目前在實(shí)際生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)研究中,已經(jīng)有很多種蔬菜,如胡蘿卜、竹筍、香蔥、香菜、菠菜、甘藍(lán)、西芹、油豆角、蕨菜、馬鈴薯、綠豆芽等作為凍干對(duì)象,獲得了成熟的蔬菜凍干工藝。本書以典型的蔬菜一菠菜為例,介紹蔬菜的凍干工藝。
菠菜采收后仍然有呼吸,其對(duì)CO2的呼吸強(qiáng)度為269.8mg/ (kg·h),呼吸強(qiáng)度隨溫度而變化,其溫度系數(shù)在0.5~10℃范圍內(nèi)為3.2,在 10~20℃范圍內(nèi)為2.5。菠菜和其他蔬菜一樣,在貯存過程中要放出呼吸熱,一般按產(chǎn)品呼吸釋放CO2的毫克數(shù)來計(jì)算,每產(chǎn)生1mgCO2相當(dāng)于釋放10.67J的熱量。因此菠菜是一種容易腐爛,難于保存和運(yùn)輸?shù)氖卟?。因此,在邊遠(yuǎn)的山區(qū)、遠(yuǎn)洋航行、長(zhǎng)途旅行中都難于吃到新鮮菠菜。
從上述特性我們可以看到,菠菜的呼吸強(qiáng)度高,含水量大,即使在低溫下也難于貯運(yùn)。然而,菠菜產(chǎn)量大、產(chǎn)地廣,比較容易加工干燥。雖然干燥后仍呼吸釋放CO2而放熱,但放熱量降低了。將菠菜加工成真空冷凍干燥的產(chǎn)品后,采用小型真空貼體包裝,開水一沖即可食用,可大大方便食用、貯存和運(yùn)輸,顯著提高了菠菜的商品價(jià)值,有利于促進(jìn)菠菜生產(chǎn),促使農(nóng)業(yè)增效,農(nóng)民增收。
鮮菠菜一挑選一清洗一切段一燙漂一冷卻一瀝水一裝盤一凍結(jié)一升華干燥一解析干燥一檢查一真空包裝一成品入庫。
選用葉片肥大的鮮嫩菠菜,剔除黃葉、病斑葉及蟲蛙葉。將挑選好的原料在氣泡清洗池中進(jìn)行清洗,洗去表面的泥土及其他雜質(zhì),之后瀝去表面的水分,用切菜機(jī)切成 lcm長(zhǎng)的段。將切段后的菠菜浸在80~85℃的熱水中漂燙 1~2min,目的是破壞菠菜中氧化酶的活性、以便保持菠菜的原有色澤和營(yíng)養(yǎng)成分,同時(shí)消滅原料表面的微生物、蟲卵,除去原料組織內(nèi)的空氣,有利于減少維生素和胡蘿卜素的損失。漂燙還可以破壞蔬菜表面的蠟質(zhì),使蔬菜中的水分更易于揮發(fā),有利于蔬菜的冷凍干燥。漂燙結(jié)束后,立即將菠菜取出,再浸入冷水中快速冷卻至室溫,以保持其脆度。
經(jīng)冷卻撈出后的菠菜表面會(huì)滯留一些水滴,這對(duì)凍結(jié)是不利的,容易使凍結(jié)后的菠菜相互黏結(jié),不利于進(jìn)一步的干燥。在振動(dòng)瀝水機(jī)上進(jìn)行振動(dòng)瀝水或在流動(dòng)空氣中自然風(fēng)干,除去表面水滴后將菠菜均勻攤放在不銹鋼料盤上,裝料厚度約20~25mm。菠菜冷凍干燥時(shí),熱量通過干燥層向內(nèi)傳導(dǎo),蒸汽通過干燥層向外逸出。因此,料層過厚受熱不足,物料不能均勻地干燥;而料層厚度過小,干燥的時(shí)間雖短,但受熱過量,物料部分融化使產(chǎn)品變味變形,營(yíng)養(yǎng)成分損失,影響產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。
為確定菠菜的真空冷凍干燥工藝,首先要知道菠菜的共晶點(diǎn)溫度。用電阻法測(cè)定菠菜的共晶點(diǎn)溫度,隨著溫度的降低,電阻在不斷增大 (見圖7-1)。由圖7-1可知,漂燙的菠菜共晶點(diǎn)為-8℃,非漂燙的菠菜共晶點(diǎn)為-7℃。經(jīng)過漂燙的菠菜比沒有漂燙的共晶點(diǎn)低。
掌握了菠菜的共晶點(diǎn),在冷凍時(shí)溫度只需比共晶點(diǎn)低 4~5℃,保證蔬菜內(nèi)部液體凍結(jié),這樣可以節(jié)省能源。
將菠菜段放進(jìn)冰箱,或放在凍干機(jī)的干燥室中降溫,保持低溫一段時(shí)間,就可以凍結(jié)。從冷凍干燥的效果來看,采用慢速冷凍物料中水的結(jié)晶體小,在干燥過程中有利于水分的揮發(fā)。速凍容易使物料中水分結(jié)晶體增大,不易蒸發(fā),干燥速率減慢。慢速冷凍時(shí)間長(zhǎng),會(huì)造成設(shè)備利用率低,同時(shí),經(jīng)過切割后的蔬菜如果冷凍時(shí)間太長(zhǎng),易因酶促而發(fā)生褐變,而速凍縮短了冷凍時(shí)間,有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量。因而蔬菜在0℃以上時(shí),宜采用速凍,在接近結(jié)晶區(qū)時(shí)要采用慢速冷凍,使晶體細(xì)小,盡量減少蔬菜內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)的破壞,從而提高凍干蔬菜的質(zhì)量。
另一種凍結(jié)方式是利用大型凍干機(jī),將洗滌干凈的菠菜直接放置在凍干機(jī)的干燥室中,鋪料厚度8~9mm,密閉后開啟主真空閥抽真空30min,使干燥室的真空度逐漸升高。由于菠菜中的水分在低壓環(huán)境中直接升華變成水蒸氣被排出,菠菜的溫度下降而凍結(jié)。
菠菜在凍干機(jī)的干燥艙內(nèi)凍結(jié)后,真空度經(jīng)抽空10min 后,維持在 70~100Pa之間,利用加熱板輻射的熱量進(jìn)行加熱,使物料的表面結(jié)晶水,通過吸收升華潛熱而升華為水蒸氣,由表及里的向外逸出,使物料中的自由水脫出,為常速干燥階段。此階段升華的速率最大可達(dá)到 0.2℃/min,一般在0.1℃/min左右較為合適,時(shí)間在5h 左右。此時(shí)菠菜的含水量為 8%~12%。
解析干燥階段,傳質(zhì)(水汽通過干燥層逸出的過程) 是通過升華時(shí)對(duì)應(yīng)的飽和蒸氣壓與環(huán)境真空度的壓差來實(shí)現(xiàn)擴(kuò)散的。滲透壓差越大,傳質(zhì)的動(dòng)力越大,傳質(zhì)的速度越快,但需要補(bǔ)充的升華潛熱也要相應(yīng)加大。所以,適當(dāng)提高升華的溫度和傳熱系數(shù),減少水汽逸出時(shí)的阻力至關(guān)重要。因此,通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)加熱板溫度,提高適宜的升華潛熱,保持艙內(nèi)真空度在60~80Pa之間,料溫按0.1℃/min 升高,持續(xù)2h 左右,這時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)加熱板溫度至55℃,物料溫度可達(dá)到40℃,經(jīng)1h后物料溫度上升到接近加熱板溫度,干燥基本結(jié)束。菠菜冷凍干燥曲線見圖7-2。
需要指出,菠萊經(jīng)過切割成 lcm 長(zhǎng)的段片時(shí),將出現(xiàn)葉、菜莖等不同密度、不同大小和形狀的情形,有的還帶有菠菜根,在這種情況下,為了達(dá)到最終含水均勻,需要在解析干燥后期進(jìn)行“勾化"處理。在解析干燥后期,一般菜葉中的水分在 6%左右,而根莖水分在10%左右,這時(shí)菠菜基本干燥,形狀基本確定,為盡快除去根莖中的水分,可采用真空度在400Pa左右,加熱板溫度控制在55℃左右,時(shí)間為20min,這樣可迅速除去根莖中殘留的高水分,達(dá)到葉莖根同時(shí)干燥的目的,縮短干燥時(shí)間。
干燥結(jié)束后,立即進(jìn)行稱量包裝。根據(jù)產(chǎn)品的等級(jí)、保存期限、客戶要求等進(jìn)行揀選、計(jì)量、檢查等處理后,及時(shí)將合格的菠菜用聚乙烯復(fù)合塑料袋迅速進(jìn)行抽氣或充氮密封包裝。同時(shí)若需要壓塊的,一般在解析干燥的最后階段,溫度為50℃時(shí),可不經(jīng)過回軟立即壓塊。否則脫水菠菜轉(zhuǎn)涼變脆。壓縮后的壓縮比為5.9,即每千克體積,壓縮前為8.9,壓縮后為1.5。凍干菠菜吸水性強(qiáng),為防止產(chǎn)品吸潮而變質(zhì),要求包裝環(huán)境中相對(duì)濕度在35%以下,包裝好之后,立即人庫,貯藏庫要避光、干燥、清潔衛(wèi)生、相對(duì)濕度控制在 30%~40%之間。
脫水菠菜一般需復(fù)水后才可烹調(diào)食用,其復(fù)水后恢復(fù)原來新鮮狀態(tài)的程度是衡量產(chǎn)品品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。凍干菠菜在 70~80℃熱水中浸泡50s 即可烹調(diào)或直接食用,其復(fù)水后的形狀、顏色與新鮮菠菜基本一樣,并能保持新鮮菠菜原有的風(fēng)味。
凍干菠菜的營(yíng)養(yǎng)成分保持不變。從表 7-1 可以看出,不同的加工方法菠菜保存維生素C的含量不同,且差異非常顯著。
從菠菜不同加工方式來分析,凍干菱菜的復(fù)水時(shí)間短,僅需50s,而熱風(fēng)干燥則需要2h。另外,凍干蔬菜復(fù)水性強(qiáng),能吸收凍干蔬菜質(zhì)量6倍多的水,而熱風(fēng)干燥只能吸收本身質(zhì)量2倍多的水,見表7-2。