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【瑞士步琦】【應(yīng)用】?jī)龈尚迈r的香蕉切片
瑞士步琦
凍干新鮮的香蕉切片
凍干應(yīng)用
”
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簡(jiǎn)介
冷凍干燥是一種溫和的干燥方法，可用于保存食品而不改變其外觀或風(fēng)味。冷凍干燥過(guò)程包括將食品樣品預(yù)凍，然后對(duì)凍結(jié)樣品施加精準(zhǔn)的真空控制。在這種條件下，食品中的水分會(huì)升華，因此樣品最終會(huì)干燥。在食品應(yīng)用中，冷凍干燥常用于生產(chǎn)速溶咖啡和干燥保存水果、蔬菜或草藥。
2
設(shè)備
BUCHI Lyovapor? L-200 Pro
BUCHI Lyovapor? 軟件
深冷冰箱，溫度 -40°C，tritec HANNOVER
不銹鋼托盤(pán)
Mettler Toledo HR73 鹵素水分分析儀
3
試劑與耗材
新鮮的香蕉
4
實(shí)驗(yàn)過(guò)程
4.1 樣品準(zhǔn)備
將香蕉切成 5mm 厚的切片，并將這 11 片香蕉切片放置在不銹鋼托盤(pán)上（圖1），然后在深冷冰箱中過(guò)夜，溫度為 -40℃。另外也可以使用 -20℃ 的冰箱。
▲?圖1.?帶有新鮮切片的香蕉托盤(pán)
4.2 設(shè)置 Lyovapor? L-200
在深凍24小時(shí)后，香蕉片被轉(zhuǎn)移到冷凍干燥機(jī) Lyovapor? L-200 中進(jìn)行冷凍干燥，設(shè)置如 表1 所示。
表1. Lyovapor? L-200 中香蕉片冷凍干燥的設(shè)置
干燥室類型 | 標(biāo)準(zhǔn) |
樣品塌陷溫度 | 未激活 |
不塌陷的安全溫度 °C | 未激活 |
氣體類型 | 環(huán)境空氣 |
設(shè)置的貨架溫度在初級(jí)和次級(jí)干燥結(jié)束時(shí)不應(yīng)超過(guò) 25℃（溫度設(shè)定點(diǎn)）。使用 Lyovapor? 軟件編程的初級(jí)和次級(jí)干燥過(guò)程步驟如 表2 所示。在初級(jí)干燥階段，從樣品中去除基質(zhì)溶劑，在這種情況下水通過(guò)升華去除。在次級(jí)干燥階段，通過(guò)去解吸附溶劑來(lái)干燥樣品。
表2. 初級(jí)干燥步驟的參數(shù),設(shè)置在 Lyovapor? 軟件上
步驟 | 1 | 2 |
階段 | 初級(jí)干燥 | 次級(jí)干燥 |
時(shí)長(zhǎng) | 12小時(shí) | 3小時(shí) |
溫度 | 25.0 | 25.0 |
溫度梯度 | 0.07 | 0.00 |
壓力類型 | 需調(diào)整 | 需調(diào)整 |
壓力 | 0.370 | 0.100 |
安全壓力 | 1.500 | 1.500 |
安全壓力時(shí)長(zhǎng) | 10 | 10 |
4.3 鹵素水分分析
香蕉干燥后（見(jiàn) 圖2），分析了三個(gè)香蕉片的剩余水分含量，以評(píng)估干燥效率。因此樣品在30秒內(nèi)被研磨在研缽中并轉(zhuǎn)移到水分分析儀中。水分分析采用鹵素水分天平，其參數(shù)列于 表3，判定標(biāo)準(zhǔn) 5 是指在 1mg/140s 以內(nèi)沒(méi)有更多的變化。
表3. 水分分析儀設(shè)置
判定標(biāo)準(zhǔn) | 5 |
干燥溫度℃ | 110 |
▲圖2.?冷凍干燥后的盤(pán)子上的香蕉片
5
實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論
5.1 凍干香蕉片的外觀評(píng)價(jià)
圖1 和 圖2 分別展示了凍干前后的托盤(pán)上的香蕉片。所有 11 片香蕉片都顯示出均勻的凍干結(jié)構(gòu)和外觀。在干燥過(guò)程中，沒(méi)有觀察到它們的尺寸和形態(tài)有任何變化。
5.2 凍干香蕉片的水分分析
為了確定 Lyovapor? L-200 的干燥效率，使用鹵素水分分析儀分析了三個(gè)香蕉片的剩余水分含量。表4 顯示了凍干后測(cè)量的水分含量和干燥效率的結(jié)果。
表4. Lyovapor? L-200 上凍干后水分分析的結(jié)果
香蕉切片 | 凍干樣品重量g | 鹵素干燥樣品重量g | 水分含量% |
1 | 0.606 | 0.587 | 3.14 |
2 | 0.843 | 0.818 | 2.97 |
3 | 0.794 | 0.770 | 3.02 |
所有分析的樣本在凍干過(guò)程后含水量均小于等于3.14%。香蕉的初始水分含量為76.97% ± 1.24%（n=3）。因此，在Lyovapor? L-200上應(yīng)用描述的凍干方法導(dǎo)致水分去除率至少為95.92%
總的來(lái)說(shuō)，將凍干過(guò)程應(yīng)用于如香蕉片等食品，具有以下優(yōu)缺點(diǎn)：
優(yōu)勢(shì)：
在低溫和低壓條件下進(jìn)行冷凍干燥是一種有效的方法，可以保持食品的顏色、氣味、風(fēng)味和熱敏感的營(yíng)養(yǎng)素
消除食品表面的硬化
冷凍干燥的食品具有多孔結(jié)構(gòu)，易于復(fù)水或溶解。它可以直接食用或復(fù)水后食用
由于冷凍干燥的食品含水量極低，因此密度相對(duì)較小，易于運(yùn)輸。冷凍干燥的食品在室溫下可以長(zhǎng)期保存，而運(yùn)輸成本遠(yuǎn)低于冷凍食品
冷凍干燥過(guò)程中不向食品中添加任何添加劑
劣勢(shì)：
如果直接暴露在空氣中，凍干食品會(huì)迅速吸水復(fù)水，導(dǎo)致食品品質(zhì)下降
凍干產(chǎn)品必須真空包裝或用氮?dú)膺M(jìn)行真空包裝，包裝材料不得允許水蒸氣滲透
在運(yùn)輸和銷售過(guò)程中，由于其疏松多孔的結(jié)構(gòu)，凍干食品很容易碎成粉末或開(kāi)裂
凍干是一個(gè)耗時(shí)耗能的過(guò)程，導(dǎo)致生產(chǎn)成本更高
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實(shí)驗(yàn)結(jié)論
使用Lyovapor? L-200，成功實(shí)現(xiàn)了香蕉水分去除的高效干燥。
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參考文獻(xiàn)
G. W. Oetjen; Freeze drying; Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (2004).
https://nuts.com/driedfruit/freeze dried/
http://www.chaucerfreezedried.com/
https://www.northbaytrading.com/dried-fruit/freeze dried-fruit/
H. Tse-Chao Hua, L. Bao-Lin, Z. Hua; Freeze drying of Pharmaceutical and Food Products,
Woodhead Publishing Series in Food Science, Technology and Nutrition, pages 141–169 (2010).
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