響應(yīng)面法優(yōu)化寒富蘋果真空冷凍干燥工藝
在前期單因素試驗基礎(chǔ)上,采用Box-Behnken試驗設(shè)計建立寒富蘋果真空冷凍干燥的回歸模型,分析寒富蘋果片厚度、加熱板溫度、絕對壓力對蘋果片酥脆度、色差值和水分含量的影響。結(jié)果表明:寒富蘋果真空冷凍干燥最佳工藝條件為寒富蘋果片厚度8.31mm、加熱板溫度71.62℃、絕對壓力62.76Pa,實驗證明實測值與預(yù)測值之間具有較好的擬合度。
蘋果營養(yǎng)元素豐富,有益健康,被營養(yǎng)專家所推薦為每日必食的果品。由于蘋果干制品既可以直接食用又是二次加工的原材料,所以干制蘋果片是蘋果加工一種常用手段。近來,消費者越來越重視食品的功能性,而傳統(tǒng)干燥方式生產(chǎn)的蘋果片存在口感差、顏色深、干燥速率低和營養(yǎng)成分損失較大等缺點。真空冷凍干燥后蘋果片保留著新鮮蘋果的細胞骨架,細胞內(nèi)和細胞間的水分以升華方式散逸,所以它不但可以保持物料基本形態(tài)不變,同時最大程度地保留物料芳香成分的揮發(fā)性物質(zhì),并保持原有顏色和紋理。
凍干過程的傳熱和傳質(zhì),是一個與食品本身物性參數(shù)和凍干過程參數(shù)有關(guān)的問題。目前國內(nèi)外,凍干技術(shù)的研究涉及理論推最佳工藝參數(shù),探討工藝參數(shù)對耗電量、生產(chǎn)率、凍干食品品質(zhì)的影響,以及凍干過程模型計算與分析等方面,由此得出凍干產(chǎn)品優(yōu)化工藝參數(shù)。
本實驗采用真空冷凍干燥技術(shù)加工寒富蘋果片,在前期單因素試驗基礎(chǔ)上,應(yīng)用SAS 8.0軟件,選擇Box-Behnken試驗設(shè)計和響應(yīng)曲面(RSM)分析方法,分析蘋果片厚度、加熱板溫度、絕對壓力3個因素對真空冷凍干燥蘋果片酥脆度、色差值和水分含量的影響以及它們之間的交互作用,從而確定寒富蘋果片真空冷凍干燥的最佳工藝,意在為寒富蘋果今后的深加工利用提供參考。
1、材料與方法
1.1、材料與設(shè)備
寒富蘋果由沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院提供。LG0.2真空冷凍干燥機沈陽航天新陽凍干有限公司;101-1A電熱鼓風(fēng)干燥箱天津市泰斯特儀器有限公司;CR-400型色彩色差計日本美能達公司;Brookfield CT3質(zhì)構(gòu)儀美國Brookfield制造公司;Sartorius BSA224S萬分之一天平賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司。
3、結(jié)論
Box-Behnken試驗設(shè)計表明,蘋果片厚度、加熱板溫度、絕對壓力都對酥脆度的線性效應(yīng)顯著,加熱板溫度對色差值和水分含量顯著,其他兩因素影響效應(yīng)不顯著;蘋果片厚度、加熱板溫度和絕對壓力對酥脆度、色差值和水分含量的曲面效應(yīng)均顯著;蘋果片厚度、加熱板溫度、絕對壓力的交互作用均不顯著。確定優(yōu)化工藝參數(shù)為蘋果片厚度8.31mm、加熱板溫度71.62℃、絕對壓力62.76Pa。驗證實驗證明實際測量值與預(yù)測值之間具有良好的擬合度,說明此方法進行實驗室優(yōu)化可行。如何降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本,獲得更可觀的經(jīng)濟效益,還有待進一步研究。