魚糜制品真空冷凍干燥工藝優(yōu)化

鄭曉杰 李 燕 盧 杰 王海棠

（溫州科技職業(yè)學(xué)院，浙江 溫州 325006）

魚糜制品中蛋白質(zhì)和水分含量較高，脂肪含量低，易腐敗變質(zhì)，對(duì)加工、保藏和流通帶來(lái)諸多不便。目前，廣泛使用的貯藏方法是低溫冷凍保藏［1］。冷凍雖然能延長(zhǎng)貨架期，但在凍藏和解凍過(guò)程中易發(fā)生變性而導(dǎo)致其物化特性發(fā)生改變［2］，使魚糜制品質(zhì)量下降，不利于貯藏運(yùn)輸。因此急需尋找一種安全、高效且最大程度保持魚糜品質(zhì)的貯藏技術(shù)。

隨著高新技術(shù)的發(fā)展，近年來(lái)已有將茶多酚保鮮［3］、氣調(diào)保鮮［4］、發(fā)酵技術(shù)［5］、臭氧處理［6］、高壓處理［7］等應(yīng)用到魚糜貯藏保鮮方面的研究報(bào)道，也取得了一定的成績(jī)。而關(guān)于真空冷凍干燥魚糜制品的研究報(bào)道較少。由于真空冷凍干燥技術(shù)的特點(diǎn)，凍干產(chǎn)品具有復(fù)水性能佳，色澤保持好，營(yíng)養(yǎng)成分損失少，便于運(yùn)輸易于長(zhǎng)期保存等優(yōu)點(diǎn)［8］，同時(shí)可使產(chǎn)品的加工品種多樣化。目前針對(duì)海參、銀魚、蝦仁、魚片、甲魚等水產(chǎn)品凍干已有試驗(yàn)性開發(fā)，并取得了較為滿意的結(jié)果［9］。

本試驗(yàn)以魚糜制品中的魚丸（馬鮫魚）為原料，研究其真空冷凍干燥技術(shù)工藝對(duì)魚糜制品品質(zhì)的影響，旨在找到能最大限度保證品質(zhì)的凍干參數(shù)，為今后凍干魚糜加工產(chǎn)業(yè)化提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

馬鮫魚：購(gòu)于溫州浙南農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)；

白糖：溫州市和盛貿(mào)易有限公司；

食鹽：浙江綠海食鹽有限責(zé)任公司；

味精：溫州快鹿集團(tuán)；

淀粉：青海湟中威思頓精淀粉有限公司；

三聚磷酸鈉、焦磷酸鈉、大豆蛋白等：市售。

1.2 儀器

食品加工攪拌機(jī)：HR7625，飛利浦有限公司；

快速水分測(cè)定儀：MA150，北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司；

電子天平：AR522C，梅特勒－托利多（上海）有限公司；

低溫冰箱：MDF－U5411，日本三洋電器集團(tuán)；

真空包裝機(jī)：DZQ－6002SB，德國(guó)西門子電器有限公司；

冰箱：KK25E73TI，德國(guó)西門子公司；

冷凍干燥機(jī)：ALPHA 2－4LSC，德國(guó)Christ公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

原料選擇→馬鮫魚去頭、去魚鱗、去內(nèi)臟→清洗→采肉→漂洗→精濾→擂潰→成型→加熱→切分整形→預(yù)凍結(jié)→真空冷凍干燥→包裝

1.3.2 工藝參數(shù)優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)

（1）物料厚度對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響：設(shè)絕對(duì)壓力為85Pa，升華溫度為20℃，解吸溫度為30℃，物料厚度分別為3，5，7，9，11mm。考察物料厚度對(duì)物料干燥速率和復(fù)水值的影響。

（2）絕對(duì)壓力對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響：設(shè)定升華溫度為20℃，解吸溫度為30℃，物料厚度為5mm，干燥室內(nèi)絕對(duì)壓力的取值為69，77，85，93，101Pa。考察干燥室絕對(duì)壓力對(duì)物料干燥速率和復(fù)水值的影響。

（3）升華溫度對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)的影響：設(shè)物料厚度為5mm，絕對(duì)壓力為85Pa，解吸溫度為30℃，升華溫度設(shè)置梯度值分別為5，10，15，20，25℃?？疾焐A溫度對(duì)物料干燥速率和復(fù)水值的影響。

（4）魚糜凍干最佳條件正交試驗(yàn)的設(shè)計(jì)方案：在單因素凍干條件的基礎(chǔ)上，以物料厚度、絕對(duì)壓力、升華溫度為綜合因素，設(shè)計(jì)三因素三水平正交試驗(yàn)。

1.3.3 干燥速率的測(cè)定 參照文獻(xiàn)［10］按式（1）計(jì)算干燥速率。

式中：

Vd—— 干燥速率，g／（g·h）；

mw—— 干燥前物料質(zhì)量，g；

md—— 干燥后物料質(zhì)量，g；

td—— 干燥時(shí)間，h。

1.3.4 復(fù)水值的測(cè)定 復(fù)水性好壞是凍干樣品的重要特點(diǎn)之一，凍干食品復(fù)水性能的指標(biāo)包括復(fù)水后恢復(fù)的體積、質(zhì)構(gòu)、質(zhì)量及所需時(shí)間。復(fù)水比是復(fù)水性能最常用的指標(biāo)。物料的復(fù)水能力既包括物料吸收水分的能力，還包括干物料吸收水分達(dá)到平衡值時(shí)間的長(zhǎng)短。從復(fù)水比和復(fù)水時(shí)間來(lái)綜合衡量物料的復(fù)水能力［11］。故引出復(fù)水值的定義式：

式中：

IRh—— 復(fù)水值，g／（g·min）；

mRh——復(fù)水后物料的質(zhì)量，g；

md—— 干物料的質(zhì)量，g；

tRh—— 復(fù)水時(shí)間，min。

將干燥后的幾組物料稱重，并浸泡在80℃的水中10min，取出用吸水紙濾干物料表面水分，稱量，再次復(fù)水，使物料吸水后的重量達(dá)到穩(wěn)定，此時(shí)的時(shí)間即為所求的復(fù)水時(shí)間，再結(jié)合復(fù)水后的物料質(zhì)量計(jì)算出物料的復(fù)水值。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1.1 物料厚度對(duì)魚糜制品的影響 由圖1可知，魚糜制品的干燥速率隨著物料厚度增加而緩慢下降，在物料厚度為9～11mm時(shí)下降比較明顯，而復(fù)水值隨著物料厚度增加而增加，在物料厚度為5mm以上時(shí)，復(fù)水值增加較緩慢，綜合物料厚度對(duì)干燥速率和復(fù)水值的影響，選擇物料厚度為5～9mm。

圖1 物料厚度對(duì)魚糜制品的影響Figure 1 Effect of material thickness on surimi product quality

2.1.2 絕對(duì)壓力對(duì)魚糜制品的影響 由圖2可知，在69Pa左右時(shí)，干燥速率和復(fù)水值最大，但物料的溫度很難降低，并且很容易變壞。在77Pa以上時(shí)，絕對(duì)壓力對(duì)復(fù)水值的影響不大。但隨著絕對(duì)壓力的增大，干燥速率加快。

圖2 絕對(duì)壓力對(duì)魚糜制品的影響Figure 2 Effect of absolute pressure on surimi product quality

2.1.3 升華溫度對(duì)魚糜制品的影響 升華溫度的高低直接影響凍干時(shí)間的長(zhǎng)短及凍干魚糜制品的質(zhì)量。由圖3可知，在10℃以下時(shí)，復(fù)水值較好，但從凍干成本上算，能耗會(huì)增加更多。10～20℃時(shí)，干燥速率和復(fù)水值綜合指標(biāo)較好。在15℃時(shí)，物料干燥速率是最大的，但是溫度過(guò)高會(huì)使與加熱板接觸的物料水分升華過(guò)快，造成物料向上彎曲從而減慢物料另一面的水分升華速度，降低干燥速率。

2.2 正交試驗(yàn)條件優(yōu)化

通過(guò)單因素試驗(yàn)結(jié)果確定的因素水平見表1。試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果見表2。

圖3 升華加熱溫度對(duì)魚糜制品的影響Figure 3 Effect of sublimation temperature on surimi product quality

表1 正交組合設(shè)計(jì)因子水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal experiment

表2 凍干正交試驗(yàn)結(jié)果Table 2 Results of orthogonal experiment

由表2可知，對(duì)干燥速率影響的程度從大到小依次是升華溫度、物料厚度和絕對(duì)壓力。最佳工藝條件為A2B2C3，即物料厚度7mm，絕對(duì)壓力85Pa，升華溫度20℃；對(duì)復(fù)水值影響的程度從大到小依次是升華溫度、絕對(duì)壓力和物料厚度。由于kB1＝kB2，考慮到減少能耗，得出最佳工藝條件為A2B2C1，即物料厚度7mm，絕對(duì)壓力85Pa，升華溫度10℃。升華溫度對(duì)干燥速率和復(fù)水值的影響程度均為最大，隨著升華溫度的升高，干燥速率加快，復(fù)水值減小，但干燥速率過(guò)慢，增加了耗電量。

最終確定魚糜制品凍干的最佳工藝：物料厚度為7mm，絕對(duì)壓力為85Pa，升華溫度為20℃。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)對(duì)魚糜制品（魚丸）進(jìn)行真空冷凍干燥，確定了最佳工藝參數(shù)：物料厚度為7mm，絕對(duì)壓力為85Pa，升華溫度為20℃。該條件下魚糜制品含水量大大減少，干燥程度得以提高，復(fù)水性較好，與冷凍魚糜制品相比，更有利于保存、運(yùn)輸，為今后魚糜制品真空冷凍干燥加工的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了參考。據(jù)報(bào)道［12］，用凍干工藝加工的產(chǎn)品含水量低，常溫下保存，3～5年內(nèi)不變質(zhì)，因此有著廣闊的發(fā)展前景。

1 張婭楠，趙利，劉華，等.水產(chǎn)品的冷凍變性及魚糜抗凍劑研究進(jìn)展［J］.河南工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，32（6）：88～92.

2 周愛梅，曾慶孝，劉欣，等.冷凍魚糜蛋白在凍藏中的物理化學(xué)變化及其影響因素［J］.食品科學(xué)，2003，24（3）：153～157.

3 劉焱，梅譯丹，陳濤，等.茶多酚對(duì)魚糜保藏效果的研究［J］.食品與機(jī)械，2008，24（6）：131～134.

4 劉永吉.魚糜制品冷藏氣調(diào)保鮮技術(shù)研究［D］.浙江：浙江工商大學(xué)，2011.

5 許艷順.發(fā)酵鰱魚魚糜凝膠形成及其機(jī)理研究［D］.江蘇：江南大學(xué)，2010.

6 謝三都.提高鰱魚魚丸品質(zhì)技術(shù)的研究［D］.福建：福建農(nóng)林大學(xué)，2010.

7 羅曉玲，楊瑞金，趙偉，等.超高壓處理復(fù)合魚糜凝膠性能研究［J］.食品與機(jī)械，2010，26（4）：15～18，38.

8 鄒興華，過(guò)世東，銀紅娟，等.銀魚冷凍干燥的工藝［J］.食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào)，2005，24（5）：89～93.

9 徐瑛，陳天及，謝堃，等.真空冷凍干燥水產(chǎn)品的技術(shù)分析［J］.漁業(yè)現(xiàn)代化，2007，34（3）：44～46.

10 郭樹國(guó)，李成華，王麗艷.基于正交設(shè)計(jì)與BP網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化人參真空冷凍干燥工藝參數(shù)［J］.食品工業(yè)，2011（11）：26～29.

11 張愍.特種蔬菜儲(chǔ)藏與復(fù)水學(xué)專論［M］.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，1990.

12 李鳳麗.淺談凍干魚片的生產(chǎn)工藝及發(fā)展前景［J］.河北漁業(yè)，2010（11）：47～48.