[发明专利]一种通过二氧化碳与超声波联合处理提高果蔬速冻效率及品质的方法

说明书

一种通过二氧化碳与超声波联合处理提高果蔬速冻效率及品质的方法，属于果蔬加工技术领域中的冷冻加工技术范畴。本发明以新鲜的果蔬为主要原料，按照以下顺序进行操作：果蔬原料的清洗、切分、灭酶、沥水、加压二氧化碳处理、超声波辅助冻结。本发明方法采用二氧化碳和超声波对果蔬物料的联合作用，最大限度地降低了果蔬物料的冷冻时间，从而减小了果蔬物料内部的冰晶体大小；用此方法所得的冻结产品解冻后，不仅最大限度地保持了产品的质构和原有形态，而且降低了产品的汁液流失率和营养成分的流失。相比普通速冻，二氧化碳和超声波联合处理的果蔬的冻结时间缩短了15%‑18%，汁液流失率降低了11%‑15%，硬度也相应提升了13%‑15%。

技术领域

本发明一种通过二氧化碳与超声波联合处理提高果蔬速冻效率及品质的方法，属于果蔬加工技术领域中的冷冻加工技术范畴。

背景技术

我国果蔬资源丰富，是全球最大的果蔬生产输出国。新鲜的果蔬含有丰富的营养成分，在人们的饮食生活中占有极其重要的地位。然而，果蔬在采后其体系内发生一系列生化反应，当新鲜果蔬在常温下储藏时，极易受到微生物的侵染而引起腐烂变质，造成其营养成分大量的流失，色泽、香气和风味等品质急剧的下降。因此对于果蔬采后加工技术的研究有重要的现实意义。冷冻加工技术是果蔬加工贮藏的一种重要手段，是利用制冷技术将果蔬温度降低至-18℃以下，使果蔬能达到长期保藏，并且又能较好的保持其理化特性的加工方法。而冷冻产品的品质很大程度上取决于果蔬冷冻过程中的冷冻速率及冰晶体大小、形态、在细胞组织中的分布情况。因此为了提高冷冻的速率，降低冰晶体的大小，近几年科学界展开了很多相关的研究，如浸渍冷冻，超高压辅助冷冻，射频辅助冷冻，静电辅助冷冻和超声波辅助冷冻等。

超声波辅助冷冻技术将超声波技术与食品冷冻技术结合在一起，由于低频超声波产生的气泡能作为初次成核的晶核，促进冰晶形成，并且低频超声波产生的微射流和冲击波还能将已存在的大的枝状冰晶体破碎，形成小的冰晶，作为二次成核的晶核，而且低频超声波空穴气泡破裂瞬间产生的高压能引发产生更大的过冷，为晶核的形成提供驱动力，此外低频超声波还加快了传热效率，避免了因潜热释放带来的局部回温和冰晶融化。因此很大程度地提高了物料在冷冻过程中的冷冻效率。

Sun 和 Li（2002，2003）报道了不同超声波功率对土豆浸渍冷冻效率及品质的影响，并结合扫描电镜在细胞层面进行了对比研究，结果显示超声波功率太高或者太低都不利于土豆冷冻效率和品质的提升，而合适的超声波功率能显著地提高冷冻效率和品质；同时对比普通冻结土豆的细胞结构，低频超声波辅助冻结土豆的细胞结构较为完整，细胞间空洞、结构的破损断裂处较少。Delgado 等人（2009）在将低频超声波应用到苹果的冻结过程中，研究发现低频超声波辅助冻结苹果的最佳工艺条件为：40kHz，0.23W/cm²，在0℃或者1℃时，超声波作用120s，作用模式为30s/30s，能够将苹果的冻结速率提高8%。Kiani等人（2011, 2012, 2013）报道了水溶液、蔗糖溶液和琼脂蔗糖固态模拟体系，证明了合适的超声波条件不论是在液体中还是固体中都能显著提高冷冻的速率，并且能降低冰晶体的大小。Xu等人（2014, 2015），Cheng等人(2014)，Xin等人（2014）分别研究了不同的超声波强度作用红心萝卜，草莓和西兰花，发现合适的超声波作用，能够显著地提高这三种果蔬的冻结速率和品质。