真空冷凍干燥生姜粉工藝研究

1、第32卷第3期2011年6月河南工業(yè)大學學報（自然科學版）JournalofHenanUniversityofTechnology（NaturalScienceEdition）Vol.32，No.3Jun.2011文章編號：1673-2383（2011）03-0031-04真空冷凍干燥生姜粉工藝研究張光杰，袁超，李豐（安陽工學院生物與食品工程學院，河南安陽455000）摘要：采用真空冷凍干燥法，以水分含量、得率、水合能力及姜辣素含量為評價指標，通過多指標正交試驗最終確定了真空冷凍干燥生姜粉最佳工藝參數(shù)：物料厚度2mm、預冷凍溫度-36、干燥時間36h.將真空冷凍干燥方法與微波干燥和熱風干燥進行

2、了對比分析，結果表明：真空冷凍干燥在生姜粉得率、含水量及感官性能方面都明顯優(yōu)于其他干燥方法.關鍵詞：真空冷凍干燥；生姜粉；正交試驗中圖分類號：TS255.36文獻標志碼：B0前言中國是世界上生姜產(chǎn)量最多的國家之一.生姜公司；LKJ6401型離心機：張家港市長風機械有限公司；BCD172DC型海爾冰箱：青島海爾電冰MDF192型超低溫冰箱：日本三洋箱有限公司；S7UV1601型紫外分光光度計：中西遠大公司；科技有限公司；WD800SL4型微波爐：順德市格KH35A型熱風干燥蘭仕微波爐電器有限公司；箱：廣州康諾醫(yī)藥食品化工機械公司.1.21.2.1方法真空冷凍干燥生姜粉工藝路線原料挑選清洗去皮切片

3、預冷凍真空冷凍干燥粉碎過篩檢驗包裝成品.1.2.2各工序操作要點木質(zhì)纖維少、具有原料挑選：宜選用肉質(zhì)肥厚、強烈生姜辛辣味的鮮嫩姜，避免選用因過度擠壓和碰撞而造成較多機械損傷及已引起酶促褐變的原料.清洗：用流水清洗掉原料表面的泥塊、灰塵等雜質(zhì).去皮：去除原料的表皮，并去除受損及受損斑點等部位.切片：切片厚度應盡量均勻一致.資料2表明，姜片過?。ㄐ∮?mm）雖然可以縮短干燥時間，但原料中的主要成分姜辣素也易損失；姜片也不宜太），否則將導致原料干燥時厚（尤其不要超過4mm間過長，而且由于干燥時原料內(nèi)部和外部受熱顯著不均勻，還極易造成原料干燥后表面硬化、顏色變切片深.通過預試驗確定姜片厚度為2mm左右

4、，時盡量保持均勻.預冷凍：為了使試驗準確，每組試驗的預冷凍皺皮、干癟、變質(zhì)，不宜長期保存，因此，一易霉爛、般都是將其加工之后進行銷售.在生姜的多種加工產(chǎn)品中，生姜粉是目前國內(nèi)外利用比較廣泛的.國外在生姜粉的加工技術方面較為領先，他們有著成套且成熟的技術和設備，有足夠的能力和條件去國內(nèi)傳統(tǒng)的生姜粉的加工方優(yōu)化工藝條件.目前，法，大多是采用加熱干燥，這種方法生產(chǎn)出來的姜粉品質(zhì)低劣，尤其是姜辣素損失量較大.作者采用1真空冷凍干燥方法來加工生姜粉，旨在通過科學的試驗及分析來確定生姜粉真空冷凍干燥的最佳固工藝條件，生產(chǎn)出高品質(zhì)的生姜粉，為調(diào)味品、體飲料、功能性食品等相關行業(yè)提供優(yōu)質(zhì)原料.1.1材料與方法

5、材料與設備生姜：選用市售新鮮優(yōu)質(zhì)原料；香草醛、95%無水乙醇：分析純.HH.6FW400A型傾斜式高速萬能粉碎機、數(shù)顯電子恒溫水浴鍋：北京中興偉業(yè)儀器有限公FA2004型電子天平：上海恒平科學儀器有限司；公司；FD2型真空冷凍干燥機：北京博醫(yī)康有限收稿日期：2011-01-06作者簡介：張光杰（1982-），男，河北河間人，講師，碩士，從事食品營養(yǎng)與檢測方面的研究與教學工作.32河南工業(yè)大學學報（自然科學版）第32卷的時間應該相同，但一般情況下，預冷凍時間越長效果越好.作者將預冷凍時間統(tǒng)一定為1h，具體溫度見1.2.4中的因素水平表.真空冷凍干燥：將預冷過的生姜粉放入真空冷真空度0.1kPa，

6、凍干燥機中進行干燥，溫度-55，時間見1.2.4中的因素水平表.真空冷凍干燥時，真空冷凍干燥機一定要密封嚴，以免漏氣影響干燥.由于本試驗是真空冷凍干燥，所以當生姜干燥完成破除真空后，大量的空氣進入，會造成干燥后干燥好的生姜應該的生姜吸潮.故在試驗過程中，立即放入干燥器中至室溫，以防止由于溫度過低在干燥過程中吸濕而影響得率.粉碎和篩分：對干燥后的姜片進行粉碎處理（粉碎過程中避免局部高溫）.然后采用60目的分表1外觀30分2730（微黃色或乳白色）1826（深黃色）18（褐色）氣味30分2730（生姜辛辣味）1826（味淡）18（焦味）樣篩，去除生姜粉中的大顆粒雜質(zhì)，尤其是未能粉碎的生姜纖維.1.

7、2.3生姜粉相關指標的測定方法得率：得率為生姜粉干重與所用新鮮生姜質(zhì)量的百分比.含水率：利用直接干燥法進行測定，即為樣品烘干前后質(zhì)量之差與樣品烘干前質(zhì)量的百分比.水合能力：見文獻3.姜辣素含量：紫外分光光度法4.感官評價方法：選10位有經(jīng)驗評委，分別對3組產(chǎn)品的外觀、氣味、滋味、組織狀態(tài)4個方面進行評定，評定標準見表1.將評委對每種生姜粉的最后得分綜合起來取平均值，該值即為此生姜粉的最后得分.生姜粉感官評價標準滋味20分1720（生姜辣味）1016（稍苦味）10（苦味）組織狀態(tài)20分1720（細膩均勻一致）1016（有少許硬塊）10（許多）1.2.4真空冷凍干燥工藝優(yōu)化行對比分析.作者在參考大

8、量資料和試驗對比后，選擇物料預冷凍溫度和干燥時間為影響因素，以切片厚度、含水量、溶水性和姜辣素含量為衡量生姜粉得率、品質(zhì)的主要指標，通過L（正交試驗來確定生姜93）42.1結果與分析真空冷凍干燥工藝的優(yōu)化真空冷凍干燥工藝優(yōu)化的正交試驗方案和試粉的最優(yōu)參數(shù)，并選擇合適的因素水平，見表2.表2因素水平表水平123因素A切片厚度/mm123B預冷溫度/%-18-36-54C干燥時間/h122436驗結果及極差分析見表3、表4.由表4可看出，對不同的指標而言，因素主次及水平優(yōu)勢可能相差很大，對于不同指標的各個因素最優(yōu)組合是不相同的.作者采用排隊評分法來解決多指標優(yōu)化的問第5號試驗得率8.994%為最題

9、.在試驗結果中，高，給10分；第8號試驗得率6.032%為最低，給1分.對其他號試驗各指標值的得分，視其與該指標優(yōu)秀值的差異按比例打分，具體計算方法見式1.其他3個指標都按相同方法評分，然后對每號試驗的所有指標的分數(shù)相加即得綜合評分，具體結得到新果如表5所示.依據(jù)每號試驗的綜合評分，的正交試驗結果及分析，如表6所示.!#"#$由于本試驗選擇姜辣素含量、水分含量、得率及溶水性作為影響指標，屬于多指標試驗優(yōu)化設計，故對試驗結果數(shù)據(jù)的分析應從各方面考慮，兼顧得失，綜合決定因素主次及最優(yōu)水平組合.常用的多指標正交試驗分析方法有“綜合評分法”和“綜5合平衡法”，作者選擇“綜合評分法”中的“排隊

10、評.分法”1.2.53種干燥方法對生姜粉物理性質(zhì)的影響將真空冷凍干燥方法得到的生姜粉與微波干燥及熱風干燥得到的生姜粉在得率（%）、水合能力（g.g-1）、姜辣素含量（%）及感官評分等4個方面進DFij=10+=y-yijcj（1）式（1）中，DFij為第i號試驗第j個指標值的得分（i=1，2，9；j=1，2，3），為比例系數(shù)，yyj、ycj分第3期張光杰，等：真空冷凍干燥生姜粉工藝研究表3正交試驗方案及結果33試驗號123456789A111222333B123123123C123231312空列123312231得率/%8.2938.5248.7658.9898.9947.9737.9936

11、.0328.1331水分含量/%水合能力（/g·g-）姜辣素含量/%5.0434.7474.2385.1534.9955.7625.4179.6985.4793.3033.4533.4763.3953.4023.0263.3392.9843.0470.7690.7360.6950.7310.7890.7780.7630.8030.787表4各因素極差分析試驗指標k1k2得率k3Rk1k2水分含量k3Rk1k2水合能力k3Rk1k2姜辣素含量k3RA8.5278.6527.3861.2664.6735.3036.8652.1923.4113.2743.1230.2880.7530.76

12、60.7840.031B8.4257.8508.2900.5755.2016.4805.1601.3203.3463.2803.1830.1630.7540.7800.7690.026C7.4338.5498.5841.1516.8315.1264.8831.9483.1043.2983.4060.3020.7830.7550.7640.028D8.4738.1637.9290.5445.1695.3096.3631.1943.2513.2733.2850.0340.7820.7630.7580.024ACBA3B2C1CABA1B1C3ACBA3B2C1ACBA2B1C3因素主次較優(yōu)方案表6

13、排隊評分法正交試驗結果及分析表5試驗號123456789得率/%7.878.579.309.9810.006.906.961.007.38/%2.331.841.002.512.253.512.9410.003.05排隊評分法結果姜辣素含量/%7.174.421.004.008.837.926.6710.008.67（/g·g）-1試驗號12324.2024.4121.3025.0129.7320.0924.0622.0021.25456789k1k2k3RA11122233323.3024.9422.442.51B12312312324.4225.3820.884.50C12323

14、131222.1023.5625.032.93空列12331223125.0622.8522.772.29綜合評分24.2024.4121.3025.0129.7320.0924.0622.0021.25=212.05水分含量水合能力6.849.5810.008.528.651.777.491.002.15綜合評分別為第j個指標中的最優(yōu)及最差值，yij為第j個指標中最優(yōu)及最差值以外的其他值.由表6可知，綜合考慮得率、水分含量、水合能力及姜辣素含量指標，最佳真空冷凍干燥工藝條件為A2B2C3，即物料切片厚度2mm、預冷凍溫度-36、干燥時間36h.根據(jù)極差分析可知，3個因含水量等指標的綜合影響順

15、序為C>B>素對得率、A，即干燥時間>預冷溫度>切片厚度.2.2不同干燥方法對生姜粉物理性質(zhì)的影響不同干燥方法對生姜粉物理性質(zhì)的影響見圖1.34河南工業(yè)大學學報（自然科學版）第32卷預生姜粉的綜合最優(yōu)工藝參數(shù)為：物料厚度2mm、冷凍溫度-36、干燥時間36h，且3個因素對綜預冷溫度、合指標的影響順序依次為：干燥時間、切片厚度.通過將真空冷凍干燥法與微波干燥法及熱風干燥法進行比較可以得出結論：真空冷凍干燥的生姜粉得率和水合能力較高，水分含量最低，感官注：為便于比較，將得率、水合能力及姜辣素含量3個指標值都擴大10倍.性能最好，且易粉碎，故真空冷凍干燥方法整體上明顯優(yōu)于另外

16、兩種干燥方法.圖1不同干燥方法對生姜粉性質(zhì)的影響參考文獻：從圖1可看出，真空冷凍干燥成品的得率、姜辣素含量及感官評分都是最高的，而水合能力最低，這是由于水合能力的大小同纖維的持水能力和真空冷凍干燥得到淀粉的含量與性質(zhì)有關.因此，的生姜粉品質(zhì)整體上明顯優(yōu)于微波干燥法和熱風干燥法.蘇曉玲，沈雅琴.干姜現(xiàn)代藥理研1張明發(fā)，究概述J.中國中醫(yī)藥科技，1996（2）：46-48.2朱恩俊.優(yōu)化生姜粉加工工藝的實驗研究J.食品工業(yè)科技，2008（8）：194.王璋，蔡寶玉，等.大豆分離蛋白的組3謝良，成與功能性質(zhì)J.中國糧油學報，2000（12）：6-10.J.4朱恩俊.生姜粉加工及品質(zhì)指標的測定中國調(diào)味

17、品，2009（1）：72-74.湖北汽5苑玉鳳.多指標正交試驗分析J車工業(yè)學報，2005（4）：53-56.3結論選擇得率、水分含量、水合能力及姜辣素含量為影響指標，以切片厚度、預冷溫度及干燥時間為影響因素，運用多指標正交試驗對真空冷凍干燥生姜粉的工藝參數(shù)進行了優(yōu)化，得到真空冷凍干燥STUDYONTHEVACUUMFREEZE-DRYINGTECHNOLOGYOFGINGERPOWDERZHANGGuang-jie,YUANChao,LIFeng（FacultyofBiologyandFoodstuffEngineering,AnyangCollegeofEngineering,Anyang4

18、55000,China）Abstract：Takingthemoisturecontent,theyield,thehydratabilityandthegingerolcontentastheevaluatingindexes,thepaperdeterminedtheoptimalprocessparametersofthevacuumfreeze-dryingtechnologyofgingerpowderthroughmulti-indexorthogonalexperiments.Theoptimalprocessparameterswereasfollows:materialthickness2mm,pre-freezingtemperature-36anddryingtime36hours.Th