柑橘皮變溫壓差膨化干燥技術(shù)及機(jī)理研究.pdf

1、中國是全球最大的柑橘種植國和生產(chǎn)國。當(dāng)前柑橘加工產(chǎn)品主要以柑橘罐頭和柑橘汁為主，加工過程中產(chǎn)生的皮渣占果實(shí)總重量的40％～50％。柑橘皮渣中富含可溶性糖、酸、果膠、粗脂肪、粗纖維、維生素、氨基酸和礦物質(zhì)等營養(yǎng)成分，但由于其含水量超過80％，且果膠含量占干物質(zhì)總量的20％以上，導(dǎo)致其干燥難度較大;加之柑橘采摘加工期短，每年有大量柑橘皮渣未能得以充分利用。變溫壓差膨化干燥技術(shù)作為氣流膨化干燥技術(shù)的一種，該技術(shù)無需油炸，可將柑橘皮加工成膨化果

2、蔬脆片，或用于其它食品營養(yǎng)添加，其生產(chǎn)過程簡單、綠色，生產(chǎn)出的果蔬脆片口感酥脆、易于保存，市場前景廣闊。
　　本課題以柑橘加工生產(chǎn)中主要使用的溫州蜜柑的皮為研究對象，旨在研究柑橘皮變溫壓差膨化的加工工藝及其膨化干燥機(jī)理，分別對柑橘皮變溫壓差膨化干燥的前處理工藝、工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化，探討了不同干燥方式對脫水柑橘皮的物性、精油成分、主要抗氧化成分及其抗氧化活性的影響，確定了柑橘皮變溫壓差膨化干燥特性、動力學(xué)模型及等溫吸濕特性。主要研究

3、結(jié)論如下:
　　(1)柑橘皮變溫壓差膨化最適前處理工藝條件為:凍融2次、浸糖濃度40％、浸糖時(shí)間30min、浸糖溫度40℃。
　　(2)柑橘皮變溫壓差膨化最佳工藝條件為:膨化溫度95℃、初始含水率60％、抽真空干燥溫度75℃。
　　(3)以脫水柑橘皮表觀密度、收縮率、多孔性、復(fù)水率和硬度為考察指標(biāo)，比較研究了冷凍干燥、變溫壓差膨化干燥、熱風(fēng)干燥3種干燥方法對脫水柑橘皮品質(zhì)特性的影響。研究結(jié)果表明:經(jīng)冷凍干燥的柑橘皮色澤

4、好，復(fù)水率最好;經(jīng)變溫壓差膨化的柑橘皮其組織質(zhì)構(gòu)、色澤、復(fù)水性及酥脆度等方面接近真空冷凍干燥的膨化效果，明顯優(yōu)于經(jīng)熱風(fēng)干燥的柑橘皮。
　　(4)經(jīng)變溫壓差膨化干燥的柑橘皮揮發(fā)性成分中精油含量高達(dá)99.83％，高于其他兩種干燥方式，其柑橘皮精油的主要成分萜烯類的種類(41種)遠(yuǎn)高于真空冷凍干燥的33種，略低于熱風(fēng)干燥(45種);且其萜烯類相對含量高達(dá)96.51％，可見，變溫壓差膨化干燥對柑橘皮精油的保留效果最好。經(jīng)變溫壓差膨化干燥，

5、構(gòu)成柑橘香味的3種主要特征成分中，D-檸檬烯、1R-α-蒎烯的相對含量均高于其他兩種干燥方式;（+)-4-蒈烯的相對含量遠(yuǎn)高于冷凍干燥，接近熱風(fēng)干燥，說明變溫壓差膨化干燥更能突出柑橘皮特有的香氣。
　　(5)雖然變溫壓差膨化干燥對柑橘皮中抗氧化活性成分及其抗氧化活性的影響大于真空冷凍干燥，但其對柑橘皮中總酚的保護(hù)作用高于熱風(fēng)干燥;3種干燥方式獲得的柑橘皮中橙皮苷、橙黃酮、川陳皮素、桔皮素4種類黃酮化合物均有檢出，但未能檢出柚皮苷、

6、新橙皮苷;經(jīng)變溫壓差膨化干燥的柑橘皮中橙皮苷、橙黃酮、川陳皮素、桔皮素的含量均高于熱風(fēng)干燥，且發(fā)現(xiàn)浸糖預(yù)處理是導(dǎo)致柑橘皮中橙皮苷流失的關(guān)鍵因素。
　　(6)柑橘皮在變溫壓差膨化干燥過程中存在明顯的加速、恒速和降速過程，且以恒速和減速干燥為主;柑橘皮初始水分含量越高，其恒速干燥時(shí)間越長;膨化溫度越高，抽真空干燥溫度越高，其干燥過程越短。最適膨化溫度為95℃，最適抽真空干燥溫度為(73±2)℃。柑橘皮變溫壓差干燥的動力學(xué)模型滿足Pag

7、e方程，可用該模型預(yù)測變溫壓差干燥過程中柑橘皮含水率隨干燥時(shí)間、干燥溫度、膨化溫度的變化。該模型方程如下:
　　MR=exp(-(0.00000167× TV1.817-0.000066× TP0.929-1.509× m00.0052+1.558)×t40.152×TV-0.23+0.00287×TP1.648+0.003536×m01.058-19.99)
　　(7)統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，經(jīng)變溫壓差膨化的柑橘皮脆片，其吸附等溫線

8、形狀與蘋果脆片、冬棗脆片大致相似，呈反“S”形態(tài)。3種果蔬脆片的平衡含水率均隨相對濕度的增大而增大，隨溫度的升高而減小。MHE、GAB模型對3種果蔬脆片等溫吸附曲線的預(yù)測性較好，GAB模型適用性最廣，MBET模型與其基本無相關(guān)性。在貯藏過程中，柑橘皮脆片需在13％～30％的相對濕度下密封貯藏，貯藏溫度宜控制在10℃以下，或30℃以上。
　　通過以上研究，獲得了柑橘皮變溫壓差膨化干燥的最優(yōu)生產(chǎn)工藝，揭示了變溫壓差膨化過程中柑橘皮的品