JFQ 《食品质量 1745 - 4557 0146 - 9428 Hindawi 10.1155 / 2020/8813047 8813047 评论文章 应用红外线加热烤坚果 https://orcid.org/0000 - 0003 - 4823 - 0959 阿訇 哈迪 埃尔南德斯 食品科学与技术学院 Gorgan大学农业科学和自然资源 Gorgan 伊朗 gau.ac.ir 2020年 4 8 2020年 2020年 3 6 2020年 5 7 2020年 9 7 2020年 4 8 2020年 2020年 版权©2020哈迪阿訇。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

烤坚果的生产是一个关键过程。改善坚果的味道和松脆的口感是烘焙的目的,这就增加了产品的整体验收。本文旨在介绍红外烘烤方法作为一种新的技术和评估红外烘烤后一些坚果的质量特征。通常,传统的烘焙方法耗时的能源消耗和低生产效率高。最好的方法之一来减少烘焙时间和能源消耗是提供热红外(IR)辐射。然而,低渗透的红外辐射是这种方法的局限性之一。与其他热红外的组合方法可以克服这种限制。研究已经完成在烤坚果和其他食物的不同如红外、红外烘烤方法IR-hot空气,和IR-microwave焙烧方法。综述质量的影响不同的红外烘烤方法特点,烤开心果、花生、榛子、杏仁、向日葵、大豆、和其他食品。红外加热已经成功应用到烤一些坚果。 The use of infrared roasting has several advantages in comparison with traditional convective roasting methods. According to the results of most of these studies, the combination of infrared with other thermal methods to roast nuts has distinctly improved the potential of the technology as compared to the IR roasting alone.

1。介绍

焙烧过程称为热time-temperature-dependent高温(> 150°C)。它会导致高附加值产品的生产有更好的味道和曲折的纹理 1]。盐腌制和干燥、焙烧的主要单元操作用于处理坚果(图 1)。这个操作是旨在改善和味道吸引消费者。烘焙通过物理化学反应(非酶的褐变反应米勒德)和传热传质导致一种改进的颜色,味道,和织构的坚果 1]。

处理步骤和准备烤坚果(单元操作)。

1.1。烘焙的目的

改善口感、味道、颜色和结构是烘焙的主要目的。此外,删除不必要的挥发性酸;降低水含量;破坏的微生物、有毒的材料和食品污染;和灭活有害酶(酶,造成营养损失)是烘焙的其他用途 2]。此外,一些化合物如脂肪酸、肽、自由氨基酸,维生素是在焙烧过程中改变 3, 4]。淀粉糊化、蛋白质变性最关键的变化在焙烧过程中谷物和豆类( 5]。

1.2。传统的烘焙方法

常见的热空气,热锅,烤箱烤坚果的基本方法。通常,这些烘焙方法是费时和高能源消耗和低生产效率( 6]。热空气焙烧是一种最简单的对流加热的方法较低的运营成本和一般申请烤坚果。然而,这个系统需要高热能和延长焙烧时间和结果在最终产品的不良变化,主要是由于美拉德反应( 4, 7]。

在传统的烘焙方法,螺母的外表面是overroasted,螺母的中心不是完全烤。这可能会导致不均匀的烘焙,燃烧表面,和发展的不愉快的香味和风味和痛苦的燃烧的味道。克服非均匀烤及其缺点,新方法如红外线加热有可能提高焙烧行为。红外辐射可以显著减少烤坚果的焙烧时间的薄层物质( 8]。

不幸的是,很少有研究进行了使用红外烤坚果,并对红外烘烤没有评论文章。因此本文的主要目标是(1)介绍了红外加热的一种新方法烘焙和(2)评估的质量特征红外烘烤后一些坚果。

1.3。红外辐射

红外烘烤已经得到普及作为一个有前途的替代技术,烤坚果和种子,因为它的优势降低能源成本,加热效率高,设备体积小,高扩散系数( 9]。电磁波谱的红外能量范围之间的微波和可见光。红外频率从大约30太赫兹到430太赫兹波长约为0.75 - 1000 μm(图 2)分为短波红外(0.75 - 2 μ近红外)、中波红外(2 - 4 μ中红外),长波红外(4 - 1000 μ(远红外线) 10, 11]。等过程的干燥、焙烧,解冻,烘烤,巴氏灭菌法,和烹饪,冷杉热可以使用,4和1000之间的波长 μ米( 11]。

电磁辐射光谱波长范围。

使用红外加热焙烧是特殊利益的新由于散热器的开发建设。有效性的能力产生一个预期的结果或能够产生所需的输出。红外加热效率在80%和90%之间,发出的辐射是在狭窄的波长范围,和他们是小型 12]。

1.4。加热方式

红外烘烤加热方式方法有一些基本的差异。在热空气焙烧,热能生成转移到材料表面通过对流然后转达了内部热传导[ 13]。在红外烘烤,材料暴露在红外辐射相互作用,穿透,转移热能以电磁波的形式在整个材料。因此,加热均匀整个食品质量发生在红外烘烤( 9]。

1.5。红外线的优点和缺点

连续和均匀分布的红外能量和辐射红外发射器的直接转移到产品表面不需要任何物理环境引起的生产高质量的食品以最小的能源消耗。这是一些红外线加热的优点。高度的过程控制,一个替代的能源,可能选择性加热拥挤不堪的配置和不同类型的红外发射器,和环保能源是这个方法(图的其他优点 3)[ 13, 14]。红外辐射的低渗透能力是该方法的局限性之一。此外,长期接触可能会导致压裂在生物材料,和对涂层的反射属性的不敏感是这项技术的另一个限制( 15, 16]。

一些优势和局限性的红外加热用于烤坚果和其他食物。

近年来,使用红外线烤坚果和豆类吸引了研究人员的注意,特别受欢迎 17]。由于排放的建设的进步,使用红外加热烤坚果有显著增长 18]。烤坚果和其他的食品都是用红外烤肉炉(表 1)。如表所示 1,不同类型的坚果和其他食物烤红外线和可接受的结果已经被研究者报道。

应用不同的红外烘烤方法烤坚果和其他食品。

坚果 红外光谱类型 的目标是 引用
阿月浑子的内核 红外 学习烘焙最佳条件四个伊朗商业开心果内核 Morshedi et al。 19]
花生仁 红外 研究最优条件下焙烧 阿訇et al。 20., 21]
IR-HA 学习质量属性和能源消耗
榛子 红外 烤榛子在存储的监控质量属性 Belviso et al。 22]
IR-MV 优化微波红外线烤 Uysal et al。 23]
杏仁 红外 红外线加热dry-roasting和巴氏灭菌的杏仁 杨et al。 6]
野生杏仁 红外 评估物理化学特性 Mokhtari称& Ziaiifar [ 24]
花生 红外 花生品质评价 Kumar et al。 25]
大豆零食 红外 建模红外烘烤使用人工神经网络(ANN) 阿訇& Kashaninejad [ 26, 27]
IR-HA 在烘焙过程中调查质量传递的动力学建模
向日葵内核 红外 评估质量的特点和工程infrared-roasted葵花籽RSM内核 Mosayebi et al。 28]
大米 红外 设计一个烘焙机使用红外线和评估烤米饭品质 Laohavanich & Yangyuen [ 29日]
可可 红外 评估物理化学特性 罗哈斯et al。 30.]
芝麻 红外 评估sesamol和脱脂面粉质量的形成 Kumar et al。 31日]
荞麦 红外 评价抗氧化活性、酚类成分,美拉德反应的产品 Bhinder et al。 9]
黑孜然籽 红外 评估红外烤的氧化稳定性的影响和其他化学性质 苏瑞et al。 32]
1.6。传热过程中红外烘烤

红外加热已经证明有效传热食品的优势减少处理时间和精力成本。红外辐射能量以电磁波的形式和更快速传热比对流和传导机制。

红外辐射传热速率( 1红外发射器和样品表面之间),0,是由 33] (1) 0 = σ T 如果 4 T 年代 4 1 ε 如果 / 一个 如果 ε 如果 + 一个 如果 F 年代 , 如果 + 1 / 1 / 一个 如果 F 如果 , w + 1 / 一个 年代 F W , 年代 1 + 1 ε 年代 / 一个 年代 ε 年代

因此,辐射传热通量( 2)和发射极之间的样本是由( 34] (2) f = 0 一个 0 , 在哪里 ε如果红外发射器发射率, ε年代样品的发射率, T如果发射器的温度; T年代样品表面的温度; σ辐射斯蒂芬玻尔兹曼常数(5.67×换W m−2K−4), 一个年代是样品的表面积, 一个如果的面积是红外线发射器。

F年代,如果的分数是表面红外发射器和样品表面之间的能量,F如果w的一部分能量发射器表面和墙之间的表面,然后呢 Fw,年代是能量的一部分样品表面和墙之间的表面。

传热系数, hr(W /米2K),使用下面的公式计算: (3) h r = 0 一个 如果 T 如果 T 年代

2。趋势和先进的红外烘烤技术

由于红外线的穿透能力有限的深度坚果,结合红外与热空气等其他热方法、微波、真空等对流和传导可以克服这个限制。红外线的能力组合与其他烘焙方法是重其杰出的特征之一。减少烘焙时间和增加焙烧效率优势相结合的红外与另一个加热方法。红外和热空气的方法已被广泛用于干燥和焙烧农产品,包括有机黑莓 16),薯片 35],丝瓜片[ 36),整个桂圆( 37),菠萝 38],和murta浆果[ 39]。这些热方法的组合强化质量和热量的传递,从而减少烘焙时间和能源消耗,提高生产效率 40, 41]。然而,红外烘烤被公认为是一位才华横溢的新方法;都不适合烤坚果由于其穿透能力的限制( 42),因此结合红外和其他烘焙方法可以更有效的和有用的,因为它提供了协同的结果,被认为是目前已知的解决方案 43]。

2.1。IR-Microwave

与微波焙烧相关的问题之一是,表面温度高于内部部分的食物,导致过度或under-roasted食品( 44]。因此,将该方法与其他烘焙方法如红外(图是非常有用的 4)。Uysal et al。 23]研究了微波红外线烤榛子的方法的应用。他们的研究结果表明,焙烧时间微波红外线榛子的方法比传统方法不足。烤榛子的质量在最佳点的颜色、质地、水分含量、脂肪酸组成类似于通过传统方法烤样品的质量。

结合红外加热和微波(IR-microwave)及其优势。

2.2。IR-Hot空气

缺乏温度的均匀分布的产品是热空气热过程的主要问题之一。热空气和红外线加热焙烧是更有效的比单独使用这两种方法(图 5)。红外与热空气的结合提供了协同效应,导致一个有效的烘焙过程( 13, 45]。阿訇et al。 20.)结合热空气和红外线加热烤花生内核。这些研究人员表明,当红外和热空气是烤花生内核,结合优质的能源消耗降低了花生。使用混合红外辐射和热空气能源需求减少31%相比,热空气。

结合红外加热和热空气(IR-HA)及其优势。

杨et al。 6)开发两个新烤杏仁的方法:红外烘烤;连续的红外和热空气焙烧(SIRHA)。与传统热空气焙烧相比,SIRHA加热可以产生烤杏仁,高达30 - 70%减少处理时间,和满足生产巴氏灭菌要求中等程度烤杏仁在130、140和150°C。在这项研究中没有显著差异( P > 0.05)在感官品质中等烤杏仁处理不同的烘焙方法。他们指出,SIRHA烘焙是一种很有前途的新方法烤杏仁巴氏杀菌的生产。

3所示。烤一些坚果 3.1。阿月浑子

开心果是一个世界上最流行的可食用的坚果,有价值的化学和抗氧化化合物。开心果内容高单不饱和脂肪酸等营养物质,维生素、矿物质、植物固醇,多酚( 46- - - - - - 49]。除了拥有一个舒适的味道,开心果内核作为功能性食品受到消费者欢迎由于他们对健康造成重大影响,尤其是人类心血管系统( 34]。

大部分的开心果食用盐和烤小吃和甜点。烘焙是一种基本处理方法,广泛用于坚果行业改善风味,颜色,质地,和总体可接受性( 1]。四个伊朗商业开心果内核被Morshedi烤et al。 19使用红外烘烤方法)。焙烧过程通过响应面分析法优化方法。选择的反应是基于质量的不同方面因素:质地,颜色,味道,和烘焙的时间。示例的第一个断裂点是在20-40/5 N,第二次断裂点37-55 N,褐变指数38-41,烤味道分数4-9/12,和烘焙时间127 - 746年代,在最佳点。一个完整的二次模型适合通过考虑试验和错误响应。最后,结果表明,优化的点是不同的每一个品种。拟合模型和实验干预有很好的相关性( P ≤0.05)。考虑到最终产品质量,似乎红外烘烤开心果果仁内核可以是一个有用的方法,可以减少处理时间至少50%。

3.2。花生仁

花生( 落花生hypogaeal .)是一种营养丰富的谷物,富含蛋白质和脂肪(脂肪含有47 - 50%,25 - 30%的蛋白质),被认为是人类的重要营养来源。它属于豆科的家庭( 50后),它是第二个收获豆类大豆( 51]。通常,花生被称为坚果,尽管花生是豆类。此外,被称为花生(花生 50]。除了使用花生制作石油、花生作为一种廉价的蛋白质来源已经成为小吃由于其独特的味道和大量的营养 51]。烘焙原材料可以改变低价值昂贵的产品,和烤花生是宝贵的零食之一,其质量直接影响焙烧( 52]。烤花生内核下红外和infrared-hot空气系统研究了阿訇et al。 20., 21]。他们的研究表明,随着温度的增加,力量,和时间,水分含量、固溶性内容,pH值,压缩能量,硬度下降和褐变指数、总酚类化合物,总验收在烤花生内核增加。烘焙过程后,硬度从91.31 N减少到33.86 N;同时,总色差从2.87上升到19.33。特定的最高价值在烘焙过程中能源消耗与烘焙过程在120°C和130 W 30分钟,和烘焙100°C和200 W 10分钟压缩特定能量的最小值。结合红外和hot-air-produced优质烤花生,与传统的方法相比,较低能源成本和烘烤时间短;因此,它可以被视为一种花生烘焙行业的新方法。

脉冲红外烤花生及其质量研究了Kumar et al。 25]。红外烘烤显著降低焙烧时间比其他烘焙方法(低33%和60%相比,沙子和鼓烘焙,分别)。的颜色参数、FFA和质地,烤在178 - 188°C 6.8 - -9.2分钟烤花生是最好的条件。不过,感官特征而言,焙烧的最佳条件是180°C和8分钟。可以使用红外线烤花生,脉冲红外可以被认为是一种很有前途的技术,烤花生。

3.3。榛子

榛子中营养价值高、生物活性化合物使它成为一个有价值的营养。

榛子消费通常是在原始和烤形式和独特的味道,香气,松脆的口感;他们越来越多的关注 22]。榛子与使用一个独特的和令人愉快的味道在糖果和面包店产品( 23]。烤导致积极的榛子的感官性质的变化。烤榛子的使用提高了口味的糖果,糖果,巧克力,饼干 53]。烤也消除了榛子皮肤,减少了水分,和发展所需的外观的榛子 53, 54]。烤也常被用来增加坚果的保质期。此案发生氧化的失活酶和抗氧化剂的形成产品在烘烤过程中( 55, 56]。

利用杂化的可能性微波红外线烤榛子的方法调查的Uysal et al。 23]。烤榛子在这个系统最优条件被确定为613.8 W的微波功率,上卤素灯功率900 W和300 W较低的卤素灯功率为2.5分钟。榛子烤在最佳条件下与传统同类质量烤的颜色而言,水分,质地,和脂肪酸成分。此外,榛子的焙烧时间显著减少了约87.5%。因此,杂化微波红外线方法可以被认为是一种很有前途的技术,烤榛子等坚果。

3.4。杏仁核

杏仁( 李属菊花)是一个玫瑰家族的成员,被认为是流行树坚果和必需营养素,如维生素、矿物质和蛋白质。同时,杏仁含有相对较高的维生素E,有益于人类健康和营养( 57]。烤坚果是一个重要的一步处理的方法来提高颜色,味道,和独特的香气和口感。使用红外线加热结合热风烤杏仁的和安全调查的杨et al。 6]。结果表明,连续的红外和热空气(SIRHA)烤比红外和热空气焙烧方法。SIRHA的这种优势是由于减少烘焙时间和巴氏灭菌的杏仁核。因此,SIRHA烘焙是一个很好的方法,烤杏仁巴氏杀菌的生产。

3.5。向日葵的种子

葵花子是向日葵的果实( 向日葵l .) [ 58]。葵花籽含有营养素如不饱和脂肪酸、蛋白质、纤维素、维生素和矿物质。使用葵花籽快餐食品营养的原因很重要,这是与其他坚果或独自一人 59]。烘烤葵花籽的典型形状处理,目的是提高产品的总体可接受性( 28]。红外(IR)的影响(400 - 600 W)和焙烧时间(十分钟)在能源消耗、颜色参数( l , 一个 , b 价值观、ΔE BI、SI WI, h°),纹理、含水率和向日葵内核的感官性状调查Mosayebi et al。 28]。另外,反应得到的回归模型,并确定了合适的焙烧条件使用响应面方法(RSM)。二次模型提出了颜色变化( l , 一个 ΔE, h°,WI)和线性关系的质地,BI,含水率和2 fi能耗。烘焙为492.5 W红外功率为9.1分钟被发现适合适当的焙烧条件。也,烤内核可接受的质量而言,感官性状相比传统方法(热风)。

3.6。野生杏仁核

野生杏仁核(菊花Dulcis)可以作为食用营养油和内核( 44]。可以使用杏仁作为零食和各种加工食品的成分,特别是在食品厂( 60, 61年]。此外,杏仁有应用在治疗糖尿病药,抗炎,抗菌,泻药代理( 62年]。烘焙是一个关键的处理方法广泛应用于坚果行业改善风味,颜色,质地,和总体可接受性。红外烘烤,烤野生杏仁内核Mokhtari称和Ziaiifar [ 24]。效果的工艺条件,包括红外功率(200 W、300 W)烘焙(15、25和35分钟)含水量、化学性质、颜色、和感官性质进行了研究。结果表明,增加红外权力和烘焙时间降低pH值和水分含量。最后,红外功率200 W的野生杏仁烤15分钟是值得推荐的过程。

3.7。大豆

大豆被认为是健康食品,因为它是一个很好的来源的基本营养物质,包括蛋白质、脂肪、和一些活性化合物,和获得增加通知由于其低成本和高营养价值( 63年]。尽管大豆已被用于人类消费在亚洲一些国家,有一个限制其在世界其他地区使用。生大豆比尼,苦,涩的味道,一直是最重要的因素限制了这个产品的利用率。因此提高消费,必须消除原料大豆特有的味道。烘焙是为了这个目的的方法之一 26]。烘焙创建一个令人愉快的味道没有任何比尼气味和苦味[ 27),显著增强的味道、颜色、纹理和外表的豆类和坚果 64年]。烤产品精致、独特的坚果和广泛享有比原始的bean。烤也消除了大豆的苦味,使酶失去活性,破坏了不受欢迎的微生物和食品污染( 26];因此,烤大豆有潜力作为零食。阿訇和Kashaninejad 27)开发新的烘焙方法烘焙的大豆。在这个研究中,大豆焙烧的动力学和建模使用结合infrared-hot空气系统和能源消费调查。结果表明,热空气温度的影响,红外力量,结合热空气温度和红外烤大豆是统计学意义和烘焙过程发生在下降率。在五个薄层烤模型拟合实验数据,页面模型是最好的描述了焙烧行为。烘焙方法的比较表明,最低能量消耗在红外(0.0905千瓦时)和最大能量的过程被记录为热空气焙烧(1.752千瓦时);因此,红外线加热可以考虑适当的烘焙技术去除苦味的大豆大豆和增加录取率。

4所示。其他烘焙食品 4.1。可可

可可豆含有更多的多酚类化合物(黄酮)。使用这种农作物改善心血管健康,帮助平衡体内胆固醇( 64年]。抗过敏药,抗炎、抗病毒和抗癌的属性是其他类黄酮的优势 65年, 66年]。最关键的操作加工可可豆烘烤,和化学变化的数量取决于应用过程中温度和时间。烘焙修改原产地风味和香气的前体化合物,在发酵过程中形成和干燥(采后治疗)。在烘焙过程中,多余的挥发性酸是移除,所需的味道组件组装通过美拉德反应,水可可含量减少,和可可更深的颜色 2]。同时,热处理导致代吡嗪,给它一个甜蜜的味道和巧克力香味的。

可可理化特性( Theobroma可可l .)在研究了红外烘烤罗哈斯et al。 30.]。加热过程引起的表面积减少,以及孔隙半径由于融化而导致的脂肪的内部结构和运动在烤可可更紧凑的材料。热处理引起的生成吡嗪,甜味和巧克力香气。四甲基吡嗪是最相关的,它提供了最高浓度时烤在150°C;也就是说,如果使用200°C,这可能是由于高温挥发速度较高;因此,当分析材料,烤固体被发现在一个较小的数目。

4.2。荞麦

荞麦属蓼科的家庭,这是一个耐旱作物。荞麦是获得友善pseudocereal作物由于其独特的营养价值( 67年]。荞麦有许多营养(黄酮含量高)。不过,其作物包含潜在的过敏原蛋白抑制剂和毒素,如fagopyrin有害人类健康( 9]。焙烧可以减少这些有害成分。此外,焙烧提高风味,保质期,酥脆相比它的原始样本。红外烘烤对荞麦品种的理化性质是调查Bhinder et al。 9]。烘焙是一个很好的方法来改善风味和灭活抗营养成分出现在荞麦。烘烤时间和温度的优化组合有助于提高作物的消费。烤荞麦的最佳状态是130°C 10分钟由于大量保存营养素。

4.3。红辣椒

红辣椒( 甜椒l .)是世界上最广泛种植的辣椒。辣椒红辣椒是一个很好的来源的维生素A和C,富含β-胡萝卜素和矿物质如钾( 68年]。常用的电热机械烤肉炉用于烤红辣椒。与远红外加热焙烧质量的影响研究了辣椒的费尔南多et al。 69年]。结果表明,杉木辐射可以用来烤辣椒。此外,结果表明,处理时间明显减少。大约需要25分钟烤辣椒鼓烘烤器,但烤辣椒相似的颜色和水分利用红外辐射强度为7188 W / m2大约需要60秒。因此,冷杉辐射可以用来烤辣椒和可接受的质量特征。

4.4。烤米饭

烤米饭就是白米,烤,直到谷物丰富的棕色。烤米饭是大米或糯米制成的产品。生产烤米饭,首先,稻谷是清洗和浸泡在水里几个小时。然后浸泡大米是在热锅里烤,直到脆。烤米饭是主要的材料准备Larb丐(地面辣鸡),一个美味的菜在泰国,在泰国餐馆变得非常受欢迎世界各地。红外烘烤机的影响在750 - 800°C和5 - 7转鼓速度了稻米品质Laohavanich & Yangyuen [ 29日]。烤在800°C 9.1分钟,鼓的速度6 rpm,烤40分钟的时间被发现合适的焙烧条件。也,合格质量的感官属性比其他烤大米市场。

5。结论和未来的潜在红外烘烤

烘焙是一个重要的过程,提高了味道,颜色,质地,和外观的产品。根据研究,红外可以作为替代了传统的烤坚果和其他食物的方法。与其他常见的焙烧方法相比,红外烘烤提供许多优势,如高质量的产品,更大的节能和效率、高传热率和热通量,从而减少干燥时间和焙烧率较高。红外效果在80%和90%之间,产生辐射波长范围窄,小型化。红外烘烤在物理化学性质的影响,感官属性和坚果的营养价值以及组件之间的相互作用下红外辐射可能会进一步证明使用红外辐射作为未来小说烘焙的选择。之间的交互过程和产品需求一致的实验,以获得更多的知识。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从作者要求。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

作者要感谢Gorgan大学农业科学和自然资源。

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