生产脱水植物的方法

专利名称：生产脱水植物的方法
技术领域：
本发明涉及生产脱水植物的方法，所得脱水植物物质以及可用水复原的、含脱水植物物质的脱水食品。
脱水植物广泛用于象汤和其它通常是脱水粒状的加工食品的产品中。与脱水植物有关的主要问题是在复水作用中它们常常保持瘪缩和皱缩状态，从而产生了相对于新鲜的或最低限度加工的植物的结构质量具有不良结构的产品。这种脱水过程中产生的不可逆收缩是细胞壁结构的瘪缩造成的。
果胶是植物细胞壁的主要成份，并且其本身对于植物和植物片的结构完整性和强度起主要作用。天然果胶通常在结构上甲氧基含量高，因而易于因为在中性pH条件下加热而降解。这种形式的降解发生在烹调过程中，是因热加工造成的不希望有的植物结构软化的主要原因。在强制气干植物片过程中，除去了水份，因此释放了膨胀压并引起了细胞壁结构的瘪缩。如果原料的水份含量很高或者如果细胞壁结构弱，瘪缩就可能是不可逆的。在这些情况下，复水只能使水吸收到细胞间隙中，就造成了在复水作用中脱水物料复水能力差和不良的复水结构。
植物在其细胞壁中含果胶甲基酯酶(PME)。这种内生酶可以通过在pH和离子强度的特定条件下通过温热处理被活化，并且在活化时会发生天然果胶的脱甲氧基化反应。产生的脱甲氧基化了的果胶具有对在中性pH下加热的降解作用更加稳定、以及与存在的钙离子更有效地交联的结构。这两种因素导致了细胞壁结构的加强以及活化植物中PME酶的预处理，这表明在冷冻和罐装后，结构得到改善。
EP-A-0337621公开了一种生产脱水水果的方法，其中包括在脱水前将水果浸泡在10到70％的糖溶液中，来稳定其颜色和香味。
EP-A-0404543也描叙了制备脱水水果的工艺，包括在糖的水溶液中浸泡。此文献说明水果必须在能够使酶失活的条件下浸泡，并在脱气前还要软化水果。
我们的在1995年7月19日以EP-A-0663152公开的相关申请是建立在发现了在热烫和脱水前，通过预处理植物来活化内生PME，使脱水植物在复水后具有改善了的结构质量的基础上。其结果被认为是由于果胶的脱甲氧基化而保护了细胞壁结构的缘故。
现已发现，如果将上述活化PME的预处理连同微波-真空干燥技术一起使用，可以得到改良的脱水植物产品。这种产品在其结构和香味方面具有良好的特性，并且比在预处理中采用风干方法(即在常压下进行干燥)或无微波技术生产的产品具有更高的复水比率。
因此，本发明提供一种生产脱水植物的方法，包括预制植物、将预制过的植物在一定温度下放置一段时间来活化果胶甲基酯酶(PME)、热烫以及脱水，其中脱水包括在低于常压的压力下用微波辐射照射。本发明还提供了用此方法得到的脱水植物物质，可用水溶液恢复水份的、含这种植物物质的脱水食品以及照此恢复水份得到的产品。
术语“植物(类)”，在这里是指包括根或块茎、叶、籽、茎和果的植物来源的所有可食物料。植物可以来自一种来源或混合物，并优选根或块茎、茎或果。优选含PME的植物，但是如果本身不存在PME或只存在少量的，这种植物可以用外生PME如通过真空浸泡来处理。适用的植物包括胡萝卜、西红柿、马铃薯、芹菜、柿子椒(绿的和红的)、草莓和苹果。
活化内生PME通常是通过将植物物质放置在升高的温度下进行。物料活化作用的pH条件、温度范围和时间会因所用植物的不同而不同，并且如果已知促进植物中PME活性的最佳条件，便可确定每种具体情况所需的最佳条件。这些条件及其确定的方法对于本领域的技术人员是已知的。一般说来，植物片是置于pH从6到8，温度为45到70℃的水或水溶液中10到60分钟。对于胡萝卜、柿子椒、芹菜、马铃薯和西红柿来说，最佳条件分别是在约60℃放置40分钟、约60℃放置30分钟、约60℃放置15分钟、约60℃放置30分钟以及约50℃放置15分钟。对提高内生PME活性适用的条件当然取决于酶的来源和特性。
用于本发明的植物可以是整个植物或其任意部分，并按本领域公知常规方式预制。植物可通过将其切成最终用途所需的任何大小来处理。优选将植物切成直径5到15mm的粒。典型地通过清洗、去皮及切割新鲜植物来预制植物。
在本发明的优选实施方案中，将植物浸泡在含20到70％重量的一种或多种糖，和视具体情况而定高达5.0％重量的钙盐(如从0.5％到5.0％)的浸泡水溶液中。浸泡可以在放置处理之前、之中或之后进行，但优选在放置处理之后或通过在浸泡溶液中进行放置处理而在放置处理过程中进行，浸泡处理引起渗透脱水并因此而有助于脱水。还发现浸泡步骤有助于增大细胞壁结构抵抗在脱水工艺过程中的瘪缩的强度。糖类优选单糖或二糖，因为需要它们具有相对的低分子量以便能够易于浸泡到植物组织中。最优选的糖是葡萄糖、蔗糖、果糖和其混合物。任何具有足够高溶解度能提供盐在浸泡溶液中浓度为0.5到5.0％的溶液的可食钙盐均可用于本发明。适用的盐包括氯化钙、乳酸钙和其混合物。浸泡溶液可以含有其它物质，如促进渗透脱水作用的氯化钠(高达10％)，以及不影响本发明实施的其它食用香料或防腐剂。浸泡溶液也可含有内生PME。
植物的浸泡可以在环境压力下进行，但也可在真空下进行。用于本发明的这种真空浸泡方法对本领域技术人员是公知的。真空浸泡优选通过将在浸泡溶液中的植物物质置于1.33到5.33千帕(10到40mmHg)的真空中1到10分钟来进行。典型的真空浸泡方法包括将植物物质置于浸泡溶液中，采用20mmHg的真空5分钟，缓慢释放真空并继续放置5分钟。
被处理植物物质的热烫可以通过常规工业处理方法进行，采用这种处理要先于脱水，以使已知会引起脱水产品质量变质的酶失去活性。适用的热烫处理包括将植物物质浸在100℃的水或水溶液(如稀释的碳酸氢钠溶液)中1到5分钟。热烫优选在浸泡溶液中进行。熟练技术人员应该了解适用于任意一个所给情况的热烫条件。
热烫后，通过在低于大气压的压力下微波辐射照射被处理的植物来脱水。进行微波/真空脱水步骤适用的方法、设备和条件对本领域技术人员来说是公知的。适用于本发明的方法和设备已公开在，例如US4746968上。条件当然取决于要脱水的植物及其处理方法。例如，当植物是采用糖来浸泡时，微波脱水条件可能需要调整以避免或减轻产品中的褐变程度。真空优选维持在1到5千帕，尽管它随着微波源的功率、脱水所消耗的时间、所用的植物以及已在热烫前进行了的预处理可能变化超出此范围。
在本发明的优选实施方案中，在采用微波/真空脱水技术进行脱水之前，将热烫过的植物进行风干(即在常压下干燥)。风干通常不改善微波/真空脱水样品的结构。但是，现已发现部分风干可以达到与单独采用微波/真空干燥同样的质量水平，但成本较低。优选风干到使植物的含水量为其热烫后含水量的40到90％。风干到含水量小于40％，就消除了微波/真空脱水步骤的有利结果，而当含水量超过90％时，就几乎看不到到经济及结构上的优点。
微波/真空脱水步骤有“膨胀”植物的趋势，这就可能出现在产品复水时丧失其结构的结果。通过将微波/真空脱水技术与包括PME的活化的预处理结合起来，就改善了复水产品的结构。通过采用将风干和微波/真空脱水结合在一起的脱水步骤，使结构得到进一步改善，这是因为这样就减少了产品“膨胀”的量。因此，可以预料通过改变风干相对于微波/真空脱水的程度，就可容易地采用此方法使产品获得所需性能。风干可以常规方法进行，优选在升高的温度下(例如高达130℃，如高达100℃)。
下面描述本发明的实施例。
实施例实施例所用的原料和方法1.样品预制马铃薯——将马铃薯(Idaho Russett)去皮，接着用机械方式切成10mm的丁，或切成25mm×38mm大小的片。胡萝卜——将去皮小胡萝卜用机械方式切成10mm的丁。芹菜——将芹菜杆的顶部和根部去掉，再将其手工切成约10mm的片。绿/红辣椒——去掉柿子椒的萼和籽，再手工切成约10mm×10mm的片。西红柿——将硬的红西红柿用机械方式切成10mm的片，再手工切成10mm×10mm的小片。2.热烫热烫是在75升带蒸汽夹套的不锈钢容器中进行。温度为100℃，热烫时间如下马铃薯(10mm丁)-4分钟马铃薯(25mm×38mm片)-8分钟胡萝卜(10mm丁)-4分钟绿/红辣椒(10mm×10mm片)-2分钟芹菜(10mm×10mm片)-4分钟西红柿(10mm×10mm片)-1分钟在采用了预处理的情况下，热烫在用于放置处理的同一溶液中进行。将对照样品在水中热烫。3.放置处理放置处理通过循环温度控制水浴的水来进行，此水浴围绕着盛有在预处理溶液中的样品的塑料放置容器。将放置处理过程的温度控制在+/-2℃。4.真空浸泡在中试规模的微波/真空设备(“MIVAC”)中进行真空浸泡，但在常规真空容器中进行会有同样的效果。将样品置于盛在塑料容器中的处理溶液中。过程包括抽真空至2.66千帕(20托)以便从样品片中排出空气，缓慢释放真空使这些片用溶液浸泡，接着在同一溶液中放置10分钟。
5.风干在MIVAC脱水前进行样品的部分风干。在流速为标准流速(10.2m/s)的中试规模的干燥机(Proctor)中进行风干。产品传送带要保持一个恒定速度以使干燥时间在整个实验过程中为75分钟。但是空气的温度根据植物片的大小而定。6.微波/真空脱水采用中试规模的MIVAC设备进行样品的微波真空脱水。此设备包括微波动力源和磁控管、波导管、窗口、微波控制器、装配了转台的真空容器、真空泵和真空控制器、以及系统控制器和仪表。
大多数情况下要脱水的原料一次用量为0.91和1.82公斤(2和4磅)。采用的可变量是功率级、照射时间和样品温度。真空压力在整个实验中保持恒定在2.66千帕(20托)。7.烹调试验将马铃薯大片(25mm)在家用电热盘中水煮5分钟。再将这些样品在热油中微炸约3到4分钟直至呈金褐色。8.含水量在操作的各个阶段取出两种样品的最小量来测定其含水量。采用真空干燥炉脱水方法在70℃测定含水量。将称重的样品干燥过夜至重量恒定。9.复水率测定此测定采用10mm大小的片约2-4克和25-38mm的片约5-10克。按下列条件测量复水率(恢复水份的样品重量/脱水样品重量)a)沸水煮5分钟(10mm片)b)在冷藏室中用冷水过夜浸泡(只用于大马铃薯片)。10.感官评价由一位有经验的鉴定人非正式评价所有样品的感官质量。评价的标志是外观(色译、收缩)、香味(包括变味)以及结构(如评价坚硬性、酥脆性、粉性等)实施例1通过将10mm马铃薯丁在60℃的2％的乳酸钙溶液中放置30分钟进行预处理。热烫前在同一溶液中进行真空浸泡。接着将预处理过的马铃薯丁在93.3℃风干75分钟(使含水量从预处理后的80.71％减小到59.18％)。将风干了的样品(现重1830克)在功率为3000瓦的MIVAC设备中，在73.9℃脱水66分钟。
这种产品的复水率是1.83，并且在复水时，它具有松脆的、稍有弹性的结构，这表明预处理改善了产品的坚硬性。实施例2重复实施例1，但采用含30％蔗糖和5％氯化钠的预处理溶液，并且不进行真空浸泡步骤。含水量在预处理后是55.65％，风干后降至24.84％，MIVAC脱水后为5.37％。
这种脱水产物呈橙/黄色，较实施例1的产物(可能因为不存在乳酸钙)有更好的外观，并且在脱水后瘪缩极少。
这种产品的复水率为1.64，并且在复水时，产生了具有美观的、明亮的色泽以及具有类似于马铃薯泥的柔软粉质结构的产物。味道很好，类似于烤马铃薯的味道。复水产物被认为比实施例1的产物更易被接收。实施例3采用预处理的作用用25mm的马铃薯片来评定。第一个样品在水中热烫，第二个样品根据本发明通过在60℃的30％蔗糖/5％氯化钠溶液中放置30分钟，再在同一溶液中热烫来进行预处理。
将这两个样品的部分在121℃风干75分钟至重量为1800克，再采用功率为3000瓦的MIVAC在73.9℃脱水48分钟(对照样品)和27分钟(根据本发明预处理的样品)。
与对照样品不同，预处理过的样品色泽好，无皱缩，并且风干后表面上无硬皮。
样品在冷水中隔夜浸泡进行复水，复水率为2.33(对照样品)和2.04(预处理样品)。在(i)置于沸水中10分钟并且(ii)在热油中微炸3到5分钟之后评价复水样品的感官质量。水煮和油炸之后，预处理过的样品在结构(即粉质且平滑)和味道上均优于对照样品。实施例4
将10mm的胡萝卜丁置于60℃的去离子水中40分钟、在60％葡萄糖/1％乳酸钙溶液中真空浸泡，再在同一溶液中热烫来进行预处理。
将预处理过的胡萝卜在93.3℃风干75分钟，接着将1800克风干产物用MIVAC(3000瓦)在73.9℃脱水75分钟。样品的含水量风干后是78.8％，MIVAC脱水后为7.84％。这种样品稍有皱缩。
此产品5分钟后完全复水，复水率为1.78。复水产物具有松脆结构和良好味道。实施例5重复实施例4，但是采用将样品置于60℃的60％蔗糖/5％氯化钠溶液中40分钟，再在同一溶液中热烫的预处理。
样品的含水量在风干后是55.69％，在MIVAC脱水后为4.67％。而且经脱水几乎没有皱缩。
复水产物具有良好的结构，但是不如实施例4的复水产物那么坚硬，在色泽上稍有改善，以及具有良好的烹调胡萝卜风味。实施例6将10mm芹菜片置于60℃的去离子水中30分钟，用60％葡萄糖/1％乳酸钙溶液进行真空浸泡，接着在同一溶液中热烫来进行预处理。
将预处理过的样品在93.3℃风干75分钟，再将1800克的风干产物用3000瓦的MIVAC在73.9℃脱水71分钟。脱水产物呈橄榄绿色，并保持其脱水前的形状。
脱水产物的复水率为1.43，并且其复水产物多肉、松脆并且具有良好风味。实施例7重复实施例6，不同的是通过将芹菜片置于60℃的30％蔗糖/4％氯化钠溶液中30分钟，并在同一溶液中热烫来进行预处理。
脱水产物比实施例6的相应产物具有更好的色泽，但是皱缩略多。复水率是1.96，这种复水产物比实施例6的味道更好，但是尽管仍然松脆和多肉，其在结构上略微不如前者。实施例8通过采用10mm绿和红的辣椒片，在热烫前进行和不进行真空浸泡步骤来重复实施例7。
脱水产物在沸水中5分钟后完全复水，复水率为2.0。在所有情况下，复水产物都具有良好的色泽和味道，多肉的外观和轻微的松脆性。实施例9通过采用10mm西红柿片，在热烫前进行真空浸泡步骤来重复实施例7。在MIVAC脱水步骤中，将900克样品在1600瓦、62.8℃下脱水48分钟。含水量风干后降至75.24％，MIVAC脱水后降至5.53％。
脱水产物的复水率是2.84，在沸水中经5分钟就完全复水，水合产物具有柔软的外观、多肉的结构和良好的味道。实施例10将10mm胡萝卜丁进行如下预处理-样品预处理对照样品在100℃的去离子水中热烫4分钟样品1 真空浸泡样品，再置于60℃的乳酸钙和含1克PME的8升溶液中40分钟，再在1％的乳酸钙中热烫4分钟样品2 同样品1，但不加入PME。
将60g预处理过的胡萝卜样品在功率级为600瓦的实验规模的微波/真空干燥炉中脱水。
经过浸泡在沸水中经过5分钟的复水，对照样品具有柔软结构，复水率为2.58，几乎无味道。样品2与对照样品相比具有较坚硬的结构，相似的味道，其复水率为2.50。样品1的复水率为2.27，比样品2的外皮要硬。实施例11将10mm绿辣椒片进行如下预处理-样品 预处理对照样品在100℃的去离子水中热烫2分钟样品1 将样品真空浸泡，接着置于60℃乳酸钙和8升含1克PME的溶液中20分钟，再在1％乳酸钙中热烫2分钟样品2 同样品1，但置于60℃溶液中40分钟样品3 同样品2，但无PME加入。
将预处理过的样品同在实施例10中一样进行脱水。
经复水，对照样品具有柔软、未烘透的结构。样品1比对照样品稍硬，但不明显。样品2比样品1和3都硬。样品3比对照样品硬，但不如样品2硬。
复水率如下-样品复水率对照样品2.13样品1 2.39样品2 1.89样品3 1.90实施例10和11表明，样品用PME浸泡后比未用PME预处理的样品具有稍硬的结构。这就证明PME的浸泡可以改善MIVAC脱水样品的结构。
权利要求
1.一种生产脱水植物的方法，包括预制植物、将预制过的植物在一定温度下放置一段时间来活化果胶甲基酯酶、热烫和脱水，其中脱水包括在低于常压的压力下用微波辐射照射。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括将预制过的植物在放置处理之前、过程中或之后浸泡在含20到70％一种或多种糖类的浸泡水溶液中。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中将预制过的植物在45到70℃放置10到60分钟。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其中浸泡溶液含高达5.0％的钙盐。
5.根据权利要求2到4中任意一个所述的方法，其中浸泡溶液含高达10％的氯化钠。
6.根据权利要求2到5中任意一个所述的方法，其中糖类选自葡萄糖、蔗糖和果糖。
7.根据权利要求4到6中任意一个所述的方法，其中钙盐是氯化钙、乳酸钙或其混合物。
8.根据权利要求2到7中任意一个所述的方法，其中放置处理是在水溶液中进行，以便至少是部分地完成预制过的植物的浸泡。
9.根据权利要求2到7中任意一个所述的方法，其中放置处理在水中进行，并接着进行浸泡步骤。
10.根据权利要求2到9中任意一个所述的方法，其中浸泡是在放置处理之前或之后通过真空浸泡来进行。
11.根据权利要求1到10中任意一个所述的方法，其中植物是胡萝卜、芹菜、柿子椒、西红柿或马铃薯。
12.根据权利要求1到11中任意一个所述的方法，其中将预制过的植物在放置处理之前用外生果胶甲基酯酶浸泡。
13.根据权利要求1到12中任意一个所述的方法，其中脱水步骤包括风干，然后在低于常压的压力下用微波辐射照射。
14.根据权利要求13所述的方法，其中将植物风干至含水量为微波/真空脱水前其含水量的40到90％。
15.通过权利要求1到14中任意一个所述的方法得到的脱水植物物质。
16.一种可用水溶液恢复水份的脱水食品，它含有权利要求15所述的脱水植物物质。
17.一种含有复水形式的权利要求15所述的脱水植物物质的可食用产品。
全文摘要
一种生产脱水植物的方法，包括预制植物、将预制过的植物置于一定温度下一段时间来活化果胶甲基酯酶、热烫和脱水。脱水包括在低于常压的压力下用微波辐射照射。
文档编号A23B7/06GK1146285SQ96110600
公开日1997年4月2日 申请日期1996年7月17日 优先权日1995年7月18日
发明者P·J·萨拉马尼姆, L·C·M·迪尔, S·A·琼斯 申请人:Cpc国际公司