【應(yīng)用】使用L-200冷凍干燥蘋(píng)果切片

簡(jiǎn)介

實(shí)驗(yàn)設(shè)備

試劑與材料

實(shí)驗(yàn)流程

4.1  準(zhǔn)備蘋(píng)果切片樣品

蘋(píng)果含有大量的多酚氧化酶。當(dāng)蘋(píng)果被切開(kāi)時(shí)，細(xì)胞就破裂了。在受損細(xì)胞周?chē)諝庵械难鯕獾膸椭拢喾友趸竼?dòng)一系列化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)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(guò)還原來(lái)逆轉(zhuǎn)氧化反應(yīng)。棕色是無(wú)法全避免的，但它的外觀比不使用要好。

蘋(píng)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(pán)。樣品溫度傳感器放置在蘋(píng)果片中，用于監(jiān)測(cè)冷凍干燥過(guò)程中的樣品溫度。產(chǎn)品托盤(pán)在-30°C的低溫下保存在冷凍室過(guò)夜。

4.2 Lyovapor™ L-200 參數(shù)設(shè)置

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

冷凍干燥過(guò)程是在裝載步驟開(kāi)始的，需要設(shè)置隔板溫度，例如 -25°C，因?yàn)闃悠吩诶鋬龉裰袃鼋Y(jié)。通過(guò)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(dǎo)致的樣品熔化，并且可以確保均勻干燥。在干燥過(guò)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(gè)初級(jí)干燥過(guò)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(shí)現(xiàn)低水分含量的最終產(chǎn)品。這一步是實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性和產(chǎn)品保質(zhì)期的關(guān)鍵，通過(guò)解吸去除任何殘留的水分，可能會(huì)導(dǎo)致降解或變質(zhì)。詳細(xì)信息見(jiàn)圖2。

在此運(yùn)行過(guò)程中，Lyovapor 應(yīng)用程序被用作輔助工具來(lái)監(jiān)測(cè)過(guò)夜凍干過(guò)程。該應(yīng)用程序有助于密切檢查該過(guò)程的進(jìn)展，并在設(shè)置參數(shù)出現(xiàn)任何差異時(shí)及時(shí)提醒用戶(hù)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論

5.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

圖2 描述了冷凍干燥循環(huán)的過(guò)程。完成 17 小時(shí)后，樣品溫度達(dá)到 20℃ 的隔板溫度。這種收斂是一個(gè)重要的跡象，表明初級(jí)干燥階段已經(jīng)結(jié)束。在初級(jí)干燥階段，通過(guò)升華從樣品中除去大量的水，這需要大量的能量。過(guò)渡到二次干燥階段開(kāi)始于 18 小時(shí)。在二次干燥階段，通過(guò)去除結(jié)合水分來(lái)干燥樣品。這種水的量相當(dāng)?shù)?，因此樣品遵循設(shè)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(guò)程后，干燥的蘋(píng)果片立即轉(zhuǎn)移到密封或封閉的容器中，以避免從周?chē)目諝庵形账帧?/p>

在冷凍干燥前后，外觀確實(shí)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(jié)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(píng)果片殘余水分結(jié)果

實(shí)驗(yàn)結(jié)論