一种超声波微波分段加工处理预熟化芸豆的方法

摘要

本发明公开了一种超声波微波分段加工处理预熟化芸豆的方法，对芸豆籽粒充分浸泡后沥干，常温下使芸豆籽粒静置萌发；将萌发后的芸豆籽粒进行蒸汽漂烫处理，得到预熟化芸豆籽粒；将预熟化芸豆籽粒置于水中，经超声波进一步调理；从水中取出芸豆籽粒，沥干表面水分后再经微波干燥，使芸豆籽粒完全脱水，且达到完全熟化状态；将熟化后的芸豆籽粒降至室温，进行包装处理。本发明通过超声波对预熟化的芸豆籽粒进行调理，调整物料水分的流动特性，去除附着在其表面的糖分和杂质，有效解决微波干燥过程中所存在的物料间黏连问题，提高干燥效率，再经微波干燥设备的智能控温控湿对物料进行高效干制，实现物料的完全熟化，改善产品的营养价值和适口性。

说明书

技术领域

本发明属于农产品加工技术领域，更具体地讲，涉及一种超声波微波分段加工处理预熟化芸豆的方法。

背景技术

芸豆，豆科菜豆属，芸豆籽粒含大量营养物质，如蛋白质、脂肪、碳水化合物及各种必需氨基酸，其中色氨酸、赖氨酸的含量相对较高，其所含蛋白质的含量比鸡肉高，所含钙的含量是鸡肉的七倍多，铁的含量为鸡肉的四倍，B族维生素的含量也高于鸡肉。芸豆在我国有着悠久的种植历史，而且种地的地域也非常的广泛，是我国重要的食用豆类。芸豆也是我国重要的出口农产品，在我国的农业种植中，芸豆有着非常明显的不可替代的优势。

目前，在芸豆籽粒加工过程中，为了提高加工效率，通常采取的加工方式为破碎或者去除芸豆籽粒的表皮，其口感虽然得到改善，但芸豆破碎后会造成外观不完整，消费者认同度低。而采取高温蒸汽蒸煮，避免了芸豆外观的不完整，保证了芸豆的品相和外观。现有研究结果显示，蒸煮方法可以使得芸豆中抗性淀粉的含量有所下降，快速消化淀粉、缓慢消化淀粉及总淀粉含量均增加。然而经过高温蒸汽蒸煮后的芸豆，在冷却过程中，表皮后析出水分、糖分、淀粉等一系列物质。如果不进行清洗直接干燥，在干燥过程中，芸豆黏性增加，相互黏连在一起，使干燥效率降低。

芸豆籽粒干燥中，常见的方法为自然干燥和热风干燥。其中，自然干燥耗时长，效率低，不适合于工业生产。热风干燥目前技术成熟，应用广泛，但是存在耗能高、环境污染大等问题。

中国专利文献CN 104719781公开了一种与大米共煮同熟的芸豆加工方法，该方法对芸豆籽粒进行低压蒸煮熟化，然后通过热风微波两阶段干燥实现物料的脱水和微膨化。中国专利文献CN 111543592公开了一种红豆预熟化处理方法，该方法对红豆先后用直流电源和微波做介电处理，然后通过热风干燥至安全贮藏水平。中国专利文献CN 110200192公开了一种即食休闲毛豆及其制备工艺，该方法通过热风干燥和真空冷冻干燥两阶段组合干燥的模式将调理后的生鲜毛豆脱水，所得产品作为即食性休闲食品。上述专利文献中所公开的干燥工艺中均采用了热风干燥，其干燥时间长、耗能大，从而造成制得的芸豆食品成本较高。

发明内容

为了解决现有技术中芸豆的熟化干燥问题，提升芸豆籽粒的加工品质和效率，为此，本发明提供了一种超声波微波分段加工处理预熟化芸豆的方法。

所采用的技术方案如下所述：

一种超声波微波分段加工处理预熟化芸豆的方法，包括如下步骤：

步骤1，对芸豆籽粒充分浸泡后进行沥干，常温下使芸豆籽粒静置萌发；

步骤2，将萌发后的芸豆籽粒进行蒸汽漂烫处理，得到预熟化芸豆籽粒；

步骤3，将漂烫后的芸豆籽粒置于水中，经超声波进一步调理；

步骤4，从水中取出芸豆籽粒，沥干表面水分后再经微波干燥，使芸豆籽粒完全脱水，且达到完全熟化状态；

步骤5，将熟化后的芸豆籽粒降至室温，进行包装处理。

优选地，所述步骤1中采用自来水对成熟的芸豆籽粒浸泡2h～4h，取出并沥干水分后，在常温下静置萌发。

萌发后的芸豆籽粒处于萌发状态，但尚未出芽。

优选地，所述步骤2中，在100℃～105℃的高温蒸汽环境下对萌发后的芸豆籽粒调理1min～3min。

所述步骤3中，采用超声波对漂烫后的芸豆籽粒调理3min～7min。

所述超声波的功率相对于芸豆籽粒为0.5～1W/g；

优选地，所述步骤4中，结合网带和风机对超声波调理后的芸豆籽粒进行沥干处理；沥干后的芸豆籽粒在0.5～4.0W/g的微波干燥功率下形成60℃～100℃的微波干燥环境，在芸豆籽粒传送方向上，其微波干燥功率呈逐级递减模式。

在微波干燥传送带的上方设有水汽笼罩带，二者距离10cm～50cm，在水汽笼罩带上均匀设有水汽排放孔，其孔径2～8mm，开孔率20％～50％。

经过连续化微波干燥后的芸豆籽料含水率小于12％。

本发明所提供的技术方案具有如下有益技术效果：

A.本发明通过超声波对预熟化的芸豆籽粒进行调理，可以去除附着在其表面的糖分和杂质，还可以调整物料水分的流动特性，有效解决微波干燥过程中所存在的物料间黏连问题，有助于微波多方位渗透，提高干燥效率。本发明通过微波干燥设备的智能控温控湿对物料进行高效干制的过程，实现了物料的完全熟化，同时改善了产品的营养价值和适口性。

B.本发明采用频率大于20kHz的超声波，超声波在液体中所产生的空化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直接、间接的作用，使污物层被分散、乳化、剥离，进而达到清洗的目的，因此，在超声波作用下，不仅芸豆蕴含的水分更容易脱除，而且芸豆中悬浮固体和液体的边界扩散作用在超声场中被增强，使固形物得率显著增加。

C.微波干燥具有穿透能力强，能对芸豆做介质整体加热，使得物料内部温升较快，水分散失方向与温度下降方向一致，促进了水分的迁移，针对芸豆籽粒具有很好的干制效果及熟化、微膨化功能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种超声波微波分段加工熟化芸豆籽粒的具体步骤流程图；

图2为本发明中超声波微波分段加工熟化芸豆籽粒主要工艺系统结构图；

图3为本发明所提供的水汽笼罩带结构示意图。

图中：1-物料防浮输送带；2-超声波预处理水槽；3-预干风发生器；4-喷动预干系统；5-排湿系统；6-微波加热箱；7-微波发生器；8-水汽笼罩带，81-水汽排放孔；9-微波抑制器；10-动力传输系统。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种超声波微波分段加工处理预熟化芸豆的方法，包括如下步骤：

【S1】对芸豆籽粒充分浸泡后沥干，常温下使芸豆籽粒静置萌发。

采用自来水对成熟的芸豆籽粒浸泡2h～4h，取出并沥干水分后，在常温下静置萌发。萌发后的芸豆籽粒处于萌发状态，但尚未出芽。

【S2】将萌发后的芸豆籽粒进行蒸汽漂烫处理，得到预熟化芸豆籽粒。

在100℃～105℃的高温蒸汽环境下对萌发后的芸豆籽粒调理1min～3min。

【S3】将预熟化芸豆籽粒置于水中，经超声波进一步调理，超声波采用频率大于20kHz的声波，调理时间3min～7min，超声波的功率相对于芸豆籽粒为0.5～1W/g。

【S4】从水中取出芸豆籽粒，沥干表面水分后再经微波干燥，使芸豆籽粒完全脱水，且达到完全熟化状态。本发明结合网带和风机对超声波调理后的芸豆籽粒进行沥干处理，沥干后的芸豆籽粒在0.5～4.0W/g的微波干燥功率下形成60℃～100℃的微波干燥环境，在芸豆籽粒传送方向上，其微波干燥功率呈逐级递减模式。

本发明在微波干燥传送带的上方设有水汽笼罩带，二者距离10cm～50cm，在水汽笼罩带上均匀设有水汽排放孔，其孔径2～8mm，开孔率20％～50％。

【S5】将熟化后的芸豆籽粒降至室温，进行包装处理，芸豆籽料含水率小于12％。

实施例1：

对芸豆籽粒进行拣选，挑选品质均匀、无机械损伤、无病虫害的成熟芸豆籽粒在常温下用自来水浸泡2h，浸泡结束后沥干水分，放在托盘中静置萌发。静置萌发1h后，用100℃～105℃的高温蒸汽蒸煮1min。

将芸豆籽粒放入超声波水槽中进行调理，去除表面的糖分和其他杂质，调理3min，超声波的功率为1W/g；将调理后的芸豆籽粒放入连续化微波干燥设备的传送带上，送入控温控湿微波干燥设备中进行快速脱水和完全熟化，这里所采用的水汽笼罩带为蒸汽笼罩层帆布，其高度为10cm，微波功率为1W/g，物料上限温度80℃，并在干燥过程中存在动态调整，最终芸豆籽粒的含水率低于8％。

待微波干燥后的芸豆籽粒降至室温后，利用包装机进行封口包装。所得预熟化脱水芸豆籽粒比自然籽粒复熟效率提高50％，复熟后的硬度降低30％，实施工艺比先蒸煮熟化后热风干燥节省干燥时间65％，复熟效率和口感无显著差别。

实施例2：

对芸豆籽粒进行拣选，挑选品质均匀、无机械损伤、无病虫害的成熟芸豆籽粒在常温下用自来水浸泡3小时。浸泡结束后沥干水分，放在托盘中静置萌发。2h后，用100℃～105℃的高温蒸汽蒸煮2min。

蒸煮结束后，将芸豆籽粒放入超声波水槽中进行调理，去除表面的糖分和其他杂质，超声波的功率为0.8W/g，调理5min。

将调理后的芸豆籽粒放入连续化微波干燥设备的传送带上，送入控温控湿微波干燥设备中进行快速脱水和完全熟化，蒸汽笼罩层帆布高度为20cm，微波功率为1.5W/g，物料上限温度90℃，并在干燥过程中存在动态调整，最终芸豆籽粒的含水率低于7％。

待微波干燥后的芸豆籽粒降至室温后，利用包装机进行封口包装。所得预熟化脱水芸豆籽粒比自然籽粒复熟效率提高45％，复熟后的硬度降低27％，实施工艺比先蒸煮熟化后后热风干燥节省干燥时间70％，复熟效率和口感无显著差别。

实施例3：

对芸豆籽粒进行拣选，挑选品质均匀、无机械损伤、无病虫害的成熟芸豆籽粒在常温下用自来水浸泡4h。浸泡结束后沥干水分，放在托盘中静置萌发。3h后，用100℃～105℃的高温蒸汽蒸煮3min。

蒸煮结束后，将芸豆籽粒放入超声波水槽中进行调理，去除表面的糖分和其他杂质，超声波的功率为0.5W/g，调理7min。

将调理后的芸豆籽粒放入连续化微波干燥设备的传送带上，送入控温控湿微波干燥设备中进行快速脱水和完全熟化，蒸汽笼罩层帆布高度为30cm，微波功率为1.8W/g和物料上限温度100℃，并在干燥过程中存在动态调整，最终芸豆籽粒的含水率低于7％。

待微波干燥后的芸豆籽粒降至室温后，利用包装机进行封口包装。所得预熟化脱水芸豆籽粒比自然籽粒复熟效率提高42％，复熟后的硬度降低25％，实施工艺比蒸煮后热风干燥节省干燥时间75％，复熟效率和口感无显著差别。

实施例4：

对芸豆籽粒进行拣选，挑选品质均匀、无机械损伤、无病虫害的成熟芸豆籽粒在常温下用自来水浸泡4h。浸泡结束后沥干水分，放在托盘中静置萌发。3h后，用100℃～105℃的高温蒸汽蒸煮3min。

蒸煮结束后，将芸豆籽粒放入超声波水槽中进行调理，去除表面的糖分和其他杂质，超声波的功率为0.5W/g，调理7min。将调理后的芸豆籽粒放入连续化微波干燥设备的传送带上，送入控温控湿微波干燥设备中进行快速脱水和完全熟化，蒸汽笼罩层帆布高度为50cm，微波功率为4W/g和物料上限温度100℃，并在干燥过程中存在动态调整，最终芸豆籽粒的含水率低于6％。

待微波干燥后的芸豆籽粒降至室温后，利用包装机进行封口包装。所得预熟化脱水芸豆籽粒比自然籽粒复熟效率提高40％，复熟后的硬度降低23％，实施工艺比蒸煮后热风干燥节省干燥时间80％，复熟效率和口感无显著差别。

如图2所示，整个超声波微波分段加工处理系统包括物料防浮输送带1、超声波预处理水槽2、风干设备、微波干燥设备和动力传输系统10，其中的风干设备包括预干风发生器3、喷动预干系统4，微波干燥设备包括排湿系统5、微波加热箱6、微波发生器7、水汽笼罩带8和微波抑制器9。上述各实施例中经漂烫后的芸豆籽粒置于输送带上，并输送至超声波预处理水槽2中，进行超声调理处理，然后再由超声波预处理水槽2中取出后进入喷动预干系统4，这里的预干风发生器3可以为风机，喷动预干系统4中的输送带为网带结构。芸豆籽粒在网带上输送，并在风机吹风作用下达到表面快速沥水。沥水后的芸豆籽粒再进入微波干燥设备，在微波发生器7、微波加热箱6、微波抑制器9、水汽笼罩带8及排湿系统5的共同作用下，将芸豆籽粒进行快速脱水干制，得到含水率低于12％的完全熟化的芸豆籽粒；最后再经包装处理得到适口的即食食品。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。