香葱真空冷冻干燥工艺研究及其品质分析

摘要

本文针对香葱真空冻干生产的全过程进行了大量研究工作，并重点对香葱真空冷冻干燥工艺进行优化；利用SPME-GC-MS技术对新鲜香葱、冻干香葱和热风干燥香葱中挥发性物质进行分析，研究加工方法对香葱风味的影响；并对热风干燥和真空冷冻干燥两种生产技术进行了经济效益分析.具体研究结果如下： 1、兴化香葱的共晶点和共熔点温度分别为-14℃和-12℃。香葱的最佳冻结温度为-22℃；在-22℃的预冻温度下，香葱原料中心温度在90～120min之间就可以达到共晶点以下，完全冻结。物料切分尺寸会影响冻干过程中传热传质的速度，为了提高冻干效率，香葱的切分长度应为0.8～1.2cm之间。最终确定香葱冻干物料层最佳厚度为2.5～3.0cm。 2、将香葱真空冷冻干燥影响因素和相应的考察因素实验值输入BP神经网络模型，BP网络通过学习、模拟，进行收敛和预测，得到一组预测值。通过预测值与实验值的比较发现，预测值与实验值的误差在0.1％以内，说明应用BP神经网络能够比较好地对香葱真空冷冻干燥进行模拟和优化。BP网络对升华温度、解析温度和冻干室压强3个实验因素进行重要性分析，得到以下结果：升华温度对香葱真空冷冻干燥的影响最大，解析温度影响次之，冻干室压强的影响最小。通过BP网络模型对香葱冻干过程的模拟和优化，得到优化后的香葱冻干工艺：升华干燥温度为90℃，解析温度为55℃，冻干室压强为60Pa。 3、三种香葱样品中共检出风味物质113种，包括含硫化合物、芳香族化合物及其衍生物、烃类化合物、醛类化合物、醇酮类化合物、酸类化合物、酯类化合物、胺类化合物和其他物质。其中新鲜香葱样品种检出挥发性物质97种；真空冻干样品检出33种，保留了新鲜香葱中25种挥发性成分，干燥过程中产生8种新的挥发性物质；热风干燥样品中检出挥发性成分31种，保留了原料中的18种风味物质，干燥过程种产生13种新的挥发性物质。通过分析结果可以发现，热风干燥产品所保留的挥发性物质，冻干产品中全部能够检出。说明冻干技术在保留原有风味成分的方面优于热风干技术。 4、在贮藏期间，冻干和热风脱水香葱产品的3种包装处理方法中，充空气和充CO2包装对产品质量影响较大，Vc和叶绿素含量明显下降；真空包装能很好的保持产品的特性不改变，但是真空包装会使产品因挤压而产生破碎，对保持产品质地不利。 5、在冻干香葱和热风干燥香葱的总成本中，所占比例最大的是原料支出；除了包装和贮藏费用没有差别，其余各项支出冻干产品都远远高于热风干燥产品，尤其是能耗和折旧，冻干产品甚至是热风干燥产品的4倍多。冻干香葱的总成本约是热风干燥产品的1.5倍，每天产量也低于热风干燥香葱，但是冻干香葱的价格大大高于热风干燥香葱，所以最后冻干产品的利润和效益也是热风干燥香葱的3倍甚至4倍以上。

目录

文摘

英文文摘

声明

引言

第一章文献综述

1脱水香葱的传统加工技术及加工现状

1.1脱水香葱的传统加工技术

1.2脱水香葱的加工现状及存在的问题

2现代食品脱水技术的发展状况

2.1常压热风干燥技术

2.2真空冷冻干燥技术

2.3微波干燥技术

2.4远红外干燥技术

2.5渗透干燥技术

2.6其他干燥技术

3真空冷冻干燥技术概述

3.1真空冷冻干燥技术的基本原理

3.2真空冷冻干燥技术的应用进展

3.3真空冷冻干燥食品的特点

4人工神经网络

4.1神经网络的基本概念

4.2人工神经网络的应用

4.3误差逆向传播算法(BP算法)

5本研究目的及意义

参考文献

第二章香葱预处理条件对冻干过程的影响

1材料与方法

1.1实验材料

1.2主要仪器与设备

1.3试验方法

2结果与分析

2.1共晶点与共熔点温度的测定

2.2冻结温度和冻结时间的确定

2.3物料切分长度的确定

2.4物料厚度对冻干时间的影响

3讨论

3.1共晶点和共熔点温度的测定

3.2冻结温度和冻结时间的确定

3.3物料切分长度的确定

3.4物料厚度对冻干时间的影响

4本章小结

参考文献

第三章基于BP神经网络技术对香葱真空冷冻干燥工艺的优化

1指标测定方法

2 BP神经网络的构建过程

3 BP网络预测结果

4工艺优化结果

4.1因子重要性分析

4.2香葱冻干工艺的优化

5讨论

6本章小结

参考文献

第四章脱水香葱挥发性物质分析

1材料与方法

1.1试验材料

1.2主要仪器设备

1.3实验方法

2结果与分析

2.1含硫化合物的含量分析

2.2芳香族化合物及其衍生物的含量分析

2.3烃类化合物的含量分析

2.4醛类化合物的含量分析

2.5醇酮类化合物的含量分析

2.6酸类化合物的含量分析

2.7胺类化合物的含量分析

3讨论

3.1干燥过程对香葱中有机硫化物含量的影响

3.2干燥过程对芳香族化合物及其衍生物含量的影响

3.3干燥过程对烃类物质含量的影响

3.4干燥过程对醛类物质含量的影响

3.5干燥过程对醇酮类物质的影响

3.6干燥过程对酸类化合物的影响

3.7干燥过程对胺类物质的影响

4本章小结

参考文献

第五章 脱水香葱的贮藏特性研究与经济效益分析

1冻干香葱产品贮藏特性的研究

1.1材料与方法

1.2结果与分析

2.脱水香葱生产的经济分析

2.1成本构成与数据统计

2.2经济效益分析

3讨论

4本章小结

参考文献

全文结论

创新说明

致谢

在读期间发表的论文

附表：香葱的SPME-GS-MS分析结果