生姜真空冷凍干燥方便制品工藝技術(shù)的研究

鄧林，劉延嶺

(四川工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 都江堰 611830)

生姜是常用的調(diào)味品，能賦予食品特殊的風(fēng)味[1]。生姜含精油、辣味化合物、脂肪油、樹脂、淀粉、戊聚糖、蛋白質(zhì)、纖維素、臘、有色物質(zhì)和微量礦物質(zhì)等[2]，不但能調(diào)味，還有發(fā)汗解表、止嘔、解毒、活血、祛寒等功效，是很好的食藥雙效品[3]。

真空冷凍干燥，簡稱凍干，具有諸多優(yōu)點，如有利于營養(yǎng)成分和色香味成分的保留；可以有效抑制微生物的生長和酶的作用；基本保持了產(chǎn)品原有的結(jié)構(gòu)，不會發(fā)生收縮和龜裂，不會引起表面硬化現(xiàn)象；復(fù)水時，吸水迅速、完全，能很快恢復(fù)至原有性狀，養(yǎng)分流失極少；且產(chǎn)品質(zhì)量輕，貯運攜帶方便，節(jié)約冷鏈的巨大耗費[4,5]。

目前，國外已經(jīng)有比較成熟的凍干技術(shù)[6]，但凍干生姜在我國的研究還處于起步階段，凍干生姜較傳統(tǒng)生姜制品相比有很多優(yōu)點，具有很好的市場前景。本文通過對真空冷凍干燥生姜方便制品(姜片、姜絲、姜粉)的工藝技術(shù)進行優(yōu)化研究，以期為生姜制品的開發(fā)提供理論和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

黃姜和普通姜：購自四川省成都市農(nóng)貿(mào)市場。NaOH，I2，Na2SO4等化學(xué)試劑：均為國產(chǎn)分析純。

WYT型手持糖量計 上海滬粵明科學(xué)儀器有限公司；FD-1DF型冷凍干燥劑 上海喬躍電子有限公司；XL-06A型家用小型粉碎機 北京市旭眾致朋機械設(shè)備有限公司；DZQ400-2SB型真空充氣包裝機 深圳市華冠包裝機械有限公司。

1.2 工藝流程

1.2.1 姜片

黃姜→清洗→去皮→預(yù)凍→真空冷凍干燥→包裝→殺菌→成品。

1.2.2 姜絲

黃姜→清洗→去皮→切絲→預(yù)凍→真空冷凍干燥→包裝→殺菌→成品。

1.2.3 姜粉

凍干姜片或姜絲→粉碎→包裝→殺菌→成品。

1.3 復(fù)水試驗

稱取冷凍干燥生姜制品片3 g，放入250 mL燒杯中，加水量為150 mL。樣品復(fù)水過程中，將燒杯置于保溫桶中，恒溫60 ℃，每隔15 min撈出試樣置于篩網(wǎng)上瀝水3 min，瀝干后稱重，然后用上述方法反復(fù)進行4次試驗。干制品的復(fù)水性主要用復(fù)水比來衡量，復(fù)水比可由Rf=Gf/Gg求出。其中Rf為復(fù)水比；Gf為樣品復(fù)水后瀝干質(zhì)量(g)；Gg為干制品試樣質(zhì)量(g)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

對原始數(shù)據(jù)進行整理，用SPSS 22.0軟件對實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計和分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 工藝條件優(yōu)化

2.1.1 原料選擇

生姜的品種很多，制作優(yōu)質(zhì)的冷凍干燥生姜制品，好的原料品種是基礎(chǔ)。試驗選擇了市場上普遍銷售的兩種生姜：黃姜和普通姜，結(jié)果見表1。

表1 生姜原料品種對制品質(zhì)量的影響Table 1 The effect of ginger varieties on the quality of products

選用普通姜作為生產(chǎn)原料，制品顏色暗淡，且容易斷裂，感官品質(zhì)極差。選用黃姜作為生產(chǎn)原料，可以生產(chǎn)出感官品質(zhì)優(yōu)良的制品。因此，生姜凍干制品的生產(chǎn)應(yīng)選取新鮮、塊莖肥大、無爛莖、無暗斑、無蟲蛀、無發(fā)芽、顏色純正、香氣突出的黃姜。

2.1.2 原料的清洗

常用的清洗劑和消毒藥物有水、堿水溶液、表面活性劑、含氯消毒劑、75%乙醇等[7]。其中水是基本清洗劑，安全、廉價、可回收使用。使用水進行清洗時，同時利用攪拌、流動摩擦以及壓力噴射等物理方法，可大大提高水的洗滌效果。鑒于水具有安全、廉價、可回收的特點，確定用清水作為清洗劑。

通常清洗方法包括物理方法和化學(xué)方法[8]，適宜以水作為清洗劑的清洗方法為物理機械清洗法。用機械的方法通過沖洗、刷、擦、抹、掃等除去生姜表面的污泥和有害微生物[9]，減少食品被污染的機會，具有簡單、方便、實用、安全的優(yōu)點。在本試驗中，采用手工清水清洗。

2.1.3 生姜的去皮

生姜若未去皮，制品的表皮會脫落，嚴(yán)重影響制品的感官品質(zhì)。去皮的方法通常分物理法和化學(xué)法[10]。常用的物理去皮方法有機械去皮方法、熱燙去皮法和冷凍去皮法；常用的化學(xué)去皮法有酶法和堿法去皮?；瘜W(xué)去皮可能對制品的安全性和感官品質(zhì)產(chǎn)生不利影響，試驗確定采用物理去皮法。

熱燙去皮法會導(dǎo)致姜制品組織軟化，影響制品感官品質(zhì)。經(jīng)過試驗，冷凍去皮法不適宜于生姜的去皮。機械去皮是最傳統(tǒng)的去皮方法，具有操作簡單、成本低廉、去皮效果好、安全性高、可很好地保存食品的營養(yǎng)和感官品質(zhì)等優(yōu)點，試驗確定采用機械去皮法，使用刮片刮去生姜表皮。

2.1.4 切片

切片厚度是影響生姜凍干效果的主要因素之一。本試驗研究凍干生姜方便制品，制品通過復(fù)水，最終適用于家庭烹飪，因此制品的切片厚度應(yīng)控制在1～2 mm。

2.1.5 預(yù)凍

預(yù)凍是食品內(nèi)的水釋放出凍結(jié)潛熱轉(zhuǎn)變成結(jié)晶態(tài)或無定形固態(tài)的過程。通過預(yù)凍，可以使溶液中的自由水固化，干燥后的產(chǎn)品保持干燥前的形態(tài)，防止抽空干燥時發(fā)生起泡、濃縮、收縮和溶質(zhì)移動等不可逆變化，同時達到在低溫、真空環(huán)境中除去物質(zhì)中的自由水和吸附于固體晶格間隙中的吸附水的目的。因此，預(yù)凍是決定制品質(zhì)量的重要因素之一。制品若未經(jīng)預(yù)凍，干燥時間會嚴(yán)重拉長，增加生產(chǎn)成本。

易麗、張康逸、柳青等[11-13]分別對番木瓜片、谷物和雙孢菇等的真空冷凍干燥工藝進行了研究，均選擇了-40 ℃的預(yù)凍溫度。本試驗以-40 ℃為預(yù)凍溫度，研究不同預(yù)凍時間對姜片和姜絲干燥至水分含量小于5%時所需干燥時間的影響，以確定最佳預(yù)凍時間，結(jié)果見表2。

表2 預(yù)凍時間對干燥效率的影響Table 2 Effect of pre-freezing time on drying efficiency h

結(jié)果表明：預(yù)凍時間2 h時，無論姜片還是姜絲，其真空干燥時間和干燥總時間都相對較短，能節(jié)約能源，減少生產(chǎn)成本。

2.1.6 真空冷凍干燥

真空冷凍干燥時間因原料狀態(tài)不同而異。姜片的干燥時間一般為18 h，姜絲的干燥時間一般為21 h，結(jié)果見表3和圖1。

表3 干燥曲線Table 3 Drying curve

圖1 干燥曲線Fig.1 Drying curve

姜絲的冷凍干燥時間大于姜片的冷凍干燥時間，可能的原因是：姜片是片狀物，冷氣流經(jīng)姜片表面形成冷氣流，容易帶走熱量；而姜絲較姜片更為細碎，不能在其表面形成好的冷氣流，冷熱交換效果差，以致影響其冷凍的效果，從而影響了干燥的效率。

2.1.7 生姜粉的加工

從冷凍干燥后的生姜片和生姜絲制品中選取斷裂、細碎的制品，用粉碎機磨成細粉即可。

2.1.8 包裝材料和方法

包裝材料通常分軟包裝材料、硬包裝材料和活性抗菌包裝。軟包裝材料包括紙包裝材料、塑料包裝材料、鋁箔和鍍鋁薄膜及復(fù)合軟包裝材料；硬包裝材料包括金屬、玻璃、陶瓷；活性抗菌包裝是在包裝材料中添加抗菌化學(xué)物制劑，達到抗菌包裝效果[14]。

生姜凍干制品質(zhì)量輕，穩(wěn)定性好，宜采用質(zhì)量輕、成本低廉的軟包裝材料。常見的塑料食品包裝材料有聚乙烯、聚丙烯、聚酯等。聚丙烯安全性好，機械力學(xué)性能好，化學(xué)穩(wěn)定性好，耐高溫，熱封性能好，適宜作為生姜凍干制品的銷售包裝。采用瓦楞紙箱作為制品的運輸包裝。

2.1.9 殺菌

生姜凍干制品是干制品，水分含量低于5%，殺菌過程不能采用液體殺菌劑及熱水、蒸氣等。凍干姜片經(jīng)過清洗、去皮，已經(jīng)除去大部分的有害微生物，而生產(chǎn)加工過程處于低溫和缺氧狀態(tài)，微生物的生長繁殖受到抑制，干制品的有害微生物含量很低[15]。且因制品含水量低于5%，其Aw在0.05～0.2，當(dāng)Aw<0.5時，所有的微生物都不能生長，所以制品不需經(jīng)過特別嚴(yán)格的殺菌過程即可保證其安全。鑒于制品以上所述特點，宜采用操作方便、殺菌效果好、成本低廉的輻射殺菌方法和微波殺菌法，或紫外線殺菌法等射線殺菌法。

2.2 復(fù)水試驗結(jié)果

復(fù)水后的感官特性主要根據(jù)干制品的風(fēng)味、色澤、所保持原有形態(tài)的程度進行評定。味道香濃、色澤鮮艷、形狀平整為優(yōu)，味道較淡或有異味、色澤變淡或變褐、形狀嚴(yán)重卷曲為差。復(fù)水試驗結(jié)果見表4。

表4 復(fù)水試驗結(jié)果Table 4 Results of rehydration test

由表4可知，凍干姜制品具有較好的復(fù)水性能，且凍干姜制品在復(fù)水后可較好地保持其原有的色、香、味、形。

2.3 耐貯藏性能測試結(jié)果

冷凍生姜制品含水量都很低，低于5%，在封裝完好的情況下經(jīng)過6個月的保存，其色、香、味、形穩(wěn)定不變，表明制品具有較好的耐貯藏性能。

3 結(jié)論

本文研究了生姜片、絲和粉的真空冷凍干燥技術(shù)，確定其加工的最佳工藝條件，以延長生姜制品的保存期，并且最大限度保持生姜原有的營養(yǎng)物質(zhì)及風(fēng)味，制作成方便食品，豐富生姜制品種類。制品經(jīng)過復(fù)水后可用于家庭烹飪，適應(yīng)現(xiàn)代快節(jié)奏生活的需要。

姜片冷凍干燥的最佳工藝參數(shù)為：切片厚度1～2 mm，預(yù)凍溫度-40 ℃，時間2 h，真空冷凍干燥時間16 h(姜片)，19 h(姜絲)。制得的凍干生姜制品在感官品質(zhì)、復(fù)水性能和耐貯藏性能方面都具有較好的優(yōu)勢。

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