液熏鮑冷風(fēng)干燥工藝優(yōu)化及貯藏期的研究

吳靖娜， 陳曉婷， 位紹紅， 喬　琨， 王　茵， 劉智禹

(1 福建省水產(chǎn)研究所，福建省海洋生物增養(yǎng)殖與高值化利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建省海洋生物資源開發(fā)利用協(xié)同創(chuàng)新中心，福建 廈門 361013；2 福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，福建 福州 350002)

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液熏鮑冷風(fēng)干燥工藝優(yōu)化及貯藏期的研究

吳靖娜1， 陳曉婷2， 位紹紅1， 喬琨1， 王茵1， 劉智禹1

(1 福建省水產(chǎn)研究所，福建省海洋生物增養(yǎng)殖與高值化利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福建省海洋生物資源開發(fā)利用協(xié)同創(chuàng)新中心，福建 廈門 361013；2 福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，福建 福州 350002)

為提高鮑魚的附加值，研發(fā)干制液熏鮑新產(chǎn)品，以確定液熏鮑干燥最優(yōu)工藝參數(shù)及貯藏時(shí)間。以液熏鮑為研究對象，采用冷風(fēng)干燥技術(shù)干制液熏鮑。在單因素試驗(yàn)基礎(chǔ)上，通過響應(yīng)面設(shè)計(jì)試驗(yàn)，以冷風(fēng)干燥溫度、干燥風(fēng)速和干燥時(shí)間為因素，對干制熏鮑的硬度和彈性變化情況進(jìn)行研究并建立相關(guān)數(shù)學(xué)模型，確定液熏鮑冷風(fēng)干燥的加工工藝；同時(shí)探討干制熏鮑的安全指標(biāo)及保藏性。結(jié)果顯示，由模型方程確定液熏鮑魚冷風(fēng)干燥工藝的最優(yōu)參數(shù)為：溫度26℃，風(fēng)速4 m/s，時(shí)間23 h。在此條件下干制熏鮑的硬度為(22 845.05±1 098.71)N，彈性為(-0.13±0.03)mm。經(jīng)該工藝生產(chǎn)的干制熏鮑，各項(xiàng)指標(biāo)均符合國家食品安全標(biāo)準(zhǔn)和商業(yè)無菌要求，并且具有較好的風(fēng)味和品質(zhì)。

液熏鮑；冷風(fēng)干燥；質(zhì)構(gòu)特性；干燥速率；商業(yè)無菌

鮑魚(Haliotisdiscus)是一種高蛋白、低脂肪的健康海洋食品[1-2]。當(dāng)前，市場上鮑魚的產(chǎn)品形式主要有鮮鮑、凍鮑、罐頭鮑(亦稱湯鮑)和干鮑等[3]，大部分屬于粗放式加工，在生產(chǎn)成本、風(fēng)味上沒有形成優(yōu)勢，產(chǎn)品附加值較低[4]。為提升鮑魚加工新技術(shù)，增加鮑魚的附加值，前期研究采用煙熏液替代傳統(tǒng)的煙熏處理開發(fā)出液熏鮑[5]，然而，所研制的液熏鮑含水量高達(dá)90%以上，保質(zhì)困難。干制是延長保質(zhì)期最有效的方法之一，適宜的干燥方法是提高其干制品質(zhì)重要保障。傳統(tǒng)的干燥方式有自然晾干和熱風(fēng)干燥。自然晾干易受天氣影響，可控性較差，衛(wèi)生條件難以保證[6-7]。熱風(fēng)干燥溫度相對較高(40℃～60℃)，物料表面易出現(xiàn)表面干燥效應(yīng)和熱敏性物質(zhì)損失，油脂易發(fā)生氧化，從而導(dǎo)致物料品質(zhì)和風(fēng)味下降[8]。

冷風(fēng)干燥是一種新型的干燥方法，主要是在低溫、低濕及高風(fēng)速的環(huán)境中快速脫除水分、干燥物料[9]，不僅克服了自然晾曬和熱風(fēng)干燥的缺點(diǎn)，較好地保持物料的品質(zhì)，且可降低能耗[10-11]。冷風(fēng)干燥技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于蔬菜、水產(chǎn)品和肉制品食品的干燥生產(chǎn)中。本研究采用冷風(fēng)干燥技術(shù)對液熏鮑進(jìn)行干制，以水分含量、質(zhì)構(gòu)變化等為考核指標(biāo)，研究冷風(fēng)干燥溫度、風(fēng)速、時(shí)間等因素對液熏鮑干制工藝的影響，從而確定最優(yōu)的加工工藝，同時(shí)探究其食用安全和貯藏期，旨在提高鮑魚加工技術(shù)水平以及產(chǎn)品附加值。

1　材料與方法

1.1試驗(yàn)材料與設(shè)備

皺紋盤鮑(Haliotisdiscushannai)，購于廈門島之原生物科技有限公司；山楂核液熏香味料Ⅱ號，購于濟(jì)南華魯食品有限公司。HFD-2型冷風(fēng)干燥箱，大連樂樂家機(jī)械有限公司；質(zhì)構(gòu)儀，英國Stable Micro Systems公司；DZQ4001-2D型真空包裝機(jī)，杭州永創(chuàng)機(jī)械有限公司；GI54DWS型立式自動壓力蒸汽滅菌器，廈門儀器有限公司。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1干制熏鮑的制作工藝流程

干制熏鮑制作工藝流程：新鮮鮑魚→預(yù)處理→調(diào)味液配制→液熏浸泡→瀝干→烤制→冷風(fēng)干燥→真空包裝→滅菌→成品。操作要點(diǎn)：預(yù)處理，將新鮮鮑魚去殼去內(nèi)臟，用流水充分淘洗，去除腹足及邊緣泥沙等雜質(zhì)，漂洗干凈后瀝水5 min；液熏浸泡，將鮑魚按料液比(1∶1)恒溫浸泡于以下配方的調(diào)味液中：料酒10%，白砂糖2%，食鹽4%，醬油8%，Ⅱ-2008著色煙熏液3%；滅菌，121 ℃高壓滅菌20 min。

1.2.2液熏鮑冷風(fēng)干燥工藝優(yōu)化

(1)溫度單因素試驗(yàn)控制干燥風(fēng)速(6 m/s)和相對濕度(60%)，選取溫度(℃)為10、15、20、25和30，每隔1 h測水分含量，干燥48 h后進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析。(2)時(shí)間單因素試驗(yàn)控制干燥溫度(25℃)，干燥風(fēng)速(6 m/s)和相對濕度(60%)，測定烘干(h)20、21、22、23、24、25、26、27、28后的水分含量，并進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析。(3)風(fēng)速單因素試驗(yàn)控制干燥溫度(25℃)、相對濕度(60%)和時(shí)間(25 h)，選取風(fēng)速(m/s)為2、4、6、8、10，每隔1 h測水分含量，干燥25 h后進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析。

響應(yīng)面法優(yōu)化試驗(yàn)根據(jù)Box-Benhnken的中心組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理，以鮑魚的硬度和彈性為響應(yīng)值，在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選取時(shí)間、溫度、風(fēng)速進(jìn)行響應(yīng)面設(shè)計(jì)(表1)。

表1　試驗(yàn)因素水平表

1.2.3測定方法

含水率：根據(jù)GB /T 5009. 3-2010[12]；質(zhì)構(gòu)分析：參照文獻(xiàn)[13-14]的試驗(yàn)方法，測試條件，P/1S球形探頭，測試前速1 mm/s，測試速度5 mm/s，測試距離10 mm，觸發(fā)力5 g；產(chǎn)品安全指標(biāo)：根據(jù)GB 2762-2012食品中污染物限量[15]。同時(shí)，檢測產(chǎn)品的苯并(α)芘、無機(jī)砷、鉛、鎘和甲基汞；產(chǎn)品的商業(yè)無菌檢測方法根據(jù)GB 4789.26-2013[16]。

1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用 SPSS13.0 統(tǒng)計(jì)分析軟件對試驗(yàn)組各項(xiàng)平行測定數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析，顯著性水平(P<0.01)。

2　結(jié)果與分析

2.1液熏鮑魚冷風(fēng)干燥工藝的確定

2.1.1冷風(fēng)干燥溫度單因素試驗(yàn)

圖1-A為不同溫度下的液熏鮑魚冷風(fēng)干燥曲線。隨溫度的升高，液熏鮑的干燥速率也隨之加快。在風(fēng)速6 m/s、相對濕度60%，溫度10℃、15℃、20℃、25℃、30℃的條件下分別干燥48 h后，液熏鮑的含水率分別為28.37%、22.19%、15.94%、11.42%和7.65%，經(jīng)單因素方差分析得出，各組之間的含水率均達(dá)到極顯著差異水平(P<0.01)。

根據(jù)含水率與時(shí)間關(guān)系曲線上在每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)分別求其斜率[17]，得干燥速率。圖1-B為干燥速率與含水率關(guān)系曲線。隨樣品含水率的降低，所有曲線總體上呈上升趨勢，但仍有部分起伏波動。這說明液熏鮑在干燥過程中，其干燥特性主要取決于內(nèi)部水分的擴(kuò)散，這與大多數(shù)干燥原料的特性一致[18-19]。

圖1-C為干燥速率與干燥時(shí)間的關(guān)系曲線。不同溫度干燥速率的變化趨勢基本相同，均呈逐漸下降的趨勢。20℃、25℃和30℃初期的干燥速率明顯高于10℃和15℃，干燥20 h后，干燥速率基本趨于平緩，各個(gè)溫度干燥速率曲線有明顯的交叉，10℃和15℃干燥速率出現(xiàn)反超。這可能是因?yàn)榇藭r(shí)其含水率相對較高。

傳統(tǒng)的方法一般采用感官評價(jià)反映食品加工處理后的食用口感，然而評價(jià)結(jié)果易受主觀因素的影響，難以對產(chǎn)品進(jìn)行客觀準(zhǔn)確的評價(jià)。因此，借助質(zhì)構(gòu)儀對液熏鮑干燥前后的硬度和彈性進(jìn)行分析(圖2)。硬度是表現(xiàn)液熏鮑軟硬程度的一項(xiàng)重要性能指標(biāo)[20]，由圖2可知，干燥48 h后，雖然25℃和30℃干燥條件下鮑魚的含水率不同(圖1-A)，但其硬度和彈性的變化差異不顯著(P>0.01)，可認(rèn)為在風(fēng)速6 m/s、相對濕度60%的條件下，25℃和30℃冷風(fēng)干燥處理后得到的產(chǎn)品無差異。因此，為降低生產(chǎn)成本，考慮采用25℃進(jìn)行冷風(fēng)干燥。

圖1　干燥溫度對液熏鮑干燥曲線的影響

圖2　干燥溫度對液熏鮑質(zhì)構(gòu)的影響

2.1.2冷風(fēng)干燥時(shí)間單因素試驗(yàn)

冷風(fēng)干燥過程中，時(shí)間是影響產(chǎn)品感官品質(zhì)的一個(gè)重要條件。

圖3　干燥時(shí)間對液熏鮑含水率的影響

為了在節(jié)約成本的前提下研制出消費(fèi)者接受的產(chǎn)品，在溫度25℃、風(fēng)速6 m/s、相對濕度60%，選擇20～28 h進(jìn)行單因素試驗(yàn)。由圖3可知，20～25 h含水率下降緩慢，分別為26.26%、25.65%、24.53%、23.63%、23.65%和21.51%，數(shù)值間差異性不顯著(P>0.01)；干燥26 h時(shí)含水率為20.29%，與20 h、21 h和22 h的含水率差異達(dá)到顯著水平(P<0.01)，但與23 h、24 h、25 h、26 h、27 h和28 h差異不顯著(P>0.01)。

由圖4可知，干燥25 h，其干燥前后的硬度變化值與24 h和26 h的變化值未達(dá)到顯著性差異(P>0.01)，但與其他干燥時(shí)間具有顯著性差異(P<0.01)，24 h和26 h的硬度變化值具有顯著差異(P<0.01)。不同干燥時(shí)間下產(chǎn)品的彈性變化值差異性較小(P>0.01)，說明20～28 h范圍內(nèi)，干燥時(shí)間對產(chǎn)品的影響不大。當(dāng)冷風(fēng)干燥時(shí)間過長，會產(chǎn)生不良風(fēng)味，色澤比較深；當(dāng)冷風(fēng)干燥時(shí)間過短，產(chǎn)品風(fēng)味沒有充分的形成，肉質(zhì)比較松軟，沒有嚼勁，色澤比較淺。因此，綜合考慮干燥時(shí)間對液熏鮑含水率和質(zhì)構(gòu)的影響，選擇冷風(fēng)干燥25 h。

圖4　干燥時(shí)間對液熏鮑魚質(zhì)構(gòu)的影響

2.1.3冷風(fēng)干燥風(fēng)速單因素試驗(yàn)

圖5-A為不同風(fēng)速下的液熏鮑魚冷風(fēng)干燥曲線。隨風(fēng)速的升高，液熏鮑的干燥速率也隨之加快。在溫度25℃、相對濕度60%，風(fēng)速2、4、6和8 m/s條件下分別干燥25 h后，含水率分別為28.84%(a)、23.97%(b)、22.70%(b)和23.80%(b)。經(jīng)單因素方差分析得出，4、6和8 m/s風(fēng)速下樣品的含水率無顯著性差異(P>0.01)，而極顯著高于2 m/s風(fēng)速下干燥的樣品(P<0.01)。

圖5-B為干燥速率與含水率關(guān)系曲線。不同風(fēng)速下的干燥速率隨樣品含水率的降低而減少，其中4、6和8 m/s風(fēng)速下干燥速率與含水率的關(guān)系曲線基本重疊，差異較小。

圖5-C為干燥速率與干燥時(shí)間的關(guān)系。隨時(shí)間的延長，不同風(fēng)速下的干燥速率均呈降低趨勢，其中風(fēng)速4、6和8 m/s初期的干燥速率明顯高于2 m/s。這可能是因?yàn)轱L(fēng)速較大，樣品表面的水分揮發(fā)較快，表面組織更加密集，減少了內(nèi)部水分的向外擴(kuò)散，進(jìn)而導(dǎo)致后期樣品的含水率和干燥速率下降。

由圖6可知，2、4和6 m/s風(fēng)速下干燥樣品的硬度和彈性變化差異均不顯著(P>0.01)，4和6 m/s下的硬度差異不顯著(P>0.01)。因此，綜合風(fēng)速對樣品含水率、干燥速率、食用品質(zhì)和節(jié)能等方面因素，考慮采用4 m/s的干燥風(fēng)速進(jìn)行冷風(fēng)干燥。

2.1.4響應(yīng)面法優(yōu)化冷風(fēng)干燥工藝

在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，以溫度(A)、時(shí)間(B)、風(fēng)速(C)為自變量，以硬度和彈性為響應(yīng)值，優(yōu)化液熏鮑冷風(fēng)干燥工藝條件。試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及結(jié)果見表2。

圖5　干燥風(fēng)速對液熏鮑干燥曲線的影響

圖6　燥風(fēng)速對液熏鮑質(zhì)構(gòu)的影響

表2　響應(yīng)面設(shè)計(jì)方案及試驗(yàn)結(jié)果

分析表2數(shù)據(jù)，得到Y(jié)1(硬度)為目標(biāo)函數(shù)的二次回歸方程：

Y1=1.060 09×106-45 584.333 92A+52 944.77 058B-512 83.51 142C-2 882.67 383AB+1 099.30 808AC-551.55 079BC+669.21 013A2+4 025.35 521B2+548.39 730C2

表3　硬度回歸模型顯著性檢驗(yàn)

注： **表示極顯著(P<0.01)；*表示顯著(P<0.05)。下同

分析表2數(shù)據(jù)，得到Y(jié)2(彈性)為目標(biāo)函數(shù)的二次回歸方程：

Y2=-0.66 468+0.092 042A-0.60 512B+0.038 333C+9.08 333×10-3AB-4.54 167×10-3AC+0.015 708BC

表4　彈性回歸模型顯著性檢驗(yàn)

2.1.5最優(yōu)工藝條件的確定及結(jié)果驗(yàn)證

通過數(shù)學(xué)模型優(yōu)化液熏鮑冷風(fēng)干燥工藝，得到最優(yōu)工藝條件為：溫度26℃，時(shí)間23 h，風(fēng)速4 m/s；預(yù)測響應(yīng)值為：硬度20 513.60 N，彈性-0.14 mm。采用響應(yīng)面優(yōu)化工藝條件進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，所測得的指標(biāo)為：硬度(22 845.05±1 098.71)N，彈性(-0.13±0.03)mm。實(shí)測值與模型預(yù)測值基本一致。可見該模型能較好地預(yù)測實(shí)際冷風(fēng)干燥過程中液熏鮑質(zhì)構(gòu)的變化。

2.2產(chǎn)品安全指標(biāo)

結(jié)合《GB2762—2012食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中污染物限量》的規(guī)定，對本產(chǎn)品各指標(biāo)進(jìn)行分析，產(chǎn)品中未檢出苯并(α)芘和甲基汞。無機(jī)砷(0.23mg/kg)、鉛(0.35mg/kg)和鎘(0.02mg/kg)的含量均低于國家標(biāo)準(zhǔn)。因此，產(chǎn)品符合相關(guān)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2.3鮑魚貯藏

按照GB 4789.26-2013對滅菌的液熏鮑進(jìn)行檢測。取一個(gè)樣品置于2℃～5℃冰箱保存作為對照，將其他樣品在(36± 1) ℃下保溫10 d。檢驗(yàn)結(jié)果表明(表5)，保溫前后樣品的重量無變化，說明樣品無發(fā)生泄露或膨脹現(xiàn)象；鮑魚表面完整，無多余液體，有煙熏香氣，顏色為深灰色；經(jīng)過pH測定和涂片染色鏡檢，對照樣與測試樣無明顯差異，測試樣也無明顯的微生物增殖現(xiàn)象，因此該測試樣符合商業(yè)無菌要求。

表5　商業(yè)無菌檢驗(yàn)結(jié)果

3　結(jié)論

通過研究液熏鮑冷風(fēng)干燥加工工藝，探討了冷風(fēng)干燥不同的溫度、風(fēng)速和時(shí)間對鮑魚含水率和質(zhì)地特性的影響，并應(yīng)用響應(yīng)面設(shè)計(jì)確定了液熏鮑的最佳加工工藝，其參數(shù)為：溫度26℃，風(fēng)速4 m/s，時(shí)間23 h。通過該工藝制得的鮑魚，其含水率和理化性質(zhì)均符合產(chǎn)品要求，并且產(chǎn)品風(fēng)味較佳，安全衛(wèi)生。樣品鮑魚經(jīng)商業(yè)殺菌、檢測，符合商業(yè)無菌要求，初步判斷該產(chǎn)品能在常溫下貯藏12個(gè)月。

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Study on the optimization of cold wind drying processing and storage period of liquid-smoked abalone

WU Jingna1, CHEN Xiaoting2，WEI Shaohong1，QIAO Kun1，WANG Yin1，LIU ZhiYu1

(1FisheriesReasearchInstiuteofFujian,KeyLaboratoryofCultivationandHigh-valueUtilizationofMarineOrganismsinFujianProvince,FujianCollaborativeInnovationCenterforExploitationandUtilizationofMarineBiologicalResources,Xiamen361013，China;2FujianAgricultureandForestryUniversity,Fuzhou350002,China)

In the present study, the optimum drying processing and storage period were determined to improve the added value and shelf life of liquid-smoked abalone. The cold wind drying technology was used to dry the liquid-smoked abalone. Based on the single factor experiments, response surface method was used to investigate the effects of different drying temperature, speed and periods on the hardness and springiness changes of dried liquid-smoked abalone, and the mathematical models were established to determine the optimum processing technology; meanwhile the safety index and storage period were evaluated. The results indicated that the drying condition was optimal when temperature was 26 °C, wind speed 4 m/s, and time 23 h. Under such processing conditions, the hardness and springiness values of the dried liquid-smoked abalone were (22 845.05±1 098.71)N and (-0.13±0.03)mm respectively, all the various indicators met the requirements of national food safety standard and commercial sterilization, and moreover the abalone products had better flavor and quality.

liquid-smoked abalone; cold wind drying; textural properties; the drying rate; commercial sterilization

10.3969/j.issn.1007-9580.2016.04.010

2016-05-08

2016-07-26

國家海洋公益性科研專項(xiàng)(201405016)；福建省科技重大專項(xiàng)(2014NZ0001-1)；福建省海洋高新產(chǎn)業(yè)發(fā)展專項(xiàng)([2013] 011號)；福建省海洋經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展區(qū)域示范項(xiàng)目(2014FJPT01)；廈門南方海洋研究中心項(xiàng)目(14PZY017NF17)

吳靖娜(1984—)，女，助理研究員，碩士，研究方向：水產(chǎn)品加工與綜合利用，E-mail:31301863@qq.com

劉智禹(1972—)，男，教授級高級工程師，博士，研究方向：水產(chǎn)品加工與綜合利用，E-mail:13906008638@163.com

TS254.4

A

1007-9580(2016)04-051-08