专利名称：一种真空冷冻干燥西瓜片制作方法
技术领域：
本发明涉及西瓜深加工方法，具体是一种真空冷冻干燥西瓜片制作方法。
背景技术：
西瓜是效益较高的经济作物，也是农民非常喜欢种植的传统作物，发展西瓜种植产业，对促进农业增效、农民增收和提高人们的生活质量，具有十分重要的意义。但是西瓜上市时间多集中在每年7月初到8月中旬，容易形成产品供应相对过剩而导致价格低、效益差。近几年，山东、河北等西瓜产量大省经常在西瓜集中成熟期出现卖瓜难的问题。同时，西瓜集中成熟期正值中国北方的多雨季节，极易导致大量西瓜腐烂变质。为了改变这种局面，科研工作者尝试在西瓜深加工方面做了许多努力。何龙锦等将西瓜加工成饮料(申请号/专利号01139294)，西瓜在加工成饮料过程中，由于榨汁、过滤等工序造成营养物质容易流失，且在加工中由于加热杀菌，又会造成西瓜中的热敏性营养物质损失。董祥奎等的低度西瓜果酒及其酿造技术(申请号/专利号02160079.1)，在加工过程中，由于有生物发酵作用，使得西瓜原有的风味发生了改变，且在发酵过程中，西瓜本身所具有营养价值也随之发生改变，除此之外，西瓜果酒含乙醇，具有一定的人群适用限制；王振国等的西瓜酱及其制造方法(申请号/专利号99112978)尽管可以保留西瓜的大部分营养，但是食用起来一般仅限于餐桌，不便于作为一种休闲食品普及。关于西瓜脱水制成片状食品，目前在科研论文和专利方面，均未见报道。西瓜瓜瓤较软，糖分高，热敏性营养物质较多，制成干的瓜片，无论是从商品外观方面而言还是从营养物质保留方面讲，都具有一定的难度。
发明内容
本发明为了解决现有西瓜深加工方法无法在不破坏西瓜的原有风味、营养价值的前提下实现西瓜长期贮存的问题，提供了一种真空冷冻干燥西瓜片制作方法。
本发明是采用如下技术方案实现的一种真空冷冻干燥西瓜片制作方法，包括切片过程、硬化护色过程、覆膜过程、预冻过程、干燥过程、充氮包装过程；其中，在切片过程中，选取刚成熟的西瓜，取瓤，将西瓜瓤切成厚度为2-4mm的薄片，振动薄片，使西瓜籽自动脱落；在硬化护色过程中，用柠檬酸将质量浓度为0.75-1.25％的乳酸钙溶液(用反渗透方法制取的电导率≤15us/cm纯净水配制)的PH值调至2.5-3.5，将切好的西瓜片在温度为40-55℃的乳酸钙溶液中浸泡30-40min；在覆膜过程中，先进行淀粉糊化，将30-40g马铃薯淀粉加入到1000ml冷水中，再将冷水加热到95℃，边加热边搅拌，直至形成均匀的半透明粘稠状溶液；将浸泡完毕的西瓜片在已经糊化并冷却至25-35℃的半透明粘稠状淀粉溶液中完全浸没，并迅速取出，西瓜片的表面附上一层糊化淀粉膜；在预冻过程中，将覆膜完毕的西瓜片置于-18--20℃温度环境中冷冻，直至西瓜片内外的水分完全冻结；在干燥过程中，在真空冷冻干燥机中将预冻完毕的西瓜片进行升华干燥，直至西瓜片的水分含量低于5％；干燥条件为压力45-50Pa(此处为绝对压力)，冷阱温度-45--50℃，加热板温30-40℃；在充氮包装过程中，抽取包装袋内空气至压力＜50KPa，然后充入食品级氮气(纯度＞99.5％)，充气完毕封口。所述真空冷冻干燥机为现有公知产品。
硬化的目的是防止西瓜片在干燥过程中收缩，并且经过硬化后，为西瓜片中补充了钙等有益的营养元素。选择硬化剂时，从溶解性和口味方面综合考虑，选用乳酸钙作为硬化剂，具体实验数据见下表
硬化剂浓度的选择过程如下未加乳酸钙时，冻干后的西瓜片收缩严重，冻干后成一薄片，随着乳酸钙浓度的增大，冻干后的西瓜片逐渐平整，收缩也减轻。当浓度达到1.0％时，瓜片表面平整，只有轻微的收缩。随着浓度的进一步提高，冻干后的瓜片收缩形状几乎不再变化。具体实验数据见下表
西瓜在冻干过程中，西瓜汁本身的PH值较高，为5.5左右，容易导致微生物的生长；同时也易发生褐变，颜色变得暗红。由于低PH值可以抑制部分微生物的生长并且防止褐变，因而用柠檬酸低PH护色液浸泡西瓜片。
护色液的PH值选择过程中的实验数据见下表
随着PH从2升高到4.5，西瓜片的颜色由鲜红色变成暗褐色，这说明西瓜片在较高的PH下浸泡和干燥过程中发生了褐变，较低的PH值有助于防止褐变。但是，过低的PH使西瓜片的酸甜度口感失调，变得过酸。由表可知，在PH＝3的浸泡液中浸泡一定时间，所得产品颜色和口味最佳。
硬化护色过程中的浸泡是在一定温度和时间条件下，浸泡液中的离子向西瓜片内部迁移的过程，同时西瓜片中的少许成分也会溶解到浸泡液中。从时间上看，随着浸泡时间的延长，冻干后的西瓜片的色泽、质构、外观等性状变得优良；从温度方面看，随着浸泡温度的提高，在低于50℃的条件下，各种形状也变得优良，但是在60℃的条件下浸泡，风味变差，可能是温度过高，致使西瓜本身的风味发生改变。综合各方面考虑，在40-55℃浸泡30-40min，所得西瓜片性状较佳。浸泡时间和浸泡温度的具体实验数据见下表
+颜色鲜红，-颜色暗褐；◆收缩严重或较严重；●未收缩或轻微收缩；√酸甜适度；×甜味或酸味过重； 干燥西瓜片由于含糖分比较高，瓜片表面粘度大，相互会粘结在一起，给包装和食用带来难度，因此在瓜片表面预冻前蘸一层糊化淀粉，干燥后形成一层膜，可以防止瓜片粘结。从试验效果看，马铃薯淀粉为最适宜西瓜片的覆膜材料；具体实验数据见下表
糊化淀粉在3％以下的浓度时，形成的膜较薄，瓜片的糖分黏度能够表现出来，瓜片粘结在一起，影响成品食用。当浓度达到3％时，形成的膜基本可以将糖的黏度掩蔽，手感光滑，食用方便。随着淀粉浓度的进一步提高，过多淀粉的白色会影响瓜片的鲜红颜色，使瓜片的感官性状下降；具体实验数据见下表
在干燥过程中，真空冷冻干燥工艺条件的选择过程如下首先进行切片厚度的单因素实验，即在压力40-60Pa，板温35℃的条件下干燥，确定干燥时间，并观察性状，实验数据见下表
实验结果表明，干燥时间随着切片厚度的增加而延长。切片2mm，仅需3.1h就可以冻干，切片5mm需要8.3h才能冻干。当切片达到5mm时，试验中发现干燥20h后，表面是一层干皮，内部依然是湿的，未能彻底冻干。究其原因，西瓜片干燥时，先干燥表面，然后逐步干燥内部。由于5mm西瓜片太厚，表面干燥后，形成不透水层，致使内部的水分无法挥发出来。2mm切片太薄，有一定难度。综合考虑生产能耗及生产效率，选择切片厚度为3mm最为适宜。
然后进行空气压力的单因素实验，即在厚度3mm，板温35℃的条件下干燥，如图1所示，干燥时间随着空气压力的增加而而缩短，在较高压力下干燥，缩短时间，这对缩短生产周期是有利的。但是压力过高，食品干燥过程中表面蒸发温度也会随之增高，在高压下干燥后的西瓜片色泽不如在低压下的新鲜。压力太低，生产周期会延长，影响生产效率。考虑各方面原因，选取40-50Pa的工艺参数。
而后进行加热温度单因素实验，即在瓜片厚度3mm，压力40-60Pa下干燥，如图2所示，随着加热板温的升高，干燥时间由10.8h迅速缩短至4.5h。在高温下干燥的西瓜片颜色暗红，瓜片中的营养物质受热发生氧化变质，尽管干燥时间缩短，但商品性状已经大打折扣。试验中发现，在50℃以下的干燥的西瓜片颜色鲜红。当在20℃条件下干燥，生产时间近11h，耗能太大。
在上述各项单因素实验的基础上，进行以板温、瓜片厚度、空气压力为因素，进行最优干燥条件的L9(34)正交实验，实验数据见下表
计分方法干燥时间最短的得9分，最长的得1分，由长到短按顺序排出1-9分(共9个处理)；颜色鲜红得10分，稍微暗红得5分，暗红计0分；总分＝干燥时间得分*50％+瓜片颜色得分*50％。
正交实验结果表明，西瓜片干燥工艺中的影响因素大小为物料厚度＞板温＞压力，三个处理之间的交互作用影响非常小。第三个处理A1B3C3得分最高为7.5分，此时的生产工艺条件为板温35℃，切片厚度3mm，空气压力45-50Pa，干燥时间需要6.5h，所生产的西瓜片色泽鲜红，酸甜适口，并有新鲜西瓜特有的清爽滋味，瓜片表面手感光滑不黏结，几乎无收缩。
本发明在不破坏西瓜的原有风味、营养价值和药用价值的前提下，实现了西瓜的长期贮存；利用本发明所述方法制作的西瓜片色泽鲜红，酸甜适口，并有新鲜西瓜特有的清爽滋味，瓜片表面手感光滑不黏结，几乎无收缩。本发明采用西瓜片预处理，然后真空冷冻脱水干燥，生产出一种营养丰富、风味可口、颜色鲜红、食用方便的食品，为西瓜的深加工转化探索了一条新路。本发明的应用对促进农业增效、农民增收和提高人们的生活质量，具有十分重大的意义。
图1是本发明的空气压力单因素实验曲线图。
图2是本发明的加热温度单因素实验曲线图。
具体实施例方式 实施例一 一种真空冷冻干燥西瓜片制作方法，包括切片过程、硬化护色过程、覆膜过程、预冻过程、干燥过程、充氮包装过程；其中，在切片过程中，选取刚成熟的西瓜，取瓤，将西瓜瓤切成厚度为2mm的薄片，振动薄片，使西瓜籽自动脱落；在硬化护色过程中，用柠檬酸将质量浓度为1％的乳酸钙溶液的PH值调至3.5，将切好的西瓜片在温度为55℃的乳酸钙溶液中浸泡30min；在覆膜过程中，先进行淀粉糊化，将35g马铃薯淀粉加入到1000ml冷水中，再将冷水加热到95℃，边加热边搅拌，直至形成均匀的半透明粘稠状溶液；将浸泡完毕的西瓜片在已经糊化并冷却至30℃的半透明粘稠状淀粉溶液中完全浸没，并迅速取出，西瓜片的表面附上一层糊化淀粉膜；在预冻过程中，将覆膜完毕的西瓜片置于-18℃温度环境中冷冻，直至西瓜片内外的水分完全冻结；在干燥过程中，在真空冷冻干燥机中将预冻完毕的西瓜片进行升华干燥，直至西瓜片的水分含量低于5％；干燥条件为压力45Pa，冷阱温度-50℃，加热板温40℃；在充氮包装过程中，抽取包装袋内空气至压力45KPa，然后充入食品级氮气，充气完毕封口。
实施例二 一种真空冷冻干燥西瓜片制作方法，包括切片过程、硬化护色过程、覆膜过程、预冻过程、干燥过程、充氮包装过程；其中，在切片过程中，选取刚成熟的西瓜，取瓤，将西瓜瓤切成厚度为4mm的薄片，振动薄片，使西瓜籽自动脱落；在硬化护色过程中，用柠檬酸将质量浓度为1.25％的乳酸钙溶液的PH值调至2.5，将切好的西瓜片在温度为40℃的乳酸钙溶液中浸泡35min；在覆膜过程中，先进行淀粉糊化，将30g马铃薯淀粉加入到1000ml冷水中，再将冷水加热到95℃，边加热边搅拌，直至形成均匀的半透明粘稠状溶液；将浸泡完毕的西瓜片在已经糊化并冷却至25℃的半透明粘稠状淀粉溶液中完全浸没，并迅速取出，西瓜片的表面附上一层糊化淀粉膜；在预冻过程中，将覆膜完毕的西瓜片置于-19℃温度环境中冷冻，直至西瓜片内外的水分完全冻结；在干燥过程中，在真空冷冻干燥机中将预冻完毕的西瓜片进行升华干燥，直至西瓜片的水分含量低于5％；干燥条件为压力50Pa，冷阱温度-45℃，加热板温35℃；在充氮包装过程中，抽取包装袋内空气至压力40KPa，然后充入食品级氮气，充气完毕封口。
实施例三 一种真空冷冻干燥西瓜片制作方法，包括切片过程、硬化护色过程、覆膜过程、预冻过程、干燥过程、充氮包装过程；其中，在切片过程中，选取刚成熟的西瓜，取瓤，将西瓜瓤切成厚度为3mm的薄片，振动薄片，使西瓜籽自动脱落；在硬化护色过程中，用柠檬酸将质量浓度为0.75％的乳酸钙溶液的PH值调至3，将切好的西瓜片在温度为47.5℃的乳酸钙溶液中浸泡40min；在覆膜过程中，先进行淀粉糊化，将40g马铃薯淀粉加入到1000ml冷水中，再将冷水加热到95℃，边加热边搅拌，直至形成均匀的半透明粘稠状溶液；将浸泡完毕的西瓜片在已经糊化并冷却至35℃的半透明粘稠状淀粉溶液中完全浸没，并迅速取出，西瓜片的表面附上一层糊化淀粉膜；在预冻过程中，将覆膜完毕的西瓜片置于-20℃温度环境中冷冻，直至西瓜片内外的水分完全冻结；在干燥过程中，在真空冷冻干燥机中将预冻完毕的西瓜片进行升华干燥，直至西瓜片的水分含量低于5％；干燥条件为压力47.5Pa，冷阱温度-47.5℃，加热板温30℃；在充氮包装过程中，抽取包装袋内空气至压力35KPa，然后充入食品级氮气，充气完毕封口。
权利要求
1.一种真空冷冻干燥西瓜片制作方法，其特征在于包括切片过程、硬化护色过程、覆膜过程、预冻过程、干燥过程、充氮包装过程；其中，在切片过程中，选取刚成熟的西瓜，取瓤，将西瓜瓤切成厚度为2-4mm的薄片，振动薄片，使西瓜籽自动脱落；在硬化护色过程中，用柠檬酸将质量浓度为0.75-1.25％的乳酸钙溶液的PH值调至2.5-3.5，将切好的西瓜片在温度为40-55℃的乳酸钙溶液中浸泡30-40min；在覆膜过程中，先进行淀粉糊化，将30-40g马铃薯淀粉加入到1000ml冷水中，再将冷水加热到95℃，边加热边搅拌，直至形成均匀的半透明粘稠状溶液；将浸泡完毕的西瓜片在已经糊化并冷却至25-35℃的半透明粘稠状淀粉溶液中完全浸没，并迅速取出，西瓜片的表面附上一层糊化淀粉膜；在预冻过程中，将覆膜完毕的西瓜片置于-18--20℃温度环境中冷冻，直至西瓜片内外的水分完全冻结；在干燥过程中，在真空冷冻干燥机中将预冻完毕的西瓜片进行升华干燥，直至西瓜片的水分含量低于5％；干燥条件为压力45-50Pa，冷阱温度-45--50℃，加热板温30-40℃；在充氮包装过程中，抽取包装袋内空气至压力＜50KPa，然后充入食品级氮气，充气完毕封口。
全文摘要
本发明涉及西瓜深加工方法，具体是一种真空冷冻干燥西瓜片制作方法；解决了现有西瓜深加工方法无法在不破坏西瓜的原有风味、营养价值的前提下实现西瓜长期贮存的问题；一种真空冷冻干燥西瓜片制作方法包括切片过程、硬化护色过程、覆膜过程、预冻过程、干燥过程、充氮包装过程。本发明在不破坏西瓜的原有风味、营养价值和药用价值的前提下，实现了西瓜的长期贮存；利用本发明所述方法制作的西瓜片色泽鲜红，酸甜适口，并有新鲜西瓜特有的清爽滋味，瓜片表面手感光滑不黏结，几乎无收缩。本发明的应用对促进农业增效、农民增收和提高人们的生活质量，具有十分重大的意义。
文档编号A23B7/148GK101692846SQ20091007572
公开日2010年4月14日 申请日期2009年10月15日 优先权日2009年10月15日
发明者张少颖 申请人:山西师范大学