本發(fā)明屬于農(nóng)產(chǎn)品深加工，具體涉及一種分段式番茄紅素高保留率的番茄干燥方法。

背景技術(shù)：

1、番茄，又名西紅柿，是茄科茄屬的一年生草本植物。番茄營養(yǎng)豐富，味道鮮美，色澤亮紅，是世界最受歡迎和種植最為廣泛的蔬菜作物之一。其內(nèi)部含有許多營養(yǎng)成分，包括蛋白質(zhì)、脂肪、番茄紅素、抗壞血酸與一些金屬離子等，這些物質(zhì)不僅能滿足人們?nèi)粘Ｋ璧母鞣N營養(yǎng)成分，還提供許多生理功能。其中，番茄紅素作為一種強(qiáng)抗氧化劑，具有抗氧化、抗癌、降血脂等生理功能，被廣泛運(yùn)用于保健食品、醫(yī)藥、化妝品等領(lǐng)域。

2、番茄干燥是一個復(fù)雜的熱質(zhì)傳遞過程，伴隨著水分的脫除，活性成分、營養(yǎng)成分會大量流失，顏色形貌也會發(fā)生變化，導(dǎo)致產(chǎn)品品質(zhì)下降。番茄片常見的干燥工藝有熱風(fēng)干燥、冷凍干燥、真空干燥等。冷凍法、真空法可獲得較高的干燥品質(zhì)，但其干燥成本過高，僅適合于高附加值產(chǎn)品。番茄紅素在高溫條件下可發(fā)生反應(yīng)降解和結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，熱風(fēng)干燥破壞了番茄中的天然活性物質(zhì)，番茄紅素的保留率較低。新鮮番茄中，番茄紅素含量約50mg/100g，依據(jù)不同的干燥方法和干燥溫度，demiray等人（lwt,?50:?172-176,?2013）、athanasia等人（lwt,?38:?479-487,?2005）分別對番茄切半或番茄醬進(jìn)行干燥實(shí)驗(yàn)，干燥后的番茄紅素保留率僅為10至20%。研究發(fā)現(xiàn)，番茄紅素異構(gòu)轉(zhuǎn)變、氧化反應(yīng)等均受溫度影響，溫度越高，番茄紅素分解越快。

3、針對番茄保質(zhì)干燥問題，本領(lǐng)域技術(shù)人員需研發(fā)一種新的番茄干燥工藝或干燥工藝參數(shù)，獲得更高的番茄紅素保留率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種分段式番茄紅素高保留率的番茄干燥方法，以提高現(xiàn)有的干燥番茄品質(zhì)。

2、本發(fā)明公開了一種分段式番茄紅素高保留率的番茄干燥方法，包括以下過程：

3、s1、番茄預(yù)處理：選擇新鮮的番茄作為原料，清洗后切片；

4、s2、高溫干燥：將s1得到的番茄切片平鋪置于料盤，進(jìn)行高溫薄層熱風(fēng)干燥，直至臨界含水量；

5、s3、低溫干燥：將s2得到的高溫干燥后的番茄片堆積于干燥設(shè)備中，采用低溫厚層熱風(fēng)干燥，直至干燥完全。

6、優(yōu)選地，在s1中，切片厚度控制為2~20mm，優(yōu)選10~20mm。如切片太薄，則增加切片難度，且s2中一次干燥的番茄切片數(shù)量過少；如切片太厚，則水分不易迅速揮發(fā)，增加干燥處理時間。

7、優(yōu)選地，在s2中，高溫?zé)犸L(fēng)干燥溫度為70~100℃，優(yōu)選100℃，相對濕度0~40%，干燥時間為120~140min。由于新鮮番茄中的干基含濕量超過20，即新鮮番茄中1千克干物質(zhì)含有20千克以上的水。需要將番茄切片單層平鋪進(jìn)行干燥，使番茄中的游離水迅速蒸發(fā)，直至臨界含水量。高溫?zé)犸L(fēng)干燥過程中番茄紅素的流失以擴(kuò)散為主，損失速度較慢。因此選擇較高的干燥溫度，以縮短高溫干燥時間。

8、優(yōu)選地，在s2中，臨界含水量為干基含濕量0.5~5.0。即高溫干燥結(jié)束后，番茄片中1千克干物質(zhì)含有0.5~5.0千克的水。此時番茄片中的游離水基本干燥完全，殘留的水以結(jié)合水的形式存在。臨界含水量與干燥溫度有關(guān)，由實(shí)驗(yàn)曲線測定。

9、優(yōu)選地，在s3中，低溫干燥溫度為60℃，相對濕度0~40%，番茄片堆積厚度為5~50cm，干燥時間為150~160min。這一階段番茄紅素流失以反應(yīng)降解為主，需要降低干燥溫度，防止番茄紅素在干燥過程中急劇減少。

10、優(yōu)選地，在s3中，干燥完全的番茄片的含水率≤10%，為存儲所需含濕量。

11、優(yōu)選地，在s2和s3中，干燥采用熱風(fēng)、微波、熱泵或其它加熱方式。

12、優(yōu)選地，在s3中，干燥完全番茄片的番茄紅素保留率為28~40%。

13、兩段式干燥的原理如下：

14、干燥過程中，番茄切片內(nèi)部的自由水和結(jié)合水之間相互轉(zhuǎn)換。自由水隨干燥過程逐漸向外擴(kuò)散，而結(jié)合水在干燥初期基本穩(wěn)定，隨后呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢。自由水和結(jié)合水相互轉(zhuǎn)變，導(dǎo)致番茄紅素隨含水量減少呈現(xiàn)非線性變化關(guān)系，存在一個臨界值，將番茄紅素含量流失過程分為兩個階段：平緩階段和急速階段，如圖1所示。在平緩階段，番茄紅素流失以擴(kuò)散為主，即番茄紅素隨水分從內(nèi)往外擴(kuò)散；而在急速階段，番茄紅素流失以反應(yīng)降解為主，即番茄紅素與內(nèi)部結(jié)合水/自由水發(fā)生反應(yīng)。

15、干燥處于第一階段時番茄紅素含量變化較小，而進(jìn)入第二階段會導(dǎo)致番茄紅素含量急劇減少。為提高干燥速率，需在第一階段提高溫度，加快水分流失。為提高番茄紅素保留率，需在第二階段降低溫度，降低番茄紅素的反應(yīng)降解速率。

16、臨界含水量受干燥溫度和切片厚度的影響，溫度越高、切片越厚，臨界含水量越大，可在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)通過番茄紅素流失曲線確定。對于厚度為5mm的切片，不同干燥溫度（t=60℃、80℃和100℃）樣品對應(yīng)的臨界含水量分別為0.80、1.39、3.14。在60℃時，不同切片厚度（δ=3mm、5mm和7mm）對應(yīng)的臨界含水量分別為1.14、1.54、3.19。其它溫度和厚度的番茄片，可通過插值法或外延法計(jì)算得到。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：

18、在熱風(fēng)干燥過程中，水分吸收熱量，然后擴(kuò)散至表面蒸發(fā)。因此，風(fēng)溫越高，干燥速率越快。然而，高溫時番茄紅素會快速降解。因此，如何提高番茄紅素含量，并縮短干燥時間，是一個重要問題和難點(diǎn)。目前，番茄采用晾曬，干燥時間需要2-4天；而采用烘房熱風(fēng)干燥，時間約3-5小時。本發(fā)明采用兩段式干燥工藝，在大幅縮短干燥時間的同時，改善干燥品質(zhì)，番茄干中番茄紅素含量可提高20%~50%。

技術(shù)特征：

1.一種分段式番茄紅素高保留率的番茄干燥方法，其特征在于，包括以下過程：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分段式番茄紅素高保留率的番茄干燥方法，其特征在于，在s1中，切片厚度控制為2~20mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分段式番茄紅素高保留率的番茄干燥方法，其特征在于，在s1中，切片厚度為10~20mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分段式番茄紅素高保留率的番茄干燥方法，其特征在于，在s2中，高溫?zé)犸L(fēng)干燥溫度為70~100℃，相對濕度0~40%，干燥時間為120~140min。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分段式番茄紅素高保留率的番茄干燥方法，其特征在于，在s2中，臨界含水量為干基含濕量0.5~5.0。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分段式番茄紅素高保留率的番茄干燥方法，其特征在于，在s3中，低溫干燥溫度為60℃，相對濕度0~40%，番茄片堆積厚度為5~50cm，干燥時間為150~160min。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分段式番茄紅素高保留率的番茄干燥方法，其特征在于，在s3中，干燥完全的番茄片的含水率≤10%。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分段式番茄紅素高保留率的番茄干燥方法，其特征在于，在s2和s3中，干燥采用熱風(fēng)、微波、熱泵或其它加熱方式。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分段式番茄紅素高保留率的番茄干燥方法，其特征在于，在s3中，干燥完全番茄片的番茄紅素保留率為28~40%。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種分段式番茄紅素高保留率的番茄干燥方法，屬于農(nóng)產(chǎn)品深加工技術(shù)領(lǐng)域，包括以下過程：S1、番茄預(yù)處理：選擇新鮮的番茄作為原料，清洗后切片；S2、高溫干燥：將S1得到的番茄切片平鋪置于料盤，進(jìn)行高溫薄層熱風(fēng)干燥，直至臨界含水量；S3、低溫干燥：將S2得到的高溫干燥后的番茄片堆積于干燥設(shè)備中，采用低溫厚層熱風(fēng)干燥，直至干燥完全。上述過程中，先采用高溫將番茄快速干燥至臨界含水量，再采用低溫厚層干燥，獲得高品質(zhì)干燥產(chǎn)品。臨界含水量通過實(shí)驗(yàn)測定，為番茄干燥過程番茄紅素隨含濕量非線性變化的轉(zhuǎn)變點(diǎn)。采用該干燥工藝，可實(shí)現(xiàn)較高的番茄紅素保留率，同時縮短干燥時間、降低干燥成本。

技術(shù)研發(fā)人員：劉傳平,張培昆
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京科技大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10