一种荠菜的高效干制方法.pdf

一种荠菜的高效干制方法，其特征在于：一、预处理：包括清洗、沥干、切段和预冻，预冻温度-15~-20℃，时间不少于6h；二、冷冻干燥：将预冻后的荠菜进行冷冻，温度-3~-7℃，升华时间3～4h；温度3~7℃，解析时间2~3h；处理后荠菜含水量50%~60%；三、真空干燥：真空度设为-0.065~-0.075MPa，温度从30℃匀升至50℃，干燥时间50~60min，荠菜的含水量降至25%~30%；再将真空度设为-0.08~-0.09MPa，温度从50℃匀升至70℃，干燥时间40~50min，荠菜的含水量降至15%~20%；四、微波干燥：将荠菜按5~10W/g的功率进行干燥，干燥时进行翻动，且每加热0.8~1.2min，间歇10~20s；使荠菜的含水量降至8%以下，完成干燥。本发明保持了荠菜的组织形态和营养成分，色泽好，复水性高，且风味更浓郁，又缩短了干燥时间，提高了干燥效率。

1.  一种荠菜的高效干制方法，其特征在于：步骤如下：
步骤一、预处理：
(1)、清洗：先用流水去除叶片表面的浮土，并去除黄变、腐败、有虫蛀的叶片，再将根剪掉，最后沥干荠菜表面的游离水；待沥干完成后，将荠菜切分成0.5~1cm长的片段；
(2)、预冻：将切分好的荠菜片段预冻在-15~-20℃条件下，预冻时间不少于6h，备用；
步骤二、冷冻干燥：
将预冻后的荠菜取出置于冷冻干燥机中，先将温度设定至-3~-7℃，对荠菜进行升华处理，升华时间3～4h；再将温度设定至3~7℃，对荠菜进行解析处理，解析时间2~3h；结合升华和解析处理后的荠菜，其含水量在50%~60%，叶绿素和维生素C均保持鲜样的90%~95%；
步骤三、真空干燥：
(1)、将荠菜从所述冷冻干燥机中取出，置于真空干燥箱中；先将真空度设置在-0.065~-0.075MPa范围内，温度在干燥时间内从30℃匀速上升到50℃，干燥时间为50~60min；以使得荠菜的含水量降至25%~30%，其叶绿素和维生素C保持鲜样的80%~88%；
(2)、再将真空度设置在-0.08~-0.09MPa范围内，温度在干燥时间内从50℃匀速上升到70℃，干燥时间为40~50min；以使得荠菜的含水量在15%~20%，其叶绿素和维生素C保持鲜样的75%~78%；
步骤四、微波干燥：
将荠菜从所述真空干燥机中取出，置于微波干燥箱中，按照5~10W/g荠菜的功率进行干燥，干燥时对荠菜进行翻动，且每加热0.8~1.2 min，间歇10~20s；以使得荠菜的含水量降至8%以下，叶绿素和维生素C保持鲜样的70%~75%，完成干燥。

2.  根据权利要求1所述的干制方法，其特征在于：在预处理步骤中，在对荠菜清洗之前先将荠菜按照植株大小和成熟度进行分级。

3.  根据权利要求1所述的干制方法，其特征在于：在真空干燥步骤中，荠菜装盘要均匀，装盘厚度控制在0.5cm~0.7cm。

4.  根据权利要求1所述的干制方法，其特征在于：在预处理步骤中，将切分好的荠菜片段预冻在-20℃条件下。

5.  根据权利要求1所述的干制方法，其特征在于：在微波干燥步骤中，每加热1 min，间歇10~20s。

一种荠菜的高效干制方法
技术领域
本发明涉及一种荠菜的高效干制方法，该干制方法具体涉及荠菜采后预处理和冷冻、真空、微波联合干燥。
背景技术
近年来，随着人们消费水平的提高，饮食观念的改变，野生蔬菜越来越多地从山间走向餐桌，对丰富百姓菜篮子起到非常重要的作用，同时，许多野生蔬菜还有一定的药效功能，越来越受到消费者的青睐。
荠菜——十字花科植物，是一种老少皆宜的可食用野菜。荠菜生长时匐于地表，颜色呈灰绿色，气味清香甘甜，由于富含谷氨酸等多种人体必需的氨基酸，味道鲜美至极，被誉为“野菜之上品”，还含有大量纤维素、无机盐、维生素、有机酸及黄酮类物质，有助于增强人体的免疫功能，而且兼有一定的药物功效，能起到预防和治疗某些疾病的作用。南朝梁人陶弘景的《名医别录》中称，荠菜能“利肝气、和中”；《本草纲目》记载“荠菜味甘性平，入心肺肝经，具利尿、明目、和肝、强筋健骨、降压、消炎之功”。现代中医学也认为，荠菜有健脾、利水、止血、降压之功效，对牙龈出血、肝炎、痢疾和小儿高热惊风有良好的治疗效果。作为特种野生蔬菜，荠菜对冬季绿色蔬菜匮乏有一定缓解作用，但由于受生长季节性限制明显，且采摘期和贮藏期较短，其食用价值和经济效益都得不到充分发挥。采用合适的干燥技术，将荠菜加工成干制品，既可满足不同的消费需求，又能有效延长荠菜产品的供应时间。
目前，蔬菜干燥最常用的方法是热风干燥方法，但是热风干燥时间长、干燥温度高、干燥过程破坏了蔬菜的组织结构，干燥后产品品质下降严重，营养损失大；另有冷冻干燥方法，其虽然可以较大程度地保存产品的天然品质和营养价值，但是干燥时间过长，设备价格昂贵，生产成本高，使其适用范围受到局限；还有微波干燥方法，其由于其独特的加热特性，干燥时直接深入物料内部，使内外水分同时汽化，去除物料水分能力强，但是微波干燥也存在干燥不均匀的问题。
综上所述，如何提供一种较佳的荠菜干制方法便成为本发明所要研发解决的课题。 
发明内容
本发明目的是提供一种荠菜的高效干制方法，以解决现有诸多干燥方法的不足。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种荠菜的高效干制方法，步骤如下：
步骤一、预处理：
(1)、清洗：先用流水去除叶片表面的浮土，并去除黄变、腐败、有虫蛀的叶片，再将根剪掉，最后沥干荠菜表面的游离水；待沥干完成后，将荠菜切分成0.5~1cm长的片段；
(2)、预冻：将切分好的荠菜片段预冻在-15~-20℃条件下，预冻时间不少于6h，备用；
步骤二、冷冻干燥：
将预冻后的荠菜取出置于冷冻干燥机中，先将温度设定至-3~-7℃，对荠菜进行升华处理，升华时间3～4h；再将温度设定至3~7℃，对荠菜进行解析处理，解析时间2~3h；结合升华和解析处理后的荠菜，其含水量在50%~60%，叶绿素和维生素C均保持鲜样的90%~95%；
步骤三、真空干燥：
(1)、将荠菜从所述冷冻干燥机中取出，置于真空干燥箱中；先将真空度设置在-0.065~-0.075MPa范围内，温度在干燥时间内从30℃匀速上升到50℃，干燥时间为50~60min；以使得荠菜的含水量降至25%~30%，其叶绿素和维生素C保持鲜样的80%~88%；
(2)、再将真空度设置在-0.08~-0.09MPa范围内，温度在干燥时间内从50℃匀速上升到70℃，干燥时间为40~50min；以使得荠菜的含水量在15%~20%，其叶绿素和维生素C保持鲜样的75%~78%；
步骤四、微波干燥：
将荠菜从所述真空干燥机中取出，置于微波干燥箱中，按照5~10W/g荠菜的功率进行干燥，干燥时对荠菜进行翻动，且每加热0.8~1.2 min，间歇10~20s；以使得荠菜的含水量降至8%以下，叶绿素和维生素C保持鲜样的70%~75%，完成干燥。
上述技术方案中的有关内容解释如下：
1、上述方案中，预处理步骤中的预冻结合冷冻干燥，由于预冻可将荠菜中的游离水固化以保持干燥产品固有形态，防止在冷冻干燥中造成鼓泡、收缩、溶质迁移等不可逆变化的产生，因此相比直接进行干燥步骤而言，不仅可以更好地保持荠菜的组织形态和营养物质，为下一步冷冻干燥做好准备，提高了整个干燥工艺的效率，而且可以缓解设备容量不足造成的生产压力，预冻的荠菜产品不仅是荠菜干燥的原材料，同时可以用于其他荠菜产品的开发和应用，在实际生产中更有意义。
2、上述方案中，冷冻干燥包括升华处理和解析处理两个阶段，最主要的阶段是升华处理，此阶段可以让冰晶直接升华逸出而使荠菜脱水，主要除去的是荠菜中的自由水，而解析处理则是除去荠菜中不能被冻结的毛细管壁和极性基团上吸附的结合水。冷冻干燥能较好保持荠菜的组织结构和营养成分，能使物料产生多孔结构，有利于水蒸气的排出，提高后期的干燥速率，也借此提高产品的复水性。
3、上述方案中，真空干燥分为前后两个阶段。在真空干燥前半阶段，采用高真空度，可以降低荠菜中水分的沸点，使得荠菜中的水分逐渐吸热升温到沸腾，使荠菜中的自由水较快蒸发，同时使荠菜中的结合水迁移到荠菜表面，缩短加热的时间；由于采用较低加热温度，可以减少荠菜中营养成分的损坏，维持荠菜较好的色泽和外观形态，同时随着温度逐渐升高，荠菜升温并达到沸点的时间越短，可以缩短干燥时间；
在真空干燥的后半阶段，采用较低真空度，荠菜中的水分持续沸腾，内部水分继续向表面迁移，采用较高的温度干燥，可以加快传热速率，水分蒸发也越快，而且随着荠菜中水分的不断降低，干燥速率也会下降，因此需要较高的干燥温度使荠菜中的结合水蒸发，提高干燥速率。
综上所述，分段真空干燥更符合荠菜干燥过程中传热与传质的特点，使有效传热主要用于蒸发水分，而不是用于物料升温，这样不仅缩短干燥时间，而且很好地保持了荠菜的营养品质和色泽。
4、上述方案中，微波干燥采用高能量快速去除荠菜中剩余水分，从而达到干燥的目的。由于微波干燥箱在使用过程中通常具有在空间分布的不均匀性，所以在微波干燥过程中经常会造成放置在干燥箱四周的物料经常出现过度干燥的情况，而放置在中心的物料还未干燥完全，所以在微波干燥0.8~1.2min后，需要间隔10~20s，是物料进行短暂缓苏，避免温度过高造成荠菜营养品质和色泽的损坏，并且在干燥2~3min后，还要进行翻动，以避免微波干燥不均匀的情况。
5、上述方案中，在预处理步骤中，在对荠菜清洗之前先将荠菜按照植株大小和成熟度进行分级。
6、上述方案中，在真空干燥步骤中，荠菜装盘要均匀，装盘厚度控制在0.5cm~0.7cm。
7、上述方案中，在预处理步骤中，将切分好的荠菜片段预冻在-20℃条件下。
8、上述方案中，在微波干燥步骤中，每加热1 min，间歇10~20s。
本发明的工作原理及优点如下：
本发明一种荠菜的高效干制方法，采用三种干燥方式的有效结合，避免了单一干燥的缺陷，如冷冻干燥时间长，耗能高，微波干燥加热不均匀，对荠菜营养成分破坏较大，真空干燥低温下荠菜表面形成水汽造成品质下降。三种方式的结合，不仅最大程度的保持了荠菜的组织形态和营养成分，荠菜的外形和色泽较好，有较好地复水特性，而且，经过预冻和冷冻干燥保持了荠菜的原有风味，并经过两段式真空干燥和微波干燥又促进了风味物质的转化，使得干制后荠菜的风味更加浓郁；同时本发明大幅缩短了干燥时间，不仅保持了荠菜的品质，更提高了干燥效率。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述：
实施例一：一种荠菜的高效干制方法，步骤如下：
步骤一、预处理：
(1)、清洗：先用流水去除叶片表面的浮土，并去除黄变、腐败、有虫蛀的叶片，再将根剪掉，最后沥干荠菜表面的游离水；待沥干完成后，将荠菜切分成0.5~1cm长的片段；
(2)、预冻：将切分好的荠菜片段预冻在-15~-20℃条件下，预冻时间不少于6h，备用；
步骤二、冷冻干燥：
将预冻后的荠菜取出置于冷冻干燥机中，先将温度设定至-3~-7℃，对荠菜进行升华处理，升华时间3～4h；再将温度设定至3~7℃，对荠菜进行解析处理，解析时间2~3h；结合升华和解析处理后的荠菜，其含水量在50%~60%，叶绿素和维生素C均保持鲜样的90%~95%；
步骤三、真空干燥：
(1)、将荠菜从所述冷冻干燥机中取出，置于真空干燥箱中；先将真空度设置在-0.065~-0.075MPa范围内，温度在干燥时间内从30℃匀速上升到50℃，干燥时间为50~60min；以使得荠菜的含水量降至25%~30%，其叶绿素和维生素C保持鲜样的80%~88%；
(2)、再将真空度设置在-0.08~-0.09MPa范围内，温度在干燥时间内从50℃匀速上升到70℃，干燥时间为40~50min；以使得荠菜的含水量在15%~20%，其叶绿素和维生素C保持鲜样的75%~78%；
步骤四、微波干燥：
将荠菜从所述真空干燥机中取出，置于微波干燥箱中，按照5~10W/g荠菜的功率进行干燥，干燥时对荠菜进行翻动，且每加热0.8~1.2 min，间歇10~20s；以使得荠菜的含水量降至8%以下，叶绿素和维生素C保持鲜样的70%~75%，完成干燥。
其中，预处理步骤中的预冻结合冷冻干燥，由于预冻可将荠菜中的游离水固化以保持干燥产品固有形态，防止在冷冻干燥中造成鼓泡、收缩、溶质迁移等不可逆变化的产生，因此相比直接进行冷冻干燥步骤而言，不仅可以更好地保持荠菜的组织形态和营养物质，为下一步冷冻干燥做好准备，提高了整个干燥工艺的效率，而且可以缓解设备容量不足造成的生产压力，预冻的荠菜产品不仅是荠菜干燥的原材料，同时可以用于其他荠菜产品的开发和应用，在实际生产中更有实际意义。
其中，冷冻干燥包括升华处理和解析处理两个阶段，最主要的阶段是升华处理，此阶段可以让冰晶直接升华逸出而使荠菜脱水，主要除去的是荠菜中的自由水，而解析处理则是除去荠菜中不能被冻结的毛细管壁和极性基团上吸附的结合水。冷冻干燥能较好保持荠菜的组织结构和营养成分，能使物料产生多孔结构，有利于水蒸气的排出，提高后期的干燥速率，也借此提高产品的复水性。
其中，真空干燥分为前后两个阶段。在真空干燥前半阶段，采用高真空度，可以降低荠菜中水分的沸点，使得荠菜中的水分逐渐吸热升温到沸腾，较快地使荠菜中的自由水蒸发，同时使得荠菜中的结合水迁移到荠菜表面，缩短加热的时间；由于采用较低加热温度，可以减少荠菜中营养成分的损坏，维持荠菜较好的色泽和外观形态，同时随着温度逐渐升高，荠菜升温并达到沸点的时间越短，可以缩短干燥时间；
在真空干燥的后半阶段，采用较低真空度，使得荠菜中的水分持续沸腾，内部水分继续向表面迁移，采用较高的温度干燥，可以加快传热速率，水分蒸发也越快，而且随着荠菜中水分的不断降低，干燥速率也会下降，因此需要较高的干燥温度使荠菜中的结合水蒸发出来，提高干燥速率。
综上所述，分段真空干燥更符合荠菜干燥过程中传热与传质的特点，使有效传热主要用于蒸发水分，而不是用于物料升温，这样不尽缩短干燥时间，而且很好地保持了荠菜的营养品质和色泽。
其中，微波干燥采用高能量快速去除荠菜中剩余水分，从而达到干燥的目的。由于微波干燥箱在使用过程中通常具有在空间分布的不均匀性，所以在微波干燥过程中经常会造成放置在干燥箱四周的物料经常出现过度干燥的情况，而放置在中心的物料还未干燥完全，所以在微波干燥1min后，需要间隔10s~20s，是物料进行短暂缓苏，避免温度过高造成荠菜营养品质和色泽的损坏，并且在干燥2~3min后，还要进行翻动，以避免微波干燥不均匀的情况。
见表1、2，本发明一种荠菜的高效干制方法，采用三种干燥方式的有效结合，避免了单一干燥的缺陷，如冷冻干燥时间长，耗能高，微波干燥加热不均匀，对荠菜营养成分破坏较大，真空干燥低温下荠菜表明形成水汽造成品质下降。三种方式的结合，不仅最大程度的保持了荠菜的组织形态和营养成分，荠菜的外形和色泽较好，有较好地复水特性；经过预冻和冷冻干燥保持了荠菜的原有风味，经过两段式真空干燥和微波干燥又促进了风味物质的转化，使得干制后荠菜的风味更加浓郁，而且大大缩短了干燥时间，提高了干燥效率。
香气是衡量荠菜品质的重要指标，决定了人们对荠菜产品的可接受程度。就香气而言，荠菜多呈现特有的草叶清香和蔬果香气，荠菜中各种挥发性及半挥发性化合物共同作用形成了其特征滋气味体系。目前，关于荠菜中风味物质的研究还较少。有专家采用蒸馏法对荠菜叶挥发性成分进行了提取，共分离确定了其中12种化合物，鉴定出荠菜的主要化学成分为:L-胍基琥珀酰亚胺、植醇、植酮、油酸、棕榈酸等。亦有专家运用GC-MS 鉴定出荠菜中多种挥发性物质，如叶醇、二甲三硫化物、二甲基己醛、3- 甲基庚酯。申请人前期建立了荠菜中风味物质的检测方法，并鉴定出荠菜中有效香气成分64种，以醇类、醛类、烃类及含硫杂氧化合物为主，确定了荠菜的特征香气成分主要有二甲基二硫、正己醛、叶醇、青叶醛、二甲三砜、2,6-二甲基环己醇、β-紫罗兰酮等。但传统的干制方法极易造成荠菜中风味物质的流失，导致终产品品质下降，因此，选择合适的干燥方式和工艺参数，最大限度保留荠菜中原有营养组分和芳香组分，对提高荠菜综合利用效率有重要意义。经过预冻和冷冻干燥保持了荠菜的原有风味，经过两段式真空干燥和微波干燥又促进了风味物质的转化，使得干制后荠菜的风味更加浓郁，同时提高了荠菜的复水率，并大幅缩短了干燥时间，不仅保持了荠菜的品质，更提高了干燥效率。


 
实施例二：一种荠菜的高效干制方法，与实施例一不同之处在于：
一、预冻时，荠菜预冻在-20℃条件下；
二、冷冻干燥时，升华处理时的温度设定为-5℃，解析处理时的温度设定为5℃，总干燥时间为5h；
三、真空干燥时，前半阶段的干燥时间为50min，使荠菜的含水量降至26.8%；后半阶段的干燥时间为45min，使荠菜的含水量降至17.3%；
四、微波干燥时，按照8W/g荠菜的功率进行干燥，且间歇时间为20s。
其他部分和实施例一相同，这里不再赘述。
实施例三：一种荠菜的高效干制方法，与实施例一不同之处在于：
一、预冻时，荠菜预冻在-20℃条件下；
二、冷冻干燥时，升华处理时的温度设定为-3℃，解析处理时的温度设定为7℃，总干燥时间为6h，使荠菜的含水量降至54.3%；
三、真空干燥时，前半阶段的干燥时间为46min，使荠菜的含水量降至25.1%；后半阶段的干燥时间为50min，使荠菜的含水量降至15.3%；
四、微波干燥时，按照5W/g荠菜的功率进行干燥，且间歇时间为15s。
其他部分和实施例一相同，这里不再赘述。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。