生姜真空冷冻干燥方便制品工艺技术的研究

邓林，刘延岭

(四川工商职业技术学院，四川 都江堰 611830)

生姜是常用的调味品，能赋予食品特殊的风味[1]。生姜含精油、辣味化合物、脂肪油、树脂、淀粉、戊聚糖、蛋白质、纤维素、腊、有色物质和微量矿物质等[2]，不但能调味，还有发汗解表、止呕、解毒、活血、祛寒等功效，是很好的食药双效品[3]。

真空冷冻干燥，简称冻干，具有诸多优点，如有利于营养成分和色香味成分的保留；可以有效抑制微生物的生长和酶的作用；基本保持了产品原有的结构，不会发生收缩和龟裂，不会引起表面硬化现象；复水时，吸水迅速、完全，能很快恢复至原有性状，养分流失极少；且产品质量轻，贮运携带方便，节约冷链的巨大耗费[4,5]。

目前，国外已经有比较成熟的冻干技术[6]，但冻干生姜在我国的研究还处于起步阶段，冻干生姜较传统生姜制品相比有很多优点，具有很好的市场前景。本文通过对真空冷冻干燥生姜方便制品(姜片、姜丝、姜粉)的工艺技术进行优化研究，以期为生姜制品的开发提供理论和技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

黄姜和普通姜：购自四川省成都市农贸市场。NaOH，I2，Na2SO4等化学试剂：均为国产分析纯。

WYT型手持糖量计 上海沪粤明科学仪器有限公司；FD-1DF型冷冻干燥剂 上海乔跃电子有限公司；XL-06A型家用小型粉碎机 北京市旭众致朋机械设备有限公司；DZQ400-2SB型真空充气包装机 深圳市华冠包装机械有限公司。

1.2 工艺流程

1.2.1 姜片

黄姜→清洗→去皮→预冻→真空冷冻干燥→包装→杀菌→成品。

1.2.2 姜丝

黄姜→清洗→去皮→切丝→预冻→真空冷冻干燥→包装→杀菌→成品。

1.2.3 姜粉

冻干姜片或姜丝→粉碎→包装→杀菌→成品。

1.3 复水试验

称取冷冻干燥生姜制品片3 g，放入250 mL烧杯中，加水量为150 mL。样品复水过程中，将烧杯置于保温桶中，恒温60 ℃，每隔15 min捞出试样置于筛网上沥水3 min，沥干后称重，然后用上述方法反复进行4次试验。干制品的复水性主要用复水比来衡量，复水比可由Rf=Gf/Gg求出。其中Rf为复水比；Gf为样品复水后沥干质量(g)；Gg为干制品试样质量(g)。

1.4 数据统计分析

对原始数据进行整理，用SPSS 22.0软件对实验数据进行统计和分析。

2 结果与分析

2.1 工艺条件优化

2.1.1 原料选择

生姜的品种很多，制作优质的冷冻干燥生姜制品，好的原料品种是基础。试验选择了市场上普遍销售的两种生姜：黄姜和普通姜，结果见表1。

表1 生姜原料品种对制品质量的影响Table 1 The effect of ginger varieties on the quality of products

选用普通姜作为生产原料，制品颜色暗淡，且容易断裂，感官品质极差。选用黄姜作为生产原料，可以生产出感官品质优良的制品。因此，生姜冻干制品的生产应选取新鲜、块茎肥大、无烂茎、无暗斑、无虫蛀、无发芽、颜色纯正、香气突出的黄姜。

2.1.2 原料的清洗

常用的清洗剂和消毒药物有水、碱水溶液、表面活性剂、含氯消毒剂、75%乙醇等[7]。其中水是基本清洗剂，安全、廉价、可回收使用。使用水进行清洗时，同时利用搅拌、流动摩擦以及压力喷射等物理方法，可大大提高水的洗涤效果。鉴于水具有安全、廉价、可回收的特点，确定用清水作为清洗剂。

通常清洗方法包括物理方法和化学方法[8]，适宜以水作为清洗剂的清洗方法为物理机械清洗法。用机械的方法通过冲洗、刷、擦、抹、扫等除去生姜表面的污泥和有害微生物[9]，减少食品被污染的机会，具有简单、方便、实用、安全的优点。在本试验中，采用手工清水清洗。

2.1.3 生姜的去皮

生姜若未去皮，制品的表皮会脱落，严重影响制品的感官品质。去皮的方法通常分物理法和化学法[10]。常用的物理去皮方法有机械去皮方法、热烫去皮法和冷冻去皮法；常用的化学去皮法有酶法和碱法去皮。化学去皮可能对制品的安全性和感官品质产生不利影响，试验确定采用物理去皮法。

热烫去皮法会导致姜制品组织软化，影响制品感官品质。经过试验，冷冻去皮法不适宜于生姜的去皮。机械去皮是最传统的去皮方法，具有操作简单、成本低廉、去皮效果好、安全性高、可很好地保存食品的营养和感官品质等优点，试验确定采用机械去皮法，使用刮片刮去生姜表皮。

2.1.4 切片

切片厚度是影响生姜冻干效果的主要因素之一。本试验研究冻干生姜方便制品，制品通过复水，最终适用于家庭烹饪，因此制品的切片厚度应控制在1～2 mm。

2.1.5 预冻

预冻是食品内的水释放出冻结潜热转变成结晶态或无定形固态的过程。通过预冻，可以使溶液中的自由水固化，干燥后的产品保持干燥前的形态，防止抽空干燥时发生起泡、浓缩、收缩和溶质移动等不可逆变化，同时达到在低温、真空环境中除去物质中的自由水和吸附于固体晶格间隙中的吸附水的目的。因此，预冻是决定制品质量的重要因素之一。制品若未经预冻，干燥时间会严重拉长，增加生产成本。

易丽、张康逸、柳青等[11-13]分别对番木瓜片、谷物和双孢菇等的真空冷冻干燥工艺进行了研究，均选择了-40 ℃的预冻温度。本试验以-40 ℃为预冻温度，研究不同预冻时间对姜片和姜丝干燥至水分含量小于5%时所需干燥时间的影响，以确定最佳预冻时间，结果见表2。

表2 预冻时间对干燥效率的影响Table 2 Effect of pre-freezing time on drying efficiency h

结果表明：预冻时间2 h时，无论姜片还是姜丝，其真空干燥时间和干燥总时间都相对较短，能节约能源，减少生产成本。

2.1.6 真空冷冻干燥

真空冷冻干燥时间因原料状态不同而异。姜片的干燥时间一般为18 h，姜丝的干燥时间一般为21 h，结果见表3和图1。

表3 干燥曲线Table 3 Drying curve

图1 干燥曲线Fig.1 Drying curve

姜丝的冷冻干燥时间大于姜片的冷冻干燥时间，可能的原因是：姜片是片状物，冷气流经姜片表面形成冷气流，容易带走热量；而姜丝较姜片更为细碎，不能在其表面形成好的冷气流，冷热交换效果差，以致影响其冷冻的效果，从而影响了干燥的效率。

2.1.7 生姜粉的加工

从冷冻干燥后的生姜片和生姜丝制品中选取断裂、细碎的制品，用粉碎机磨成细粉即可。

2.1.8 包装材料和方法

包装材料通常分软包装材料、硬包装材料和活性抗菌包装。软包装材料包括纸包装材料、塑料包装材料、铝箔和镀铝薄膜及复合软包装材料；硬包装材料包括金属、玻璃、陶瓷；活性抗菌包装是在包装材料中添加抗菌化学物制剂，达到抗菌包装效果[14]。

生姜冻干制品质量轻，稳定性好，宜采用质量轻、成本低廉的软包装材料。常见的塑料食品包装材料有聚乙烯、聚丙烯、聚酯等。聚丙烯安全性好，机械力学性能好，化学稳定性好，耐高温，热封性能好，适宜作为生姜冻干制品的销售包装。采用瓦楞纸箱作为制品的运输包装。

2.1.9 杀菌

生姜冻干制品是干制品，水分含量低于5%，杀菌过程不能采用液体杀菌剂及热水、蒸气等。冻干姜片经过清洗、去皮，已经除去大部分的有害微生物，而生产加工过程处于低温和缺氧状态，微生物的生长繁殖受到抑制，干制品的有害微生物含量很低[15]。且因制品含水量低于5%，其Aw在0.05～0.2，当Aw<0.5时，所有的微生物都不能生长，所以制品不需经过特别严格的杀菌过程即可保证其安全。鉴于制品以上所述特点，宜采用操作方便、杀菌效果好、成本低廉的辐射杀菌方法和微波杀菌法，或紫外线杀菌法等射线杀菌法。

2.2 复水试验结果

复水后的感官特性主要根据干制品的风味、色泽、所保持原有形态的程度进行评定。味道香浓、色泽鲜艳、形状平整为优，味道较淡或有异味、色泽变淡或变褐、形状严重卷曲为差。复水试验结果见表4。

表4 复水试验结果Table 4 Results of rehydration test

由表4可知，冻干姜制品具有较好的复水性能，且冻干姜制品在复水后可较好地保持其原有的色、香、味、形。

2.3 耐贮藏性能测试结果

冷冻生姜制品含水量都很低，低于5%，在封装完好的情况下经过6个月的保存，其色、香、味、形稳定不变，表明制品具有较好的耐贮藏性能。

3 结论

本文研究了生姜片、丝和粉的真空冷冻干燥技术，确定其加工的最佳工艺条件，以延长生姜制品的保存期，并且最大限度保持生姜原有的营养物质及风味，制作成方便食品，丰富生姜制品种类。制品经过复水后可用于家庭烹饪，适应现代快节奏生活的需要。

姜片冷冻干燥的最佳工艺参数为：切片厚度1～2 mm，预冻温度-40 ℃，时间2 h，真空冷冻干燥时间16 h(姜片)，19 h(姜丝)。制得的冻干生姜制品在感官品质、复水性能和耐贮藏性能方面都具有较好的优势。

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