目前在實際生產(chǎn)和實驗研究中，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，難于保存和運輸?shù)氖卟恕Ｒ虼?，在邊遠(yuǎn)的山區(qū)、遠(yuǎn)洋航行、長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。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、貯存和運輸，顯著提高了菠菜的商品價值，有利于促進(jìn)菠菜生產(chǎn)，促使農(nóng)業(yè)增效，農(nóng)民增收。
1.1 菠菜的凍干工藝流程
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。
1.2 菠菜段凍干的前處理
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養(yǎng)成分，同時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滯留一些水滴，這對凍結(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。在振動瀝水機(jī)上進(jìn)行振動瀝水或在流動空氣中自然風(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，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，干燥的時間雖短，但受熱過量，物料部分融化使產(chǎn)品變味變形，營養(yǎng)成分損失，影響產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。
1.3 菠菜段共晶點測定
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溫度。用電阻法測定菠菜的共晶點溫度，隨著溫度的降低，電阻在不斷增大 (見圖7-1)。由圖7-1可知，漂燙的菠菜共晶點為-8℃，非漂燙的菠菜共晶點為-7℃。經(jīng)過漂燙的菠菜比沒有漂燙的共晶點低。
1.4 菠菜凍結(jié)
掌握了菠菜的共晶點，在冷凍時溫度只需比共晶點低 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。慢速冷凍時間長，會造成設(shè)備利用率低，同時，經(jīng)過切割后的蔬菜如果冷凍時間太長，易因酶促而發(fā)生褐變，而速凍縮短了冷凍時間，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量。因而蔬菜在0℃以上時，宜采用速凍，在接近結(jié)晶區(qū)時要采用慢速冷凍，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)。
1.5 菠菜升華干燥和解析干燥
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，時間在5h 左右。此時菠菜的含水量為 8%～12%。
解析干燥階段，傳質(zhì)(水汽通過干燥層逸出的過程) 是通過升華時對應(yīng)的飽和蒸氣壓與環(huán)境真空度的壓差來實現(xiàn)擴(kuò)散的。滲透壓差越大，傳質(zhì)的動力越大，傳質(zhì)的速度越快，但需要補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 長的段片時，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)到葉莖根同時干燥的目的，縮短干燥時間。
1.6 凍干菠菜的后處理
干燥結(jié)束后，立即進(jìn)行稱量包裝。根據(jù)產(chǎn)品的等級、保存期限、客戶要求等進(jìn)行揀選、計量、檢查等處理后，及時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。同時若需要壓塊的，一般在解析干燥的最后階段，溫度為50℃時，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、相對濕度控制在 30%～40%之間。
1.7 凍干菠菜的性狀
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。
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