香蕉干燥技术研究进展
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香蕉干燥技术研究进展
李宝玉1,2,毕金峰2,*,钟 耕1
(1.西南大学食品科学学院,重庆 400716;2.中国农业科学院农产品加工研究所,北京 100193)摘 要:香蕉营养丰富,具有多种保健功效。干燥加工是香蕉产业精深加工主要方式之一。本文主要介绍了香蕉干燥技术的种类、发展历程、国内外研究现状、存在的问题以及发展趋势和应用前景,旨在为香蕉产业的发展提供参考和帮助。
关键词:香蕉;干燥技术;研究进展
Research Advances in Drying Technology of Banana
LI Bao-yu 1,2, BI Jin-feng 2,*, ZHONG Geng 1
(1. College of Food Science, Southwest University, Chongqing 400716, China ;
2. Institute of Agro-Food Science and Technology, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193, China)Abstract :Bananas are rich in vitamin B 6 and are a good source of fiber, vitamin C, magnesium and potassium. The nutritional value of banana contributes to many health benefits for many diseases like constipation, bowel problems, anemia, blood pressure, heart problems, ulcers, brain stimulation, depression, nervous disorders, stress, morning sickness and menstruation.Banana drying process is one kind of technique used to enlarge its lifetime for consumption, reducing packing and transportation costs. This paper mainly introduces the category and of banana drying techniques. The development course is included and the existing problems and development trends as well as application prospects are also raised so as to present some insights for development of banana industries.
Key words :banana ;drying technology ;review
中图分类号:TS255.42 文献标识码:A 文章编号:1002-6630(2009)23-0539-05
收稿日期:2009-03-13
基金项目:2006 年科研院所技术研究开发专项(NCSTE-2006-JKZX-291); 2007 年科研院所技术研究开发专项(NCSTE-2007-JKZX-288)
作者简介:李宝玉(1976-),男,质量工程师,硕士,研究方向为现代食品加工理论与技术。E-mail :lbysdyx@ *通讯作者:毕金峰(1970-),男,副研究员,博士,研究方向为果蔬精深加工与综合利用技术。 E-mail :bijinfeng@
香蕉古称甘蕉、芭蕉,属芭蕉科芭蕉属,原产亚洲热带,现广泛分布于热带和亚热带地区,是四大果品(荔枝、菠萝、椰子、香蕉)之一。目前全球有104个国家和地区栽培香蕉,我国香蕉产量居世界第三,它营养丰富,气味清香芬芳,味甜爽口,肉软滑润,老幼皆宜。香蕉的促进肠胃蠕动、排便、美容功能世人公认。近年来国内外学者研究发现了香蕉更多的功能,如提高免疫力、抗癌、保护心血管等,被誉为“新
的水果之王”[1]
。
香蕉消费以鲜食为主,加工转化率低,其原因在于香蕉加工有其独特的技术难点。香蕉富含果胶、糖类、单宁及多种酶类,不仅难于贮存,而且加工过程中极易褐变,造成颜色、营养和风味的劣变,严重影
响产品的质量[1]。现有的加工品种有香蕉片、香蕉粉、香蕉酱、香蕉汁、香蕉罐头等产品。研究香蕉的加工方法显得尤为重要,国内外研究最多的是干法加工及贮藏。干法保藏是利用产品低水分活度,从而抑制微生
物的生产繁殖和酶的活性,同时可以赋予产品良好的风味,达到长期贮藏,易于运输,便于消费的目的。本文对香蕉干燥技术的种类和发展历程,国内外研究现状, 存在的问题以及发展趋势和应用前景进行了综述,旨在为香蕉产业的发展提供参考和帮助。1香蕉干燥技术种类和发展历程1.1
香蕉干燥技术的发展历程
香蕉干燥技术的发展经历了一个较长的发展过程。
第一代干燥技术是以太阳能干燥、热风干燥和油炸干燥为代表的干燥技术。太阳能干燥和热风干燥存在干燥时间长,产品褐变严重的缺点。油炸过程会生成丙烯酰胺等对人体有害物质,同时产品含油量高,油脂易氧化易酸败影响产品质量。第二代干燥技术主要包括真空油炸干燥和高温短时干燥,虽然一定程度上提高了干燥速率减轻产品褐变程度,但是产品的营养成分和风味物质损失较多。第三代干燥技术的代表是变温压差干燥技术和真空冷冻干燥,这种技术干燥速率较高,产品的营养成分和风味物质损失较少,生产的产品具有天然、营养丰富、品质优良的特点。第四代干燥技术主要是利用微波和电磁波的发射的能量给物料加热,这种加热方式可以实现物料内外同时加热,改变了传统的由表及里的加热方式,极大的提高了干燥速率,同时短时间的干燥过程更好的保留了香蕉的营养成分和风味物质,具有节能、环保、质量优良的特点。第五代干燥技术主要包括微波干燥、红外干燥技术以及两种或两种以上干燥技术结合使用的联合干燥技术,如红外-冻干、真空冷冻-热风干燥、热风-红外干燥等。
1.2香蕉干燥技术分类
香蕉干燥技术种类很多,依据能量的来源分为自然干燥和人工干燥两大类。自然干燥主要是指利用太阳能的自然干燥,也就是晒干。人工干燥是指在人工控制的条件下使香蕉的水分蒸发的工艺过程。香蕉人工干燥的方法较多,大致可以分为以下几类:
1)油炸干燥。以新鲜的香蕉为主要原料,以食用植物油为热介质,采用抽真空或不抽真空的方式,在短时间内使香蕉脱水干燥,得到含水量很低的油炸香蕉脆片[2]。
2)热风干燥。以热空气为加热介质,通过对流传导等方式进行加热,在一定时间内脱出物料中水分的干燥方式。它主要包括高温短时干燥、喷雾干燥、转鼓干燥、隧道式干燥以及厢式干燥等方式。
3)真空干燥。把干燥物料放置在密闭的干燥室内,在真空系统抽空的同时对被干物料不断加热,使物料内部水分在压力差和浓度差的作用下扩散到表面,水分子在物料表面获得足够的动能,在克服分子之间的相互吸引力后,逃逸到真空室的低压空间,从而被真空泵抽走的过程。
4)变温压差膨化干燥。变温压差膨化干燥又称气流膨化干燥、压差膨化干燥等。是指利用物料内部水分瞬间升温汽化,减压膨胀,并依靠气体的膨胀力,带动组织中高分子物质的结构变性,从而形成具有网状骨架、定型的多孔状结构的过程[3-5]。
5)冷冻干燥。真空冷冻干燥也称为冷冻干燥,它是把物料冻结到共晶点温度以下,在真空条件下,通过升华除去物料中水分的一种干燥方法。
6)介电干燥[6]。介电加热干燥是一种内部加热方式,它以微波或无线电磁波发射的能量为加热介质,亦即用高频或超高频电磁场使干燥介质的极性分子随不断变化的电场高速摆动。由于分子原有的热运动和相邻分子间的相互作用,使分子随外电场变化而摆动的规则运动受到干扰和阻碍,产生类似摩擦的效应。结果一部分能量转化为分子杂乱热运动的能量,以热的形式表现出来,这样干燥介质的温度也随着升高。主要有微波(真空)干燥、红外干燥、联合干燥等。
2国内外研究现状
2.1香蕉干燥工艺研究
香蕉干燥工艺研究始于利用太阳能干燥,Wo od s 等[7]研究发现太阳能干燥在空气流速为零(无风)时可以缩减15%干燥时间,用固体容器盛放比用筛网盛放能缩短干燥时间20%。但是太阳能干燥产品褐变严重,为了改善产品品质,缩短干燥时间,前人研究了前处理对干燥工艺的影响,包括护色、渗透、超声等处理,采用的护色剂有二氧化硫、抗坏血酸、焦亚硫酸钠、柠檬酸、氯化钠、氯化钙等,得到了一定的护色效果。Nowakunda等[8]研究了渗透对干燥影响,渗透失水最快在0.5~2h之间,渗透处理温度30℃,蔗糖浓度55°Brix 或65°Brix为宜。用55~65o Brix蔗糖渗透处理和降低压力(160Pa),能缩减热风干燥时间120min,同时能提高可溶性固形物含量5.8%[9]。Fernandes等[10]研究表明,超声处理后热风干燥比热风干燥能缩短干燥时间11%,同时具有降低还原糖含量以及增加水分扩散性的作用。
市场上常见的香蕉脆片以油炸工艺为主,油炸有真空和常压之分,油炸温度75~85℃,真空度在0.04~0.07MPa之间进行快速油炸,从切片到油炸成品控制在15min之内,得到的产品无褐变现象[2]。郑贻春等对比了烘干(60℃,2h)、速冻(-18℃,1h)、直接油炸、速冻后烘干(65℃,2h)、速冻后酒精浸泡(常温,1h)和直接酒精浸泡6种处理方式对常压油炸(180~190℃,2.5~3min)效果的影响,表明速冻后酒精浸泡效果最佳[11]。
从上世纪60年代,前人就开始研究变温压差膨化干燥技术,1992年,Saca等[12]从色泽、水分含量、多孔性、复水率和细胞结构等多方面与普通热风干燥的香蕉片进行了对比,结果表明膨化干燥的香蕉片由于产生了更疏松多孔的结构,从而拥有更短的干燥时间和良好复水率,且在复水过程中固形物滤去更少,产品可维持其色泽、口感和质地。2005年朱兰兰等[13]研究了不同品种、成熟度、预处理方式、温度、压差、停留时间对膨化干燥的影响。结果表明,不同品种、成熟度的香蕉膨化效果差异较大,香蕉适宜的膨化条件是:膨化温度110℃,停留时间3~5 min,膨化时间45 min,压差105kPa。2004年,巴西的Hofsetz等[14]进行了一种