選取外觀完整的綠豆，分別在 20℃、30℃、40℃和50℃下恒溫水浴下浸泡 2h、4h、6h、8h、10h、12h、14h 和 16h，浸泡的目的是在冷凍干燥前使綠豆內(nèi)部吸水，得到較好的凍干品質(zhì)。浸泡后考察綠豆的吸水率和破裂率，結(jié)果如圖 7-10 和圖 7-11所示。
由圖 7-10和圖7-11可知，浸泡時間愈長，綠豆吸水率愈高，一定時間后，綠豆充分吸水，吸水率增長速率變慢。當(dāng)綠豆細(xì)胞壁與內(nèi)部細(xì)胞完全吸水后，在后續(xù)處理過程中可達(dá)到良好的效果。溫度愈高，吸水率愈高，是因為加熱可使植物組織軟化膨脹，同時水的表面張力下降，使水進(jìn)人內(nèi)部的阻力減小，有利于水進(jìn)入綠豆內(nèi)部。因速煮綠豆產(chǎn)品應(yīng)保持良好外觀，且后續(xù)處理過程也對產(chǎn)品外觀有所影響，除吸水率外，應(yīng)同時考慮綠豆種皮破裂程度。實驗表明，40℃浸泡6h 時綠豆形態(tài)完整且吸水率良好，因此綠豆最佳浸泡工藝為:40℃恒溫水浴中浸泡6h。
預(yù)凍的目的是將綠豆內(nèi)的水分固化，并使其凍干前后具有相同的形態(tài)，防止在升華、解析過程由于抽真空而發(fā)生起泡、濃縮、收縮和溶質(zhì)移動等不良變化的發(fā)生。最佳條件下浸泡后，在預(yù)凍時間4h、升華干燥時間30h、解析干燥時間10h不變的條件下，分別在預(yù)凍溫度-35℃，-45℃，-55℃，-65℃，-75℃，-85℃和-95℃，再經(jīng)升華干燥和解析干燥,隨后測定凍干綠豆的復(fù)水時間和復(fù)水比，測定結(jié)果如圖7-12所示。
由圖7-12可知，在-35℃時，復(fù)水時間長是因為慢凍時，物料內(nèi)形成的冰晶較大，當(dāng)外部冰晶升華后，留下大面積連續(xù)的升華通道，有利于內(nèi)部冰晶的升華，從而使制品升華速度加快，但慢凍產(chǎn)生的大冰晶造成細(xì)胞壁及各級宏觀、微觀固體支撐結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重機(jī)械性破壞，造成大多數(shù)細(xì)胞嚴(yán)重收縮而死亡，使得中心結(jié)構(gòu)不能保持原有的狀態(tài)，導(dǎo)致最終產(chǎn)品復(fù)水時間長、復(fù)水比降低。而速凍凍結(jié)速度快，在細(xì)胞內(nèi)部和細(xì)胞間隙生成小冰晶，對細(xì)胞的機(jī)械損壞作用小，同時細(xì)胞內(nèi)部的溶質(zhì)遷移效應(yīng)小，干燥后產(chǎn)品能保持原有的結(jié)構(gòu)。在-75℃時綠豆復(fù)水時間顯著減少且破裂率較低，復(fù)水品質(zhì)也較為良好，同時能源消耗較少，綜合上述因素，應(yīng)選擇-75℃作為綠豆預(yù)凍溫度。
升華干燥是將凍結(jié)的自由水直接升華成水蒸氣。實驗中選擇升華干燥溫度-25℃，-30℃，-35℃，-40℃，-45℃，-50℃和-55℃，考查升華溫度對綠豆復(fù)水比和復(fù)水時間的影響，結(jié)果如圖7-13 所示。
由圖7-13 可以看出，隨著升華干燥溫度降低，綠豆復(fù)水時間相應(yīng)減少，綠豆復(fù)水比隨著升華干燥溫度的降低而增加。在冷凍干燥過程中，相同條件下升華干燥溫度越低，升華干燥過程中豆類中心溫度越低，其升華干燥所需時間越長，但其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和外觀變化較小。在-40℃后，雖復(fù)水時間略有下降，復(fù)水比略有增加，但因-40℃節(jié)省能源、節(jié)約時間又能達(dá)到較好的凍干效果，應(yīng)選擇-40℃作為綠豆的升華干燥溫度。
冰升華完畢后，制品含水量降至 10%左右，一般吸附在干燥物質(zhì)的毛細(xì)管璧和極性基團(tuán)上，屬未凍結(jié)水，這些水分將為微生物的生長繁殖和某些化學(xué)反應(yīng)提供條件。因此，解析過程就是要讓吸附在干燥物質(zhì)內(nèi)部的水分子解析出來，達(dá)到進(jìn)一步降低制品水分含量的目的，以確保制品長期貯存的穩(wěn)定性。在解析干燥階段，產(chǎn)品的溫度應(yīng)足夠高，只要不造成產(chǎn)品熱變性即可。實驗中考查了解析干燥溫度為 30℃，40℃，50℃，60℃，70℃，80℃和90℃條件下，解析干燥溫度對凍干綠豆的復(fù)水比和復(fù)水時間的影響，如圖 7-14 所示。由圖7-14可知，將解析溫度提高至80C及以上時，綠豆破裂率高且感官評分低，70℃時綠豆復(fù)水性能良好，外觀品質(zhì)及復(fù)水后感官品質(zhì)好，因此選擇70℃作為綠豆冷凍干燥工藝的解析干燥溫度。實驗中，綠豆含水量質(zhì)量分?jǐn)?shù)在 0.5%～1%之間，且保持了良好的感官品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)。
經(jīng)上述實驗研究，得到速煮綠豆的凍干優(yōu)化工藝為:40℃浸泡6h，-75℃預(yù)凍4h，-40℃升華干燥 30h，70℃解析干燥 10h。經(jīng)過該優(yōu)化工藝處理過的綠豆，復(fù)水后色澤與未處理綠豆相比略淺但顏色自然、顆粒飽滿，與未處理綠豆直接熟制破損程度相近。此優(yōu)化工藝處理的綠豆能夠?qū)崿F(xiàn)與大米共煮同熟，外觀尚好，口感適宜。
