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應用凍幹技術加工食用菌製品


摘要:簡析了食用菌快速發展形勢,概述了真空冷凍幹燥技術原理及產品特點,以香菇為例闡述了應用凍幹技術加工食用菌製品所需的主要設備、生產工藝流程及操作要點,並對凍幹食用菌產品標準進行了研究介紹。
食用菌產品營養價值高,風味獨特,具有“ 可食、可補、可藥”三種功能,是聯合國糧食組織和世界衛生組織推薦的21世紀具發展潛力的食品種類之一。我國食用菌資源十分豐富,食用菌產量從1975年的5萬t已發展到2005年的1200萬t,占到世界總產量的65%,在國內農產品中占到第六位( 糧、棉、油、果、茶、菌)。但是在國際上我國食用菌的產值並不是,2004年出口近100萬t菇品,創匯僅9億元,而1996年世界主要發達國家以菇類為原料製成的產品產值高達40億美元。
原因在於我國的食用菌產品加工增值不夠,產品質量缺乏競爭力。是近年來,一些國家日益嚴格的衛生質量、安全性能檢驗使得食用菌產品出口麵臨著“ 衝破了關稅堡壘,樹起了綠色屏障”的局麵。同時由於國民生活水平的不斷提高,人們對食品主觀選擇性加強,更加注重食品的營養、保健與安全。為此,傳統的加工技術往往難以適應國內外市場的需求變化,必須依靠科學,采用新技術、新設備、新標準,完善質量監控體係,生產色、香、味、質構、營養等符合不同人群需要的食用菌產品。
真空冷凍幹燥技術是將濕物料先凍結至冰點以下,使水分變成固態冰,然後在較高的真空度下直接將冰轉化為蒸汽而除去的幹燥方法。用此方法加工的食品叫真空凍幹食品。由於凍幹過程處於低溫和真空條件下,且不需任何添加劑,所以凍幹食品基本能保持原有的形、色、味和營養成分,而且產品保質期長,複水性能好,食用方便。近年來國際凍幹食品市場逐年增大,甚至供不應求,因此,利用的真空凍幹技術,加工發展具有高質量、高附加值的凍幹食用菌產品,具有廣闊的市場前景。

1真空冷凍幹燥技術原理概述
水有三種狀態,即固態、液態、氣態,三種相態之間既可以相互轉化又可以共存。為水的相平衡圖及三相點,A點為三相點,AB線為固相與液相的分界線,稱為升華曲線。AD線為液相與氣相的分界線,稱為汽化曲線。AC線為固相與液相的分界線,稱為溶解曲線。根據壓力減小,沸點下降的原理,當壓力降低到610pa時,溫度在0℃以下,物料中的水分即可從冰不經過液相而直接升華成氣態。但對一般食品而言,其中含有的水,基本都是一種溶液,冰點較純水要低,因此選擇升華的溫度在-5℃~20℃左右,相應的壓力在133.3pa左右。
將食品置於密封的凍幹箱內,啟動真空泵、製冷機及相關閘門,此時幹燥室內壓力下降,對應的水蒸氣的飽和溫度也隨著下降,製品溫度降低到冰點以下時,製品開始結冰。食品中的水在不同溫度和壓力可具有三態,當在水的三相點溫下抽真空至飽和蒸汽壓力以下時,食品中的冰開始升華。凍幹過程是由周圍逐漸向內部進行的,幹燥層逐漸增厚,並形成多孔結構。升華熱的加熱體,通過幹燥層不斷傳遞給凍結部分,在幹燥與凍結分界的升華麵上,水分子得到加熱後,脫離升華麵,沿毛細孔跑到周圍環境中,而周圍環境中的氣壓因低於升華麵上的飽和蒸汽壓,這樣就造成水分子向外遷移的動力。在幹燥過程中,食物必須處於真空冷凍狀態,且需維持物品溫度低於三相點溫度。升華的水蒸氣被水蒸氣捕集冷凝器捕獲而附著於冷凝器的內壁上。

2食用菌凍幹設備與加工工藝
2.1凍幹食用菌生產設備
2.1.1冷凍幹燥設備組成示意圖
2.1.2主要凍幹設備
製冷壓縮機、低壓循環筒、氨泵、速凍庫、冷藏庫、幹燥箱、捕水器、熱水泵、羅茨泵、熱筒、水環泵、冷卻塔、冷卻水泵等。
2.2食用菌凍幹工藝( 以香菇為例)
2.2.1工藝流程
香菇原料→預處理→凍結→升華幹燥→解吸幹燥→出機→包裝→入庫
2.2.2技術要點
2.2.2.1預處理
新鮮香菇采摘後首先應該按分級標準進行驗收分級,然後進行防褐變處理,通常可進行漂燙或在檸檬酸或亞硫酸鈉稀溶液中浸泡2min,然後瀝幹、切片。
2.2.2.2共晶點和共熔點測定
在凍幹之前,采用電阻測量裝置測定香菇的共晶點和共熔點。開啟前箱冷凍電磁閥,啟動壓縮機I,香菇溫度下降,當溫度降至-22℃時,電阻值突然增大,此時為共晶點溫度,表示香菇水分全部凍結為冰。之後,給加熱管通電,當溫度上升到-18℃左右,電阻值突然減小,此時為香菇的共熔點。
2.2.2.3凍結
凍結速度不同會產生不同粒度的冰晶體,而直接影響升華幹燥速度和風味物質的保留。因此,凍結速度是一個較重要的工藝參數。實驗證明,香菇平均凍結速度為1℃/min左右,凍結時間約為90min。凍結終了溫度在-30℃左右,無液體存在。否則,幹燥過程中會出現營養流失,體積縮小等不良現象。
2.2.2.4升華幹燥
啟動真空泵,將箱體壓力抽至30pa-60pa左右,然後啟動管道泵,對前箱板進行加熱,提供升華潛熱。但加熱不能太快或過量,否則香菇溫度過高,過共熔點,冰晶融化,會影響質量。所以,香菇溫度在-25℃~-20℃之間,時間約為4h-5h。
2.2.2.5解析幹燥
升華幹燥後,香菇仍含有少部分的膠體結合水,很難脫掉。必須提高溫度,才能達到產品所要求的水分含量。料溫由-25℃升到45℃左右,後壓力為10pa左右。當料溫與板層溫度趨於一致時,幹燥過程即可結束,時間為8h-9h。
2.2.2.6包裝
因幹菇含水量低,易吸潮,所以出機後應及時用鋁箔複合袋填充氨氣密封包裝。

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