龙果虽然毫无风味可言，既不含有机酸，也不含酯类芳香因子。但值得注意的是，火龙果的果肉几乎不含果糖和蔗糖，糖分以葡萄糖为主，这种天然葡萄糖，容易吸收，适合运动后食用。

现代科学研究分析成果表明，火龙果具备诸多对人类有益的成份，还有更多促进健康、美容、防病强身的元素。火龙果是一种低能量的水果，富含水溶性膳食纤维，具有减肥、降低胆固醇、预防便秘、大肠癌等功效，还有丰富的纤维，能够预防便秘。火龙果中含有一般蔬果中较少有的植物性白蛋白，这种白蛋白会与人体内的重金属离子结合而起到解毒的作用。它富含抗氧化剂维生素C，能美白皮肤防黑斑。除此之外，火龙果中铁的含量也非常丰富。

火龙果是热带水果，最好现买现吃。在5℃～9℃的低温中，新鲜摘下的火龙果不经挤压碰撞，保存期可超过一个月。在25℃～30℃的室温状态下，保质期可超过2个星期。火龙果是广西特色热带水果，产量挺高，但由于目前火龙果深加工采用真空冷冻干燥技术，而该技术水平低，因此火龙果精加工比例不足 3％，生产企业受限于销售、仓储、物流，难以抵抗市场波动。

真空冷冻干燥技术是一种先将经前处理后的原料进行冻结，然后置于密闭容器中，并在一定的真空度下加热物料，使物料中的水分直接从固态升华为气态，最后通过抽气泵将水蒸气排走，从而去除湿物料中水分，获得干燥制品的干燥方法，能克服热风干燥所产生的物料收缩、干燥浓缩、热敏物质失活等问题，避免了高温对食品的影响，能够最大限度的保持原料的营养、色泽、形态和风味，并且制品含水量低，复水性好，被一致认为是目前生产高品质食品的最好的干制方法，广泛应用于果蔬、咖啡、香料等食品的加工中。在冷冻干燥过程中，物料预冻的最终温度以其共晶点为依据，为保证物料完全冻结，预冻温度要比物料的共晶点低5～10℃，不同食品的共晶点不同，一般认为共晶点与食品中可溶性的种类和含量有关。

易小红在《火龙果真空冷冻干燥传热传质理论和试验》中研究了火龙果真空冷冻干燥传热传质过程，模拟了干燥室隔板与物料表面之间的空间温度场，建立了动压测量模型。张彦军、朱科学、贺书珍等在《菠萝蜜果肉真空冷冻干燥工艺及其理化性质研究》，赵凤敏、张小燕、曹有福等在《栖霞苹果真空冷冻干燥工艺的响应面分析》，赵艳雪、余金橙、刘士琪等在《山楂切片冷冻干燥动力学与品质特性研究》中，研究了真空冷冻工艺对木菠萝、苹果、山楂等冻干品质的影响，结果显示预冻速率、预冻的最终温度、干燥气压、加热板温度、干燥时间影响果蔬冻干的含水量、复水率、色泽与色素、活性物质等的含量；董会龙研究影响果蔬塌陷的因素，发现母国成熟度、烫漂预处理和硬化预处理会影响木瓜冻干塌陷；宋悦等在《于不同预处理的桃脆片真空冷冻联合干燥工艺优化》中对比高湿热空气冲击烫、微波辅助、热风干燥等辅助方法对桃脆片品质的影响，探讨了联合干燥技术的可能性。

但目前关于真空冷冻干燥工艺对果蔬干酥脆度的影响的研究鲜有报道，且美龙1号火龙果甜度比其他同类火龙果高30％，采用真空冷冻干燥技术生产冻干风味良好但是酥脆性欠佳，一定程度影响了该产品的推广。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种提高美龙1号火龙果冻干酥脆性和孔隙率的加工方法。

为了能够达到上述所述目的，本发明采用以下技术方案：

一种提高美龙1号火龙果冻干酥脆性和孔隙率的加工方法，将新鲜美龙1号火龙果切成果片后，送入真空冷冻干燥室中进行真空预处理、真空冷冻干燥，控制好真空预处理和真空冷冻干燥的工艺参数，然后分装，再抽真空密封包装。

进一步地，所述果片的为厚度为6mm～8mm、长度为59mm～61mm、宽度为59mm～61mm。

进一步地，所述真空预处理和真空冷冻干燥的真空气压均为41Pa～45Pa。

进一步地，所述真空预处理是将物料进行预冻，预冻的温度为-82℃～-78℃，时间为29.7h～30.3h。

进一步地，所述真空冷冻干燥的温度为-82℃～-78℃，时间为39.7h～40.3h。

进一步地，所述真空冷冻干燥是将物料干燥至含水量低于12％。

进一步地，所述的一种提高美龙1号火龙果冻干酥脆性和孔隙率的加工方法，具体包括以下步骤：

(1)选择无虫、无腐烂、无病害的新鲜美龙1号火龙果，去皮后备用；

(2)将上述去皮的新鲜美龙1号火龙果送入水果切片机中切成果片，控制火龙果切片厚度；

(3)将上述火龙果果片送入真空冷冻干燥室内进行真空预处理、真空冷冻干燥，控制好真空预处理和真空冷冻干燥的工艺参数，然后分装，充入惰性气体后再抽真空进行密封包装。

进一步地，在步骤(3)，所述惰性气体为氮气。

由于本发明采用了以上技术方案，具有以下有益效果：

(1)本申请基于火龙果水分升华过程中传质和传热的速率、火龙果中自由水和结合水去除速率和难度，首次针对含糖高、酥脆度不足好的美龙1号火龙果进行冷冻干燥，给出了产品预处理和真空冷冻干燥参数，同时为其他甜度高的火龙果果干的真空冷冻干燥提高借鉴。

(2)与现有冻干技术相比，本发明通过提高火龙果片的厚度、调整预冻时间、干燥气压、干燥时间、真空度，生产出了比传统火龙果冻干甜、表面平整且具有同样酥脆性的产品，克服了原料高糖含量对真空冷冻干燥效果的影响，同时原料厚度的增加也提高了产品的班产量，节省了能源。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。

实施例1

一种提高美龙1号火龙果冻干酥脆性和孔隙率的加工方法，将新鲜美龙1号火龙果切成果片后，送入真空冷冻干燥室中进行真空预处理、真空冷冻干燥，控制好真空预处理和真空冷冻干燥的工艺参数，然后分装，再抽真空密封包装；具体包括以下步骤：

(1)选择无虫、无腐烂、无病害的新鲜美龙1号火龙果，去皮后备用；

(2)将上述去皮的新鲜美龙1号火龙果送入水果切片机中切成果片，控制火龙果切片厚度；

(3)将上述火龙果果片送入真空冷冻干燥室内进行真空预处理、真空冷冻干燥，控制好真空预处理和真空冷冻干燥的工艺参数，然后分装，充入惰性气体后再抽真空进行密封包装。

进一步地，所述果片的为厚度为6mm、长度为59mm、宽度为59mm；所述真空预处理和真空冷冻干燥的真空气压均为41Pa；所述真空预处理是将物料进行预冻，预冻的温度为-82℃，时间为29.7h；所述真空冷冻干燥的温度为-82℃，时间为39.7h；所述真空冷冻干燥是将物料干燥至含水量低于12％；在步骤(3)，所述惰性气体为氮气。

实施例2

一种提高美龙1号火龙果冻干酥脆性和孔隙率的加工方法，将新鲜美龙1号火龙果切成果片后，送入真空冷冻干燥室中进行真空预处理、真空冷冻干燥，控制好真空预处理和真空冷冻干燥的工艺参数，然后分装，再抽真空密封包装；具体包括以下步骤：

(1)选择无虫、无腐烂、无病害的新鲜美龙1号火龙果，去皮后备用；

(2)将上述去皮的新鲜美龙1号火龙果送入水果切片机中切成果片，控制火龙果切片厚度；

(3)将上述火龙果果片送入真空冷冻干燥室内进行真空预处理、真空冷冻干燥，控制好真空预处理和真空冷冻干燥的工艺参数，然后分装，充入惰性气体后再抽真空进行密封包装。

进一步地，所述果片的为厚度为8mm、长度为61mm、宽度为61mm；所述真空预处理和真空冷冻干燥的真空气压均为45Pa；所述真空预处理是将物料进行预冻，预冻的温度为-78℃，时间为30.3h；所述真空冷冻干燥的温度为-78℃，时间为40.3h；所述真空冷冻干燥是将物料干燥至含水量低于12％；在步骤(3)，所述惰性气体为氮气。

实施例3

一种提高美龙1号火龙果冻干酥脆性和孔隙率的加工方法，将新鲜美龙1号火龙果切成果片后，送入真空冷冻干燥室中进行真空预处理、真空冷冻干燥，控制好真空预处理和真空冷冻干燥的工艺参数，然后分装，再抽真空密封包装；具体包括以下步骤：

(1)选择无虫、无腐烂、无病害的新鲜美龙1号火龙果，去皮后备用；

(2)将上述去皮的新鲜美龙1号火龙果送入水果切片机中切成果片，控制火龙果切片厚度；

(3)将上述火龙果果片送入真空冷冻干燥室内进行真空预处理、真空冷冻干燥，控制好真空预处理和真空冷冻干燥的工艺参数，然后分装，充入惰性气体后再抽真空进行密封包装。

进一步地，所述果片的为厚度为6.5mm、长度为59.5mm、宽度为59.5mm；所述真空预处理和真空冷冻干燥的真空气压均为42Pa；所述真空预处理是将物料进行预冻，预冻的温度为-79℃，时间为29.8h；所述真空冷冻干燥的温度为 -79℃，时间为39.8h；所述真空冷冻干燥是将物料干燥至含水量低于12％；在步骤(3)，所述惰性气体为氮气。

实施例4

一种提高美龙1号火龙果冻干酥脆性和孔隙率的加工方法，将新鲜美龙1号火龙果切成果片后，送入真空冷冻干燥室中进行真空预处理、真空冷冻干燥，控制好真空预处理和真空冷冻干燥的工艺参数，然后分装，再抽真空密封包装；具体包括以下步骤：

(1)选择无虫、无腐烂、无病害的新鲜美龙1号火龙果，去皮后备用；

(2)将上述去皮的新鲜美龙1号火龙果送入水果切片机中切成果片，控制火龙果切片厚度；

(3)将上述火龙果果片送入真空冷冻干燥室内进行真空预处理、真空冷冻干燥，控制好真空预处理和真空冷冻干燥的工艺参数，然后分装，充入惰性气体后再抽真空进行密封包装。

进一步地，所述果片的为厚度为7.5mm、长度为60.5mm、宽度为60.5mm；所述真空预处理和真空冷冻干燥的真空气压均为44Pa；所述真空预处理是将物料进行预冻，预冻的温度为-81℃，时间为30.2h；所述真空冷冻干燥的温度为 -81℃，时间为40.2h；所述真空冷冻干燥是将物料干燥至含水量低于12％；在步骤(3)，所述惰性气体为氮气。

实施例5

一种提高美龙1号火龙果冻干酥脆性和孔隙率的加工方法，将新鲜美龙1号火龙果切成果片后，送入真空冷冻干燥室中进行真空预处理、真空冷冻干燥，控制好真空预处理和真空冷冻干燥的工艺参数，然后分装，再抽真空密封包装；具体包括以下步骤：

(1)选择无虫、无腐烂、无病害的新鲜美龙1号火龙果，去皮后备用；

(2)将上述去皮的新鲜美龙1号火龙果送入水果切片机中切成果片，控制火龙果切片厚度；

(3)将上述火龙果果片送入真空冷冻干燥室内进行真空预处理、真空冷冻干燥，控制好真空预处理和真空冷冻干燥的工艺参数，然后分装，充入惰性气体后再抽真空进行密封包装。

进一步地，所述果片的为厚度为7mm、长度为60mm、宽度为60mm；所述真空预处理和真空冷冻干燥的真空气压均为43Pa；所述真空预处理是将物料进行预冻，预冻的温度为-80℃，时间为30.0h；所述真空冷冻干燥的温度为-80℃，时间为40.0h；所述真空冷冻干燥是将物料干燥至含水量低于12％；在步骤(3)，所述惰性气体为氮气。

对比例1

将新鲜的美龙1号火龙果切成果片，然后送入真空冷冻干燥室中进行真空冷冻干燥，果片厚度为4mm，预冻时间为24h，干燥时间为30h，干燥气压为100Pa，然后分装，再抽真空密封包装。

观察实施例1～5和对比例1方法制得的火龙果冻干产品。对比例1加工得到的产品出现颜色不均、四周翘起、表面不平整，影响产品外观，同时，果片厚度过小导致批量生产能力也随之降低；且生产的火龙果冻干酥脆度不足、部分出现软绵现象，影响了产品推广。通过改进样品处理方式、预冻时间、真空冷冻干燥工艺，采用本申请实施例1～5方案进行火龙果冻干，可以解决美龙1号火龙果酥脆度低、颜色不均、四周翘起、表面不平整的问题，对帮助企业发展、巩固农户脱贫成果有重要意义。

为了进一步说明本发明能够达到所述技术效果，做以下实验：

一、火龙果冻干评价指标的相关性试验

感官评价评价人员根据GB/T22210-2008进行培训，评价的具体方法和参照物见表1，申请人采用不同的真空冷冻工艺制作了9组火龙果冻干产品，具体真空冷冻工艺试验设计见表2。

表1火龙果冻干脆度感官评价

表2火龙果冻干评价指标的相关性试验设计

对9组试验组的进行感官评价、多孔率检测和质构分析，采用SPSS对各指标间的关系进行pearson相关性分析，结果显示剪切力与感官硬度、酥性、脆性间没有显著相关，分析原因是剪切力测定采用的TA-SBA探头厚度约1.5mm，而火龙果冻干体积较小、质量较轻，存在剪切过程中样品由于翘起存在横截面受力不均的可能，该测定方法在测定火龙果冻干时数据波动较大；质构硬度与感官硬度、酥性、脆性、感官评价总分显著负相关相关性分析表明硬度和多孔率都能较好的预测食品口感，为减少主观评价的波动性，综合考虑设备成本和相关系数，采用多孔率作为评价指标进行后序的工艺优化。实验结果如表3所示。

表3火龙果冻干质构指标、多孔率和感官评分结果

表4火龙果冻干客观分析指标与感官评价指标间的相关性分析

试验表明火龙果冻干多孔率与感官酥性、脆性显著相关，在单因素试验和响应面试验中作为替代检测指标。单因素响应面试验结果显示：各因素贡献率为样品厚度＞干燥气压＞预冻时间＞干燥时间；本申请方案验证值和预测值相对误差小于5％，且采用本申请方案可以用较短时间生产出外观无塌陷、无结块，颜色鲜红、香气浓郁、适口干脆的火龙果冻干。

美龙1号火龙果含糖量高、共晶点温度较其他品种低，可见，传统的预冻时间不足以保证火龙果中所有水分的冻结。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在没有背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同含义和范围内的所有变化囊括在本发明的保护范围之内。

二、响应面优化试验

以样品厚度、预冻时间、真空度、干燥时间为自变量，以火龙果冻干的多孔率为响应值，采用Box-Benhnken中心组合法设计响应面试验。

表5响应面试验设计及试验结果

通过回归分析构建如下模型：

R＝-131.822+11.615A+5.749B+0.336C+2.801D+0.108AB+0.044AC-0.101AD+0.004 BC-0.923A

该模型拟合显著(P＜0.0001)，失拟项不显著(P＞0.05)，回归模型方差分析显示拟合度R2和校正拟合度AdjR-Squared分别为0.9869和0.9771，说明该回归模型的模拟可信度高。经响应面优化，得到本申请美龙1号红肉火龙果真空冷冻干燥最佳工艺条件；按照本申请工艺进行3次重复性试验，产品外观平整、口感酥脆、颜色均匀鲜艳，检测产品空隙率为62.603％，与预测值相对误差小于5％，说明该模型合理可信。该工艺生产的火龙果冻干较传统工艺(切片厚度4mm，预冻时间24h，干燥气压100Pa，干燥时间36h)生产的冻干孔隙率高、塌陷程度小、颜色更均匀、酥脆性更高。

表6回归模型方差分析结果

试验表明火龙果冻干多孔率与感官酥性、脆性显著相关，在单因素试验和响应面试验中作为替代检测指标。单因素响应面试验结果显示：各因素贡献率为样品厚度＞干燥气压＞预冻时间＞干燥时间；本申请方案验证值和预测值相对误差小于5％，且采用本申请方案可以用较短时间生产出外观无塌陷、无结块，颜色鲜红、香气浓郁、适口干脆的火龙果冻干。

美龙1号火龙果含糖量高、共晶点温度较其他品种低，可见，传统的预冻时间不足以保证火龙果中所有水分的冻结。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在没有背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同含义和范围内的所有变化囊括在本发明的保护范围之内。