本发明关于干燥具有高含糖量的食物产品例如蜂蜜和糖蜜的方法。

背景技术

在食品加工工业中通常进行有机材料的脱水以保存用于储存的产品或者制造以脱水形式使用的产品，例如干燥的药草和各种种类的薄片。已知通过真空微波脱水使食物产品脱水。专利文献中的这些实例包括日期为2009年4月23日的WO 2009/049409、日期为2009年3月19日的WO 2009/033285、日期为2011年7月21日的WO 2011/085467、日期为2013年1月24日的WO 2013/010257和日期为2014年6月12日的WO 2014/085897。真空微波干燥是可以产生与空气干燥产品和冷冻干燥产品相比具有改善品质的产品的快速方法。由于干燥在减压下进行，水的沸点和气氛的氧含量降低，因此可以高程度地保留对氧化和热降解敏感的营养组分。

虽然可以通过真空微波加工来干燥宽范围的食物产品，但是在现有技术中还未实现具有高含糖量的液体食物产品的成功干燥。含糖量大于20重量百分比的这种类型的产品通常呈粘性液体的形式。这样的产品在真空微波干燥期间常规使用的真空压力下经历发泡和飞溅。此外，在真空室中产品的结构坍塌，从而捕获在不使产品燃烧的情况下不能被除去的水分。在食品加工领域中需要干燥高含糖量产品的有效方法。

技术实现要素：

本发明人已经发现，高含糖量食物产品可以通过使用包括在45托至250托(60毫巴至333毫巴)范围内的真空压力的加工条件使用真空微波干燥来干燥以生产商业上可接受的产品。出乎意料地发现，这使产品的发泡最小化或防止产品的发泡，并且在防止燃烧的温度下干燥产品，同时将含水量降低至非常低的水平。

根据本发明的一个实施方案，提供了使含糖量为至少20重量％的食物产品脱水的方法，所述方法包括以下步骤：(a)将食物产品装载到真空室中；(b)在真空室中将食物产品暴露于45托至250托(60毫巴至333毫巴)范围内的真空压力；(c)在步骤(b)期间将食物产品暴露于微波辐射，从而使食物产品脱水；以及(d)将经脱水的食物产品从真空室中卸载。

根据以下具体实施方案的描述，本发明的这些以及其他方面和特征将是明显的。

附图说明

图1是适合于进行本发明的方法的真空微波脱水装置的示意图。

具体实施方式

本发明的方法使用真空微波装置来使高含糖量食物产品脱水。一般而言，这通过以下来进行：在真空室中将食物产品暴露于选择的真空压力并暴露于微波辐射持续选择的停留时间，从而将产品加热并将水分降低至期望的水平。在一个实施方案中，所述方法在连续生产的基础上进行，其中将产品进给至真空室中并从输入端到输出端传送通过真空室持续选择的停留时间，在此期间微波发生器用微波辐射照射产品。在另一个实施方案中，所述方法通过以下在分批的基础上进行：装载真空室，对产品进行加工然后打开真空室以移出经干燥的产品。如果期望的话，可以将经干燥的产品研磨以形成粉末。

适合于通过本发明进行加工的食物产品具有在20重量％至85重量％的范围内，或者在40重量％至80重量％的范围内的高含糖量。例如，蜂蜜和糖蜜的含糖量为约80重量％，谷物糖浆的含糖量为约75重量％，以及甜炼乳的含糖量为约50重量％。这比使用真空微波干燥进行加工的大多数其他食物产品的含糖量(通常为低于10重量％糖)高得多。用于通过本发明进行加工的高含糖量食物产品通常呈粘性液体的形式。所述方法在真空室中使用在以下范围内的真空压力：约45托至250托(60毫巴至333毫巴)、或者50托至250托(66.7毫巴至333毫巴)、或者50托至200托(66.7毫巴至267毫巴)、或者50托至100托(66.7毫巴至133毫巴)。本发明人确定，在适合于干燥高含糖量产品的任何微波功率密度下的真空微波干燥期间，在低于约45托或低于50托下加工该产品导致不可控的发泡；并且确定在高于250托的真空压力下进行加工无法将粘性液体干燥成优选的多孔结构。已经发现在45托至250托范围内的压力适合于控制高含糖量产品的发泡和飞溅，防止产品结构的坍塌，以及允许将产品干燥至低含水量并形成均匀的成品。在真空室中在高至足以确保适当的干燥同时未高至足以使产品燃烧的温度下将食物产品干燥。例如，在干燥期间产品的合适的温度在75℃至125℃的范围内，或者在90℃至110℃的范围内。

合适的微波功率密度在100kW/kg食物产品至3000kW/kg食物产品的范围内。较低的功率密度将最终将产品干燥，但需要太长的干燥时间而不能是商业上实用的。已经确定较高的功率密度在干燥期间导致高含糖量液体的过度发泡或飞溅。

在一些实施方案中，在干燥之前向食物产品中添加麦芽糖糊精。例如，可以添加5重量％至30重量％。已经确定这有助于干燥过程并且产生更加多孔、均匀干燥的产品，从而具有更均匀的孔分布。

已经发现在真空室中的停留时间在30分钟至90分钟或者40分钟至70分钟的范围内适合于干燥大多数高含糖量材料。在脱水步骤之后，将经干燥的产品从真空室中卸载。经干燥的材料的最终水分水平可以在0重量％至10重量％的范围内，或者在1重量％至4重量％的范围内。

在一个实施方案中，脱水过程使用连续生产真空微波干燥装置来进行，其中压力低于大气压并且微波发生器被布置成以恒定或可变的能量输出照射产品。在真空室的输入端处将待干燥的食物产品装载到真空室中，并移动通过真空室至其输出端。然后从真空室的输出端将经脱水的产品卸载。

图1示意性地示出了用于在连续生产的基础上进行所述方法的装置。真空微波脱水器10包括真空室12，所述真空室12具有用于引入材料的输入端14和用于移出经干燥的产品的输出端16。在输入端处布置有第一气闸18，以及在输出端处布置有第二气闸20，以用于装载和卸载产品。传送装置22被设置成通常以恒定速度将托盘上的材料从真空室的输入端输送至输出端。微波源24被布置成向真空室中照射微波能量。真空源26可操作地连接至真空室以将其内部的压力降低至低于大气压的压力。

干燥装置10包括真空微波脱水器常规所需的组件，所述组件包括冷凝器、制冷单元、真空泵、水装载系统以及用于控制系统的运行(包括控制传送装置驱动马达、微波发生器、真空泵、制冷剂泵和气闸)的可编程逻辑控制器(programmable logic controller，PLC)。

适合于进行本发明的方法的真空微波脱水器的一个实例为可从加拿大不列颠哥伦比亚省德尔塔市(Delta，BC，Canada)的EnWave Corporation以商标quantaREV商业获得的如在WO 2011/085467中所公开的行波型装置(travelling wave-type apparatus)。使用这样的装置，将高含糖量食物产品在托盘上进给到真空室中并在使其经受真空压力和微波辐射的同时传送穿过传送带上的微波透明窗口。

适合于通过本发明的方法脱水的食物产品包括蜂蜜、糖蜜、槭糖浆、龙舌兰糖浆(agave syrup)、焦糖、谷物糖浆、棕枣糖浆(date syrup)和甜炼乳以及其他含糖粘性液体。

实施例

实施例1

作为对照，在真空微波装置中在25托的真空压力和1200W的微波功率水平下对133克初始含水量为约25重量％的棕枣糖浆样品进行加工。产品在30秒内开始发泡并溢出其盘子。不能将其干燥成成品。

实施例2

在间歇型真空微波干燥器中对重69g且初始含水量为20重量％的蜂蜜样品进行加工。真空压力为60±2托。微波输出功率为恒定的1200W。停留时间为52分钟。未观察到产品发泡或燃烧。产品的最终温度为100℃。最终产品重量为56.5g，以及最终含水量为2.3重量％。产品被干燥成可以容易地研磨成粉末的均匀多孔结构。

实施例3

将重7,855g且初始含水量为约15重量％至20重量％的蜂蜜(Manuka)样品倒在衬有羊皮纸的托盘上，并在连续生产真空微波干燥器(quantaREV机器，由EnWave Corporation制造)中进行加工。真空压力为90±5托。微波输出功率为恒定的4kW。停留时间为40分钟。未观察到产品发泡或燃烧。产品的最终温度为104℃。最终产品重量为6,582g，以及最终含水量为2.5重量％。产品被干燥成均匀多孔结构。

实施例4

将重136.5g且初始含水量为约22重量％至25重量％的白色谷物糖浆样品倒入衬有羊皮纸的托盘中，并在间歇型真空微波干燥器中进行加工。真空压力为80±2托。微波输出功率为恒定的1200W。停留时间为60分钟。未观察到产品发泡或燃烧。产品的最终温度为77℃。最终产品重量为106.9g，以及最终含水量为2.6重量％。产品被干燥成均匀多孔结构。

实施例5

将白色谷物糖浆样品与20重量％麦芽糖糊精混合。混合样品重95.2g并且初始含水量为约20重量％。将混合样品倒入衬有羊皮纸的托盘中，并在间歇型真空微波干燥器中进行加工。真空压力为80±2托。微波输出功率为恒定的1600W。停留时间为50分钟。未观察到产品发泡或燃烧。产品的最终温度为77℃。最终产品重量为76.4g，以及最终含水量为1.5重量％。产品被干燥成在结构上与苯乙烯泡沫塑料(Styrofoam)相似的饼状。观察到麦芽糖糊精似乎有助于形成该结构，从而产生更均匀的孔分布。

实施例6

在间歇型真空微波干燥器中对重133g且初始含水量为约25重量％的棕枣糖浆样品进行加工。真空压力为50±2托。微波输出功率为800W持续20分钟，然后为1600W持续25分钟，然后为2400W持续10分钟。未观察到产品燃烧。产品的最终温度为105℃。最终产品重量为101.1g，以及最终含水量为1.6重量％。产品被干燥成均匀多孔结构。

实施例7

将重127.9g且初始含水量为约20重量％的糖蜜样品倒入衬有羊皮纸的托盘中，并在间歇型真空微波干燥器中进行加工。真空压力为80±2托。微波输出功率为1200W持续60分钟，然后为2000W持续700秒。未观察到发泡或产品燃烧。产品的最终温度为110℃。最终产品重量为103.9g，以及最终含水量为1.5重量％。产品被干燥成均匀多孔结构。

实施例8

将糖蜜样品与20重量％麦芽糖糊精混合。混合样品重92.5g并且初始含水量为约18重量％。将混合样品倒入衬有羊皮纸的托盘中，并在间歇型真空微波干燥器中进行加工。真空压力为80±2托。微波输出功率为恒定的1600W。停留时间为50分钟。未观察到产品发泡或燃烧。产品的最终温度为100℃。最终产品重量为76.5g，以及最终含水量为0.8重量％。观察到麦芽糖糊精似乎有助于形成最终产品结构。

实施例9

在间歇型真空微波干燥器中对重56.9g且初始含水量为约25重量％的Eagle Brand ^TM甜炼乳样品进行加工。真空压力为60±2托。微波输出功率为1200W持续10分钟，然后为2000W持续30分钟。未观察到发泡或产品燃烧。产品的最终温度为90℃。最终产品重量为43.2g，以及最终含水量为1.2重量％。产品被干燥成均匀多孔结构。

如根据前述公开内容对于本领域技术人员将明显的，在不脱离本发明范围的情况下，在本发明的实践中许多改变和修改是可能的。因此，本发明的范围将根据以下权利要求书来解释。