專利名稱：一種真空冷凍干燥西瓜片制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及西瓜深加工方法，具體是一種真空冷凍干燥西瓜片制作方法。

背景技術(shù)：
西瓜是效益較高的經(jīng)濟(jì)作物，也是農(nóng)民非常喜歡種植的傳統(tǒng)作物，發(fā)展西瓜種植產(chǎn)業(yè)，對(duì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收和提高人們的生活質(zhì)量，具有十分重要的意義。但是西瓜上市時(shí)間多集中在每年7月初到8月中旬，容易形成產(chǎn)品供應(yīng)相對(duì)過剩而導(dǎo)致價(jià)格低、效益差。近幾年，山東、河北等西瓜產(chǎn)量大省經(jīng)常在西瓜集中成熟期出現(xiàn)賣瓜難的問題。同時(shí)，西瓜集中成熟期正值中國(guó)北方的多雨季節(jié)，極易導(dǎo)致大量西瓜腐爛變質(zhì)。為了改變這種局面，科研工作者嘗試在西瓜深加工方面做了許多努力。何龍錦等將西瓜加工成飲料(申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)01139294)，西瓜在加工成飲料過程中，由于榨汁、過濾等工序造成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)容易流失，且在加工中由于加熱殺菌，又會(huì)造成西瓜中的熱敏性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損失。董祥奎等的低度西瓜果酒及其釀造技術(shù)(申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)02160079.1)，在加工過程中，由于有生物發(fā)酵作用，使得西瓜原有的風(fēng)味發(fā)生了改變，且在發(fā)酵過程中，西瓜本身所具有營(yíng)養(yǎng)價(jià)值也隨之發(fā)生改變，除此之外，西瓜果酒含乙醇，具有一定的人群適用限制；王振國(guó)等的西瓜醬及其制造方法(申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)99112978)盡管可以保留西瓜的大部分營(yíng)養(yǎng)，但是食用起來一般僅限于餐桌，不便于作為一種休閑食品普及。關(guān)于西瓜脫水制成片狀食品，目前在科研論文和專利方面，均未見報(bào)道。西瓜瓜瓤較軟，糖分高，熱敏性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)較多，制成干的瓜片，無論是從商品外觀方面而言還是從營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)保留方面講，都具有一定的難度。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決現(xiàn)有西瓜深加工方法無法在不破壞西瓜的原有風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的前提下實(shí)現(xiàn)西瓜長(zhǎng)期貯存的問題，提供了一種真空冷凍干燥西瓜片制作方法。
本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種真空冷凍干燥西瓜片制作方法，包括切片過程、硬化護(hù)色過程、覆膜過程、預(yù)凍過程、干燥過程、充氮包裝過程；其中，在切片過程中，選取剛成熟的西瓜，取瓤，將西瓜瓤切成厚度為2-4mm的薄片，振動(dòng)薄片，使西瓜籽自動(dòng)脫落；在硬化護(hù)色過程中，用檸檬酸將質(zhì)量濃度為0.75-1.25％的乳酸鈣溶液(用反滲透方法制取的電導(dǎo)率≤15us/cm純凈水配制)的PH值調(diào)至2.5-3.5，將切好的西瓜片在溫度為40-55℃的乳酸鈣溶液中浸泡30-40min；在覆膜過程中，先進(jìn)行淀粉糊化，將30-40g馬鈴薯淀粉加入到1000ml冷水中，再將冷水加熱到95℃，邊加熱邊攪拌，直至形成均勻的半透明粘稠狀溶液；將浸泡完畢的西瓜片在已經(jīng)糊化并冷卻至25-35℃的半透明粘稠狀淀粉溶液中完全浸沒，并迅速取出，西瓜片的表面附上一層糊化淀粉膜；在預(yù)凍過程中，將覆膜完畢的西瓜片置于-18--20℃溫度環(huán)境中冷凍，直至西瓜片內(nèi)外的水分完全凍結(jié)；在干燥過程中，在真空冷凍干燥機(jī)中將預(yù)凍完畢的西瓜片進(jìn)行升華干燥，直至西瓜片的水分含量低于5％；干燥條件為壓力45-50Pa(此處為絕對(duì)壓力)，冷阱溫度-45--50℃，加熱板溫30-40℃；在充氮包裝過程中，抽取包裝袋內(nèi)空氣至壓力＜50KPa，然后充入食品級(jí)氮?dú)?純度＞99.5％)，充氣完畢封口。所述真空冷凍干燥機(jī)為現(xiàn)有公知產(chǎn)品。
硬化的目的是防止西瓜片在干燥過程中收縮，并且經(jīng)過硬化后，為西瓜片中補(bǔ)充了鈣等有益的營(yíng)養(yǎng)元素。選擇硬化劑時(shí)，從溶解性和口味方面綜合考慮，選用乳酸鈣作為硬化劑，具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表
硬化劑濃度的選擇過程如下未加乳酸鈣時(shí)，凍干后的西瓜片收縮嚴(yán)重，凍干后成一薄片，隨著乳酸鈣濃度的增大，凍干后的西瓜片逐漸平整，收縮也減輕。當(dāng)濃度達(dá)到1.0％時(shí)，瓜片表面平整，只有輕微的收縮。隨著濃度的進(jìn)一步提高，凍干后的瓜片收縮形狀幾乎不再變化。具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表
西瓜在凍干過程中，西瓜汁本身的PH值較高，為5.5左右，容易導(dǎo)致微生物的生長(zhǎng)；同時(shí)也易發(fā)生褐變，顏色變得暗紅。由于低PH值可以抑制部分微生物的生長(zhǎng)并且防止褐變，因而用檸檬酸低PH護(hù)色液浸泡西瓜片。
護(hù)色液的PH值選擇過程中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表

隨著PH從2升高到4.5，西瓜片的顏色由鮮紅色變成暗褐色，這說明西瓜片在較高的PH下浸泡和干燥過程中發(fā)生了褐變，較低的PH值有助于防止褐變。但是，過低的PH使西瓜片的酸甜度口感失調(diào)，變得過酸。由表可知，在PH＝3的浸泡液中浸泡一定時(shí)間，所得產(chǎn)品顏色和口味最佳。
硬化護(hù)色過程中的浸泡是在一定溫度和時(shí)間條件下，浸泡液中的離子向西瓜片內(nèi)部遷移的過程，同時(shí)西瓜片中的少許成分也會(huì)溶解到浸泡液中。從時(shí)間上看，隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)，凍干后的西瓜片的色澤、質(zhì)構(gòu)、外觀等性狀變得優(yōu)良；從溫度方面看，隨著浸泡溫度的提高，在低于50℃的條件下，各種形狀也變得優(yōu)良，但是在60℃的條件下浸泡，風(fēng)味變差，可能是溫度過高，致使西瓜本身的風(fēng)味發(fā)生改變。綜合各方面考慮，在40-55℃浸泡30-40min，所得西瓜片性狀較佳。浸泡時(shí)間和浸泡溫度的具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表
+顏色鮮紅，-顏色暗褐；◆收縮嚴(yán)重或較嚴(yán)重；●未收縮或輕微收縮；√酸甜適度；×甜味或酸味過重； 干燥西瓜片由于含糖分比較高，瓜片表面粘度大，相互會(huì)粘結(jié)在一起，給包裝和食用帶來難度，因此在瓜片表面預(yù)凍前蘸一層糊化淀粉，干燥后形成一層膜，可以防止瓜片粘結(jié)。從試驗(yàn)效果看，馬鈴薯淀粉為最適宜西瓜片的覆膜材料；具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表
糊化淀粉在3％以下的濃度時(shí)，形成的膜較薄，瓜片的糖分黏度能夠表現(xiàn)出來，瓜片粘結(jié)在一起，影響成品食用。當(dāng)濃度達(dá)到3％時(shí)，形成的膜基本可以將糖的黏度掩蔽，手感光滑，食用方便。隨著淀粉濃度的進(jìn)一步提高，過多淀粉的白色會(huì)影響瓜片的鮮紅顏色，使瓜片的感官性狀下降；具體實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表
在干燥過程中，真空冷凍干燥工藝條件的選擇過程如下首先進(jìn)行切片厚度的單因素實(shí)驗(yàn)，即在壓力40-60Pa，板溫35℃的條件下干燥，確定干燥時(shí)間，并觀察性狀，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，干燥時(shí)間隨著切片厚度的增加而延長(zhǎng)。切片2mm，僅需3.1h就可以凍干，切片5mm需要8.3h才能凍干。當(dāng)切片達(dá)到5mm時(shí)，試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)干燥20h后，表面是一層干皮，內(nèi)部依然是濕的，未能徹底凍干。究其原因，西瓜片干燥時(shí)，先干燥表面，然后逐步干燥內(nèi)部。由于5mm西瓜片太厚，表面干燥后，形成不透水層，致使內(nèi)部的水分無法揮發(fā)出來。2mm切片太薄，有一定難度。綜合考慮生產(chǎn)能耗及生產(chǎn)效率，選擇切片厚度為3mm最為適宜。
然后進(jìn)行空氣壓力的單因素實(shí)驗(yàn)，即在厚度3mm，板溫35℃的條件下干燥，如圖1所示，干燥時(shí)間隨著空氣壓力的增加而而縮短，在較高壓力下干燥，縮短時(shí)間，這對(duì)縮短生產(chǎn)周期是有利的。但是壓力過高，食品干燥過程中表面蒸發(fā)溫度也會(huì)隨之增高，在高壓下干燥后的西瓜片色澤不如在低壓下的新鮮。壓力太低，生產(chǎn)周期會(huì)延長(zhǎng)，影響生產(chǎn)效率?？紤]各方面原因，選取40-50Pa的工藝參數(shù)。
而后進(jìn)行加熱溫度單因素實(shí)驗(yàn)，即在瓜片厚度3mm，壓力40-60Pa下干燥，如圖2所示，隨著加熱板溫的升高，干燥時(shí)間由10.8h迅速縮短至4.5h。在高溫下干燥的西瓜片顏色暗紅，瓜片中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)受熱發(fā)生氧化變質(zhì)，盡管干燥時(shí)間縮短，但商品性狀已經(jīng)大打折扣。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在50℃以下的干燥的西瓜片顏色鮮紅。當(dāng)在20℃條件下干燥，生產(chǎn)時(shí)間近11h，耗能太大。
在上述各項(xiàng)單因素實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行以板溫、瓜片厚度、空氣壓力為因素，進(jìn)行最優(yōu)干燥條件的L9(34)正交實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表


計(jì)分方法干燥時(shí)間最短的得9分，最長(zhǎng)的得1分，由長(zhǎng)到短按順序排出1-9分(共9個(gè)處理)；顏色鮮紅得10分，稍微暗紅得5分，暗紅計(jì)0分；總分＝干燥時(shí)間得分*50％+瓜片顏色得分*50％。
正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，西瓜片干燥工藝中的影響因素大小為物料厚度＞板溫＞壓力，三個(gè)處理之間的交互作用影響非常小。第三個(gè)處理A1B3C3得分最高為7.5分，此時(shí)的生產(chǎn)工藝條件為板溫35℃，切片厚度3mm，空氣壓力45-50Pa，干燥時(shí)間需要6.5h，所生產(chǎn)的西瓜片色澤鮮紅，酸甜適口，并有新鮮西瓜特有的清爽滋味，瓜片表面手感光滑不黏結(jié)，幾乎無收縮。
本發(fā)明在不破壞西瓜的原有風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值的前提下，實(shí)現(xiàn)了西瓜的長(zhǎng)期貯存；利用本發(fā)明所述方法制作的西瓜片色澤鮮紅，酸甜適口，并有新鮮西瓜特有的清爽滋味，瓜片表面手感光滑不黏結(jié)，幾乎無收縮。本發(fā)明采用西瓜片預(yù)處理，然后真空冷凍脫水干燥，生產(chǎn)出一種營(yíng)養(yǎng)豐富、風(fēng)味可口、顏色鮮紅、食用方便的食品，為西瓜的深加工轉(zhuǎn)化探索了一條新路。本發(fā)明的應(yīng)用對(duì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收和提高人們的生活質(zhì)量，具有十分重大的意義。



圖1是本發(fā)明的空氣壓力單因素實(shí)驗(yàn)曲線圖。
圖2是本發(fā)明的加熱溫度單因素實(shí)驗(yàn)曲線圖。

具體實(shí)施例方式 實(shí)施例一 一種真空冷凍干燥西瓜片制作方法，包括切片過程、硬化護(hù)色過程、覆膜過程、預(yù)凍過程、干燥過程、充氮包裝過程；其中，在切片過程中，選取剛成熟的西瓜，取瓤，將西瓜瓤切成厚度為2mm的薄片，振動(dòng)薄片，使西瓜籽自動(dòng)脫落；在硬化護(hù)色過程中，用檸檬酸將質(zhì)量濃度為1％的乳酸鈣溶液的PH值調(diào)至3.5，將切好的西瓜片在溫度為55℃的乳酸鈣溶液中浸泡30min；在覆膜過程中，先進(jìn)行淀粉糊化，將35g馬鈴薯淀粉加入到1000ml冷水中，再將冷水加熱到95℃，邊加熱邊攪拌，直至形成均勻的半透明粘稠狀溶液；將浸泡完畢的西瓜片在已經(jīng)糊化并冷卻至30℃的半透明粘稠狀淀粉溶液中完全浸沒，并迅速取出，西瓜片的表面附上一層糊化淀粉膜；在預(yù)凍過程中，將覆膜完畢的西瓜片置于-18℃溫度環(huán)境中冷凍，直至西瓜片內(nèi)外的水分完全凍結(jié)；在干燥過程中，在真空冷凍干燥機(jī)中將預(yù)凍完畢的西瓜片進(jìn)行升華干燥，直至西瓜片的水分含量低于5％；干燥條件為壓力45Pa，冷阱溫度-50℃，加熱板溫40℃；在充氮包裝過程中，抽取包裝袋內(nèi)空氣至壓力45KPa，然后充入食品級(jí)氮?dú)猓錃馔戤叿饪凇?br> 實(shí)施例二 一種真空冷凍干燥西瓜片制作方法，包括切片過程、硬化護(hù)色過程、覆膜過程、預(yù)凍過程、干燥過程、充氮包裝過程；其中，在切片過程中，選取剛成熟的西瓜，取瓤，將西瓜瓤切成厚度為4mm的薄片，振動(dòng)薄片，使西瓜籽自動(dòng)脫落；在硬化護(hù)色過程中，用檸檬酸將質(zhì)量濃度為1.25％的乳酸鈣溶液的PH值調(diào)至2.5，將切好的西瓜片在溫度為40℃的乳酸鈣溶液中浸泡35min；在覆膜過程中，先進(jìn)行淀粉糊化，將30g馬鈴薯淀粉加入到1000ml冷水中，再將冷水加熱到95℃，邊加熱邊攪拌，直至形成均勻的半透明粘稠狀溶液；將浸泡完畢的西瓜片在已經(jīng)糊化并冷卻至25℃的半透明粘稠狀淀粉溶液中完全浸沒，并迅速取出，西瓜片的表面附上一層糊化淀粉膜；在預(yù)凍過程中，將覆膜完畢的西瓜片置于-19℃溫度環(huán)境中冷凍，直至西瓜片內(nèi)外的水分完全凍結(jié)；在干燥過程中，在真空冷凍干燥機(jī)中將預(yù)凍完畢的西瓜片進(jìn)行升華干燥，直至西瓜片的水分含量低于5％；干燥條件為壓力50Pa，冷阱溫度-45℃，加熱板溫35℃；在充氮包裝過程中，抽取包裝袋內(nèi)空氣至壓力40KPa，然后充入食品級(jí)氮?dú)?，充氣完畢封口?br> 實(shí)施例三 一種真空冷凍干燥西瓜片制作方法，包括切片過程、硬化護(hù)色過程、覆膜過程、預(yù)凍過程、干燥過程、充氮包裝過程；其中，在切片過程中，選取剛成熟的西瓜，取瓤，將西瓜瓤切成厚度為3mm的薄片，振動(dòng)薄片，使西瓜籽自動(dòng)脫落；在硬化護(hù)色過程中，用檸檬酸將質(zhì)量濃度為0.75％的乳酸鈣溶液的PH值調(diào)至3，將切好的西瓜片在溫度為47.5℃的乳酸鈣溶液中浸泡40min；在覆膜過程中，先進(jìn)行淀粉糊化，將40g馬鈴薯淀粉加入到1000ml冷水中，再將冷水加熱到95℃，邊加熱邊攪拌，直至形成均勻的半透明粘稠狀溶液；將浸泡完畢的西瓜片在已經(jīng)糊化并冷卻至35℃的半透明粘稠狀淀粉溶液中完全浸沒，并迅速取出，西瓜片的表面附上一層糊化淀粉膜；在預(yù)凍過程中，將覆膜完畢的西瓜片置于-20℃溫度環(huán)境中冷凍，直至西瓜片內(nèi)外的水分完全凍結(jié)；在干燥過程中，在真空冷凍干燥機(jī)中將預(yù)凍完畢的西瓜片進(jìn)行升華干燥，直至西瓜片的水分含量低于5％；干燥條件為壓力47.5Pa，冷阱溫度-47.5℃，加熱板溫30℃；在充氮包裝過程中，抽取包裝袋內(nèi)空氣至壓力35KPa，然后充入食品級(jí)氮?dú)?，充氣完畢封口?br> 權(quán)利要求
1.一種真空冷凍干燥西瓜片制作方法，其特征在于包括切片過程、硬化護(hù)色過程、覆膜過程、預(yù)凍過程、干燥過程、充氮包裝過程；其中，在切片過程中，選取剛成熟的西瓜，取瓤，將西瓜瓤切成厚度為2-4mm的薄片，振動(dòng)薄片，使西瓜籽自動(dòng)脫落；在硬化護(hù)色過程中，用檸檬酸將質(zhì)量濃度為0.75-1.25％的乳酸鈣溶液的PH值調(diào)至2.5-3.5，將切好的西瓜片在溫度為40-55℃的乳酸鈣溶液中浸泡30-40min；在覆膜過程中，先進(jìn)行淀粉糊化，將30-40g馬鈴薯淀粉加入到1000ml冷水中，再將冷水加熱到95℃，邊加熱邊攪拌，直至形成均勻的半透明粘稠狀溶液；將浸泡完畢的西瓜片在已經(jīng)糊化并冷卻至25-35℃的半透明粘稠狀淀粉溶液中完全浸沒，并迅速取出，西瓜片的表面附上一層糊化淀粉膜；在預(yù)凍過程中，將覆膜完畢的西瓜片置于-18--20℃溫度環(huán)境中冷凍，直至西瓜片內(nèi)外的水分完全凍結(jié)；在干燥過程中，在真空冷凍干燥機(jī)中將預(yù)凍完畢的西瓜片進(jìn)行升華干燥，直至西瓜片的水分含量低于5％；干燥條件為壓力45-50Pa，冷阱溫度-45--50℃，加熱板溫30-40℃；在充氮包裝過程中，抽取包裝袋內(nèi)空氣至壓力＜50KPa，然后充入食品級(jí)氮?dú)?，充氣完畢封口?br> 全文摘要
本發(fā)明涉及西瓜深加工方法，具體是一種真空冷凍干燥西瓜片制作方法；解決了現(xiàn)有西瓜深加工方法無法在不破壞西瓜的原有風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的前提下實(shí)現(xiàn)西瓜長(zhǎng)期貯存的問題；一種真空冷凍干燥西瓜片制作方法包括切片過程、硬化護(hù)色過程、覆膜過程、預(yù)凍過程、干燥過程、充氮包裝過程。本發(fā)明在不破壞西瓜的原有風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值的前提下，實(shí)現(xiàn)了西瓜的長(zhǎng)期貯存；利用本發(fā)明所述方法制作的西瓜片色澤鮮紅，酸甜適口，并有新鮮西瓜特有的清爽滋味，瓜片表面手感光滑不黏結(jié)，幾乎無收縮。本發(fā)明的應(yīng)用對(duì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收和提高人們的生活質(zhì)量，具有十分重大的意義。
文檔編號(hào)A23B7/148GK101692846SQ20091007572
公開日2010年4月14日 申請(qǐng)日期2009年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月15日
發(fā)明者張少穎 申請(qǐng)人:山西師范大學(xué)