簡介

實驗設備

試劑與材料

實驗流程

4.1  準備蘋果切片樣品

蘋果含有大量的多酚氧化酶。當蘋果被切開時，細胞就破裂了。在受損細胞周圍空氣中的氧氣的幫助下，多酚氧化酶啟動一系列化學反應，轉化多酚，最終形成黑棕色色素。檸檬含有抗壞血酸，它不僅可以降低 pH 值（檸檬中也含有檸檬酸），還可以通過還原來逆轉氧化反應。棕色是無法全避免的，但它的外觀比不使用要好。

蘋果切成寬約3毫米的小塊，在檸檬汁水中浸泡10分鐘，然后放入托盤。樣品溫度傳感器放置在蘋果片中，用于監(jiān)測冷凍干燥過程中的樣品溫度。產(chǎn)品托盤在-30°C的低溫下保存在冷凍室過夜。

4.2 Lyovapor™ L-200 參數(shù)設置

深凍 12 小時后，切片冷凍。在環(huán)境壓力下，將冷凍托盤和冷凍隔板轉移到帶有 PMMA 干燥室的 Lyovapor L-200 儀器中。設定方法考慮了三相點溫度 -5℃、壓力 0.5mbar、臨界溫度 55℃ 等關鍵參數(shù)。

冷凍干燥過程是在裝載步驟開始的，需要設置隔板溫度，例如 -25°C，因為樣品在冷凍柜中凍結。通過將隔板保持在與樣品相同的溫度，可以最大限度地減少由于傳熱而導致的樣品熔化，并且可以確保均勻干燥。在干燥過程中，隔板溫度從 -10°C 逐漸升高到 40°C，以方便樣品中水的升華。為了保持最佳升華效率和防止樣品坍塌，在整個初級干燥過程中，壓力保持在 0.300mabr 的恒定水平。

在二次干燥階段，壓力被最小化，以實現(xiàn)低水分含量的最終產(chǎn)品。這一步是實現(xiàn)穩(wěn)定性和產(chǎn)品保質(zhì)期的關鍵，通過解吸去除任何殘留的水分，可能會導致降解或變質(zhì)。詳細信息見圖2。

在此運行過程中，Lyovapor 應用程序被用作輔助工具來監(jiān)測過夜凍干過程。該應用程序有助于密切檢查該過程的進展，并在設置參數(shù)出現(xiàn)任何差異時及時提醒用戶。

實驗結果和討論

5.1 實驗數(shù)據(jù)

圖2 描述了冷凍干燥循環(huán)的過程。完成 17 小時后，樣品溫度達到 20℃ 的隔板溫度。這種收斂是一個重要的跡象，表明初級干燥階段已經(jīng)結束。在初級干燥階段，通過升華從樣品中除去大量的水，這需要大量的能量。過渡到二次干燥階段開始于 18 小時。在二次干燥階段，通過去除結合水分來干燥樣品。這種水的量相當?shù)停虼藰悠纷裱O定的隔板溫度很快。

由于凍干產(chǎn)品一般表現(xiàn)出高度吸濕性，因此在冷凍干燥過程后，干燥的蘋果片立即轉移到密封或封閉的容器中，以避免從周圍的空氣中吸收水分。

在冷凍干燥前后，外觀確實略有變化。但稠度可歸為干物質(zhì)。樣品的初始總重量為1982克。干燥后的總重量急劇減少到518克。這一結果與引言部分提出的水果含水量在80%以上是一致的。

5.2 殘余水分分析

表1. 冷凍干燥蘋果片殘余水分結果

實驗結論