大蒜干燥工艺的研究

食品与发酵Z业 Faad and Fermentation industries大蒜干燥工艺的研究李瑜许时婴江南大学食品学院无锡,214036)摘要分别采用热风干燥、真空干燥、冷冻干燥、微波真空干燥与真空干燥联合干燥法对大蒜进行干燥研究了各种干燥方法对大蒜中硫代亚磺酸酯保留率和品质的影响采用响应面分析得到微波真空干燥和真空干燥联合干燥法干燥大蒜最佳工艺:376.1W、3min,34.3w、3mi217.3W、gmin,139.W、3min硫代亚磺酸酯保留率90.2%。关键词大蒜干燥硫代亚磺酸酯我国是世界上大蒜的主要生产国;常年的(R-S-孓O)R)蒜素二烯丙基硫代亚磺种植面积为20~26.67万km2,年总产量为酸酯湜最主要的硫代亚磺酸酯类大约占破碎400万t居世界首位其产量占世界总产量的大蒜所形成的总硫代亚磺酸酯的70%1/4。鲜大蒜因休眠期短易发芽、霉烂和变质80%12J。所有的硫代亚磺酸酯都具有和蒜素而不耐贮藏造成巨大浪费。鲜大蒜价格也较相同的生物活性功能2。1948年 Arthur stol低。目前国际市场对脱水大蒜粉的需求量很和 Ewald seebeck发现蒜素等硫代亚磺酸酯是大犹质的大蒜粉售价高达2万美元/t如何将在大蒜被切割或挤压条件下由原来无味的蒜大蒜进行深加工制成优质大蒜粉,以便做到耐氨酸经內源酶蒜氨酸酶的酶解作用而生成的。贮藏、方便运输、岀口创汇成为我国解决三农问完整无损的大蒜其蒜氨酸和蒜氨酸酶各存在题的重要课题之于大蒜的不同部位只有当大蒜破损或捣碎使大蒜所具有的多种生物活性功能都归因于两者相亙接触方能水解生成蒜素及其他硫代亚所含有的有机硫化物特别是硫代亚磺酸酯类磺酸酯3见图1)蒜氨酸酶CooH蒜氨酸图1蒜氨酸酶解成蒜素的反应优质大蒜粉最重要的质量指标是蒜素保留1.2试剂率占蒜粉质量的1%即硫代亚磺酸酯保留率55’′-二硫代双(2硝基苯甲酸ⅹDTNB),约90%左右。故本研究以蒜干燥粉碎后硫代(比利时进口分装),L半胱氨酸(生化试剂),亚磺酸酯保留率为指标。Hepes( Sigma公司进口分装1.3仪器1试验材料与方法电子天平722分光光度计数显恒温鼓风1.1材料中国煤化工空干燥(上海森信实山东苍山无苔大蒜市售。CNMHG0型冷冻干燥机北京第一作者博土研究生。收稿时04-15改回时间2004-05-18)万病数耦30N0.(Toa198)生产与科研经验四环科学仪器厂),微波真空干燥箱(自行研定其初始吸光度值A制)粉碎机,wSCS测色色差计(上海精密科△A412=A0-A学仪器有限公司Thiosulfinates( mmol/mL )=(AAa X方法Ry(2×14150)1.4.1含水量式中:A。半胱氨酸溶液与DTNB溶液反蒜含水量以湿基计。应后的吸光值A蒜汁和半胱氨酸溶液的反应4.2热风干燥混合液与DTNB溶液反应后的吸光值。把含水量约70%的蒜一切两瓣均匀铺放β稀释倍数;141502-硝基5-硫代苯甲酸于鼓风干燥箱中进行薄层干燥(NTB在412mm处的摩尔消光系数1cm的光14.3真空干燥径把含水量约70%的蒜一切两瓣均匀铺放1.4.8蒜粉色泽测定于真空干燥箱中进行薄层干燥。真空度为260目的大蒜粉。采用全自动测色色差计kPa及 CIELAB表色系统进行色泽测定核对标准1.4.4冷冻干燥白板(L0*=91.32,a0*=0.03,b0=0.01,冷阱温度-50℃,真空度10M蒜一切E=0)将待测样品放在探测器端面每个样两瓣均匀铺放进行薄层干燥。品测3次。 CIELAB表色系统,亦称La1.4.5微波真空干燥b表色系。L“称为明度指数,L*=0表示黑蒜一切两瓣在4kPa真空度下进行微波真色,L*=100表示白色a“值从负到正表示从空干燥至含水量15%左右然后采用40℃真空绿到红b值从负到正表示从蓝到黄,E*代表干燥至最终含水量5%以下。微波真空干燥每色差。次投料量为120g。蒜均匀铺放进行薄层干燥1.4.6蒜粉堆积密度测定2结果与讨论通过60目筛孔的大蒜粉缓缓倾入25mL2.1热风干燥量筒中称量25mL蒜粉的质量即可求岀蒜粉2.1.1蒜片厚度对蒜中硫代亚磺酸酯保留率堆积密度。的影响1.4.7蒜粉中硫代亚磺酸酯含量的测定在干燥温度55℃条件下蒜切片干燥对 lawson的方法进行了改良2表1蒜片厚度对蒜中硫代亚磺酸酯取蒜粉1g于试管中加入15mL去离子保留率的影响水在旋涡式混合器中充分混合1min静置9硫代亚磺酸酩保留率/%min离心后取上清液1mL加入10mmo/L左0.516右的半胱氨酸溶液5mL保温15min取1mI49.8反应混合液于100mL容量瓶中加水至刻度。取稀释10倍的反应混合液4.5mL与1.5 mmol/L DTNB溶液0.5mL在26下保从表1可以看出蒜切片厚度越薄干燥蒜温15min在412mm波长下测定其吸光度值中硫代亚磺酸酯保留率越低。这是因为蒜切片(Ab的同时有一部分蒜氨酸等被蒜氨酸酶酶解生成取10mmol/L左右的半胱氨酸溶液5mL中国煤化工磺酸酯类队而使干燥加1mL去离子水摇匀后取1mL于100mL容CNMHG蒜切片厚度越薄蒜氨量瓶中加水至刻度。取稀释100倍的半胱氨酸酶斛越产重。若米用整粒蒜直接干燥由于酸溶液4.5mL与1.5mmo/ L DTNB溶液θ.5蒜粒外有一层非常致密的半透明包衣使得蒜nL在26℃下保温15min在412mm波长下测粒中的水分在干燥过程中很难出来结果导致204年第30卷第6欺总第1期)(55)生产与科研经验干燥后蒜的品质严重下降。所以采用整粒蒜-表4微波功率对蒜中硫代亚磺酸酯切两瓣进行干燥较佳。保留率的响应面分析2.1.2温度对蒜中硫代亚磺酸酯保留率的影试验干燥时间/min硫代亚磺酸响酾保留率号A376.WB334,3wC217.3wD:39.W表2温度对蒜中硫代亚磺酸酯保留率的影响69,9温度/℃79.7保留率/%68,172.871.369,0387,9蒜氨酸酶的最适温度为40℃左右蒜氨酸85,3酶属于对热较敏感的酶温度高于55℃以上时酶活力会迅速降低。考虑到温度过低会使干燥775535355587.8388.9速度降低所以采用40~55℃之间进行干燥0055000088,6结果表明,一切两瓣蒜片的热风干燥温度为45℃时蒜中硫代亚磺酸酯保留率较高。5553575375371.62.2真空干燥77.1表3温度对蒜中硫代亚磺酸酯保留率87,6的影响真空度2kPa)温度/℃C71.378.2呆留率/%79.773.270.4真空干燥温度较低,干燥速度较热风干燥快其硫代亚磺酸酯保留率也较热风干燥的高真空干燥温度为40℃时,一切两瓣蒜片中硫代亚磺酸酯保留率较高。2.3微波真空与真空联合干燥由于微波真空干燥后期蒜的含水量较少7物料温度易升高蒜酶易失活使干燥后蒜粉中的蒜氨酸不能被酶解生成蒜素等硫代亚磺酸酯类故采用联合干燥法对蒜进行干燥。微波真空干燥至蒜含水量为15%左右再采用真空干燥的最佳干燥温度40℃千燥至蒜最终含水量5%以下。微波真空干燥真空度并非越高越好过高图2376.W输出和217.3W输出对硫代的真空度不仅能耗增大而且击穿放电的可能亚磺酸酯保留率的响应面分析图性增大。一般选择真空度2~4kPa,4kPa时从图2、图3中可以看出,在功率输出为水的汽化温度约28℃完全可以保证干燥前期276.W时随干燥时间的延长硫代亚磺酸酯的干燥温度在30℃左右。故本试验中微波真中国煤化工燥3mn后再继续用空干燥真空度控制在4kPa。CNMHG燥硫代亚磺酸酯酸酯保留率则迅速降仳。这是因为微波真空干燥过程的前期微波能主要被湿物料中的水分吸收而随着水分的减少水分不能完全吸收微波(56)万森数捐.30N.(mad98生产与科研经验87.78-1.55×A-1.70×B+0.32×C-0.40×D829×A2-2.34×B-1.44×C2+0.56×D2.78×A×B-3.35×A×C-3.52×A×D+R1.0.70×B×C+1.43×B×D-0.55×C×DA,00%功率输出;B,75%功率输出50%功率输出125%功率输出。响应面设计给出微波真空干燥过程的最佳工艺条件:376.W、3min,334.3W、3min,217.3W、9min,139.1W、3min,硫代亚磺酸酯保留率可达到90.2%表5各因素方差分析表图3376.1W输出和139.1W输出对方差来源平方和自由度方差F值显著水平硫代亚磺酸酯保留率的响应面分析图模型83214594926.990.0003能而被物料吸收会导致蒜片平均温度迅速上4.814.8I2.180.1903升而使蒜氨酸酶活性减低。因此随着物料中B5.785.782.620.1565的水分减少干燥中所用的微波功率也应随之0.320.320.157163减小以保证蒜氨酸酶的活性。AB12.3212.325.590.0560AC89.78189.7840.730.0007根据响应面分析各回归系数可以得到下面19.88119.889.020.0239的数学模型3.921.780.23072513.251.470.2703硫代亚磺酸酯保留率=2.422.421.10误差392.4不同干燥方法对干燥大蒜品质的影响比较表6不同干燥方法最佳工艺条件下对干燥大蒜品质的影响比较堆积密度硫代亚磺酸酯保留率干燥时间E关45℃热风干燥21h0.38040℃真空干燥14.730.362冷冻干燥72.24微波真空与40℃3.81(18min73.7421,28真空联合干燥0.434+3,5h从表6可以看岀通过4种干燥方法比较,前国际市场对脱水大蒜粉的需求量很大采用45℃热风干燥显然是最为经济的干燥方法但微波真空干燥与40℃真空干燥联合干燥法干由于热风干燥时间长干燥后硫代亚磺酸酯保燥时间大大缩短而干燥后蒜的硫代亚磺酸酯留率低颜色黄与冷冻干燥的蒜相比有明显的保留率比较接近冷冻干燥,可达到9%;与冷差异。40℃真空干燥虽然干燥温度较低但由冻干燥蒜的色差差异极小甚至比冻干蒜的白于干燥室內对流传热几乎不存在而是以热传度略好但唯一不足的是蒜质构紧密不如冷冻导为主所以传热速度慢干燥时间仍较长蒜干燥疏松干燥后硫代亚磺酸酯保留率较低颜色略黄与中国煤化工冷冻干燥的蒜相比有较显著的差异。冷冻干燥CNMH蒜的干燥质量最好干燥后蒜的硫代亚磺酸酯评定优质大蒜粉最重要的质量指标是蒜素保留率很高可达够3%以上色泽白蒜质构疏含量占蒜粉质量的1%即硫代亚磺酸酯保留松但其缺点是设备昂贵能耗大成本高。目率约90%左右。采用热风干燥、真空干燥、可204年第30卷第6欺总第19期)(57)生产与科研经验知冷冻干燥以及微波真空干燥和真空干燥联合tometric method for quantitative determination of al干燥法对大蒜进行干燥冷冻干燥和微波真空licin and total garlic thiosulfinate[ J ] Anal Biochem干燥可使蒜中硫代亚磺酸酯保留率达到90%19952251):157-60以上而微波真空干燥作为一种干燥新技术在2BkE., The organosulfur chemistry of the genus4大蒜干燥中可望代替冷冻干燥获得优质大蒜干lium-Implications for the organic chemistry of sulfur制品[J]. Angew Chen,19923l9):135-11783 Krest I, Glodek J, Keusgen M. Cysteine sulfoxides参考文献d alliinase activity of some Allium specie[ J ] Jour-of Agricultural Food Chemistry. 2000 A88)Lawson Larry Han grace Han Peter. A spectropho-3753~3760Study on the Technology of Drying GarlicLi Yu Xu shiyingSchool of Food Science and Technology Southern Yangtze University Wuxi, 214036)ABSTRACt In this paper garlic was dried by four methods: hot-air drying vaccum drying freezedrying and microwave-vacuum drying combined with vacuum drying. Effect of different dryingmethod on thiosulfinates reservation and quality of dried garlic was studied. The optimal conditions ofcombination microwave- vacuum drying and vacuum drying were determined by using response surfaceanalysis softwareKey words garlic drying thiosulfinates信巴西发明一种回收强化包装材料的新方法巴西巴拉那理工学院科研人员最近研制成功一种回收强化包装材料旳新方法已提岀专利申请。由于纸张、塑料和铝箔分层压制而成的强化包装正越来越多地应用于食品和药品的包装上。强化包裝材料虽然有抗腐蚀、保鲜能力强的特点但这种包装的结构特性使得它们的回收成了令人头疼旳问题其在垃圾填埋物里的数量与日俱增。而科研人员采用的这项全新的分离技术使强化包装材料的分类回收成为可能他们通过一种特别的化学溶剂来回收包裝中的3种成分。在将强化包装袋漫入这种溶剂2.5min后包装材料中的塑料、铝和纸张便会分层。随后用人工将这3层成分分离并且高压除去残留的溶剂3种物质就可以轻易分类回收了。这种溶剂对任何种类的纸张以及PVC塑料或是聚乙烯都颇为有效。这项技术不仅适用于回收牛奶和果汁的包装也适应于更薄的诸如食盐、真空咖啡以及鸡蛋等的包装。据悉目前科研人员仍在成本估算这种溶液尚未开始商业化生产但使用这项技术的成本不会很高溶剂的原料并不难找新疆绿嘉啤酒花有限公司加入世界啤酒花协会业在2004年4月16日法国巴黎举行的世界啤酒花协会(LHG羟经济委员会、执行委员会会议上新疆态绿嘉啤酒有限公司以各参会国代表的一致表决通过顺得加入了世界啤酒花协会成为世界啤酒花组织的员为中国的啤酒花打开了通向国际交流的通道中国煤化工CNMHG)万病数祸30N0.aTol198)