红枣冻干工艺参数优化

红枣冻干工艺参数优化*

曹有福李树君赵凤敏杨炳南

（中国农业机械化科学研究院，北京 100083）

摘要:本研究目的是探讨真空冷冻干燥红枣片的过程中，在选定的加热条件下，枣片厚度、真空度、预冻初始温度对冻干红枣片Vc保存率的影响规律，通过单因素试验和中心组合设计，建立了冻干条件因素与Vc保存率之间的回归模型，借助SAS6.0软件的响应面分析得出真空冷冻干燥红枣片的最佳工艺参数组合为枣片厚度8mm，真空度为60Pa，预冻初始温度-26℃。

关键词：红枣真空冷冻干燥中心组合设计

中图分类号：TS255.42 文献标识码：A

Optimization of Processing Parameter for Lyophilized Chinese Date

Cao You-fu Li Shu-jun Zhao Feng-min Yang Bing-nan

(Chinese Academy of Agricultural Mechanization Sciences, Beijing100083, China) Abstract: The research was mainly on the effects of the thickness, vacuum value and preliminary freeze temperature on V C retention rate of lyophilized Chinese date in the vacuum freeze-drying processing. Through single factor quadratic regression test and Central composite design, the regression model between lyophilized factors and Vc retention rate was established. With the response surface in SAS6.0 software analysis, the optimum technological parameters of vacuum freeze-drying processing of Chinese date were determined: the thickness 8mm, vacuum value 60Pa, and the preliminary freeze temperature-26 ℃.

Key words：Chinese date, Vacuum freeze-drying, Central composite design

引言

红枣是原产于中国的特色果品，曾传遍世界30多个国家和地区，但由于气候条件等因素的影响，国际上除韩国己形成少量商品栽培外，其它国家大多数仅限于庭院栽培或作为种质保存[1]。属于一种稀有果品，商品价值较高。从感观质量和营养成分分析，红枣以其自然鲜红的色泽、酸甜适口的风味，历来受到人们的青睐；其营养丰富，除含有大量的糖和纤维素以外，还含有丰富的维生素C、维生素E、B族维生素（有“活维生素丸”之称）和钙、磷、铁等多种微量元素[2]；近年来的研究发现红枣还含有多种生理活性物质[3]：如环磷酸腺苷(CAMP )，芦丁(Rutin ) 等物质。分布面窄、丰富营养和良好口感决定了红枣在世界水果类中以一种高档稀缺品种出现，数量少，价位高。我国红枣产量正常年景年产鲜枣250多万吨，占世界鲜枣总产量的98％以上，国际贸易的枣几乎100%来自中国。但由于资金、技术条件等因素的限制，红枣加工转化率低，红枣产品

*国家“863”高技术研究发展计划资助项目（编号2007AA100406）

开发一直处于低档次的起步阶段，企业数量不少，但产品品种单调，质量低劣。为此我们将真空冷冻干燥技术应用与红枣产品的开发研究，一方面研究冻干工艺参数最佳组合，另一方面为红枣的开发研究开拓一条新的途径。

1 试验材料与方法

1.1原料

以北京市场10～12月份销售的新鲜红枣为原料

1.2试验设备

LG-0.2型微波真空冷冻干燥设备（中国农业机械化科学研究院研制）可完成真空干燥、微波真空干燥、真空冷冻干燥、微波真空冷冻干燥四种功能

红枣去核器（自制）：可去枣核直径φ≤7mm的样品

红枣切片器（自制）：枣片厚度可以在0～14mm调整

1.3试验方法

1.3.1工艺流程

图1 红枣真空冷冻干燥工艺流程

Fig. 1 Processing flow of vacuum freeze-drying about date slices

1.3.2原料预处理

（1）去核：利用自制的手动去核器去除枣核；

（2）切片：调整切片器，使枣片厚度为8mm；

（3）护色：经挑选、清洗后的红枣在pH值为3，水温为90℃的条件下，漂烫60S护色处理；

1.3.3 Vc含量的测定

Vc含量的测定方法参照国标GB/T6195-1986水果、蔬菜维生素C含量测定方法（2.6-二氯靛酚滴定法[4]。

1.3.3二次回归正交旋转组合设计方案

在真空冷冻干燥过程中，升华潜热的提供温度在不同的阶段呈现不同的数值，根据冻干研究经验选定一条最佳的加热曲线，在此条件下优化枣片厚度、真空度、预冻初始温度三因素的最佳参数组合。在单因素试验结果的基础上，确定正交旋转组合设计的因素和水平[5-6]。所以选定枣片厚度X1、真空度X2和预冻初始温度X3为试验因素进行优化。其取值范围分别为（6～10mm）、（43～77Pa）和（-20～-30℃）。因素水平编码见表1，正交旋转组合设计结构矩阵及试验结果见表2

表1 因素水平编码表

Tab.1 Independent variables and their levels

因素

编码值

X1（枣片厚度，mm）X2（真空度，Pa）X3（预冻初始温度，℃）

上星臂号（1.682） 10 77 -20 上水平（1） 9 70 -22 零水平（0） 8 60 -25 下水平（-1） 7 50 -28

下星臂号（-1.682） 6 43 -30 i

∆ 1 10 3

表2 二次回归正交旋转组合设计结构矩阵及试验结果

Table 2 The experimental levels of the experiment variables and results

设计矩阵试验结果

序

号X1X2X3

Y

Vc保存率

1 1 1 1 73.11

2 1 1 -1 77.91

3 1 -1 1 74.27

4 1 -1 -1 77.46

5 -1 1 1 68.66

6 -1 1 -1 81.01

7 -1 -1 1 72.54

8 -1 -1 -1 79.24

9 1.682 0 0 73.42

10 -1.682 0 0 77.46

11 0 1.682 0 72.21

12 0 -1.682 0 77.91

13 0 0 1.682 66.87

14 0 0 -1.682 85.16

15 0 0 0 88.06

16 0 0 0 84.01

17 0 0 0 86.92

18 0 0 0 87.63

19 0 0 0 86.98

2试验结果与讨论

2.1 Vc保存率影响条件拟合模型的建立